L'autofagia (macro) alterata o più descrittivamente l'alterata rimozione dei rifiuti cellulari è il dodicesimo e ultimo segno distintivo dell'invecchiamento. La scienza intende questo come il fatto che le nostre cellule non sono più in grado di liberarsi dei rifiuti cellulari. Ciò può interessare grandi complessi di molecole o interi organelli cellulari - da cui il prefisso "macro" - ma anche i depositi più piccoli, come quelli riscontrati nella demenza di Alzheimer . Per semplicità, nel resto dell'articolo ci riferiremo solo alla autofagia .
Perché lo smaltimento dei rifiuti cellulari svolge un ruolo così importante? Per rispondere in modo più dettagliato, vi accompagneremo in un breve viaggio attraverso il corpo e vi presenteremo i vari componenti del sistema di smaltimento dei rifiuti. Non lasciatevi intimidire da nomi complicati come sistema autofagico-lisosomiale o chaperone , qui vi spieghiamo tutto passo per passo. Diamo anche uno sguardo alla ricerca e spieghiamo perché il sonno e l'integrazione di spermidina può essere un toccasana per un sistema di riciclaggio indebolito.
Cos'è l'autofagia
L'autofagia descrive il riciclaggio proprio della cellula. È abbastanza normale che le proteine o altri componenti delle cellule perdano la loro funzione o non siano più necessari a un certo punto. Dopo tutto, le nostre esigenze cambiano nel tempo. Anche le nostre centrali elettriche cellulari - i mitocondri - non durano un'intera vita umana. Il compito dell'autofagia è quello di garantire che questi resti vengano scomposti correttamente e che i componenti vengano poi riutilizzati.
La cattiva degradazione delle proteine, ad esempio - la perdita della proteostasi - è già stata identificata come segno distintivo dell'invecchiamento . In questo caso, le proteine ripiegate in modo errato non possono più essere dispiegate. In questo modo si corre il rischio di formazione di grumi. Tuttavia, poiché lo smaltimento delle proteine è solo una piccola parte dello smaltimento dei rifiuti cellulari, le caratteristiche dell'invecchiamento sono state ampliate. L'autofagia modificata è un segno distintivo indipendente dall'ultimo aggiornamento. Qui vi mostriamo cosa succede esattamente con l'avanzare dell'età.
Dalle forbici alle trappole per acidi: come vengono smaltiti i rifiuti nelle nostre cellule
Prima di esaminare ciò che smette di funzionare correttamente in età avanzata, diamo un'occhiata più da vicino al nostro sistema di riciclaggio. Ha un design elegante e fa il suo lavoro giorno dopo giorno senza che ce ne accorgiamo.
A grandi linee, ci sono due sistemi principali nello smaltimento dei rifiuti delle cellule. Il primo ha il nome ingombrante di Sistema Proteasoma dell'Ubiquitina (UPS) e ha due compiti principali. Da un lato l'etichettatura (ubiquitinazione) delle proteine mal ripiegate e dall'altro i proteasomi assicurano che queste proteine mal ripiegate vengano nuovamente scomposte nei loro singoli aminoacidi.
Possiamo immaginare i proteasomi come una sorta di filtro con forbici altamente specializzate all'interno. Le proteine che entrano nei proteasomi vengono separate in modo ordinato e sono quindi disponibili per la cellula come nuovi blocchi di costruzione.
Il secondo grande sistema porta il nome non meno complicato di sistema autofagico-lisosomiale. Questa struttura è più complessa dell'UPS, in quanto qui non vengono scomposte solo le singole proteine, ma in caso di dubbio gli interi organelli cellulari vengono scomposti nei loro elementi costitutivi e questi vengono poi restituiti al metabolismo cellulare.
Il 4. Il segno distintivo dell'invecchiamento è in gran parte dovuto a un malfunzionamento del sistema ubiquitina-proteasoma. Ora si parla di autofagia.
Come in natura si accumulano spesso montagne di rifiuti, così accade anche a noi umani in età avanzata.
