Il ruolo chiave dell’insulina per un organismo longevo

Nel precedente articolo (comprendere il metabolismo per alimentarsi in modo sano), abbiamo introdotto il concetto di “vie metaboliche”, elemento essenziale per comprendere come intervenirvi tramite la nostra alimentazione. In questo spiegheremo come orchestrare una strategia nutrizionale a favore di una sana longevità.

L’attore principale della prima via metabolica è un ormone: l’insulinaOrmone prodotto dalle cellule delle isole di Langerhans del pancreas. Stimola l’ingresso del glucosio nelle cellule, sottraendolo al sangue e abbassando quindi la glicemia. Essa induce l'utilizzo del glucosio sia per produrre energia, che per la sintesi del glicogeno e dei grassi., capace di avvertire la disponibilità nel nostro organismo di carboidrati (zuccheri) e proteine per avviare tutti quei processi biochimici ad essi collegati. Questo ormone non legge i lipidi, ovvero i grassi ingeriti nell’organismo, ma ne stimola il deposito.

L’insulina è quindi a tutti gli effetti un ormone anabolizzante in quanto promuove l’ingresso del glucosio nelle cellule, attiva le sintesi proteiche attraverso mTORLa via mTOR (mammalian target of rapamycin) è un insieme di enzimi che reagiscono ai nutrienti ingeriti con il cibo, scomponendoli e ricombinandosi per costruire nuove proteine utili alla “crescita dell’organismo”. Rispondono a specifici stimoli ormonali (Insulina e IGF-1)  diventando in questo modo il centro di controllo della crescita e della proliferazione cellulare nel metabolismo.  Questa via è anche responsabile dell’eliminazione delle cellule vecchie e difettose (Autofagia cellulare) con il doppio vantaggio di riciclarne i componenti fondamentali per produrre nuove cellule ed eliminarle per evitare che inneschino processi degenerativi ed infiammatori. e favorisce l’ingresso dei grassi nelle cellule adipose.

Negli stati di digiuno viene invece prodotto un altro ormone, il glucagone, che consente di mantenere costante la glicemia, ovvero il tasso di zucchero nel sangue (glucosio), anche in assenza di introduzione di zuccheri, inibisce la sintesi proteica, promuove l’autofagiaL'autofagia cellulare o autofagocitosi è un meccanismo cellulare di rimozione selettiva di componenti di cellule vecchie o danneggiate, che ne permette la degradazione e il riciclo dei componenti recuperati per costruire nuove proteine. Il suo corretto funzionamento ha impatto sostanziali sulla riduzione dell'infiammazione organica latente e sull'insorgenza di patologie croniche e tumorali. e stimola l’ossidazione dei grassi (lipolisi).

Ricordandoci del “principio di sopravvivenza” della specie, sappiamo che tutti i processi che spingono alla maturazione riproduttiva degli organismi viventi, hanno come contraltare la riduzione della durata dell’organismo nel tempo. In tal senso lo stimolo dell’insulina, da un lato spinge ad accelerare il completamento strutturale dell’organismo (capacità riproduttiva), ma dall’altro lato ne accelera il decadimento.

Al contrario, l’azione del glucagone controbilancia gli effetti dell’insulina e contrasta il decadimento dell’organismo. Tutto sta nel governare questi due ormoni infatti, “modulare” il ciclo dell’insulina, è uno dei target fondamentali della strategia dell’invecchiamento in piena salute e del prolungamento della vita.

Governare la via proteica mTOR per contrastare l’invecchiamento

La seconda via metabolica (mTOR) è quella destinata alla costruzione dei mattoni fondamentali del nostro ciclo vitale: le proteine. Allertato dall’insulina, l’mTOR attiva il processo produttivo delle proteine, combinando gli aminoacidiGli aminoacidi sono le sostanze di base che costituiscono le proteine. Ogni proteina è caratterizzata da una precisa sequenza di “mattoni” di aminoacidi. Alcuni sono prodotti dall’organismo trasformando gli alimenti, altri, che l’organismo non riesce a sintetizzare, devono essere assunti direttamente con il cibo. messi a disposizione. Anche in questo caso, l’obiettivo fisiologico è la crescita dell’organismo.

Questo ruolo di fabbricatore di proteine, l’mTOR lo gioca anche tramite un processo di “riciclaggio” delle cellule vecchie, che scompone nelle loro componenti, riutilizzando quest’ultime per creare nuove proteine e liberando nuove unità di energia.

Questo processo di riciclo viene chiamato “autofagia”, un’attività  essenziale nel ridurre la presenza di componenti promotori dell’invecchiamento, poiché le cellule senescenti producono infiammazione e replicazioni cellulari difettose, che innescano diverse patologie croniche.

