L’invecchiamento (aging in inglese americano o ageing in inglese britannico) è definito come il declino funzionale di organi, tessuti e cellule che si verificano nell’organismo con il progredire dell’età.
In un recente studio il Dott. Guido Kroemer (Professore alla Facoltà di Medicina dell’Università di Paris Descartes, direttore del team di ricerca “Apoptosis, Cancer and Immunity” del French Medical Research Council e direttore del “Metabolomics and Cell Biology platforms of the Gustave Roussy Comprehensive Cancer Center”) ha provato ad identificare le caratteristiche molecolari cardine che causano il fenomeno dell’invecchiamento.
Questo studio ha individuato nove caratteristiche che sono generalmente considerate come causa/contributo nel determinare il fenotipo (l’insieme delle caratteristiche morfologiche e funzionali di un organismo, quali risultano dall’espressione del suo genotipo e dalle influenze ambientali) tipico dell’invecchiamento:
1. Instabilità genomica: un comune denominatore dell’invecchiamento è l’accumulo di danni genetici che occorrono durante la vita. Numerose malattie di invecchiamento precoce infatti, sono la conseguenza di un incrementato accumulo di DNA danneggiato. L’integrità e la stabilità del DNA sono continuamente minacciate da fattori interni (come l’infiammazione e i danni da radicali liberi) e/o agenti esterni (chimici, biologici e ambientali). Pertanto, più una cellula è vecchia (o danneggiata), più alta è la probabilità che accumuli un’instabilità genetica. L’accumulo di danni al DNA è purtroppo implicato nei meccanismi di invecchiamento precoce, nella carcinogenesi e in altri disordini correlati con l’invecchiamento, come le malattie neurodegenerative.
2. Accorciamento dei telomeri: Il telomero è la regione terminale di un cromosoma del DNA che protegge l’estremità del cromosoma stesso dal deterioramento o dalla fusione con cromosomi confinanti. I telomeri sono particolarmente suscettibili al deterioramento correlato con l’età perchè ogni volta che la cellula si divide, avviene un progressivo accorciamento delle parti terminali del DNA. Il normale invecchiamento infatti, è accompagnato dall’accorciamento dei telomeri nei mammiferi, perchè la maggior parte delle loro cellule somatiche non ha la capacità di replicare completamente queste parti terminali. Se il danno al DNA non viene riparato, la cellula inizia un processo di senescenza replicativa e/o apoptosi (morte cellulare). Quindi, il deficit di telomerasi negli umani conduce a invecchiamento precoce ma è anche associato a malattie correlate con l’età quali l’artrosi, aterosclerosi, cardiopatia ischemica e fibrillazione atriale, oltre che ad altre diverse malattie che implicano la perdita di capacità rigenerativa di vari tessuti.
3. Alterazioni epigenetiche: Si i tratta di cambiamenti che influiscono nell’espressione genica ma non nella sequenza del DNA. Le alterazioni epigenetiche sono dovute all’età e a fattori ambientali come dieta, esercizio fisico, farmaci e sostanze chimiche. Per esempio, la metilazione del DNA, cioè l’aggiunta o la rimozione dal DNA di gruppi chimici chiamati gruppi metilici, oppure cambiamenti nelle proteine (istoni) che si legano al DNA per formare i cromosomi. In effetti, il dottor Sinclair, padre della “Teoria dell’informazione dell’invecchiamento”, definisce l’invecchiamento semplicemente come la perdita di informazioni epigenetiche nelle nostre cellule nel corso degli anni.
4. Perdita della proteostasi: Nel corso della nostra vita, le proteine vengono continuamente scomposte, riciclate e ricostruite in un processo perfettamente equilibrato chiamato omeostasi proteica o “proteostasi”. Le proteine sono essenziali per il nostro organismo, in quanto costituiscono le cellule e svolgono la maggior parte delle loro funzioni. L’invecchiamento è caratterizzato dalla perdita di questo equilibrio.
5. Disregolazione del rilevamento di nutrienti: Con l’età, fattori come lo stress ossidativo, l’infiammazione, l’alterazione dell’attività enzimatica e l’accumulo di acidi grassi nelle cellule possono contribuire a ridurre la sensibilità all’insulina. Le cellule non reagiscono come dovrebbero e l’organismo perde progressivamente la capacità di regolare i livelli di zucchero nel sangue. La reattività all’insulina può essere migliorata attivando alcuni dei geni che regolano l’invecchiamento (che fungono da sensori per i nutrienti che ingeriamo).
6. Disfunzione mitocondriale: Con l’invecchiamento delle cellule e degli organismi, l’efficienza dei mitocondri tende a diminuire. I mitocondri sono piccole strutture che producono energia in quasi tutte le cellule combinando l’ossigeno con le molecole di combustibile (zuccheri e grassi) provenienti dagli alimenti. Quando i mitocondri sono difettosi, le cellule non dispongono di energia sufficiente e le molecole di ossigeno e di combustibile inutilizzate si accumulano, causando danni alle cellule.
7. Senescenza cellulare: La senescenza è un processo in cui le cellule rimangono in uno stato “zombie”: hanno raggiunto la fine della loro vita utile ma non muoiono. La loro struttura è danneggiata e il loro metabolismo è alterato. Con l’invecchiamento, queste cellule si accumulano nei tessuti e secernono sostanze nocive e infiammatorie. Ciò contribuisce allo sviluppo di malattie legate all’età. È diversa dalla morte cellulare programmata (apoptosi), che ha la funzione di eliminare le cellule non vitali per prevenire la formazione di tumori.
8. Esaurimento delle cellule staminali: Le cellule staminali sono in grado di generare nuove cellule per riparare i nostri tessuti e organi, ma durante l’invecchiamento diventano disfunzionali o muoiono. Di conseguenza, il loro numero diminuisce e i nostri tessuti si rinnovano molto meno.
9. Alterazione della comunicazione intercellulare: Si tratta del trasferimento di informazioni da una cellula all’altra per mezzo di segnali fisico-chimici come ormoni o impulsi nervosi. Questo processo è essenziale per “organizzare” le funzioni dell’organismo e mantenerlo sano ed equilibrato. Se il processo risulta alterato , si verificano reazioni infiammatorie e cambiamenti nella composizione dell’ambiente cellulare, che portano alle disfunzioni tipiche dell’invecchiamento.