Perché invecchiamo? È una domanda che da decenni gli scienziati si ripetono, ma finalmente stiamo iniziando a ottenere alcune risposte.
I radicali liberi
Una versione della teoria “dell’accumulo del danno” chiamata “teoria dei radicali liberi”, fu introdotta per la prima volta da Rebeca Gerschman e Daniel Gilbert nel 1954 e ulteriormente sviluppata da un chimico americano, Denham Harman, nel 1956.
I radicali liberi sono sottoprodotti naturali della respirazione e del metabolismo e si accumulano nei nostri corpi nel tempo. Harman teorizzò che poiché sia il danno cellulare che i radicali liberi aumentano con l’età, forse i radicali liberi causano il danno.
I radicali liberi su cui si concentrava Harman sono chiamati “specie reattive dell’ossigeno” (ROS). Sono creati dai mitocondri della cellula mentre trasformano i nutrienti in energia affinché la cellula funzioni.
Gli scienziati hanno scoperto che i ROS possono attaccare e reagire con DNA, proteine e lipidi (grassi) modificandone le proprietà e la funzione. In esperimenti, è stato dimostrato che aumentare la produzione di ROS in lieviti, vermi e moscerini della frutta accorcia le loro vite .
La teoria di Harman ha dominato la scienza del campo dell’invecchiamento negli anni ’90 e nei primi anni 2000. Ma poi diversi studi hanno iniziato a contraddire la teoria. Quando negli animali come salamandre e topi sono stati messi a tacere i geni antiossidanti (gli antiossidanti sono sostanze che distruggono i radicali liberi), non c’è stato alcun impatto sulla loro longevità.
Ipotesi evolutiva per la malattia
Prima di continuare il nostro viaggio sulle teorie dell’invecchiamento, dobbiamo fare una piccola deviazione attraverso i corridoi della biologia evolutiva.
I geni controllano, tra le altre cose, la produzione di proteine e le nostre caratteristiche fisiche, il nostro cosiddetto fenotipo. Possono cambiare attraverso la mutazione. Ognuno di noi porta molte mutazioni in molti geni. La maggior parte di queste mutazioni non ci riguarda, ma alcune hanno effetti negativi e altre effetti positivi.
L’evoluzione per selezione naturale propone che se un gene (o mutazione genetica) offre un vantaggio per la sopravvivenza dell’organismo, ha più possibilità di passare alla generazione successiva. Ma se una mutazione genetica è negativa, è probabile che verrà eliminata nel corso dell’evoluzione.
Molte malattie hanno una base genetica. Ciò significa che sono causate da mutazioni genetiche. In tal caso, perché queste mutazioni sono ancora in circolazione e non sono state eliminate dalla selezione naturale?
Nel 1957, un biologo evoluzionista americano chiamato George Williams propose una soluzione. Secondo la sua ipotesi “di pleiotropia antagonista”, una mutazione genetica può avere caratteristiche sia buone che cattive. Ma se il bene supera il male, la mutazione non viene eliminata.
Ad esempio, le mutazioni che causano la malattia di Huntington migliorano la fertilità e diminuiscono il rischio di cancro; le mutazioni che causano l’anemia falciforme proteggono dalla malaria e le mutazioni associate alla fibrosi cistica migliorano anche la fertilità. Questi sono solo alcuni esempi tra i tanti.
Queste mutazioni sono benefiche all’inizio della vita – contribuiscono allo sviluppo e alla nascita di figli – e diventano dannose solo nella vita successiva. Il fatto che se sono buone per la sopravvivenza e la produzione della prossima generazione, potrebbe spiegare la loro conservazione. Potrebbe anche spiegare la persistenza di malattie devastanti, molte delle quali prevalenti in età avanzata.
Vedi anche, Scoperta nuova causa di invecchiamento cellulare
Ma la teoria di Williams potrebbe spiegare l’invecchiamento stesso? E se i geni e le proteine prodotte da questi geni, che sono vantaggiosi da giovani, diventassero in seguito la principale causa dell’invecchiamento? E se è così, quali potrebbero essere queste proteine?
Teoria dell’iperfunzione nell’invecchiamento
Mikhail Blagosklonny, Professore di oncologia a New York, ha proposto intorno al 2006 una risposta a queste domande. Il ricercatore ha suggerito che la causa dell’invecchiamento sono le proteine (e i geni responsabili della loro produzione) con il ruolo di dire alle cellule se sono disponibili nutrienti. Alcune di queste proteine sono enzimi che aiutano le reazioni chimiche a verificarsi nel nostro corpo. Tra questi c’è un enzima chiamato TOR.
Quando l’enzima TOR è attivo, indica alle cellule di crescere. Ne abbiamo bisogno all’inizio della vita per il nostro sviluppo e la nostra maturazione sessuale. Ma TOR non è necessario a livelli così elevati più tardi nella vita. In effetti, l‘iperfunzione (iperattività) di TOR è correlata a molte malattie tra cui i tumori.
Se TOR e altri geni sensibili ai nutrienti sono la radice dell’invecchiamento, sono in qualche modo collegati a danni o ROS? È stato dimostrato che l’iperfunzione di TOR aumenta la crescita cellulare, ma allo stesso tempo riduce i meccanismi protettivi, inclusi gli antiossidanti. Ciò significa che ora il danno può essere visto come conseguenza dell’iperfunzione di alcuni geni: non la causa principale dell’invecchiamento, ma il risultato di esso.
La nuova teoria basata sull’ipotesi della pleiotropia antagonista è ora nota come teoria dell’iperfunzione dell’invecchiamento.
Un prezzo che vale la pena pagare
“Noi e altri stiamo testando la teoria dell’iperfunzione e, finora, i risultati la supportano. Tuttavia, mentre questi progressi promettono una comprensione delle cause profonde dell’invecchiamento e di come affrontare le malattie legate all’età, mostrano anche la complessità di un fenomeno. Ma man mano che le prove si accumulano, ci rendiamo conto che l’invecchiamento stesso è fortemente legato al modo in cui siamo stati fatti. È collegato alla nostra crescita e maturazione sessuale. Forse l’invecchiamento è un prezzo che gli organismi devono pagare per sopravvivere come specie”, conclude il ricercatore.
Fonte, Medicalxpress
