In questo testo sulla misurazione dei nutrienti deregolata come quinto segno distintivo dell’invecchiamento dobbiamo addentrarci un po’ più a fondo nella biochimica della cellula. Niente paura, sembra peggio di quanto sia, ma per comprendere meglio le Hallmarks of Aging abbiamo bisogno di alcuni termini tecnici, come mTOR, sirtuine, IGF-1 o AMPK. Puoi scoprire di più nel nostro articolo sui quattro percorsi della longevità.
Ma anche senza questo articolo, alla fine di questo testo saprai perché la restrizione calorica ha portato a una vita più lunga in così tanti animali. Che alcune forme di digiuno e di restrizione calorica abbiano un’importanza di vasta portata per la collettività è dimostrato dal Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina conferito nel 2016. Yoshinori Ohsumi, un biologo cellulare giapponese, ha ricevuto il prestigioso premio per i suoi risultati legati alla comprensione avanzata dell’ autofagia.
Si tratta di un processo, in cui i componenti cellulari danneggiati vengono degradati quando le cellule “digiunano” per un certo periodo di tempo. In questo modo le cellule invecchiate riacquistano la loro funzionalità – una sorta di programma di riciclaggio.
Il digiuno però significa più dell’autofagia. Nella questione del legame tra digiuno e longevità, molto è nascosto nelle profondità della molecolarità. Insieme a te andiamo in profondità e sveliamo i percorsi molecolari dietro il digiuno.
Il digiuno inibisce la via di segnalazione IGF-1 e mTOR. Il digiuno induce AMPK e le sirtuine e in questo modo contrasta l’invecchiamento.
Ormoni e i loro assi
Nel corpo esistono innumerevoli ormoni che controllano processi come la crescita muscolare, le mestruazioni o la digestione. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, gli ormoni non esplicano il loro effetto in modo diretto. Molto spesso sono organizzati lungo i cosiddetti assi o percorsi, il che significa che un ormone stimola un altro ormone e così via fino all’organo bersaglio, in cui un ormone esplica poi il suo effetto.
Per evitare che tu debba studiare un intero corso su questo argomento, ci concentriamo su un asse ormonale che ha a che fare con la ricerca sulla longevità.
Lo sapevi? Se il nostro corpo produce troppo dell’ormone della crescita GH in età adulta, può svilupparsi il quadro clinico dell’ acromegalia . Le mani e il viso sono di solito i primi a essere colpiti e diventano innaturalmente grandi. La causa è per lo più una produzione autonoma eccessiva di GH nell’ipofisi.
L’asse somatotropo: GH e IGF-1
L’asse somatotropo comprende l’ ormone della crescita (GH, dall’inglese growth hormone) che viene prodotto dall’ipofisi e il fattore di crescita insulino-simile (IGF-1, dall’inglese insulin-like growth factor). Nell’ambito di questo asse l’ipofisi secerne GH, che a sua volta stimola le cellule (soprattutto le cellule epatiche) a produrre IGF-1.
La trasmissione del segnale all’interno della cellula da parte dell’IGF-1 è la stessa di quella innescata dall’insulina, che informa le cellule sulla presenza di glucosio (zucchero) – da qui il caratteristico nome dell’IGF-1. Quindi, quando mangiamo qualcosa, inevitabilmente aumenta il zucchero nel sangue e con esso anche IGF-1 e insulina.
Le due principali azioni dell’IGF-1 che sono interessanti per noi sono mostrate nel grafico. Da un lato vengono inibiti i fattori di trascrizione della famiglia FOXO e, dall’altro, viene attivato mTOR.
Prima di confonderti con altri nomi complicati, ecco una breve spiegazione. FOXO sta per Forkhead box Class O e in questa forma indica una serie di fattori di trascrizione. Molecole di questo tipo possono attivare o disattivare determinati punti del nostro DNA. Puoi scoprire di più nell’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. Maggiori informazioni in seguito. Entrambe le vie di segnalazione sono coinvolte nell’invecchiamento e sono state conservate dall’evoluzione, poiché hanno rappresentato un vantaggio di sopravvivenza.
