Mentre alcune persone possono essere più anziane in età cronologica, la loro età biologica potrebbe essere molto più giovane. FangXiaNuo/E+ tramite Getty Images

Probabilmente conosci qualcuno che sembra invecchiare lentamente, che sembrano anni più giovani di quanto suggerisca la loro data di nascita. E probabilmente hai visto il contrario: qualcuno il cui corpo e la cui mente sembrano molto più devastati dal tempo rispetto ad altri. Perché alcune persone sembrano scivolare attraverso i loro anni d'oro e altre lottano fisiologicamente nella mezza età?

Ho ha lavorato nel campo dell'invecchiamento per tutta la mia carriera scientifica, e insegno biologia cellulare e molecolare dell'invecchiamento all'Università del Michigan. La ricerca sull'invecchiamento non tende a trovare l'unica cura che risolva tutto ciò che potrebbe affliggerti in età avanzata. Invece, l'ultimo decennio o due di lavoro indica l'invecchiamento come un processo multifattoriale e nessun singolo intervento può fermarlo tutto.

Cos'è l'invecchiamento?

Esistono molte definizioni diverse di invecchiamento, ma gli scienziati generalmente concordano alcune caratteristiche comuni: L'invecchiamento è un processo dipendente dal tempo che si traduce in una maggiore vulnerabilità a malattie, lesioni e morte. Questo processo è sia intrinseco, quando il tuo stesso corpo causa nuovi problemi, sia estrinseco, quando gli insulti ambientali danneggiano i tuoi tessuti.

Il tuo corpo è composto da trilioni di cellule, e ciascuno non solo è responsabile di una o più funzioni specifiche del tessuto in cui risiede, ma deve anche svolgere tutto il lavoro per mantenersi in vita. Ciò include il metabolismo dei nutrienti, l'eliminazione dei rifiuti, lo scambio di segnali con altre cellule e l'adattamento allo stress.

L'invecchiamento deriva da una serie di fattori fisiologici.

Il problema è che ogni singolo processo e componente in ciascuna delle tue celle può essere interrotto o danneggiato. Quindi le tue cellule spendono molta energia ogni giorno per prevenire, riconoscere e risolvere questi problemi.

L'invecchiamento può essere pensato come una graduale perdita della capacità di mantenere l'omeostasi – uno stato di equilibrio tra i sistemi del corpo – o non essendo in grado di prevenire o riconoscere danni e scarsa funzionalità, o non risolvendo adeguatamente o rapidamente i problemi quando si verificano. L'invecchiamento deriva da una combinazione di questi problemi. Decenni di ricerca hanno dimostrato che quasi tutti i processi cellulari diventano più compromessi con l'età.

Riparare il DNA e riciclare le proteine

La maggior parte delle ricerche sull'invecchiamento cellulare si concentra sullo studio di come il DNA e le proteine ​​cambiano con l'età. Gli scienziati stanno anche iniziando ad affrontare i potenziali ruoli che molte altre importanti biomolecole nella cellula svolgono anche nell'invecchiamento.

Uno dei compiti principali della cellula è quello di conservare il proprio DNA, il manuale di istruzioni che il macchinario di una cellula legge per produrre proteine ​​specifiche. Il mantenimento del DNA implica la protezione e la riparazione accurata dei danni al materiale genetico e alle molecole che si legano ad esso.

Le proteine ​​sono i lavoratori della cellula. Eseguono reazioni chimiche, forniscono supporto strutturale, inviano e ricevono messaggi, trattengono e rilasciano energia e molto altro. Se la proteina è danneggiata, la cellula utilizza meccanismi che coinvolgono proteine ​​speciali che tentano di riparare la proteina rotta o di inviarla al riciclaggio. Meccanismi simili tolgono di mezzo le proteine ​​o le distruggono quando non sono più necessarie. In questo modo, i suoi componenti possono essere utilizzati successivamente per costruire una nuova proteina.

L'invecchiamento interrompe una delicata rete biologica

Il dialogo incrociato tra i componenti all'interno delle cellule, le cellule nel loro insieme, gli organi e l'ambiente è una rete di informazioni complessa e in continua evoluzione.

