Forse avete sentito parlare dei telomeri durante le lezioni di biologia? Sono come i cappucci protettivi dei lacci delle scarpe e aiutano il DNA a mantenere la sua forma. La cosa affascinante è che questi cappucci protettivi vengono costantemente rimossi e ricostruiti. La ricercatrice australiana Elisabeth Blackburn ha ricevuto il premio Nobel per la scoperta di questo meccanismo e il logorio dei telomeri è stato incluso nel repertorio dei 12 meccanismi molecolari che chiamiamo segni di invecchiamento .
Abbiamo già imparato a conoscere l' instabilità genomica come primo segno distintivo. L'accumulo di danni al DNA con l'età sembra influenzare le nostre informazioni genetiche in modo quasi casuale. A seconda del punto in cui si verifica il danno, si verificano condizioni diverse.
Cosa c'entrano i telomeri con l'invecchiamento? Molto, a quanto pare, e qui vi mostreremo i dettagli. Ma prima, torniamo alle lezioni di biologia e spieghiamo le basi.
Cosa è un telomero
Quasi tutte le cellule del nostro corpo contengono DNA nel nucleo cellulare. DesossiriboNnucleicoSacido, come si scrive, viene considerato in modo molto semplificato come un libro in cui sono scritte le informazioni genetiche. Tuttavia, un libro non è sufficiente per questa analogia - il nostro DNA è piuttosto un'intera biblioteca. Nelle persone sane, questa biblioteca comprende 23 libri, i cosiddetti cromosomi.
Abrasione del telomero: lasciare il meglio per ultimo
L'ultimo capitolo di questi libri è speciale ed è noto come telomero. Non è più il luogo in cui vengono codificate o immagazzinate le informazioni per le proteine, ma i telomeri agiscono come protezione dalla degradazione per il DNA. Ogni volta che il DNA viene duplicato durante la divisione cellulare, i telomeri si accorciano. La ragione di ciò è molto complessa e andrebbe oltre lo scopo di questo articolo. La cosa importante è che l'accorciamento dei telomeri è un normale processo fisiologico che si verifica nella maggior parte delle cellule di tutti gli esseri umani.
Con il tempo, accade quanto segue: dopo un certo numero di duplicazioni del DNA, si raggiunge una soglia e i telomeri sono esauriti. Questo porta alla cessazione della funzione cellulare e all'incapacità di dividersi. Leonard Hayflick scoprì questa soglia e da allora è nota come "limite di Hayflick".
L'esaurimento dei telomeri spiega quindi la limitata capacità delle cellule di dividersi e quindi in parte anche il limitato potenziale rigenerativo dei tessuti. Nell'esperimento di Hayflick, una cellula umana media si divideva circa 52 volte.
Lo sapevate? Il metabolismo del magnesio svolge un ruolo importante nei telomeri. Il magnesio è necessario in molti punti del nostro corpo, ma è particolarmente coinvolto nella produzione di energia e nell'equilibrio degli elettroni. Abbiamo bisogno di entrambi per mantenere sani i telomeri. È stato dimostrato che l'integrazione di magnesio aumenta la lunghezza dei telomeri negli esseri umani. Al contrario, altre pubblicazioni hanno dimostrato che bassi livelli di magnesio abbinati ad alti livelli di omocisteina portano a telomeri più corti.
La telomerasi come chiave per l'immortalità
Ma che dire delle cellule rimanenti che non sono interessate da questo accorciamento dei telomeri? Ebbene, esse dispongono di un enzima chiamato telomerasi, che può allungare nuovamente i telomeri. Questo enzima dà praticamente l'immortalità a una cellula. Aha! Quindi i ricercatori devono solo riuscire a introdurre questa telomerasi in ogni cellula? Come sempre nella scienza, non è così semplice, dopotutto la natura ha pensato a qualcosa non dotando tutte le cellule di questa telomerasi.
Ripensiamo al primo segno distintivo: l'instabilità genomica. Una costante pioggia di influenze esterne e interne si riversa sulle nostre informazioni genetiche, minacciando l'integrità del nostro DNA. Di conseguenza, ogni secondo nel nostro corpo si verificano mutazioni e cambiamenti del DNA, la maggior parte dei quali può essere riparata dal sistema di riparazione molto esteso, ma non completamente.