La longevità in salute ha bisogno di un alto livello di autofagia. Ma come si fa a stimolarla? Riducendo il contributo di macro-nutrienti provenienti dall’ambiente (alimentazione) a favore del riciclo di provenienti dalle molecole smantellate

Come “ibernare” il metabolismo stimolando l’AMPK

La terza via metabolica (AMPKAMPK (AMP-activated protein kinase) è acronimo di adenosina monofosfato-activated protein chinasi. Si tratta di un enzima che svolge un ruolo critico nella omeostasi cellulare ed un segnalatore del livello energetico dell’organismo: segnala se nell’organismo ve ne è abbastanza  per attivare le funzioni cellulari come l'assorbimento di glucosio, l'ossidazione dei grassi, e la formazione di nuovi mitocondri. Nel caso l'energia non fosse sufficiente, blocca l’attività di creazione delle macro-molecole mettendo in pausa l’attività di produzione. La via AMPK è un ” regolatore metabolico”.) è anch’essa fortemente stimolata dal modo in cui ci alimentiamo. Il suo ruolo è governare le fasi di costruzione e sviluppo fisiologico rispetto quelle di “ibernazione”, quando è conveniente mettere in pausa il processo produttivo di macro-molecole per garantire la sopravvivenza dell’organismo.

L’AMPK ha la capacità di sentire quanta energia (ATPL'adenosina trifosfato (ATP) può essere definito la "moneta energetica" della cellula, lo strumento attraverso cui la cellula realizza processi che necessitano di energia (endoergonici) ed è prodotto da reazioni che liberano energia (esoergonici).) prodotta durante la fase catabolica e negli altri processi di generazione. Più energia avverte, minore è la sua attività inibente, lasciando girare la catena produttiva metabolica al suo massimo. Al contrario, quando avverte una riduzione del livello energetico, potenzia la sua attività inibente, mettendo il sistema in pausa e attivando le sue risorse di scorta: ovvero aumentando la glicolisi, ovvero la liberazione dei carboidrati stoccati, la lipolisi, ovvero la messa a disposizione degli acidi grassi stoccati ed infine potenziando l’autofagia.

Per lo stesso principio di sopravvivenza sopra enunciato, è evidente che le fasi di stand-by sono pro-longevità; per stimolarle occorre ridurre il livello di energia introdotto nel nostro organismo

Strategie nutrizionali pro-longevità

Ridurre il livello di glucosio e proteine in circolo e ridurre l’apporto calorico giornaliero assunto tramite i pasti sono gli elementi chiave di ogni piano nutrizionale per aumentare la longevità del nostro organismo.

La riduzione del glucosio, eliminando o riducendo fortemente la componente carboidrati della propria alimentazione, è un elemento chiave per sopire la via metabolica dell’insulina e ridurre il livello energetico dell’organismo.

Attenzione che il glucosio è un elemento essenziale per il funzionamento del nostro cervello e di altri biochimismi essenziali, quindi la riduzione va modulata per non generare effetti secondari negativi.

La restrizione calorica tout-court, ovvero mangiare meno di quello che sarebbe normalmente necessario, è un’altra tecnica per agire sull’insieme delle vie metaboliche, riducendo l’attività insulinica, aumentando l’autofagia e stimolando l’AMPK verso l’utilizzo delle riserve stoccate.

La restrizione calorica è un metodo drastico che non deve cadere nella malnutrizione, perché questo innescherebbe un meccanismo di danni strutturali ed impatterebbe anche il nostro sistema immunitario. Si parla di una riduzione del 20% delle calorie ingerite rispetto a quelle necessarie in una situazione di equilibrio (fabbisogno calorico).

L’applicazione operativa di questa strategia

Ad esempio, il fabbisogno di una donna tra i 30 ed i 50 anni, che ha un peso forma di 60kg, con attività lavorativa di tipo impiegatizio e nessuna attività sportiva regolare, è di circa 1840 Kcal.

Ipotizzando che mangi esattamente per il suo fabbisogno e voglia attivare una restrizione calorica, questa signora dovrebbe consumare tra le 1.400 e le 1.500 kcal al giorno a parità di stile di vita. In alternativa, potrebbe continuare ad alimentarsi per 1840 kcal ma iniziare a praticare sport con regolarità (3 volte a settimana, per un totale di 4-6 ore) perché questo porterebbe il suo fabbisogno calorico a 2.200 kcal, il 20% superiore a quello che consuma.

E’ chiaro che se la signora in questione avesse un regime alimentare di base superiore già alle 1840 kcal, lo riduzione alimentare o l’aumento dell’attività fisica dovrebbero essere tali da compensare questo eccesso.

l’alternativa “sostenibile” alla restrizione calorica

Purtroppo, la riduzione calorica, anche quando è abbinata alla attività fisica, è una pratica nutrizionale difficile da adottare sul lungo periodo e questo spiega perché molte diete che si incentrano su questa strategia falliscono. Sono 2 le tipologie di problematiche che impattano: metaboliche e psicologiche.

