Il genoma è un concetto che, in modo semplificato, descrive l’insieme completo delle informazioni ereditarie di un individuo . Si tratta di informazioni per la produzione di proteine che, in molti modi, possono determinare e modificare l’aspetto del corpo. Puoi immaginare il DNA un po’ come il piano di codice di un programma informatico. Le informazioni memorizzate nel DNA vengono tradotte in amminoacidi da speciali aiutanti nel corso della traduzione, e da questi amminoacidi si formano infine le proteine nel nostro corpo. Ti risparmiamo i dettagli, sarebbe un po’ troppa biochimica tutta in una volta.
Giorno dopo giorno, milioni di cellule si dividono nel nostro corpo, il che significa che anche le informazioni genetiche devono essere copiate.Ciò significa per ogni cellula una copia di circa 3 miliardi dei cosiddetti paia di basi, e nel migliore dei casi anche nell’ordine corretto. Che lì qualcosa possa andare storto è quasi scontato. Il nostro corpo è dotato di una serie di aiutanti che possono correggere gli errori durante il processo di copia. Anche in caso di danni “esterni” entrano in azione questi aiutanti.
In giovane età questo sistema altamente complesso funziona (per lo più) in modo impeccabile, ma con l’avanzare dell’età si insinuano sempre più errori. La cosiddetta instabilità genomica è uno dei Hallmarks of Aging. Questi Hallmarks sono un tentativo di spiegare l’invecchiamento in modo scientifico e a livello molecolare. Qui ti presenteremo più dettagliatamente il primo Hallmark e cercheremo di rispondere alla domanda sul perché gli esseri umani invecchiano.
Se si accumulano troppi danni al DNA (ad esempio a causa di instabilità genomica), la cellula muore o degenera.
Instabilità genomica – il pericolo dall’esterno
Tra le minacce di origine esterna si annoverano sostanze chimiche o biologiche e quindi, ad esempio, farmaci. Inoltre, anche la fisica, attraverso la luce UV, in particolare la luce UV-C, può danneggiare il DNA.
Se ti sei già preso una scottatura solare, allora sai di cosa stiamo parlando. La luce UV penetra attraverso la nostra pelle e può, quando colpisce il DNA, staccarne interi frammenti. Se la radiazione UV è bassa o abbiamo applicato una protezione solare, i danni sono limitati e il nostro corpo può ripararli.
Nell’altro caso il DNA viene danneggiato a tal punto che la cellula non è più funzionale. Muore. Se ciò avviene in grande misura, lo vediamo come arrossamento della pelle o, in modo ancora più evidente, sotto forma di formazione di vesciche. A lungo termine questi danni da UV possono nuocere gravemente alla pelle e portare al “cancro della pelle”.
Per fortuna non deve sempre arrivare al peggio, ma un’esposizione ai raggi UV costantemente elevata senza protezione fa invecchiare anche la pelle. In particolare la molecola strutturale collagene viene distrutta gradualmente dall’irradiazione solare.
Lo sapevi? Con circa il 30% il collagene è la proteina più comune nel nostro corpo. Si trova nella pelle, nelle ossa e nei tendini.La radiazione UV può distruggere il collagene in due modi. Da un lato, i fibroblasti (queste cellule producono il collagene) vengono inibiti nel loro lavoro e, dall’altro, la radiazione UV attiva le cosiddette collagenasi, che “mangiano” il collagene funzionante. La buona notizia è che possiamo fornire collagene anche dall’esterno sotto forma di peptidi di collagene e così supportare la nostra pelle.
I peptidi di collagene (noti anche come collagene idrolizzato) sono un metodo scientificamente riconosciuto per aumentare il livello di collagene nelle cellule. La polvere di collagene è quindi uno degli integratori alimentari più popolari. Chi preferisce un’alternativa vegetale sceglie spesso i booster di collagene vegani, che si basano su precursori del collagene.
Instabilità genomica dall'interno
Passiamo alle minacce di origine endogena. Nel corso della divisione cellulare da una cellula si formano due cellule figlie. Entrambe le cellule figlie devono naturalmente ricevere la stessa informazione genetica, affinché possano svilupparsi secondo la loro destinazione. A questo scopo, nel corso della divisione cellulare (replicazione) il DNA si duplica e poi si ripartisce in modo uniforme tra le due nuove cellule che si formano. In questo processo si verificano talvolta i cosiddetti errori di replicazione del DNA, ad esempio appaiamenti errati tra i due filamenti. Questo è subottimale, ma l'organismo è preparato a ciò.
La divisione cellulare è organizzata come un ciclo e in questo ciclo sono integrate delle stazioni di controllo. Quando viene rilevato un errore, la divisione cellulare si arresta e l'errore viene nel migliore dei casi riparato. Per il caso in cui il sistema di riparazione non riesca a eliminare il danno, la cellula viene portata nello stato di senescenza .
Parleremo più avanti della senescenza, ma per darti un’idea più chiara: questa cellula è appena stata messa in “modalità zombie”. Non è né viva né veramente morta.
Quercesome - biodisponibilità aumentata di 20 volte rispetto alla polvere di quercetina convenzionale. Grazie ai fosfolipidi di girasole e alla vitamina C naturale.
