Tornado alla rivoluzione alimentare avvenute nel Pleistocene, occorre tenere presente che in base alle ricerche e analisi che finora sono state compiute, l’Homo Ergaster nonostante già mangiasse carni di animali selvatici, introduceva poco grasso, in quanto questi animali selvatici avevano tessuti poveri di grassi. In questo tipo di situazione, la sintesi interna del grasso dipende esclusivamente dall’abbondanza degli zuccheri che biochimicamente possono trasformarsi in tessuto adiposo. Tuttavia in epoca pre-agricola la presenza di cibi ricchi di zuccheri era a sua volta scarsa. Le migrazioni inoltre hanno inserito questo Homo Ergaster in altri ambienti, e questa sua limitazione dietetica e metabolica è molto probabilmente divenuta un fattore molto negativo per la sua sopravvivenza a causa del ruolo fondamentale che i grassi (lipidi), grazie a due meccanismi differenti, hanno esercitato nell’evoluzione verso Homo Sapiens. Il tessuto adiposo ha due funzioni fondamentali. La prima, è quella della produzione e conservazione dell’energia. Il grasso che sta sotto la pelle, quello chiamato sottocutaneo funziona da isolante termico, isola gli organi interni dalle variazioni di temperatura dell’ambiente esterno. Vi è poi un altro grasso, detto viscerale e più esattamente chiamato grasso bruno, che normalmente si attiva, cioè viene consumato, per produrre calore interno in determinate situazioni, quali possono essere il periodo perinatale e il letargo e anche il sonno. L’omeotermia è la grande novità di uccelli e mammiferi e che ha consentito la loro sopravvivenza. Il grasso che viene consumato per produrre energia liberando calore, viene demolito grazie alla liberazione dal tessuto adiposo, dei suoi componenti, i trigligeridi, i quali a loro volta liberano acidi grassi che vengano ossidati in quelle strutture delle nostre cellule noti come mitocondri, che sono equiparabili a delle centrali di produzione di energia e che oggi sono molto studiati per le modificazioni che subiscono durante il processo di invecchiamento. Questi acidi grassi ossidati dai mitocondri, a parità di peso, producono il doppio di energia rispetto agli zuccheri e le proteine, per la termogenesi, il lavoro muscolare e altre funzioni dell’organismo.
L’altro grande compito dei grassi è quello di contribuire in maniera decisiva alla formazione strutturale delle membrane delle nostre cellule. Se la produzione dell’energia è in parte possibile ricavarla altrimenti in presenza di penuria di grassi, tramite cioè gli zuccheri e le proteine, la loro presenza per costituire le membrane cellulari è assolutamente specifica e insostituibile. In particolare, alcune categorie di grassi, come fosfolipidi, sfingosidi e colesterolo formano proprio lo scheletro delle membrane, strutture importantissime, perché separano nel nostro corpo, l’ambiente intracellulare da quello extracellulare, determinando così nelle cellule la proprietà di specializzarsi, consentendo il corretto scambio di sostanze tra l’interno e l’esterno, meccanismo che è alla base di una buona regolazione omeostatica di tutto l’organismo. Queste strutture membranose fatte di grassi sono carrier, veicolo di vitamine essenziali per la specializzazione di funzioni cellulari come la fertilità, la visione e se pensiamo a un grasso come il colesterolo, questi è il precursore fondamentale per la sintesi degli ormoni sessuali, progestinici e corticosurrenalici. Nel caso del cervello l’importanza insopprimibile del grasso diventa decisiva. Infatti, i muscoli e il fegato, che come il cervello hanno alti costi energetici, sono capaci di ossidare in maniera totale questi acidi grassi, cioè sono in grado di estrarre da questi grassi tutta l’energia che contengono, ma questo possono farlo solo in presenza di apporti dietetici di zuccheri. Se non sono disponibili gli zuccheri, si formano come conseguenza, dei composti di ossidazione intermedia che sono comunemente noti come corpi chetonici, che possono causare danni e morte (se non ne viene interrotta almeno parzialmente la loro produzione tramite l’introduzione di un po’ di zuccheri) in quanto