In questo testo sulla misurazione regolata dei nutrienti come quinto segno distintivo dell'invecchiamento, dobbiamo approfondire un po' la biochimica della cellula. Non preoccupatevi, sembra peggio del previsto, ma per comprendere meglio i tratti distintivi dell'invecchiamento, abbiamo bisogno di alcuni termini tecnici, come mTOR, sirtuine, IGF-1 o AMPK. Per saperne di più, consultate il nostro articolo sui quattro percorsi di longevità.
Ma anche senza questo articolo, alla fine saprete perché la restrizione calorica ha portato a una vita più lunga in tanti animali. Il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina assegnato nel 2016 dimostra che alcune forme di digiuno e restrizione calorica hanno un significato di vasta portata per il pubblico. Yoshinori Ohsumi, biologo cellulare giapponese, ha ricevuto il prestigioso premio per i suoi risultati nell'avanzamento della comprensione dell' autofagia.
Si tratta di un processo, in cui i componenti cellulari danneggiati vengono scomposti quando le cellule sono "affamate"per un certo periodo di tempo. Di conseguenza, le cellule invecchiate riacquistano la loro funzionalità - una sorta di programma di riciclaggio.
Il digiuno significa più dell'autofagia. Ci sono molte cose nascoste nelle profondità della molecolarità quando si tratta della connessione tra digiuno e longevità. Approfondiamo insieme a voi le vie molecolari che stanno alla base del digiuno.
Il digiuno inibisce la via di segnalazione di IGF-1 e mTOR. Il digiuno induce l'AMPK e le sirtuine e quindi combatte l'invecchiamento.
Gli ormoni e i loro assi
Nel corpo esistono innumerevoli ormoni che controllano processi come la crescita muscolare, le mestruazioni e la digestione. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, gli ormoni non hanno un effetto diretto. Molto spesso sono localizzati lungo i cosiddetti assi o percorsi, il che significa che un ormone stimola un altro ormone e così via fino all'organo finale su cui un ormone esercita il suo effetto.
Per non dover studiare un'intera conferenza sull'argomento, concentriamoci su un asse ormonale legato alla ricerca sulla longevità.
Lo sapevate? Se il nostro corpo produce una quantità eccessiva di ormone della crescita GH in età adulta, questo può portare al quadro clinico di acromegalia . Di solito le mani e il viso vengono colpiti per primi e diventano innaturalmente grandi. La causa è solitamente una sovrapproduzione autonoma di GH nell'ipofisi.
L'asse somatotropico: GH e IGF-1
L'asse somatotropico comprende l' ormone della crescita (GH, dall'inglese. ormone della crescita), prodotto dall'ipofisi e contenente il fattore di crescita insulino-simile (IGF-1, <6727>dell'ipofisi). fattore di crescita insulino-simile). Nell'ambito di questo asse, l'ipofisi rilascia il GH, che a sua volta stimola le cellule (in particolare quelle del fegato) a produrre IGF-1.
La segnalazione all'interno della cellula dell'IGF-1 è la stessa che viene attivata dall'insulina, che informa le cellule della presenza di glucosio (zucchero) - da qui il nome caratteristico dell'IGF-1. Quindi, quando mangiamo qualcosa, la nostra glicemia e quindi l'IGF-1 e l'insulina aumentano inevitabilmente.
I due effetti principali dell'IGF-1 che ci interessano sono mostrati nel diagramma. Da un lato, i fattori di trascrizione della famiglia FOXO vengono inibiti e, dall'altro, viene attivato mTOR.
Prima di confondervi con nomi più complicati, iniziamo con una breve spiegazione. FOXO sta per Forkhead box Class O e in questa forma indica una serie di fattori di trascrizione. Queste molecole possono attivare o disattivare determinati siti del nostro DNA. Per saperne di più, consultate l'articolo sulle modifiche epigenetiche.
Il nome mTOR sta per mammalian Target of Rapamycin. Deve il suo nome alla scoperta che il farmaco rapamicina si lega a questo recettore. Più avanti, si parlerà anche di questo. Entrambe le vie di segnalazione sono coinvolte nell'invecchiamento e si sono conservate nel corso dell'evoluzione in quanto hanno fornito un vantaggio di sopravvivenza.
