Perché invecchiamo?

Per quanto complessa, oggi una risposta può essere data. Anzi, se ne conoscono almeno nove. Un gruppo internazionale di ricercatori ha infatti individuato nove meccanismi chiave (hallmark in inglese) dell’invecchiamento nelle specie animali, esseri umani compresi.

Come riportano gli scienziati nel loro studio pubblicato su Cell, questi meccanismi sono:

1. L’instabilità del genoma, cioè l’accumularsi progressivo di danni (mutazioni) nel DNA causati da agenti esterni, come alcune sostanze chimiche nocive, gli inquinanti, le radiazioni ionizzanti, il fumo e così via. Con il tempo le cellule perdono la capacità di ripararli e le mutazioni causano danni funzionali importanti alla cellule fino alla sua degenerazione tumorale.
2. L’accorciamento dei telomeriParti finali dei cromosomi. Hanno la funzione di rendere più stabile il DNA e la loro lunghezza è inversamente correlata con l’invecchiamento., le parti finali dei cromosomi che, come dei cappucci, proteggono il DNA (rendendolo più stabile) ma che si “consumano” ad ogni divisione cellulare. La scoperta del nesso tra l’accorciamento dei telomeriParti finali dei cromosomi. Hanno la funzione di rendere più stabile il DNA e la loro lunghezza è inversamente correlata con l’invecchiamento. e l’invecchiamento è valsa il Premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia alla biochimica australiana Elizabeth Blackburn nel 2009 e ai biologi Elizabeth Blackburn, Carol Greider e Jack Szostak.

   I telomeriParti finali dei cromosomi. Hanno la funzione di rendere più stabile il DNA e la loro lunghezza è inversamente correlata con l’invecchiamento., le parti finali dei cromosomi, proteggono il DNA ma che si “consumano” ad ogni divisione cellulare.

3. Le alterazioni epigenetiche: reazioni biochimiche che controllano “l’accensione” e lo “spegnimento” dei geni, incidendo anche sulla capacità di riparazione dei danni al DNA. Si tratta di cambiamenti reversibili in cui l’ambiente e lo stile di vita hanno un grande peso.
4. La perdita di proteine sane (proteostasi). Tutte le cellule possiedono dei meccanismi di “controllo di qualità” delle proteine che vengono fabbricate e che contribuiscono alle funzioni cellulari. Se una proteina viene alterata e modificata in qualche modo fino a perdere la sua funzione originale, le cellule la scartano. Quando i meccanismi di scarto non funzionano correttamente, le proteine danneggiate si accumulano e creano danni che possono essere permanenti.
5. Le alterazioni dei meccanismi che permettono la corretta percezione del fabbisogno di nutrienti, dovute a cambiamenti del metabolismo. L’esempio più conosciuto è la perdita di risposta all’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. (insulinoresistenza), l’anticamera del diabete. Per controllare la glicemia, le cellule del pancreas sono costrette a produrre sempre più 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. fino ad esaurirne le scorte. L’insulinoresistenza è strettamente collegata ad altri meccanismi dell’invecchiamento, primo fra tutti l’infiammazione cronica latente (inflammaging“Infiammazione cronica di basso grado” o inflammaging, e cioè uno stato di infiammazione organica di bassa intensità ma costante (associato all’aumento di alcune proteine, le citochine infiammatorie) che provoca danni all’organismo.).

   La disfunzione dei mitocondri è una delle 9 cause (hallmarks) dell’invecchiamento.