acidificano il sangue, condizione che rende impossibile il funzionamento delle reazioni chimiche nel corpo umano. Questa situazione di formazione dei corpi chetonici accade nel digiuno prolungato, nel diabete non trattato. Tuttavia, ed è quello che qui mi preme sottolineare, c’è un organo capace  di estrarre ulteriore energia dai corpi chetonici, ed è proprio il cervello! L’importanza di questa capacità di adattamento del cervello ha un’importanza di rilevanza evolutiva immensa, perché ha permesso all’uomo, anche in condizioni di carestia, malnutrizione, insufficienza di cibo adeguato, tutte condizioni frequenti negli ambienti incontrati dagli ominidi nel Pleistocene, di continuare a compire il suo lavoro cognitivo, di compiere scelte, di decidere e agire. Esiste un’altra situazione durante la quale si consumano corpi chetonici, ed è il periodo fetale e neonatale, che è poi proprio il momento di massima espansione cerebrale e di maggiore rischio per il feto e per il neonato, nel caso in cui la madre risultasse carente nel fornire nutrienti. A partire dalle ultime 5 settimane di gestazione, quasi tutte le calorie che gli arrivano con i nutrienti del sangue materno, vengono trasformate in tessuto adiposo e questo processo continua nei primi sei mesi di vita dopo la nascita ed è un processo unico e singolare tra tutti i mammiferi terrestri questo fatto di accumulare grasso sottocutaneo e non viscerale come nell’obesità dell’adulto. I primati alla nascita hanno solo il 6% (come in un neonato prematuro) del corpo sotto forma di grasso contro il 16% alla nascita e il 27% a sei mesi nell’Uomo. L’espansione prolungata del cervello è quindi possibile grazie a risorse nutrizionali che devono essere sicure e delle quali si non può fare a meno. Infatti i prematuri se non sono alimentati in maniera adeguata hanno problemi cognitivi. L’attivazione di geni che fanno produrre enzimi e ormoni capaci di favorire l’accumulo di grasso  nel momento della nascita è decisivo come evento chiave nell’evoluzione della specie Homo Sapiens, che ha uno sviluppo precoce del tessuto adiposo a discapito del tessuto muscolare, che risulta decisamente inferiore nell’uomo rispetto ai Primati. La crescita del cervello dipende quindi fondamentalmente da questa situazione fisiologica venutasi a creare e da altre necessità che verranno, come quella del latte materno e dall’adozione precoce di cibi molto nutrienti precondizionati dalla cottura, ma, come ora vedremo, dalla conquista di una nuova nicchia ecologica: le regioni costiere, fiumi, laghi e mari.
Dopo la savana saranno questi i nuovi ambienti del Pleistocene recente che risulteranno decisivi per la definitiva strutturazione anatomica e fisiologica dell’uomo odierno.
Il tessuto nervoso è il tessuto più ricco di grasso (60% del peso secco) a causa della grande quantità  delle strutture membranacee contenute dalle sue cellule, fibre nervose e sinapsi (giunzioni tra le cellule). Una quota rilevante di grasso serve alle membrane cellulari delle cellule cerebrali e retiniche in quanto molto funzionale alle cellule specializzate in attività elettrica come sono quelle del tessuto nervoso e retinico. Gran parte di questo grasso serve quindi per garantire l’isolamento elettrico dei nervi (cioè per garantire la fedeltà delle comunicazioni tra cellule nervose e non solo), consentendo così al cervello la sua alta capacità connessionistica, la plasticità e la fluidità di azione. Proprio la fluidità è resa possibile dalle particolari caratteristiche chimico-fisiche degli acidi grassi. Per avere fluidità, a questo scopo, gli acidi grassi devono avere una catena di atomi di carbonio molto lunga e ricca di doppi legami che permettono di cambiare orientamento nel suo percorso. Stiamo parlando degli acidi grassi polinsaturi (omega 3 e omega 6). Tra questi il più lungo e flessibile, ve n’è uno noto come DHA (acido docosaesanoico) con ben 22 atomi di carbonio e 6 doppi legami, che risulta  maggiormente abbondante alla nascita, soddisfacendo così l’esigenza di sviluppo del cervello per i primi tre mesi, indipendentemente dal contenuto dal latte materno.