Il sistema autofagico-lisosomiale
Non sono solo le proteine difettose a costituire un problema nelle nostre cellule, ma anche gli organelli cellulari che non funzionano più. Abbiamo già scritto articoli dettagliati sul ruolo di ATP e dei mitocondri , ma questi rivelano poco su ciò che accade quando i mitocondri vecchi devono essere demoliti. This happens through macroautophagy.
Semplificato anche qui: Intorno al vecchio mitocondrio si forma un involucro, che viene chiamato nella sua interezza l'autofagosoma . Ora abbiamo un ambiente protetto. Ciò è necessario affinché la degradazione all'interno della cellula non distrugga immediatamente l'intera cellula.
Nella fase successiva l'autofagosoma si collega al lisosoma. Questo è una sorta di piccolo stomaco - contiene molti enzimi digestivi, che ci servono per scomporre molecole complesse. All'interno di questo ambiente protetto, tutto viene ora scomposto e, come sempre in biologia, c'è ora anche un nuovo nome. L' autolisosoma è il collegamento tra l'autofagosoma e il lisosoma.
Dopo la digestione, tutto ciò che può essere riutilizzato viene restituito alla cellula e i prodotti di scarto vengono eliminati con il liquido linfatico.
Lipofuscina - quando si può letteralmente vedere l'età
Quando invecchiamo il nostro sistema di riciclaggio altamente specializzato non riesce più a tenere il passo. Se rimaniamo ai lisosomi, questo è impressionante da vedere. Oltre alla loro funzione di "trituratori di rifiuti", questi organi cellulari possono anche assorbire proteine di grandi dimensioni che non hanno più una funzione nella cellula ma sono troppo grandi per essere trasportate via con la linfa o attraverso il flusso sanguigno. Questi "rifiuti speciali" sono immagazzinati nella cellula in piccole capsule dette "granuli".
Se si osservano al microscopio vecchie cellule nervose o muscolari, si possono notare anche molte di queste macchie scure. Un'ampia parte di questa è costituita dalla lipofuscina. Si tratta principalmente di mitocondri danneggiati che non possono più essere scomposti correttamente. I rifiuti cellulari praticamente "intasano" la cellula e ne limitano la funzione. Questo è probabilmente uno dei motivi per cui la disfunzione mitocondriale si manifesta in età avanzata.
Le macchie dell'età non si vedono solo nelle cellule nervose al microscopio, ma anche nella pelle invecchiata.
Malattia di Alzheimer - uno degli esempi più evidenti di smaltimento difettoso dei rifiuti
Un'altra malattia associata a un errato smaltimento dei rifiuti è il morbo di Alzheimer. È qui che si depositano le cosiddette placche amiloidi. Questi complessi si accumulano nelle cellule nervose a causa di una degradazione difettosa e le "ingombrano".
Inoltre, la proteina Tau , una proteina importante per la stabilità cellulare, è alterata nei pazienti con Alzheimer. Il risultato è una cellula instabile e la morte dei neuroni.
L'Alzheimer è diventato una malattia molto diffusa nel corso dei decenni. I fattori di rischio sono in parte genetici e in parte legati allo stile di vita. Lo smaltimento scorretto dei rifiuti gioca sicuramente un ruolo importante nello sviluppo di questa malattia ancora incurabile.
Il sonno: un rimedio a lungo sottovalutato
Ci sono molti modi per aiutare il nostro corpo con l'autofagia. Uno molto promettente è sufficient sleep. Mentre dormiamo tranquilli, il nostro cervello viene riordinato. Il cosiddetto sistema linfatico assicura l'eliminazione dei prodotti di scarto della giornata.
Per molto tempo il sonno è stato un po' trascurato dalla medicina, ma oggi sappiamo che il sonno è enormemente importante per la nostra salute. Se non dormiamo abbastanza per mesi o anni, le scorie cellulari non possono essere eliminate correttamente e il rischio di Alzheimer aumenta.