6. Le disfunzioni dei mitocondri, gli organelli che rappresentano la centrale energetica della cellula. I mitocondri contengono un loro DNA (che si eredita solo per via materna) con un numero limitato di geni che però svolgono funzioni molto importanti. Il DNA mitocondriale è costantemente soggetto a danni da stress ossidativo, perché le reazioni che avvengono nei mitocondri producono costantemente radicali liberiUn radicale libero è una molecola o un atomo particolarmente reattivo che contiene almeno un elettrone spaiato nel suo orbitale più esterno. A causa di questa caratteristica chimica, i radicali liberi sono altamente instabili e cercano di tornare all'equilibrio rubando all'atomo vicino l'elettrone necessario per pareggiare la propria carica elettromagnetica. Questo meccanismo dà origine a nuove molecole instabili, innescando una reazione a catena che, se non viene arrestata in tempo, finisce col danneggiare le strutture cellulari ed i processi metabolici. che danneggiano il DNA e le proteine che costituiscono i mitocondri stessi. 
7. La senescenza cellulare indipendente dai meccanismi visti finora, con il conseguente accumulo di “cellule zombie” che infiammano i tessuti. Sebbene non funzionino più, infatti, queste cellule non muoiono perché hanno perso la capacità di auto-eliminarsi alla fine del loro ciclo vitale, da cui il nome “zombie”. Rappresentano una piccola frazione di tutte le cellule che costituiscono un tessuto, ma provocano danni alle cellule circostanti producendo fattori infiammatori (citochineLe citochine sono proteine di piccole dimensioni prodotte dal sistema immunitario, che si legano a specifici recettori presenti sulla membrana e comunicano alla cellula un'istruzione specifica come, ad esempio, lo stimolo a crescere, oppure a differenziarsi o ancora l'ordine di morire. Vengono prodotte da diversi tipi di cellule e, una volta liberate nell'organismo, inducono specifiche reazioni nelle cellule adiacenti (effetto paracrino), in altre molto lontane (effetto endocrino) oppure in quelle che le hanno create (effetto autocrino).) che a loro volta creano un micro-ambiente infiammatorio che danneggia il tessuto stesso.
8. La perdita della capacità rigenerativa dei tessuti legata all’esaurimento delle cellule staminali dalle quali si generano le cellule adulte (differenziate) che costituiscono l’architettura dei tessuti e la loro funzione. I meccanismi alla base dell’esaurimento delle cellule staminali sono molteplici, ma la risposta a questo problema non è così complicata come potrebbe sembrare.
9. L’alterazione della comunicazione tra le cellule, con la produzione di molecole infiammatorie. È uno dei meccanismi più studiati dell’invecchiamento, anche chiamato inflammaging“Infiammazione cronica di basso grado” o inflammaging, e cioè uno stato di infiammazione organica di bassa intensità ma costante (associato all’aumento di alcune proteine, le citochine infiammatorie) che provoca danni all’organismo., ed è anche quello su cui è possibile intervenire efficacemente con interventi sullo stile di vita (dieta e esercizio fisico moderato regolare) e con integrazioni nutrizionali mirate.

Non solo DNA

L’accumulo di danni al DNA è stato storicamente considerato come la causa principale e quello su cui è più difficile intervenire. La prima buona notizia è che, invece, le cellule posseggono già meccanismi capaci di prevenire questi danni ed eventualmente ripararli.

Risulta quindi evidente che l’invecchiamento è un fenomeno multidimensionale, che coinvolge anche il sistema immunitario e ormonale. E che, dei nove meccanismi citati, quelli epigenetici sembrano giocare un ruolo centrale. Tutti gli altri, infatti, possono essere ricollegati al malfunzionamento dei sistemi di controllo epigenetici.

Non a caso oggi si parla con sempre più convinzione di “invecchiamento epigenetico” o epigenetic drift, come proposto da David D. Sinclair , professore di genetica all’Harvard Medical School e co-direttore del Paul F. Glenn Center for the Biology of Aging, nel libro “Lifespan”.

C’è di più. Una caratteristica interessante delle cause alla base dell’invecchiamento è la loro stretta interdipendenza: i differenti meccanismi, infatti, s’influenzano a vicenda. Questo vuol dire che se si migliora anche soltanto su uno di questi, miglioreranno automaticamente tutti gli altri.

E qui arriviamo alla seconda buona notizia: l’epigeneticaLetteralmente “al di sopra della genetica”. Con questo termine s’intendono tutti i processi biochimici che, senza modificare la sequenza del DNA, incidono sulla espressione dei geni, sia “accendendoli” che “spegnendoli”. è facilmente influenzabile dagli stili di vita, e la ricerca ha identificato molecole di origine naturale, farmaci e interventi mirati capaci di rimettere in funzione i suoi meccanismi.