Il problema principale con questo tipo di grassi (DHA, ma anche con il suo diretto precursore, l’EPA o acido eicosapentanoico e anche con l’AA o acido arachidonico), è che sono da considerare come essenziali, cioè devono essere forniti direttamente ed esclusivamente dalla alimentazione e quindi da cibi molto particolari.  Dato che sono abbondanti nel cervello è abbastanza ovvia l’osservazione dei paleontologi, secondo la quale il cervello stesso è la fonte prima alimentare di essi e quindi dobbiamo pensare all’estrazione, da parte dei primi ominidi delle savane interne, di questo organo dalle carcasse. Ciò è confermato da reperti fossili che mostrano l’allargamento del foro occipitale per estrarre il materiale e che documentano casi di cannibalismo. Tuttavia il cervello come cibo non è sufficiente da solo a sostenere un’alimentazione che deve essere costante e continua e facilmente procurabile per una popolazione che cresce numericamente e con esigenze di sviluppo del cervello in progressiva crescita. L’acido arachidonico (AA) è contenuto in abbondanza nel tuorlo d’uovo, nelle carni di animali terrestri, invece il DHA e l’EPA sono presenti solo in animali che ingeriscono direttamente il fitoplancton. Il cibo quindi più adatto a un cervello in espansione sono i pesci, molluschi, crostacei che contengono nelle loro carni quantità rilevanti di questi grassi. Esistono moltissimi dati epidemiologici che associano carenze nutrizionali di DHA  a deficit cognitivi, psicologici di varia entità e che si aggravano nelle generazioni successive se queste carenze permangono. Solo l’effetto selettivo di molte generazioni di Homo che si sono cibate  di animali acquatici possono avere sostenuto la formazione e il metabolismo di questo organo, il cervello, fino a valori così grandi ed eccedenti le dimensioni corporee. Gli effetti multigenerazionali del DHA sono determinati attraverso la regolazione genica dell’espressione di geni coinvolti nella plasticità delle sinapsi, nella costruzione delle membrane delle cellule nervose, nella formazione dei canali legati alla trasmissione degli impulsi nervosi. Si realizza così l’influenza o passaggio dal cibo ai nostri cromosomi. Una molecola nutritiva diventa uno dei modulatori dell’espressione genica che governa la costruzione di una struttura. Mangiare quindi implica di per sé una responsabilità verso se stessi, il proprio sviluppo e le generazioni future. Vongole, pesci di acque basse, fiumi e laghi, granchi e gamberi sono stati prede abbastanza facilmente consumabili per le specie umane del seconda metà del Pleistocene, consentendo quelle migrazioni fuori dall’Africa.
