Ipermetabolismo-Immagine Credit Public Domain-
I difetti mitocondriali causati da rare mutazioni genetiche fanno sì che le cellule umane aumentino il loro metabolismo. Sebbene ciò aiuti la sopravvivenza a breve termine, ha un costo elevato: un drammatico aumento della velocità con cui le cellule invecchiano. L’ipermetabolismo può anche essere una delle ragioni principali per cui la maggior parte delle cellule si deteriora man mano che tutti invecchiano.
La soluzione potrebbe essere collegata ai mitocondri, gli organelli che forniscono energia nelle cellule. Questo concetto non è nuovo, ma fino ad ora mancavano prove dirette nelle cellule umane.
Un recente studio pubblicato su Communications Biology e condotto da ricercatori della Columbia University ha scoperto che le cellule umane con mitocondri compromessi rispondono andando in overdrive e utilizzando più energia. Questo processo, noto come ipermetabolismo, consente alle cellule di sopravvivere temporaneamente, ma accelera anche in modo significativo il loro tasso di invecchiamento.
Per lo studio sono state utilizzate cellule di pazienti con malattie mitocondriali rare, ma i risultati potrebbero anche avere rilevanza per altre condizioni che colpiscono i mitocondri, comprese le malattie neurodegenerative, le condizioni infiammatorie e le infezioni“, afferma il ricercatore principale Martin Picard, Ph.D., associato Professore di medicina comportamentale (in psichiatria e neurologia) presso la Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons. “Inoltre, l’ipermetabolismo può essere una delle ragioni principali per cui la maggior parte delle cellule si deteriora quando invecchiamo“.
Le cellule ipermetaboliche invecchiano più velocemente
Si presumeva generalmente che i difetti mitocondriali (che compromettono la conversione delle fonti alimentari in energia utilizzabile) avrebbero costretto le cellule a rallentare il loro tasso metabolico nel tentativo di conservare l’energia. Tuttavia, analizzando l’attività metabolica e il consumo di energia nelle cellule di pazienti con malattie mitocondriali, i ricercatori hanno scoperto che le cellule con mitocondri compromessi raddoppiano il loro dispendio energetico. Inoltre, la rianalisi dei dati di centinaia di pazienti con diverse malattie mitocondriali ha dimostrato che i difetti mitocondriali aumentano anche il costo energetico della vita a livello di tutto il corpo.
Sebbene questa spinta energetica mantenga le cellule in funzione, degrada anche i telomeri delle cellule (cappucci che proteggono le estremità dei nostri cromosomi) e attiva le risposte allo stress e l’infiammazione. L’effetto netto accelera l’invecchiamento biologico.
“Quando le cellule consumano più energia per produrre proteine e altre sostanze essenziali per la sopravvivenza a breve termine, è probabile che stiano rubando risorse dai processi che assicurano la sopravvivenza a lungo termine, come il mantenimento dei telomeri“, afferma Gabriel Sturm, uno studente laureato e autore principale di questo studio.
Ipermetabolismo, affaticamento e invecchiamento
Questo stato ipermetabolico potrebbe spiegare perché le persone con malattie mitocondriali sperimentano affaticamento e intolleranza all’esercizio, tra gli altri sintomi. “Per compensare il consumo di energia extra nelle tue cellule, il tuo corpo ti ‘dice’ di non sforzarti troppo, di risparmiare energia. Probabilmente vediamo la stessa dinamica quando le persone invecchiano e la loro vitalità diminuisce”, afferma Picard.
Lo studio non indica alcun nuovo rimedio per i pazienti con malattie mitocondriali, che attualmente non sono curabili, ma rafforza le attuali raccomandazioni per i pazienti a muoversi di più. “Questo può sembrare controintuitivo poiché se sei più attivo, spenderai più energia e forse peggiorerai i tuoi sintomi”, dice Sturm. “Ma è noto che l’esercizio aumenta l’efficienza di un organismo. Un individuo che corre, ad esempio, utilizza meno energia per sostenere i processi corporei di base rispetto a chi non è fisicamente attivo.
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Il miglioramento dell’efficienza dell’organismo, che ridurrebbe il consumo di energia nelle cellule e migliorerebbe l’affaticamento e altri sintomi, può in parte spiegare i benefici per la salute dell’esercizio nei pazienti con malattie mitocondriali e nelle persone altrimenti sane.
“Nella loro ricerca di nuovi trattamenti per le malattie mitocondriali, i ricercatori dovrebbero concentrarsi sull’ipermetabolismo”, afferma Picard. “Sebbene i difetti mitocondriali compromettano la capacità delle cellule di produrre energia, la carenza di energia potrebbe non essere l’iniziatore primario della malattia. Il nostro studio mostra che questi difetti aumentano il consumo di energia. Per muovere l’ago terapeuticamente, potremmo aver bisogno di prendere di mira l’ipermetabolismo. Abbiamo bisogno di ulteriori ricerche per sapere se funzionerebbe”.
L‘ipermetabolismo è comune anche ad altre malattie. Se l’aumento del dispendio energetico cellulare svolge un ruolo causale nel guidare il processo di invecchiamento, prendere di mira l’ipermetabolismo può essere un modo per migliorare l’affaticamento, migliorare la qualità della vita delle persone o persino per rallentare l’invecchiamento biologico.
Fonte:Nature/Communications Biology