Quando tutti i processi coinvolti nella creazione e nel mantenimento della funzione del DNA e delle proteine ​​funzionano normalmente, i diversi compartimenti all'interno di una cellula svolgono ruoli specializzati: chiamati organelli – può mantenere la salute e la funzione della cellula. Affinché un organo funzioni bene, la maggior parte delle cellule che lo compongono deve funzionare bene. E affinché un intero organismo possa sopravvivere e prosperare, tutti gli organi del suo corpo devono funzionare bene.

L'invecchiamento può portare a disfunzioni a qualsiasi di questi livelli, dal subcellulare all'organismo. Forse un gene che codifica una proteina importante per la riparazione del DNA è stato danneggiato e ora è più probabile che tutti gli altri geni nella cellula vengano riparati in modo errato. O forse quella del cellulare sistemi di riciclaggio non sono più in grado di degradare i componenti disfunzionali. Persino il sistemi di comunicazione tra cellule, tessuti e organi può essere compromessa, lasciando l'organismo meno in grado di rispondere ai cambiamenti all'interno del corpo.

Il caso casuale può portare a un carico crescente di danno molecolare e cellulare che è progressivamente meno ben riparato nel tempo. Man mano che questo danno si accumula, anche i sistemi che hanno lo scopo di ripararlo stanno accumulando danni. Questo porta ad un ciclo di crescente usura man mano che le cellule invecchiano.

Interventi antietà

L'interdipendenza dei processi cellulari della vita è un'arma a doppio taglio: basta danneggiare un processo e tutti gli altri processi che interagiscono con esso o dipendono da esso vengono compromessi. Tuttavia, questa interconnessione significa anche che il rafforzamento di un processo altamente interconnesso potrebbe migliorare anche le funzioni correlate. In effetti, è così che funzionano gli interventi antietà di maggior successo.

Non esiste una pallottola d'argento per fermare l'invecchiamento, ma alcuni interventi sembrano rallentare l'invecchiamento in laboratorio. Mentre sono in corso studi clinici che studiano approcci diversi nelle persone, la maggior parte dei dati esistenti proviene da animali come nematodi, mosche, topi e primati non umani.

Uno degli interventi meglio studiati è restrizione calorica, che comporta la riduzione della quantità di calorie che un animale mangerebbe normalmente senza privarlo dei nutrienti necessari. Un farmaco approvato dalla FDA utilizzato nel trapianto di organi e in alcuni trattamenti contro il cancro chiamata rapamicina sembra funzionare utilizzando almeno a sottoinsieme degli stessi percorsi quella restrizione calorica si attiva nella cellula. Entrambi influenzano i mozzi di segnalazione che dirigono la cellula a preservare le biomolecole che ha piuttosto che crescere e costruire nuove biomolecole. Nel tempo, questa versione cellulare di "ridurre, riutilizzare, riciclare" rimuove i componenti danneggiati e lascia dietro di sé una percentuale maggiore di componenti funzionali.

Gli effetti della restrizione calorica sull'invecchiamento sono ancora oggetto di studio.

Altri interventi includono la modifica del livelli di alcuni metaboliti, selettivamente distruggendo le cellule senescenti che hanno smesso di dividere, cambiando il microbioma intestinale ed modificazioni comportamentali.

Ciò che tutti questi interventi hanno in comune è che influenzano i processi fondamentali che sono fondamentali per l'omeostasi cellulare, spesso diventano disregolati o disfunzionali con l'età e sono collegati ad altri sistemi di mantenimento cellulare. Spesso questi processi sono i driver centrali dei meccanismi che proteggono il DNA e le proteine ​​nel corpo.

Non esiste un'unica causa dell'invecchiamento. Non esistono due persone che invecchiano allo stesso modo e, in effetti, nemmeno due cellule. Ci sono innumerevoli modi in cui la tua biologia di base va storta nel tempo, e questi si sommano per creare una rete unica di fattori legati all'invecchiamento per ogni persona che rendono la ricerca di un trattamento antietà unico per tutti estremamente impegnativo.

Tuttavia, la ricerca di interventi mirati simultaneamente a più importanti processi cellulari potrebbe aiutare a migliorare e mantenere la salute per una parte maggiore della vita. Questi progressi potrebbero aiutare le persone a vivere una vita più lunga nel processo.

Circa l'autore

Elena Quarles, Assistant Professor in Biologia Molecolare, Cellulare e dello Sviluppo, University of Michigan

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.