Excursus: Conservazione evolutiva
La conservazione evolutiva non ha nulla a che fare con la conservazione del cibo, ma ha un significato simile al termine che conosciamo. Più precisamente: Nell'evoluzione c'è una costante pressione di selezione e solo gli organismi più funzionali sopravvivono.
Se determinate sequenze genetiche o vie di segnalazione si verificano nel corso di milioni di anni, ciò significa che un organismo ottiene un vantaggio di selezione e gli altri si estinguono. Oggi questa pressione di selezione è in qualche modo annullata dalle possibilità mediche altamente sviluppate. Nell'età della pietra, chi aveva un attacco di cuore era quasi certo di morire; oggi, invece, esiste una medicina per la terapia intensiva e una serie di farmaci che la prevengono.
Gli studi hanno fatto alcune scoperte interessanti in questo contesto. Piccole mutazioni genetiche che riducono la funzione dell'IGF-1 sono state associate alla longevità sia nell'uomo che in organismi modello. Questo dato è notevole e dimostra anche l'importanza di questi percorsi per una vita lunga e sana.
IGF-1 Signalweg
Il seguente risultato è stato ripetutamente replicato in numerosi studi: Un indebolimento della via di segnalazione dell'IGF-1 prolunga costantemente la durata della vita di mosche, vermi e anche topi, per esempio. Tra l'altro, ciò ha a che fare con il fattore di trascrizione FOXO , anch'esso ampiamente studiato. In circostanze normali, l'IGF-1 inibisce la famiglia FOXO e i fattori di trascrizione non sono quindi in grado di esercitare il loro effetto. Se la via di segnalazione dell'IGF-1 è ora inibita, allora FOXO può funzionare e garantire la produzione di proteine dal DNA che contrastano il processo di invecchiamento.
Il paradosso
Tuttavia, sarebbe troppo facile se fosse solo questo. Con l'avanzare dell'età, ci aspetteremmo di trovare livelli elevati di IGF-1 sulla base dei risultati sopra citati poiché questa via di segnalazione è una delle cause dell'invecchiamento. È proprio questo il nocciolo della questione.
Alcuni altri studi hanno descritto che durante il normale processo di invecchiamento i livelli di GH e IGF-1 diminuiscono. La concentrazione è diminuita anche nei topi con invecchiamento accelerato. Dobbiamo quindi scartare la nostra teoria sull'invecchiamento e sull'aumento dei livelli di IGF-1?
Non secondo i sostenitori della seguente teoria. In base a ciò, gli organismi con una minore funzionalità dell'IGF-1 possono sopravvivere più a lungo in età avanzata, perché ciò comporta una crescita cellulare più lenta e un metabolismo più lento. In definitiva, questo significa meno danni alle cellule, il che a sua volta è positivo per noi.
L'organismo quindi si aiuta ancora una volta, semplicemente downregolando la via di segnalazione con l'età, per ridurre al minimo i danni. Come spesso accade, sono necessarie anche le capacità di bilanciamento del nostro organismo, perché livelli di IGF-1 estremamente bassi non sono compatibili con la vita. Questo è abbastanza logico se si ricorda l'influenza dell'IGF-1 sul metabolismo e sulla crescita cellulare. I risultati dei diversi studi non si escludono più a vicenda, ma si completano a vicenda.
Sapevate che una dieta varia e ricca di vegetali contribuisce in modo significativo a un invecchiamento sano. Le vie di segnalazione che possono essere attivate dal cibo sono diverse. Una di queste è la via dell'IGF-1. Il sulforafano contenuto nei broccoli è stato dimostrato in uno studio sull'induzione di livelli più bassi di IGF-1 per prolungare la vita di C.elegans.
mTOR, AMPK, sirtuine e digiuno
Oltre alla via di segnalazione dell'IGF-1, che è notoriamente coinvolta nel rilevamento del glucosio, l'attenzione si concentra su altri tre sistemi di rilevamento dei nutrienti, correlati e interconnessi:
- mTOR viene utilizzato per rilevare elevate concentrazioni di aminoacidi - che aumentano dopo un pasto ricco di proteine.
- AMPK erkennt niedrige Energiezustände durch hohe AMP-Werte. L'AMP viene prodotto durante il consumo della più importante fonte di energia dell'organismo, l'ATP.
