LE CELLULE

La morte delle cellule dipende dai telomeri

Siamo a conoscenza di migliaia di persone sparse per il pianeta che hanno superato i 100 anni (il record è di 135 anni) mentre. conosciamo persone decedute prima di giungere a 70-80 anni).

Come mai questa disparità?

Molti ricercatori cercano di trovare il miracoloso gene responsabile della longevità e non di rado, leggiamo sui giornali delle ricerche sul Dna delle cellule, effettuate su popolazioni dove il numero dei centenari è notevolmente superiore alla media.

La longevità è legata allo stile di vita ed alla giusta alimentazione e non a geni miracolosi.

Sappiamo che il nostro corpo è composto di cellule di diverso tipo, che possono essere suddivise in 3 grandi gruppi:

- le cellule che non muoiono mai, ovvero non si duplicano. Parliamo principalmente dei neuroni e delle fibrocellule muscolari.

- le cellule che nascono e muoiono dopo pochi giorni. Queste vengono sostituite da nuove cellule prodotte da alcuni organi. Parliamo ad esempio delle cellule del sistema immunitario e dei globuli rossi.

- le cellule che si duplicano avendo un numero predefinito di replicazioni. Parliamo delle cellule che compongono i nostri tessuti (ossa, pelle, tessuti vari).

Ebbene, quanto potremo vivere dipende principalmente da questo terzo tipo di cellule. Infatti facendo parte dei nostri tessuti (cuore, endotelio venoso ed arterioso, scheletro, organi) il raggiungimento massimo delle replicazioni le trasforma in cellule senescenti. Quando questo accade, assistiamo al deterioramento dei tessuti di cui fanno parte. La replicazione delle cellule dipende dalla morte delle cellule adiacenti e questo avviene perchè gli spazi non possono essere lasciati vuoti.

Quindi se teoricamente non ci fosse la morte delle cellule non ci sarebbe bisogno della duplicazione e non verrebbe raggiunto lo stato di senescenza cellulare.

Per fare un esempio molto semplice, è come se iniziassimo a giocare ad un video gioco (vi ricordate quelli di una volta che erano nei bar?) con una dotazione di cinquanta gettoni. Più siamo capaci a far durare ogni singola partita, più ritarderemo l’inserimento di un altro gettone, perché alla fine,  terminata l’intera riserva in dotazione, scatta il game over. Chiaramente adottando un livello facile del gioco (mangiando bene e migliorando il nostro stile di vita ed integrando i giusti micronutrienti) saremo in grado di far durare ogni singola partita molto più a lungo. Se al contrario scegliamo il livello più difficile (mangiando le cose sbagliate o praticando uno stile di vita errato o lasciando il nostro corpo carente di elementi nutrizionali), le partite si accorceranno drammaticamente.

L’effettivo raggiungimento della massima età in buono stato di salute, dipende da quanto riusciamo ad allungare l’emivita delle nostre cellule (la singola partita del videogame). Ciò è legato al nostro stile di vita ed all’alimentazione. Spieghiamo meglio il concetto.

Si calcola che il corpo perda, per morte delle cellule (apoptosi), cento miliardi di cellule al giorno e che ogni anno cambiamo tutte le cellule dell’organismo (ad esclusione di quelle nervose e muscolari).

Non dobbiamo pensare all’invecchiamento totale dell’individuo, ma all’età biologica di ogni singolo tessuto ed organo. Ovvero, potremmo avere i tessuti endoteliali delle vene che hanno raggiunto il livello massimo di vecchiaia (paragonabile a quelle di un centenario), avendo il cervello che funziona ancora come quello di un settantenne. Lo stesso discorso vale per il cuore, per i reni o qualsiasi altro organo o tessuto. 

Quante volte ci è capitato di assistere dei parenti o degli amici che poi sono deceduti in seguito a problemi legati ad un aspetto specifico del corpo (infarto, blocco renale, etc.), con il cervello perfettamente funzionante.

Vediamo insieme come funziona la replicazione delle cellule e la senescenza.

La senescenza e successiva morte delle cellule

Già nel 1961 il Dottor Leonard Hayflick (professore di anatomia alla University of California di San Francisco) scoprì un limite massimo nel numero di replicazione delle cellule dei fibroblasti (cellule incaricate di produrre le proteine fibrose della matrice), di circa cinquanta. Tale replicometro è oggi definito limite di Flick, una legge naturale che è presente nelle cellule che compongono strutturalmente il nostro corpo (ad esclusione dei neuroni e delle fibrocellule).

Raggiunto tale limite le cellule perdono la loro capacità di replicarsi trasformandosi in cellule senescenti. Questo limite è collegato all’attività del Dna del nucleo ed all’accorciamento di alcuni elementi che vengono chiamati scientificamente telomeri delle cellule.

Cerchiamo di spiegarne il funzionamento.

In pratica i telomeri delle cellule sono delle sequenze di Dna ripetitivo, che si trovano all’inizio e alla fine delle catene dei cromosomi, proteggendole e tenendole unite (una specie di cappuccio protettivo).

Tale protezione (telomero) è importante per evitare i rimescolamenti del Dna del cromosoma, impedendo che le parti finali della catena si leghino tra di loro creando eccessive degenerazioni cromosomiche. Ogni volta che le cellule si replicano, si duplica anche il nucleo ed i cromosomi, utilizzando i telomeri delle cellule per proteggere le catene del Dna. Ciò comporta un accorciamento (per ogni replicazione) della lunghezza dei telomeri delle cellule.