Mitocondri e autofagia - quando la forza viene meno in età avanzata
Abbiamo già visto cosa succede ai mitocondri vecchi che non possono più essere scomposti correttamente nel caso delle macchie senili, lipofuscina. I mitocondri difettosi e la loro mancanza sono associati a segni tipici dell'invecchiamento, come l'insufficienza cardiaca, ma sono anche uno dei motori dell'atrofia muscolare legata all'età .
Una delle molecole più importanti del mitocondrio è NAD. Questa è coinvolta in innumerevoli processi metabolici, ma soprattutto è fondamentale per la fornitura di energia. Come i mitocondri, anche il contenuto di NAD diminuisce con l'età. Questo può essere fatto, ad esempioB. mediante test NAD, che misurano la concentrazione di NAD nel sangue.
Gli studi hanno ora dimostrato che la somministrazione di precursori del NAD, come quelli contenuti nei booster del NAD , non solo correggono i livelli di NAD, ma aumentano anche l'autofagia. Negli esperimenti sugli animali, ciò ha persino prolungato la vita.
regeNAD è un complesso dalla formulazione innovativa per aumentare i livelli di NAD - con luteolina e apigenina.
Il digiuno - una spinta all'autofagia
Anche la rinuncia al cibo sotto forma di digiuno può essere utile per il nostro organismo. Abbiamo già scritto delle diverse forme di digiuno e degli effetti molecolari in un articolo a parte, quindi ecco solo la versione breve.
Se ci troviamo in uno stato di digiuno, questo sembra essere una sorta di segnale di partenza per il nostro corpo per riciclare il materiale vecchio. In fondo, al momento non c'è cibo in arrivo. I chaperoni vengono quindi attivati in tempi molto brevi. I chaperoni sono proteine specializzate che si occupano principalmente del corretto ripiegamento delle proteine. Tuttavia, svolgono anche un ruolo nell'autofagia, trasportando le proteine che non possono più ripiegare correttamente nei lisosomi e garantendone così la degradazione. Veri cavalieri allora.
Il digiuno fa sì che il nostro corpo riavvii il proprio sistema di riciclaggio in vari modi. Sia attraverso l'attivazione della Sirtuina, sia attraverso la Dr. David Sinclair ha fatto ricerche, o attraverso il sistema degli accompagnatori. Un approccio simile hanno i mimetici del digiuno, che si trovano nel bundle del digiuno .
Spermidina - una molecola promettente
Un altro approccio molto interessante per potenziare l'autofagia in età avanzata è l'integrazione con la molecola endogena spermidina. Questa molecola è già stata testata con successo in diversi studi sugli animali, dove ha aumentato il riciclaggio cellulare. La spermidina sembra essere particolarmente benefica per la salute delle cellule cardiache, motivo per cui sono in corso studi anche sull'uomo. Nei topi, l'integrazione di spermidina ha già dimostrato di allungare la vita fino al 25% . Una dieta ricca di spermidina nell'uomo è stata anche associata a una migliore salute.
Secondo la ricerca, la sostanza naturale spermidina è strettamente legata all'autofagia, un processo la cui scoperta è stata premiata con il Nobel qualche anno fa.
Conclusione sull'autofagia
Il nostro sistema di smaltimento dei rifiuti cellulari è molto complesso e sembra essere sopraffatto dalla quantità di prodotti di scarto quando invecchiamo. Ciò si riflette nello sviluppo di alcune malattie legate all'età. Tuttavia, non siamo completamente impotenti. Ci sono modi per aumentare nuovamente l'autofagia come uno dei segni distintivi dell'invecchiamento, sia attraverso il digiuno, l'esercizio fisico, l'acquisto di spermidina o precursori del NAD.
Possiamo aspettare di vedere quali nuovi approcci arriveranno sul mercato nei prossimi anni e se saremo in grado di prevenire malattie come l'Alzheimer.
Questo era l'ultimo articolo della serie Segni particolari dell'invecchiamento.