Recenti ricerche effettuate attraverso misure isotopiche sui resti delle ultime due specie umane che hanno convissuto in Europa e che risalgono al Paleolitico medio-superiore, hanno rilevato la composizione del collagene delle ossa rispetto agli isotopi stabili 15N e 13C. Il primo isotopo è il più abbondante nei pesci sia marini che di acqua dolce e di meno negli erbivori terrestri. Il secondo isotopo è rappresentato soprattutto negli organismi marini. I risultati indicano che il collagene osseo degli esseri umani moderni rispecchia una dieta nella quale le proteine derivano per il 25-50% da risorse di acqua dolce. Nel Neandertal invece la composizione del collagene indica una alimentazione in gran parte basata su erbivori terrestri, quindi con presenza di carne, come confermato dalla composizione isotopica dei loro fossili che risulta simile a quella che si trova nei lupi, iene e volpi. Nel caso di Sapiens invece il miglioramento delle condizioni ambientali che lo hanno indotto ad espandere il suo raggio di azione fino ai litorali, con l’acquisizione di cibo acquatico, ha prodotto una scelta alimentare decisiva nel determinare quelle differenze socio-culturali tra esso e il Neandertal. Il grande aumento di EQ (quoziente di encefalizzazione) del cervello si situa così fra 600 e 150.000 anni fa. Si è osservato però che fra 50 e 10.000 anni fa Homo Sapiens ha perso il 16% della massa corporea, e ancora negli ultimi 35.000 anni anche la massa cerebrale è diminuita nella proporzione attesa sulla base del ridotto peso corporeo. Cosa è successo? Iniziano 50.000 anni fa le prime manipolazioni di grani e semi, compare la pietra da macina, si incominciano intorno a 20.000 anni fa a triturare e cucinare semi di cereali selvatici come l’orzo e il grano. Ciò ha comportato una grande rivoluzione alimentare, poiché con la triturazione e cottura, le particelle d’amido dei cereali si riducono di dimensioni e si amalgamano con l’acqua, diventano digeribili e il loro componente fondamentale, il glucosio, diviene immediatamente disponibile come combustibile, arriva abbastanza velocemente nel sangue e quindi nelle cellule. La cottura aumenta del 70% la capacità dei cereali di innalzare il contenuto di glucosio nel sangue e rendendo così la quantità di energia che contiene immediatamente disponibile. Ora questa energia, se c’è lavoro muscolare, se c’è necessità di prestazioni per sforzi intensi e prolungati, verrà consumata. Se questo non accade, l’aumento del glucosio nel sangue finisce per causare una sintesi di grassi e un accumulo di tessuto adiposo in eccesso. Si è così determinato un nuovo processo culturale che ha portato la specie umana a basare la sua sicurezza energetica dai carboidrati dei cereali a discapito della carne degli animali selvatici e una riduzione non indifferente dell’attività fisica per le modificazioni dei modi e stili di vita. La carne è rimasta comunque una quota importante nell’alimentazione umana, per i motivi e le necessità che abbiamo descritto, ma questa carne è prodotta attraverso l’allevamento di alcune specie animali.
Ciò ha prodotto una carne di tipo diverso, con meno acidi polinsaturi (vedremo nel prossimo articolo, più nello specifico, i problemi dei cibi animali moderni e dei cibi vegetali trattati, ma anche i loro pregi e le straordinarie proprietà della carne). Inoltre la domesticazione degli alberi da frutto e dei cereali ha prodotto anche le bevande alcoliche fermentate (7.000 anni fa), comportando l’introduzione di un surplus calorico addizionale e rapido. In più, questi cambiamenti alimentari, associati ad altri cambiamenti socio-produttivi, hanno determinato un organizzazione diversa delle comunità umane, che sono diventate sedentarie (anche questo, ha implicazioni sullo sviluppo encefalico). Così, questa prima vera globalizzazione dei regimi alimentari ha determinato un arresto nell’espansione cerebrale e nello stesso tempo ha aperto uno squarcio enorme che ha prodotto, come conseguenza di queste mutazioni alimentari e di vita fisica, un grande aumento delle malattie infettive e metaboliche, tratto caratteristico dello stadio attuale dell’evoluzione umana. Nel prossimo articolo parleremo del perché certi regimi alimentari, oggi in aumento, come quello vegetariano, e vegano soprattutto, possano implicare un peggioramento della situazione e un rischio involutivo negando le necessità fisio-evolutive di un cervello che deve mantenersi sviluppato e che vuole svilupparsi ancora! E vedremo anche l’ottimo esempio di simbiosi che si era instaurato tra uomo, animali e vegetali e che a causa dei processi di industrializzazione è stato demolito e praticamente scomparso.