Il genoma è un termine che semplicemente indica la totalità delle informazioni ereditabili di un individuo . Si tratta di informazioni per la produzione di proteine, che possono contribuire a determinare e modificare l'aspetto del corpo in vari modi. Si può pensare al DNA un po' come al piano di codice di un programma informatico. Le informazioni contenute nel DNA vengono tradotte da speciali aiutanti in aminoacidi, da cui si formano le proteine del nostro corpo. Vi risparmiamo i dettagli, sarebbe un po' troppo biochimico tutto in una volta.
Ogni giorno, milioni di cellule si dividono nel nostro corpo, il che significa che anche le informazioni genetiche devono essere copiate. Per ogni cellula, ciò significa una copia di circa 3 miliardi di cosiddette coppie di basi e, idealmente, nella sequenza corretta. È quasi scontato che qualcosa possa andare storto. Il nostro corpo è dotato di tutta una serie di aiutanti che possono correggere gli errori durante il processo di copiatura. Questi aiutanti vengono impiegati anche in caso di danni "esterni".
Quando si è giovani, questo sistema altamente complesso (di solito) funziona perfettamente, ma con l'avanzare dell'età si insinuano sempre più errori. L'instabilità genomica è una delle caratteristiche dell'invecchiamento. Questi segni distintivi sono un tentativo di spiegare il processo di invecchiamento in modo scientifico e a livello molecolare. Qui vi presenteremo il primo segno distintivo in modo più dettagliato e esploreremo la questione del perché le persone invecchiano.
Se si accumulano troppi danni al DNA (ad esempio a causa dell'instabilità genomica), la cellula muore o degenera.
Instabilità genomica - la minaccia dall'esterno
Le minacce di origine esterna comprendono agenti chimici o biologici e quindi, ad esempio, farmaci. Inoltre, la fisica della luce UV, in particolare la luce UV-C, può danneggiare il DNA.
Se vi siete mai scottati al sole, sapete di cosa stiamo parlando. La luce UV penetra nella nostra pelle e, quando colpisce il DNA, può romperne interi pezzi. Se la radiazione UV è bassa o se abbiamo applicato una protezione solare, il danno è minore e il nostro corpo può ripararlo.
Nell'altro caso, il DNA è danneggiato a tal punto che la cellula non è più in grado di funzionare. Si spegne. Se ciò avviene su larga scala, si manifesta con un arrossamento della pelle o, in modo ancora più impressionante, con la formazione di vesciche. A lungo termine, questi danni UV possono essere molto dannosi per la pelle e portare al "cancro della pelle" .
Per fortuna, non deve essere sempre il peggio, ma anche un'elevata esposizione ai raggi UV a lungo termine senza protezione invecchia la pelle. In particolare, la molecola strutturale collagene viene gradualmente distrutta dai raggi solari.
Sapevate che il collagene è la proteina più abbondante nel nostro corpo con circa il 30%. Si trova nella pelle, nelle ossa e nei tendini. I raggi UV possono distruggere il collagene in due modi. In primo luogo, i fibroblasti (queste cellule formano il collagene) sono inibiti nel loro lavoro e, in secondo luogo, i raggi UV attivano le cosiddette collagenasi, che "mangiano" il collagene funzionale. La buona notizia è che possiamo anche fornire collagene sotto forma di peptidi di collagene dall'esterno e sostenere così la nostra pelle.
I peptidi di collagene (noti anche come idrolizzato di collagene) sono un metodo scientificamente riconosciuto per aumentare i livelli di collagene nelle cellule.
Instabilità genomica dall'interno
Passiamo alle minacce di origine corporea. Durante la divisione cellulare, da una cellula si sviluppano due cellule figlie. Entrambe le cellule figlie devono ricevere naturalmente le stesse informazioni genetiche, in modo da potersi sviluppare secondo il loro scopo. Per ottenere questo risultato, il DNA si raddoppia durante la divisione cellulare (replicazione) e poi si divide equamente tra le due nuove cellule che si formano. Questo comporta talvolta i cosiddetti errori di replicazione del DNA, ad esempio accoppiamenti errati tra i due filamenti. Si tratta di una situazione non ottimale, ma il corpo è preparato per questo.
La divisione cellulare è organizzata come un ciclo e le stazioni di controllo sono integrate in questo ciclo. Se viene rilevato un guasto, la divisione cellulare si arresta e, nel migliore dei casi, il guasto viene riparato. Nel caso in cui il sistema di riparazione non sia in grado di riparare il danno, la cellula viene posta in uno stato senescente .
Torneremo sulla senescenza più avanti, ma per darvi un'idea più precisa: questa cellula è appena stata messa in "modalità zombie". Non è né viva né realmente morta.
