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 eccitante è che questi tappi protettivi vengono costantemente rimossi e sostituiti. La ricercatrice australiana Elisabeth Blackburn è stata insignita del premio Nobel per la scoperta di questo meccanismo e la attrazione dei telomeri è stata inclusa nel repertorio dei 12 meccanismi molecolari che chiamiamo Hallmarks of Aging .
Abbiamo già imparato a conoscere l'instabilità genomica come prima caratteristica. Questo accumulo di danni al DNA con l'età sembra influenzare le nostre informazioni genetiche in modo quasi casuale. A seconda del luogo 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 mostriamo i dettagli. Ma prima, torniamo alle lezioni di biologia e spieghiamo le basi.
Che cos'è un telomero?
Quasi tutte le cellule del nostro corpo contengono DNA nel nucleo cellulare. L'acido DesossiriboNukleinS, come viene chiamato per esteso, è considerato in termini molto semplificati 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 e si chiama telomero. Nessuna altra informazione sulle proteine è codificata qui o ma i telomeri agiscono come protezione dalla degradazione del 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. L'importante è che l'accorciamento dei telomeri sia 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 si esauriscono. Ciò comporta l'interruzione della funzione cellulare e l'incapacità di dividersi. Leonard Hayflick scoprì questa soglia e da allora è nota come "limite di Hayflick".
La deplezione dei telomeri spiega quindi la limitata capacità delle cellule di dividersi e quindi in parte anche il limitato potenziale di rigenerazione dei tessuti. Nell'esperimento di Hayflicks, tra l'altro, una cellula umana media ha sviluppato ca. Condiviso 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 i telomeri sani. È stato dimostrato che l'integrazione di magnesio aumenta la lunghezza dei telomeri negli esseri umani. D'altra parte, altre pubblicazioni hanno dimostrato che bassi livelli di magnesio abbinati ad alti livelli di omocisteina determinano telomeri più corti.
Telomerasi come chiave per l'immortalità?
Ma che dire del resto delle cellule che non sono interessate dall'accorciamento dei telomeri? Ebbene, esse hanno un enzima chiamato telomerasi, che può allungare nuovamente i telomeri. Questo enzima conferisce quindi a una cellula l'immortalità virtuale. Aha! Quindi i ricercatori devono solo riuscire a introdurre questa telomerasi in ogni cellula? Come sempre nella scienza, non è così semplice: la natura ha pensato a qualcosa non dotando tutte le cellule di questa telomerasi.
Ripensiamo alla prima caratteristica: l'instabilità genomica. Una costante pioggia di influenze esterne e interne si riversa sulle nostre informazioni genetiche, minacciando l'integrità del DNA. Di conseguenza, ogni secondo nel nostro corpo si verificano mutazioni e cambiamenti del DNA, la maggior parte dei quali non può essere completamente riparata dal sistema di riparazione molto esteso.
Se le cellule con mutazioni genetiche non riparate possedessero ora l'enzima telomerasi, la cellula alterata potrebbe continuare a dividersi felicemente. Il risultato è un ammasso sempre più grande di cellule completamente degenerate, meglio note 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 un'ampia varietà di 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 studi più ampi ha analizzato il rapporto tra stress cronico e 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 inferiore 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 ancora, 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, a ben vedere, delle rotture del filamento di DNA, ossia dei punti in cui il DNA termina.
È noto che il nostro sistema di riparazione lo riconosce immediatamente nel suo sforzo di prevenire le estremità del DNA allentate e le ripara. Con buone intenzioni, ma, nel caso dei telomeri, con un brutto colpo. La suddetta riparazione non deve avvenire in nessun caso nei telomeri, poiché 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 tra le cellule figlie. Sia l'eccesso che la carenza di informazioni genetiche compromettono il funzionamento delle cellule.
Casetta - il nome è forse ingannevole?
Come spesso accade, la natura è a portata di mano, perché noi esseri umani e alcuni altri organismi possediamo Shelterin. Shelterin è un complesso di sei proteine che si lega ai telomeri e li protegge dal sistema di riparazione. "rifugio"). In questo modo si risolve per il momento il problema principale delle rotture cromosomiche e dell'imminente degenerazione delle cellule, ammesso che la shelterina funzioni.
Ora, però, i telomeri non sono immuni ai danni al DNA, come abbiamo appreso nel contesto dell'instabilità genomica. La telomerina rende i telomeri invisibili alla meccanica del DNA, per cui il danno effettivo al DNA non può essere riparato. All'inizio non sembra una buona cosa, perché la circostanza sopra descritta porta a danni sempre maggiori, che nel tempo possono contribuire alla senescenza (stato intermedio, una sorta di "cellula zombie") o alla morte cellulare.
I 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 alcune 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 hanno una 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. Ad esempio, la telomerasi è stata riattivata geneticamente con successo in topi invecchiati precocemente con un deficit di telomerasi. Un altro esperimento ha dimostrato un ritardo nel normale invecchiamento, senza un aumento dell'incidenza del cancro, attraverso l'attivazione farmacologica.
I prossimi anni e decenni mostreranno se il nostro futuro nella ricerca sui telomeri sarà luminoso come quello dei topi. Nel frattempo, possiamo dare un'occhiata a ciò che funziona in modo sicuro negli esseri umani. Come possiamo allungare i nostri telomeri?
Lo sapevate che gli acidi grassi omega-3 sono una parte importante di una dieta sana? In natura sono presenti principalmente in tre forme, abbreviate in ALA, DHA ed EPA. Gli scienziati hanno esaminato per 6 anni se esiste un legame tra l'indice di omega-3 e i telomeri. E infatti. I pazienti che consumavano poco DHA ed EPA (e di conseguenza avevano un basso indice di omega-3), mostravano un logoramento dei telomeri molto più rapido.
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 misurare la lunghezza dei telomeri dei leucociti (globuli bianchi). Ma non sempre questo è il metodo di misurazione migliore.
Per comprendere l'influenza della dieta, 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 sostanze vegetali secondarie sembra favorire questo equilibrio e quindi contribuire indirettamente all'allungamento dei telomeri.
Sirtuine e telomeri: due partner per la longevità
Se osserviamo più da vicino le 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.
Die Sirtuine können besonders effektiv durch Fasten aktiviert werden, 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, sostengono i telomeri e hanno un effetto sull'epigenetica.
Conclusione sull'attrito dei telomeri
I telomeri svolgono un ruolo importante nel processo di invecchiamento. Per un certo periodo, i telomeri sono stati addirittura le "star" della ricerca sull'invecchiamento. La convinzione era che bastasse prolungarla 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. In quanto parte dei segni distintivi dell'invecchiamento, sono una pietra miliare sulla via del rallentamento dell'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.