Se le cellule con mutazioni genetiche non riparate possedessero l'enzima telomerasi, la cellula alterata potrebbe continuare a dividersi. Il risultato è un ammasso sempre più grande di cellule completamente degenerate, meglio conosciuto come cancro - un'arma a doppio taglio.
Cellule staminali - la classe reale delle cellule
Le cellule privilegiate dalla telomerasi includono le cellule staminali o le cellule del midollo osseo, che di solito si trovano in aree protette del corpo. Inoltre, sono protette al meglio dalle influenze nocive sul loro DNA grazie a varie proprietà e meccanismi, molto meglio della maggior parte delle altre cellule. Di conseguenza, il rischio di degenerazione è notevolmente ridotto.
Lo sapevate? La scopritrice della telomerasi, Elisabeth Blackburn, lavora ancora oggi sull'argomento. Uno dei suoi lavori principali ha analizzato il legame tra lo stress cronico e la lunghezza dei telomeri. Qui ha potuto dimostrare che le persone cronicamente stressate (nel suo caso madri che si occupano di bambini malati cronici), avevano telomeri più corti e l'attività della telomerasi era più bassa rispetto ai gruppi di confronto.
Riparazione del DNA - ben intenzionata, malriuscita
La nostra idea di telomeri deve ora essere ampliata per includere un altro fattore, o meglio un'altra proteina. Sappiamo già che il DNA non è un filamento continuo, ma è diviso in cromosomi, alla cui estremità si trovano i telomeri. I telomeri sono quindi, se visti in questo modo, delle interruzioni del filamento di DNA - luoghi in cui il DNA termina.
È noto che il nostro sistema di riparazione li riconosce immediatamente nel suo sforzo di prevenire le estremità del DNA e li ripara. Con buone intenzioni, ma nel caso dei telomeri, mal fatto. La suddetta riparazione non deve avvenire in nessun caso con i telomeri, perché due cromosomi possono essere uniti in questo modo
Se ciò accade e la cellula vuole dividersi successivamente, si verificano dannose "rotture cromosomiche": il materiale genetico viene distribuito in modo non uniforme alle cellule figlie. Sia troppe che troppo poche informazioni genetiche compromettono la funzione della cellula.
Rifugio - il nome è ingannevole?
Come spesso accade, la natura è a portata di mano, perché noi esseri umani e alcuni altri organismi possediamo Shelterin. La Shelterina è un complesso di sei proteine che si lega ai telomeri e li protegge dal sistema di riparazione ("shelter"). Questo risolve per il momento il problema principale delle rotture cromosomiche e dell'imminente degenerazione delle cellule - presupponendo che la shelterina funzioni.
Ora, però, i telomeri non sono immuni ai danni al DNA, come abbiamo appreso nel contesto dell'instabilità genomica. Siccome i telomeri sono invisibili alla meccanica del DNA a causa della shelterina, i danni reali al DNA non possono essere riparati. All'inizio non sembra una buona cosa, perché la circostanza sopra descritta porta a danni sempre maggiori, che possono contribuire alla senescenza (stato intermedio, una sorta di "cellula zombie") o alla morte cellulare
nel tempoI danni al DNA nella regione dei telomeri non sono tuttavia particolarmente gravi, in quanto si tratta di una regione non codificante, cioè non viene letta alcuna informazione per la costruzione di proteine.
Telomeri corti e malattie
La proteina ci protegge così dal male maggiore. La perdita di poche cellule è un problema minore rispetto a quello delle cellule degenerate e delle rotture cromosomiche. Se manca la shelterina o parti di essa, è stato osservato un rapido declino della capacità rigenerativa e un invecchiamento accelerato - un fenomeno che si verifica anche quando i telomeri sono in realtà di lunghezza normale.
Oltre alla carenza di shelterina, la carenza di telomerasi porta anche allo sviluppo prematuro di malattie. In particolare, si tratta di indurimento dei polmoni (termine tecnico: fibrosi polmonare), anemia con riduzione di tutte le cellule del sangue (termine tecnico: anemia aplastica) e una rara malattia della pelle chiamata discheratosi congenita.