Quercesome - biodisponibilità 20 volte superiore rispetto alla quercetina in polvere convenzionale. Grazie ai fosfolipidi del 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. Ed è così. Soprattutto durante i processi metabolici ad alta intensità energetica dell'organismo, ad esempioB. nei mitocondri, si possono formare radicali liberi. Si tratta di molecole particolarmente reattive che possono disturbare l'equilibrio di reazione e quindi ostacolare le reazioni benefiche per l'organismo.
Se si tratta di una molecola di ossigeno, queste molecole vengono chiamate in gergo tecnico specie reattive dell'ossigeno. Anche l'organismo ha una risposta a questo problema, perché gli antiossidanti possono neutralizzare in una certa misura questi fattori di disturbo. Il più importante antiossidante dell'organismo è il glutatione, che abbiamo spiegato nel nostro articolo su GlyNAC .
Esiste persino una teoria dell'invecchiamento che si riferisce quasi esclusivamente ai radicali liberi. In breve, si dice che l'esposizione continua a queste molecole reattive ci invecchi. Questa teoria è ormai un po' superata, poiché è ormai noto che un certo livello di radicali liberi può essere benefico per l'organismo. È solo quando l'equilibrio viene alterato che i radicali liberi rappresentano una minaccia per la nostra stabilità genomica.
Instabilità genomica & difetti dell'involucro nucleare
I danni sopra citati, siano essi di origine esterna o interna, sono tra le lesioni dirette del nostro blueprint, il DNA. Inoltre, difetti nell'architettura nucleare possono anche causare instabilità del genoma. Il funzionamento è il seguente.
Il nucleo cellulare è uno spazio separato circondato da un involucro ed è il luogo della cellula in cui si trova il DNA. L'involucro del nucleo cellulare è costituito da molte proteine diverse, tra cui quelle della famiglia delle lamine. "Lamina" è un termine latino che sta per lastra, disco o strato. Queste "proteine di strato" devono essere formate correttamente affinché l'involucro funzioni correttamente.
È simile al tetto di una casa, che non deve essere né troppo rigido né troppo morbido per distribuire al meglio i carichi. Se si verifica un problema in relazione a queste "proteine di strato" dell'involucro nucleare, il genoma diventa instabile. Il motivo è che il DNA è collegato all'involucro nucleare attraverso delle molecole.
Vediamo un esempio reale. Ci sono persone che possono formare solo una forma abbreviata di una speciale lamina. La proteina tronca è chiamata progerina . Di conseguenza, la malattia viene definita progeria (=invecchiamento accelerato). In queste persone, l'involucro del nucleo non è sufficientemente stabile. Il risultato è un aumento da cinque a dieci volte del tasso di invecchiamento. Le persone colpite muoiono spesso durante l'infanzia o l'adolescenza. Adolescenza.
Lo sapevate? I ricercatori dell'Università Tecnica di Monaco di Baviera hanno analizzato più da vicino il quadro clinico della progeria e hanno fatto una scoperta entusiasmante. La progerina difettosa è prodotta anche nelle cellule normali. Tuttavia, le persone affette da progeria producono circa 20 volte più progerina, che intasa i cestini delle cellule. Anche l' autofagia, anch'essa una delle caratteristiche dell'invecchiamento, non funziona più in queste persone.
La seconda entusiasmante scoperta dello studio è stata che la somministrazione di sulforafano, una sostanza vegetale secondaria dei broccoli, è stato possibile aumentare l'autofagia e i "cestini delle cellule" (proteasomi) hanno ripreso a funzionare meglio.
Se l'involucro nucleare è danneggiato o instabile, la salute delle cellule è significativamente compromessa. L'instabilità genomica è una delle cause.
Instabilità genomica nel futuro
Anche se la progeria è una malattia estremamente rara, con una frequenza di 1:1 milione, il difetto alla base è rilevante per ognuno di noi. Gli scienziati hanno dimostrato che la progerina, che altera l'architettura nucleare, si forma anche nelle persone con un invecchiamento normale.
Il genoma è quindi costantemente instabile a causa di una serie di influenze, sia esterne che interne. Nessun essere umano ne è esente. La buona notizia è che il nostro corpo è preparato per molte di queste sfide. Tuttavia, gli sforzi per tenere sotto controllo o minimizzare l'instabilità stanno funzionando. di riparazione, solo subottimale con l'aumentare dell'età.
La domanda sul perché alcune persone invecchino più lentamente può probabilmente trovare risposta nel fatto che questi individui hanno buoni meccanismi di riparazione per limitare l'instabilità genomica. Le recenti pubblicazioni sull'argomento non solo approfondiscono le nostre conoscenze, ma mostrano anche possibili modi per tenere sotto controllo l'instabilità genomica.
Il prossimo articolo di questa serie tratta la seconda caratteristica dell'invecchiamento: il logorio dei telomeri.