La replicazione delle cellule non è più possibile quando la lunghezza dei telomeri diventa minima. A questo punto i cromosomi comunicano alle cellule che non è più possibile procedere a successive duplicazioni e queste si trasformano in senescente. Purtroppo quando le raggiungono tale stadio, iniziano a perdere le loro funzionalità, a modificarsi nell’aspetto, producendo eicosanoidi infiammatori, fino a giungere alla morte delle cellule stesse.

Quando in un tessuto (composto di matrice e cellule) aumenta il numero di cellule senescenti (che procurano danni anche alle cellule ancora attive), iniziano i problemi funzionali di quell’organo. Ad esempio se ciò accade all’endotelio arterioso, assisteremo ad un peggioramento della malattia dell’arteriosclerosi o se accade ai tessuti del cuore, si può fermare la contrazione (tachicardia). Quindi, più tardi le cellule inizieranno la fase di replicazione, più a lungo saremo in grado di rimandare la senescenza cellulare, e successiva morte delle cellule).

Chi decide quando le cellule devono replicarsi e soprattutto se esiste un modo per controllare tale fenomeno?

Ricorderete che se le cellule rimangono al suo posto, non è possibile attivare la replicazione (inibizione da contatto). Quando invece una o più cellule muoiono (per apoptosi o invasione virale) le cellule adiacenti si accorgono che nella matrice ci sono degli spazi vuoti e si attiva il comando della replicazione (per andare a sostituire quelle mancanti).

Quindi è importante salvaguardare le cellule, evitando che la morte delle cellule induca la replicazione di quelle adiacenti presenti nel tessuto. Purtroppo però, gli attacchi alle cellule sono talmente tanti e generalizzati, che è solo possibile rallentare questo fenomeno, ma non fermarlo (avremmo altrimenti scoperto il segreto dell’immortalità).

A tal proposito, risulta molto interessante un esperimento condotto dal premio Nobel Alexis Carrel presso il Rockefeller Institute for Medical Research, su cellule animali. Lo scienziato ha mantenuto in vita un cuore di pollo in una soluzione salina (contenente la stessa quantità di sali minerali e nutrienti del sangue) per un periodo di oltre 30 anni (dopo di che venne interrotto il test). L’esperimento prevedeva la sostituzione giornaliera del liquido per eliminare tutte le score acide ed altri metaboliti tossici che potevano danneggiare le cellule in cultura. Con questo esperimento si riuscì a dimostrare come,  un tessuto di pollo con un’emivita di pochi anni, può al contrario vivere a tempo indeterminato, se ovviamente le cellule che lo compongono non subiscono danni.

Perché avviene la morte delle cellule?

Come abbiamo detto, la morte delle cellule ci avvicina sempre più alla fine della nostra vita, quindi comprendere perché muoiono le cellule e cercare di fermare questo dannato processo, è essenziale per la nostra longevità ed il nostro stato di salute.

Innanzitutto spieghiamo che la morte delle cellule puù avvenire a seguito di due processi distinti, la necrosi e l’apoptosi.

- Si parla di necrosi quando il danno cagionato alle cellule è immediato o promosso da fattori esogeni (traumi fisici o chimici) o endogeni (ad opera delle nostre difese immunitarie). Per fare un esempio, quando un virus entra nelle membrane cellulari, i linfociti per distruggerlo, causare la morte delle cellule.

- Si parla di apoptosi quando le cellule attivano il suo protocollo di autodistruzione, non essendo più in grado di autoripararsi. 

Vediamo insieme i danni cagionati alle nostre cellule.

- Ipossia-ischemia (problemi circolatori e respiratori).

- Agenti fisici (elettricità, temperatura, pressione, radiazioni e traumi meccanici).

- Agenti chimici, agenti infettivi (virus, batteri e parassiti).

- Reazioni immunologiche (malattie autoimmuni).

- Difetti genetici e disturbi nutrizionali (eccessi o deficienze di sostanze come vitamine e sali minerali).

Tutti questi danni potrebbero risultare irreversibili, causando la necrosi o partecipare allo stress cellulare (radicali liberi) che porterà all’apoptosi e quindi alla morte della cellula.

Nella necrosi, le cellule sono distrutte ed il citosol (e tutto il materiale in esso contenuto) è riversato nella matrice extracellulare.

Nell’apoptosi le cellule si suddividono in piccoli sacchi (composti dalla membrana cellulare), che sono poi fagocitati o dalle cellule vicine o dai fagociti (senza però generare attività infiammatoria, bensì producendo radicali liberi). 

Vediamo perchè le cellule scelgono di suicidarsi.

Perché le cellule scelgono di morire?

Quando le cellule subiscono danni che sono superiori alla loro capacità di riparazione, per il bene della collettività (del nostro corpo) decidono di suicidarsi.

Gli insulti possono riguardare la membrana cellulare, i mitocondri o il nucleo.

Vediamoli nel dettaglio.

- I danni alla membrana cellulare dipendono dai radicali liberi (rif. pag. 221), dalla mancanza di sostanze nutritive (alcuni grassi come gli omega 3 sono i migliori per la costruzione della membrana), dalla continua depolarizzazione delle cellule, dal continuo raggrinzimento e dal rigonfiamento cellulare (rif. pag. 59).

- I danni causati al nucleo delle cellule sono indotti sostanzialmente dai radicali liberi e dalle nitrosammine (circa 10.000 insulti giornalieri). Questo è il motivo principale della formazione di cellule tumorali.

- I danni ai mitocondri (principale motivo dell’apoptosi) sono cagionati dai radicali liberi, prodotti durante la respirazione cellulare e da altri processi chimici del corpo. In tal caso si parla di disfunzione mitocondriale, che oltre a degradare questo organello, causa un aumento della produzione di radicali liberi (prodotti dalla maggiore inefficienza del mitocondrio danneggiato).