Le vie metaboliche messe sotto pressione dalla minore quantità di energia ingerita e/o dall’incremento della attività fisica, stimolano i centri di regolazione del bilancio energetico a ricercare cibo, creando una forte pressione psicologia sul soggetto che si trova comunque a dover contrastare la naturale propensione dell’organismo al mantenimento dell’equilibrio energetico.

Una strategia nutrizionale che si dimostra più sostenibile ed egualmente efficace nel dare i giusti segnali al metabolismo è quello del Digiuno Intermittente. Determinati periodi di digiuno, ovvero sopra una soglia minima, stimolano le vie metaboliche (come la restrizione calorica) ma anche l’attività di cosiddetti “ormoni di contro-bilanciamento” (es: Adrenalina, Noradrenalina e Ormone della crescita, glucagone) che aiutano a mantenere il metabolismo energetico in equilibrio, dando anche una sensazione di benessere ed euforia, silenziando l’ormone della fame.

Infatti, chi applica il digiuno intermittente, nelle sue diverse forme, non ha quella stessa sensazione di fame cronica di chi utilizza la restrizione calorica.

Possibili aiuti ai regimi ipocalorici: gli aminoacidi

Esistono altre modalità per ridurre l’apporto proteico, una di queste è l’uso della Rapamicina, che agisce direttamente sulla via metabolica mTOR inibendone l’attività. Questa sostanza, estratto di un fungo dell’Isola di Pasqua, ha anche una funzione immunosoppressiva, utile in diverse patologie croniche d’origine infiammatoria. Il suo utilizzo spinge all’autofagia e riduce il senso di fame, perché rallenta la “catena produttiva” delle proteine. Il vantaggio in termini di longevità e di salute è teoricamente affascinante.

Il suo utilizzo è ancora dibattuto per i rischi intrinseci legati al suo impatto sul sistema immunitario, esponendolo a maggiori rischi d’infezioni virali. Anche il suo corretto dosaggio è oggetto di discussione, perché il suo utilizzo prolungato può generare insulino-resistenza ed alterazioni del colesterolo e dei trigliceridi, la strada per farlo diventare un farmaco-longevità è ancora lunga.

Un’ultima considerazione relativa ai regimi ipoproteici. Tutte le proteine prodotte dal nostro organismo, e sono diverse centinaia di migliaia, si fondano sulla combinazione di mattoncini elementari chiamati aminoacidi. Ne esistono 20 raggruppati in 2 famiglie: essenziali (9) e non essenziali (11), quest’ultimi possono essere prodotti autonomamente dal nostro organismo mentre gli essenziali devono essere assunti tramite l’alimentazione.

Il nostro organismo ne ha un bisogno fondamentale e non ha grande capacità di stoccaggio di questi componenti; abbiamo visto che un eccesso proteico è un fattore di rischio per patologie croniche, mentre una loro parziale carenza può stimolare un meccanismo come l’autofagia, ma una prolungata carenza ha impatti significativi sulla degenerazione della struttura muscolare ed altre conseguenze.

I regimi alimentari devono modulare l’apporto proteico in funzione dello stato di salute e dell’età del soggetto, privilegiandone la presenza quando l’organismo sta crescendo, ma riducendola nell’età matura.

Un discorso a parte merita l’età avanzata (maggiore di 65 anni) in cui il fabbisogno proteico torna ad aumentare per la presenza di una certa resistenza anabolica e della progressiva perdita delle riserve muscolari (sarcopeniaCon il termine sarcopenia s’intende la perdita progressiva di massa muscolare e la conseguente diminuzione della forza; oltre alla riduzione della massa muscolare, si va incontro anche ad un peggioramento di quest’ultima perché:
• il muscolo viene lentamente sostituito da tessuto adiposo (grasso),
• le giunzioni tra fibre muscolari e nervose (giunzione neuromuscolare) tende a degenerare,
• lo stress ossidativo a carico delle fibre muscolari aumenta.
).

È stato proposto che i regimi alimentari pro-longevità da adottare nell’età adulta ed in condizioni di salute, debbano fornire un ridotto contenuto proteico, privilegiando quelle di origine vegetale.

Le proteine vegetali, a differenza di quelle animali, non sono completamente biodisponibili per il metabolismo umano. Questo vuol dire che per uno stesso ammontare di cibo (energia) assunto, il valore proteico sia largamente inferiore se questo è di origine vegetale.

Nei prossimi approfondimenti, chiariremo le fonti ideali per l’alimentazione proteica e le strategie di integrazione nutrizionale per modulare le vie metaboliche in ottica pro-longevità