Longevity: i fattori responsabili dell’invecchiamento

Ma quali sono i fattori e i meccanismi fisiologici responsabili dell’invecchiamento?  

L’età è uno dei principali fattori di rischio per la maggior parte delle situazioni cliniche cronico-degenerative, come le malattie cardiovascolari, il cancro e il diabete.

La scienza cerca da molto tempo un modo per prolungare la vita e ripristinare la salute. 

L’attuale ricerca sulla longevità riguarda alcune vie di segnalazione molecolare che sembrano promettenti per comprendere come allungare l’età biologica e cronologica. 

Ad oggi, sono stati identificati dodici fattori che caratterizzano il processo dell’invecchiamento: l’instabilità genomica, il logoramento dei telomeri, alterazioni epigenetiche, perdita della proteostasi, sensibilità ai nutrienti alterata, disfunzione mitocondriale, senescenza cellulare, esaurimento delle cellule staminali e comunicazione intercellulare alterata. 

Instabilità genomica

Il DNA umano è costantemente esposto a tutti i tipi di possibili agenti mutageni. Questi possono provenire dall’ambiente esterno, come il fumo del tabacco, le radiazioni e le sostanze chimiche, o essere fattori interni del nostro organismo, come l’infiammazione sistemica di basso grado, la produzione di radicali liberi e lo stress ossidativo.

La maggior parte di questi danni possono essere riparati fisiologicamente; purtroppo, non tutti. Perciò, mutazioni e danni si accumuleranno con il tempo. Pertanto, più vecchia è la cellula, maggiore è la probabilità di instabilità genetica accumulata: ciò può variare da piccole mutazioni a grandi rotture e traslocazioni cromosomiche. Le implicazioni possono essere diverse, da una mutazione silente, che non produce cambiamenti, all’attivazione di fattori oncogeni o al silenziamento di geni oncosoppressori.
Il danno al DNA è implicato direttamente in numerosi disturbi associati all’età, come le malattie neurodegenerative e diversi tipi di cancro. 

Un sistema che permette di aumentare la stabilità del DNA è la restrizione calorica, abbinata a una selezione ottimale del contenuto della dieta: ad esempio, le caratteristiche nutrizionali di frutta e verdura sono state associate ad una maggiore riparazione del DNA e a suoi minori danni.
Anche l’esercizio fisico, soprattutto se con caratteristiche miste fra l’aerobico e il neuromuscolare, stimola una maggior riparazione del DNA e una maggiore resilienza ai danni e alle mutazioni.

Un tipo specifico di instabilità genomica è il logoramento dei telomeri: all’interno del nucleo di quasi tutte le nostre cellule ci sono 46 cromosomi, strutture filiformi che trasportano i nostri geni. Le estremità dei cromosomi sono dette telomeri. Sebbene non contengano geni, i telomeri sono importanti per la replicazione o la duplicazione del cromosoma durante la divisione cellulare. Senza, le nostre cellule non sarebbero in grado di riprodursi: quando nasciamo, non abbiamo tutte le cellule di cui il nostro corpo avrà bisogno; durante la crescita, abbiamo bisogno di nuova pelle, ossa, sangue e molti altri tipi di cellule. Anche da adulti abbiamo bisogno di creare nuove cellule, come quelle della pelle e quelle che rivestono il nostro intestino, che vengono costantemente sostituite.

I telomeri svolgono anche un importante ruolo protettivo: la loro presenza impedisce la perdita di importante materiale genetico durante la divisione cellulare. Fungono anche da “cappuccio” sulle estremità dei cromosomi, impedendo che queste si danneggino. Questa è una funzione importante, perché i cromosomi danneggiati innescano processi biologici indesiderati e fuori controllo. La funzione di copertura può essere persa se il telomero diventa troppo corto o viene completamente eliminato, oppure se una proteina del telomero risulta mancante o mutata.

I telomeri tendono ad accorciarsi nel tempo: ogni volta che una cellula normale si divide, le estremità non vengono copiate completamente e i telomeri diventano leggermente più corti. Alla fine, risultano essere così corti che il cromosoma raggiunge una lunghezza critica e non può verificarsi alcuna ulteriore divisione cellulare, come una miccia che diventa sempre più corta, fino a far esplodere una sorta di bomba ad orologeria cellulare, guastando il funzionamento interno della cellula. Questo fenomeno di invecchiamento cellulare è noto come senescenza replicativa o limite di Halyflick (Hayflick et al., 1961). 

La senescenza è correlata alla lunghezza dei telomeri: telomeri accorciati sono stati identificati nell’invecchiamento della pelle, del sangue e delle cellule cardiovascolari e si è scoperto che le cellule di persone affette da patologie cronico-degenerative, dall’aterosclerosi all’epatite, ai disturbi del sangue, avevano telomeri accorciati. La ricerca sui telomeri e sulla telomerasi, una proteina che ripara le estremità dei telomeri è ancora nelle fasi iniziali, ma si è scoperto che l’esercizio fisico è un potente induttore naturale della telomerasi.

Nei prossimi articoli descriveremo anche gli altri fattori di rischio, ma, in generale, una sfida importante è rappresentata dall’analizzare l’interconnessione tra questi e il loro relativo contributo all’invecchiamento, con l’intento finale di identificare strategie legate soprattutto allo stile di vita (nutrizione, esercizio fisico, livello di stress) per migliorare la salute durante l’invecchiamento, con effetti collaterali minimi.