Radicali liberi e specie reattive dell’ossigeno – cosa c’entrano con l’invecchiamento?
I radicali liberi e le specie reattive dell’ossigeno suonano un po’ come biochimica esplosiva. E in effetti lo è. Proprio nei processi metabolici ad alta intensità energetica nel corpo, z.B.nei mitocondri, possono in determinate circostanze formarsi radicali liberi. Si tratta di molecole particolarmente reattive che disturbano l’equilibrio delle reazioni e possono così ostacolare reazioni utili all’organismo.
Se si tratta di una molecola di ossigeno, queste molecole vengono chiamate in gergo tecnico specie reattive dell’ossigeno. Anche a questo il corpo ha una risposta pronta, perché gli antiossidanti possono neutralizzare questi disturbatori in una certa misura. Il più importante antiossidante endogeno è il glutatione, che ti abbiamo presentato più dettagliatamente nel nostro articolo su GlyNAC ..
Esiste persino una teoria dell’invecchiamento che si basa quasi esclusivamente sui radicali liberi. In breve, il carico continuo di queste molecole reattive dovrebbe farci invecchiare. Questa teoria è ormai un po’ superata, perché ormai si sa che un certo livello di radicali liberi può essere vantaggioso per l’organismo. Solo quando l’equilibrio si altera, i radicali liberi rappresentano una minaccia per la nostra stabilità genomica.
Instabilità genomica & Difetti dell’involucro nucleare
I danni menzionati, indipendentemente dal fatto che abbiano origine esterna o interna, rientrano tra le lesioni dirette del nostro progetto di costruzione, il DNA. Inoltre, anche i difetti dell’architettura del nucleo cellulare possono causare un’instabilità del genoma. Questo funziona come segue.
Il nucleo cellulare è uno spazio a sé stante, circondato da un involucro, ed è il luogo della cellula in cui è ospitato il DNA. L’involucro del nucleo cellulare è costituito da molte proteine diverse, tra cui proteine della famiglia delle lamine. “Lamina” è latino e significa lastra, disco o strato. Queste “proteine a strato” devono essere formate correttamente affinché l’involucro funzioni in modo appropriato.
Si comporta in modo simile a un tetto di una casa, che non deve essere né troppo rigido né troppo morbido per distribuire al meglio i carichi. Se in relazione a queste “proteine a strato” dell’involucro nucleare si verifica un problema, il genoma diventa instabile. Il motivo è il fatto che il DNA è collegato all’involucro nucleare tramite molecole.
Vediamo un esempio reale. Ci sono persone che possono formare solo una versione accorciata di una lamina specifica. La proteina accorciata è chiamata progerina .Di conseguenza, la malattia viene definita come progeria (=invecchiamento accelerato). In queste persone l’involucro nucleare non è sufficientemente stabile. Il risultato è una velocità di invecchiamento aumentata da cinque a dieci volte. Le persone colpite muoiono spesso già in età infantile o adolescenziale.
Lo sapevi? Ricercatori della TU di Monaco hanno studiato più da vicino il quadro clinico della progeria e hanno fatto una scoperta interessante. La progerina difettosa si forma anche nelle cellule normali. Nei pazienti affetti da progeria, tuttavia, si forma circa 20 volte più progerina, così che i cestini della spazzatura delle cellule si intasano. L’ autofagia, anch’essa uno degli Hallmarks of Aging, quindi in queste persone non funziona più.
La seconda entusiasmante scoperta dello studio è stata che grazie alla somministrazione di sulforafano, un fitochimico secondario presente nei broccoli, è stato possibile aumentare l’autofagia e i “cestini della spazzatura” delle cellule (proteasomi) hanno ricominciato a funzionare meglio.
Se l’involucro nucleare viene danneggiato o diventa instabile, la salute cellulare ne risulta gravemente compromessa. L’instabilità genomica ne è una delle cause.
Instabilità genomica in futuro
Anche se le progerie sono malattie estremamente rare, con una frequenza di 1 su 1 milione, il difetto alla base è rilevante per ognuno di noi.
Le scienziate e gli scienziati hanno dimostrato che anche nelle persone con un normale processo di invecchiamento si forma la progerina, che disturba l’architettura del nucleo.
Il genoma è quindi costantemente instabile a causa delle molteplici influenze, sia esterne che interne. Nessun essere umano ne è escluso. La buona notizia è che il nostro corpo è preparato ad affrontare molte di queste sfide. Tuttavia, con l’aumentare dell’età, gli sforzi per tenere sotto controllo o riparare l’instabilità funzionano solo in modo subottimale.
La domanda sul perché alcune persone invecchino più lentamente può probabilmente essere spiegata dal fatto che queste persone possiedono buoni meccanismi di riparazione per limitare l’instabilità genomica.Le pubblicazioni più recenti sull’argomento non solo approfondiscono le nostre conoscenze, ma mostrano anche possibili modi per tenere sotto controllo l’instabilità genomica.
Nel prossimo articolo di questa serie parleremo della seconda caratteristica dell’invecchiamento: l’ accorciamento dei telomeri.