- Leirtuine, note anche come geni della longevità, riconoscono gli stati di bassa energia percependo alti livelli di NAD.
Se mTOR è downregolato, lieviti, vermi e mosche vivono più a lungo. mTOR può essere inibito in modo specifico con il farmaco Rapamicina . Questo meccanismo d'azione è utilizzato nella chirurgia dei trapianti. Dopo il trapianto di rene, la rapamicina è un importante soppressore del sistema immunitario, in modo che il rene estraneo non venga immediatamente rigettato dall'organismo.
Per quanto promettenti siano gli studi sull'inibizione di mTOR e sulla durata della vita, gli effetti collaterali del trattamento a lungo termine con rapamicina sono preoccupanti. Una peggiore guarigione delle ferite, la resistenza all'insulina e la cataratta mandano i loro saluti qui.
Nonostante ciò, la Rapamicina è l'intervento chimico più robusto mai scoperto per prolungare la durata della vita nei mammiferi. Ciò rende ancora più importante la comprensione dei meccanismi coinvolti per determinare in che misura gli effetti dannosi e benefici dell'inibizione di mTOR possano essere separati
Sapevate che il medico americano ed esperto di longevità Peter Attia dedica un intero capitolo alla rapamicina nel suo libro di successo "Outlive". Gli studi iniziali sono promettenti, ma poiché la rapamicina ha effetti collaterali molto forti ed è disponibile su prescrizione medica, non dovrebbe essere sperimentata in nessun caso.
Un altro metodo per mantenere bassi i livelli di mTOR è ad es.B. digiuno. Tuttavia, anche i cosiddetti mimetici del digiuno (molecole che inducono l'organismo a pensare di essere a digiuno) possono mantenere bassi i livelli di mTOR. These include the Berberin.
Di abbondanza e scarsità di nutrienti
Il mTOR, come l'IGF-1, deve quindi essere downregolato per avere effetti positivi sull'invecchiamento. Während IGF-1 (Vorhandensein von Glukose) und mTOR (Vorhandensein von Aminosäuren) Nährstoffreichtum signalisieren, segnalazione di AMPK e sirtuine che segnalano la scarsità di nutrienti (assenza di energia). Di conseguenza, un effetto più forte di AMPK e sirtuine favorisce un invecchiamento sano.
Il livello di AMPK è aumentato dalla metformina, ad esempio. Il farmaco è uno dei più vecchi e meglio studiati farmaci per il diabete. Nei vermi e nei topi senza precedente malattia diabetica, la somministrazione di metformina ha prolungato la durata della vita.
Sapevate che il tè verde è stato considerato salutare per secoli e gli scienziati sono ora in grado di identificare i principi attivi che ne sono alla base. Ad esempio, la teanina contenuta nel tè verde ha un effetto calmante e, come EGCG , può avere un effetto positivo sul metabolismo degli zuccheri nel sangue.
Gandhi, il digiuno e il futuro
In generale, le informazioni scientifiche attualmente disponibili supportano l'idea che la regolazione dell'assunzione di nutrienti contribuisca ad allungare la vita in salute. Inoltre, i risultati della ricerca basata sui principi attivi rapamicina e metformina sono tanto impressionanti quanto promettenti.
Anche se alcune ricerche dettagliate sono ancora in corso, si può affermare dalla prospettiva attuale che il nostro quinto segno distintivo dell'invecchiamento è anche un promettente punto di partenza per influenzare l'invecchiamento proprio ora. Del resto, gli effetti positivi del digiuno sono già evidenti e comprensibili al momento attuale.
Mahatma Gandhi una volta disse:
"I digiuni sono parte del mio essere. Non posso fare a meno di loro come non posso fare a meno dei miei occhi. Il digiuno è per il mondo interiore ciò che gli occhi sono per il mondo esterno."
Quello che allora era spirituale ora è realtà biochimica... almeno la seconda parte.
Il prossimo articolo di questa serie riguarda il sesto segno distintivo dell'invecchiamento: Disfunzione mitocondriale.
MoleQlar ONE combina 13 molecole di longevità qualificate e un armonioso sapore di limone. Insieme, gli ingredienti coprono tutte le caratteristiche molecolari dell'invecchiamento.