Excursus: conservazione evolutiva
La conservazione evolutiva non ha nulla a che fare con la conservazione degli alimenti, ma nella sua accezione linguistica ricorda il termine a noi noto. Più precisamente: Nell’evoluzione esiste una costante pressione selettiva e solo gli organismi più funzionali sopravvivono.
Se determinate sequenze genetiche o vie di segnalazione compaiono per milioni di anni, ciò significa che un organismo ne trae un vantaggio selettivo e che gli altri si estinguono. Oggi questa pressione selettiva è in parte attenuata dalle possibilità mediche altamente sviluppate.Chi nell’età della pietra aveva un infarto moriva con ogni probabilità – oggi esistono la medicina intensiva e una serie di farmaci che lo impediscono.
Studi hanno ora ottenuto, in questo contesto, alcune scoperte interessanti. Piccole mutazioni genetiche che riducono la funzione dell’IGF-1 sono state collegate alla longevità sia nell’uomo che negli organismi modello. Ciò è notevole e mostra anche l’importanza di tali vie per una vita lunga e sana.
Via di segnalazione IGF-1
In numerosi studi è stato ripetutamente replicato il seguente risultato: Un indebolimento della via di segnalazione dell’IGF-1 prolunga in modo costante la durata della vita ad esempio di mosche, vermi e anche topi.Questo è dovuto, tra le altre cose, al fattore di trascrizione FOXO , che è stato anch’esso ampiamente studiato. In circostanze normali, l’IGF-1 inibisce la famiglia FOXO e, di conseguenza, i fattori di trascrizione non possono esplicare il loro effetto. Se ora la via di segnalazione dell’IGF-1 è inibita, FOXO può allora lavorare e fare in modo che, a partire dal DNA, vengano prodotti proteine che contrastano il processo di invecchiamento.
Il paradosso
Tuttavia, sarebbe troppo semplice se questo fosse già tutto. Quando invecchiamo, sulla base delle suddette conoscenze ci aspetteremmo che si riscontri un alto livello di IGF-1, poiché questa via di segnalazione è tra le cause dell’invecchiamento. Ed è proprio qui che sta il nocciolo della questione.
Alcuni altri studi hanno infatti descritto che durante il normale processo di invecchiamento i livelli di GH e IGF-1 diminuiscono. Anche nei topi con invecchiamento accelerato la concentrazione è diminuita. Quindi dobbiamo forse abbandonare la nostra teoria sull’invecchiamento e sui livelli più alti di IGF-1?
Non secondo i sostenitori della seguente teoria. Secondo questa, gli organismi con una funzionalità IGF-1 più bassa possono vivere più a lungo in età avanzata, perché ciò porta a una crescita cellulare più lenta e a un metabolismo più tranquillo. Questo significa in definitiva meno danni cellulari, il che a sua volta è positivo per noi.
Il corpo quindi ancora una volta si aiuta da solo, regolando semplicemente verso il basso il percorso di segnalazione con l’età per mantenere i danni al minimo. Come spesso accade, anche le capacità di equilibrio del nostro corpo sono richieste, poiché livelli di IGF-1 estremamente bassi non sono compatibili con la vita.È del tutto logico, se si ricorda l'influenza dell'IGF-1 sul metabolismo e sulla crescita cellulare. I diversi risultati degli studi quindi non si escludono più a vicenda, ma si completano a vicenda.
Lo sapevi? Un'alimentazione varia e ricca di vegetali contribuisce in modo significativo a farci invecchiare in salute. Le vie di segnalazione che possono essere attivate dagli alimenti sono molteplici. Una di queste è la via dell'IGF-1. Il sulforafano contenuto nei broccoli è stato in grado, in uno studio sull'induzione di livelli più bassi di IGF-1, di prolungare la vita di C.elegans.
mTOR, AMPK, sirtuine e digiuno
Oltre alla via di segnalazione IGF-1, nota per essere coinvolta nel monitoraggio del glucosio, tre ulteriori sistemi di rilevamento dei nutrienti, correlati e interconnessi, sono al centro dell’attenzione:
- mTOR serve a rilevare alte concentrazioni di amminoacidi – aumenta quindi dopo un pasto ricco di proteine.
- AMPK rileva bassi livelli energetici attraverso alti valori di AMP. L’AMP si forma durante il consumo del principale vettore energetico endogeno, l’ATP.
