Restrizioni caloriche rallentano l'invecchiamento per via enzimatica

Il modo in cui invecchiamo è stato oggetto di dibattito per decenni. Un paradosso spesso citato è stata l'incapacità dello scienziato di fornire una spiegazione biologica di come mangiare di meno prolunghi la durata della vita.

In effetti, è stato ben documentato che una dieta con un numero sempre inferiore di calorie può rallentare notevolmente il processo di invecchiamento e migliorare la salute nella vecchiaia.

Ma come una dieta ridotta agisca al livello più elementare per influenzare il metabolismo e la fisiologia per smorzare il declino di tessuti e cellule correlato all'età è rimasto, per la maggior parte, un mistero.

Ora, un nuovo studio di laboratorio potrebbe aver trovato una risposta all'enigma.

Un team di scienziati dell'Università del Wisconsin-Madison e i loro colleghi hanno scoperto un percorso molecolare che si ritiene sia un determinante chiave del processo di invecchiamento.

La scoperta non solo aiuta a spiegare la cascata di eventi che contribuiscono all'invecchiamento, ma fornisce anche una base razionale per ideare interventi, farmaci che possono ritardare l'invecchiamento e contribuire a una migliore salute nella vecchiaia.

Lo studio si trova sulla rivista Cellula.

"Ci stiamo avvicinando sempre di più a una buona comprensione di come funziona la restrizione calorica", ha affermato il dott. Tomas A. Prolla, professore di genetica dell'UW-Madison e autore senior del nuovo Cellula studia.

"Questo studio è la prima prova diretta di un meccanismo alla base degli effetti antietà che osserviamo sotto restrizione calorica".

Lo studio del Wisconsin si concentra su un enzima noto come Sirt3, uno di una famiglia di enzimi noti come sirtuine, che sono stati implicati in studi precedenti nel processo di invecchiamento, trascrizione genica, morte cellulare programmata e resistenza allo stress in condizioni caloriche ridotte.

Nei mammiferi, compreso l'uomo, ci sono sette sirtuine che sembrano avere un'influenza ad ampio raggio sul destino cellulare e sulla fisiologia.

Sirt3 è stato meno studiato rispetto ad altri membri della famiglia delle sirtuine, ma il nuovo studio fornisce "la prima chiara prova che le sirtuine hanno effetti antietà nei mammiferi", secondo John M. Denu, Ph.D., dell'UW-Madison's Wisconsin Institute for Discovery e autore senior del rapporto.

L'enzima Sirt3, spiega Denu, agisce sui mitocondri, strutture all'interno delle cellule che producono energia e che sono le fonti di forme di ossigeno altamente reattive note come radicali liberi, che danneggiano le cellule e favoriscono gli effetti dell'invecchiamento. In condizioni di ridotto apporto calorico, i livelli di Sirt3 aumentano, alterando il metabolismo e determinando un minor numero di radicali liberi prodotti dai mitocondri.

"Questo è il collegamento più forte e più diretto che la restrizione calorica agisce attraverso i mitocondri", ha detto Prolla, che ha studiato gli effetti delle diete a ridotto contenuto calorico sull'invecchiamento e sulla salute per più di un decennio.

"Sirt3 sta svolgendo un ruolo sorprendentemente importante nella riprogrammazione dei mitocondri per affrontare uno stato metabolico alterato sotto restrizione calorica".

I ricercatori di laboratorio hanno utilizzato un modello murino che mostra ipoacusia legata all'età, un fenomeno associato al danno dei radicali liberi alle cellule della coclea, una struttura nell'orecchio interno che converte le vibrazioni sonore in impulsi nervosi.

La perdita dell'udito legata all'età è comune negli esseri umani ed è stata recentemente esemplificata da cose come le suonerie ultrasoniche dei telefoni cellulari che solo i più piccoli possono sentire poiché le cellule che catturano le frequenze più alte sono le prime ad andare.

"La perdita dell'udito è associata alla perdita di specifici tipi di cellule nella coclea", ha detto Prolla, il cui lavoro precedente ha stabilito un legame genetico con la morte cellulare e la perdita dell'udito legata all'età. "E la perdita dell'udito è prevenuta attraverso la restrizione calorica."

In esperimenti complementari in cellule in coltura e dettagliati in Cellula rapporto, il team del Wisconsin ei loro colleghi mostrano che livelli elevati di Sirt3 proteggono le cellule dallo stress cellulare e dalla morte causata dai radicali liberi.

"Sirt3 è sufficiente per fornire protezione contro i danni ossidativi", ha detto Denu.

Sebbene le sirtuine siano state ampiamente studiate e molti scienziati ritengano che abbiano un ruolo nell'invecchiamento, il nuovo studio è il primo a collegare in modo definitivo gli enzimi al rallentamento del processo di invecchiamento nei mammiferi.

Secondo Denu, conoscere le basi molecolari di come funzionano gli enzimi sirtuina può portare allo sviluppo razionale di farmaci che attivano le vie di enzimi come Sirt3 per rallentare il processo di invecchiamento.

Fonte: University of Wisconsin-Madison