Tutte e tre le malattie comportano la perdita della capacità rigenerativa di vari tessuti. Inoltre, studi riassuntivi hanno dimostrato un legame tra telomeri corti e rischio di mortalità, soprattutto in giovane età.
Possiamo fermare l'attrito dei telomeri?
Negli esperimenti sui topi sono già stati ottenuti i primi successi con le terapie telomeriche. Per esempio, la telomerasi è stata riattivata geneticamente con successo in topi invecchiati precocemente con un deficit di telomerasi. Un altro esperimento ha mostrato un ritardo nel normale invecchiamento, senza aumentare l'incidenza del cancro, attraverso l'attivazione farmacologica.
Gli anni e i decenni a venire mostreranno se il nostro futuro nella ricerca sui telomeri sarà luminoso come quello dei topi. Nel frattempo, possiamo già dare un'occhiata a ciò che funziona in modo sicuro nell'uomo. Come possiamo allungare i nostri telomeri?
Lo sapevate Gli acidi grassi omega-3 sono una parte importante di una dieta sana. Sono presenti in natura principalmente in tre forme, abbreviate ALA, DHA ed EPA. Da 6 anni gli scienziati stanno studiando se esiste un legame tra l'indice di omega-3 e i telomeri. E in effetti, i pazienti che consumavano poco DHA ed EPA (e di conseguenza avevano un basso indice di omega-3), mostravano una riduzione dei telomeri molto più rapida .
Capsule di omega-3 di alta qualità provenienti da pesce peruviano pescato in natura, privo di pesticidi e metalli pesanti.
L'alimentazione a base di piante allunga i telomeri
Le pubblicazioni sulla ricerca sui telomeri sono talvolta confuse e contraddittorie. Ciò è dovuto anche a come sono strutturati gli studi e a quali telomeri vengono misurati. Il modo più semplice è quello di misurare la lunghezza dei telomeri dei leucociti (globuli bianchi). Ma non sempre questo è il metodo di misurazione migliore.
Per comprendere l'influenza dell'alimentazione, dobbiamo guardare al quadro generale. Nel contesto dell'instabilità genomica, abbiamo già visto che il nostro DNA è costantemente esposto allo stress ossidativo. Un po' di questo è benefico, troppo sembra accelerare l'invecchiamento. Un'alimentazione ricca di piante , ricca di composti vegetali secondari sembra promuovere questo equilibrio e quindi contribuire indirettamente ad allungare i telomeri.
Sirtuine e telomeri: due partner per la longevità
Se guardiamo più da vicino alle relazioni molecolari tra telomeri e sostanze vegetali secondarie, ci imbattiamo nelle sirtuine. Le sirtuine sono spesso descritte come geni della longevità, poiché Sirt-1 e Sirt-6 in particolare sono associate a una migliore salute.
Le sirtuine possono essere attivate in modo particolarmente efficace da digiuno , ma anche alcune sostanze vegetali secondarie come resveratrolo sono potenti attivatori di sirt. Alti livelli di sirtuine ci aiutano a proteggere il DNA dai danni, a sostenere i telomeri e ad avere un effetto sull'epigenetica.
Conclusione sull'attrito dei telomeri
I telomeri svolgono un ruolo importante nel processo di invecchiamento. Per qualche tempo, i telomeri sono stati addirittura i "protagonisti" della ricerca sull'invecchiamento. Si credeva che bastasse allungarli per vivere per sempre. Non è poi così semplice e, nonostante alcune battute d'arresto, oggi sappiamo molto di più su questa importante struttura delle nostre cellule, grazie anche a Elisabeth Blackburn. Come parte dei segni distintivi dell'invecchiamento, sono un elemento fondamentale per rallentare l'invecchiamento.
Il prossimo articolo di questa serie riguarda il terzo segno distintivo dell'invecchiamento: Mutamenti epigenetici.
MoleQlar ONE combina il potenziale di 13 diversi ingredienti della longevità per promuovere la salute e la longevità a livello molecolare. Il complesso ha effetti positivi su tutti e dodici i segni dell'invecchiamento.
