MITOCONDRI E SIRTUINE
La longevità dipende dalle sirtuine e dai mitocondri delle cellule
Nel 1935 il Dottor Mc Cay e il suo gruppo di ricercatori della Cornel University dimostrarono che i topi più longevi seguivano una dieta ipocalorica (con il 30-40% in meno di calorie, riuscivano a vivere il 50% in più dei loro coetanei che si cibavano di normali quantità caloriche standard). Dopo l’autopsia, nel 50% dei topi longevi, non sono state ravvisate malattie degenerative, attribuendo la morte a cause naturali (vecchiaia). Tali risultati sono stati ribaditi negli anni successivi da scienziati di tutto il mondo, che hanno effettuato esperimenti su diverse specie animali.
Non è stato possibile replicare tali esperimenti sugli esseri umani, (avrebbero dovuto aspettare 100 anni per avere i risultati) ma possiamo verificare l’esattezza di tale teoria, osservando alcune popolazioni tra le più longeve del pianeta.
La prima riguarda gli abitanti di Okinawa, un’isola dell’arcipelago giapponese dove la popolazione raggiunge facilmente i 100 anni senza essere afflitta da malattie degenerative.
L’altra è la cittadina di Vilcabamba in Equador, dove gli abitanti arrivano in ottima salute a 110 anni, lavorando la terra fino agli ultimi giorni della loro vita.
Queste due popolazioni sono accomunate da una dieta povera di carboidrati e da un introito giornaliero di sole 1.200 calorie.
Qual’é il meccanismo biologico riscontrato dagli scienziati che mette in correlazione la restrizione calorica con la longevità?
La restrizione calorica induce la sostituzione dei mitocondri danneggiati evitando l’apoptosi cellulare e la comparsa delle cellule senescenti.
Cerchiamo di spiegarlo meglio.
Esiste un rapporto inverso tra il numero ed il buono stato dei mitocondri con il rischio di apoptosi cellulare. Infatti il motivo che induce le cellule all’apoptosi (rif. pag. 176) riguarda il peggioramento della funzionalità dei mitocondri (disfunzione mitocondriale), che generando troppi radicali liberi, danneggia la cellula inducendola a suicidarsi. Ciò causa la replicazione della cellula più vicina (che ricopre lo spazio lasciato libero nella matrice) ed il conseguente accorciamento dei telomeri della stessa (accade ad ogni replicazione). Questo accelera la comparsa della fase senescente delle cellule e della nostra fine su questa terra.
La stimolazione alla genesi di altri mitocondri permette la sostituzione di quelli maggiormente danneggiati, ottenendo in tal modo il miglioramento della respirazione cellulare e la riduzione della produzione dei radicali liberi (la cellula rimanderà l’apoptosi).
Virtualmente, se riuscissimo a produrre sempre nuovi mitocondri, le nostre cellule non morirebbero, potendo vivere per sempre (non ci sarebbe la diminuzione dei telomeri, allontanando la senescenza) ed aumentando la nostra longevità.
Il meccanismo di attivazione della riparazione dei mitocondri, avviene tramite alcuni enzimi chiamati sirtuine.
Approfondimento tecnico.
Le sirtuine attivano la Pgc 1 alfa (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Coactivator), un coattivatore di recettori nucleari ormonali, stimolante le biogenesi mitocondriali (attiva la crescita di nuovi mitocondri).
I promotori delle sirtuine
Molte ricerche scientifiche hanno dimostrato che la cellula, quando ha un calo di produzione energetica, attiva gli enzimi dette sirtuine.
Tale fenomeno si riscontra anche quando pratichiamo esercizio fisico costante, come se la fibrocellula, intuendo il bisogno fisiologico di produrre più energia, riprogrammi la quantità di centrali energetiche (mitocondri) all’interno del citosol, per aumentarne la produzione.
Facciamo qualche esempio per comprendere meglio questo passaggio.
Ogni cellula ha un certo numero di mitocondri, in base alla quantità di energia di cui necessita per svolgere le proprie funzioni.
Immaginiamo che una cellula abbia 100 mitocondri e che ognuno di essi produca 34 Atp al minuto. Ciò significa che il consumo della cellula si attesta su 3.400 Atp al minuto.
Se la loro produzione subisce un calo, come fa la cellula a reintegrare l’energia di cui ha bisogno?
La cellula attiva le sirtuine che stimolano la produzione di nuovi mitocondri, che andranno a sostituire quelli danneggiati. In tal modo la cellula torna a produrre l’energia di cui abbisogna, eliminando i mitocondri danneggiati, che avrebbero prodotto più radicali liberi. Un meccanismo perfetto!
Che cosa succede quando ingeriamo zuccheri, siano essi complessi o semplici?
Come abbiamo detto altre volte, l’insulina obbliga le cellule a far entrare il glucosio nel citosol, attivando così il sistema energetico alternativo detto glicolisi.
Ricordiamo che la glicolisi è in grado di produrre 5 Atp (particelle energetiche) nel tempo in cui un mitocondrio ne produce una. Ciò significa che, se in un minuto il mitocondrio ha prodotto 34 Atp, la glicolisi ne produrrà altri 170, per un totale di 204 Atp. Se lo rapportiamo all’esempio precedente (produzione energetica di 100 mitocondri), la differenza sarebbe 3.400 Atp contro 20.400 Atp (6 volte la produzione nello stesso arco temporale).
Se la cellula è programmata ad avere un certo numero di mitocondri in base alla necessità energetica, cosa succede quando è costretta a produrre energia con il sistema della glicolisi?
Si ottiene una super produzione energetica che impedisce alla cellula di comprendere se ci sono dei mitocondri danneggiati che vanno sostituiti. Quando questo accade, i mitocondri inefficienti producendo molti radicali liberi, causano danni alla cellula (nucleo e membrana) e un deterioramento dei mitocondri stessi. Quando la cellula subisce troppi danni, decide di procedere con l’apoptosi.
Alcune ricerche scientifiche sull’insulina hanno accertato l’effetto inibitorio di questo ormone ha sulle sirtuine (inibisce la produzione di nuovi mitocondri).
Al contrario, un’alimentazione senza carboidrati (ad esclusione di frutta e verdura) obbliga le cellule alla giusta manutenzione dei mitocondri, sostituendo quelli mal funzionanti. Per tale motivo la restrizione calorica, induce lo stimolo all’attivazione delle sirtuine aumentando la vita delle cellule e dell’individuo di cui fanno parte.