- Le sirtuine, note anche come geni della longevità, rilevano stati di bassa energia attraverso la percezione di alti livelli di NAD.
Se mTOR viene regolato verso il basso, nei lieviti, nei vermi e nelle mosche si osserva una vita più lunga. A livello farmacologico, mTOR può essere inibito in modo mirato dal principio attivo Rapamicina . Questo meccanismo d’azione viene sfruttato nella chirurgia dei trapianti. Dopo i trapianti 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, altrettanto preoccupanti sono gli effetti collaterali di un trattamento a lungo termine con rapamicina.Guarigione delle ferite peggiorata, resistenza all’insulina e cataratta sono qui all’ordine del giorno.
Nonostante ciò, la rapamicina è l’intervento chimico più solido mai scoperto per prolungare la durata della vita nei mammiferi. È quindi ancora più importante comprendere i meccanismi coinvolti, per determinare in che misura gli effetti dannosi e benefici dell’inibizione di mTOR possano essere separati gli uni dagli altri
Lo sapevi? Il medico americano ed esperto di longevità Peter Attia dedica un intero capitolo del suo libro di successo “Outlive” alla rapamicina. I primi studi in merito sono promettenti, ma poiché la rapamicina ha effetti collaterali molto forti ed è soggetta a prescrizione medica, non si dovrebbe assolutamente sperimentare con essa.
Un altro metodo per mantenere bassi i livelli di mTOR è z.B. il digiuno. Ma anche i cosiddetti mimetici del digiuno (molecole che fanno credere al corpo di trovarsi in una situazione di digiuno) possono mantenere bassi i livelli di mTOR. Tra questi si annovera tra l'altro la berberina.
Dalla ricchezza di nutrienti alla scarsità di nutrienti
mTOR, così come l’IGF-1, deve quindi essere regolato verso il basso per ottenere effetti positivi sull’invecchiamento. Durante IGF-1 (presenza di glucosio) e mTOR (presenza di amminoacidi) segnalano abbondanza di nutrienti, AMPK e sirtuine segnalano scarsità di nutrienti (assenza di energia). Di conseguenza, un effetto più forte di AMPK e delle sirtuine favorisce un invecchiamento sano.
Il livello di AMPK viene ad esempio aumentato dalla metformina. Il farmaco è uno dei medicinali per il diabete più antichi e meglio studiati. Nei vermi e nei topi senza precedenti malattie diabetiche, la somministrazione di metformina ha prolungato la durata della vita.
Lo sapevi? Il tè verde è considerato salutare da secoli e nel frattempo gli scienziati sono riusciti a identificare i principi attivi alla base di ciò. Così, la teanina contenuta nel tè verde ha un effetto calmante e, proprio come EGCG può avere un effetto positivo sul metabolismo degli zuccheri nel sangue. La teanina pura dal tè verde è contenuta anche nelle nostre capsule di L-teanina.
Gandhi, il digiuno e il futuro
Nel complesso, le informazioni scientifiche attualmente disponibili supportano l’idea che la regolazione dell’assunzione di nutrienti contribuisca a una vita lunga e sana.Inoltre, i risultati della ricerca basati sui principi attivi Rapamicina e Metformina sono altrettanto impressionanti quanto promettenti.
Anche se manca ancora una certa quantità di ricerca dettagliata, dalla prospettiva attuale si può dire, che il nostro quinto segno distintivo dell’invecchiamento è anche un punto di partenza promettente per influenzare l’invecchiamento – e questo già ora. Dopotutto, gli effetti positivi del digiuno sono già evidenti e comprensibili al momento attuale.
Mahatma Gandhi una volta disse:
“I periodi di digiuno fanno parte del mio essere. Non posso rinunciarvi più di quanto possa rinunciare ai miei occhi. Ciò che gli occhi sono per il mondo esterno, il digiuno è per l’interiorità.”
Ciò che allora era spirituale, oggi è realtà biochimica… almeno la seconda parte.
Nel prossimo articolo di questa serie si parlerà del sesto segno dell’invecchiamento: Disfunzione mitocondriale.
MoleQlar ONE unisce 13 molecole, vitamine e minerali accuratamente selezionati e un armonioso gusto di limone. Insieme, gli ingredienti mirano ai Hallmarks of Aging.
