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mercoledì 21 luglio 2021

Bioflavonoidi, invecchiamento cellulare e mitocondri


 Il mio articolo pubblicato sulla rivista ISSA, sull'utilità di alcune sostanze per favorire un invecchiamento salutare





L’invecchiamento o senescenza è uno stato dovuto a modificazioni nelle strutture cellulari che porta, a livello sistemico (quindi di tutto il corpo), ad alterazione delle funzioni, ripercuotendosi sulla salute e sulla qualità della vita. Dal punto di vista evoluzionistico è normale che un organismo anziano, non più capace di riprodursi, vada incontro a riduzione/perdita di funzionalità e quindi termine della vita; in realtà oggi siamo abituati ad andare ben oltre la vita fertile, e i giusti accorgimenti e stili di vita possono fare la differenza tra chi vive un invecchiamento sereno e sano e chi invece ha problemi e una ridotta aspettativa di vita, oltretutto di bassa qualità.

In un lavoro recentemente pubblicato dal mio gruppo di lavoro sulla rivista scientifica Antioxidants abbiamo chiarito il rapporto reciproco tra stato infiammatorio, stress ossidativo, microbiota alterato e composizione corporea peggiorata. Questi fattori sono tutti legati allo stato di invecchiamento, ossia andando avanti con l’età si tende ad avere uno stato di infiammazione basale e una perdita di specie microbiche che favoriscono una riduzione del tessuto muscolare e un aumento del grasso, che a loro volta facilitano, in un circolo vizioso, il mantenimento dell’infiammazione e il peggioramento del microbiota. Lo stile di vita, dieta e attività fisica, sono fondamentali per ridurre la tendenza all’invecchiamento, mentre sedentarietà e dieta povera di aminoacidi essenziali, fibre e antiossidanti favoriscono il decadimento delle strutture.

Ma cosa sono gli antiossidanti? Si tratta di molecole con la capacità di neutralizzare i ROS, specie reattive dell’ossigeno, radicali liberi molto reattivi che attaccano le strutture come il DNA e le proteine, alterandoli nella forma e quindi nella funzione.

Qualsiasi reazione chimica del corpo, in particolare quelle che avvengono nei mitocondri per la produzione di energia utilizzata dalle cellule, può produrre ROS. Se questo fenomeno non è adeguatamente contrastato, ne consegue uno stato di stress ossidativo. L’organismo è dotato di difese antiossidanti, come glutatione perossidasi, catalasi e SOD (enzimatiche) e bilirubina e acido urico (non enzimatiche), ma l’efficienza di queste difese tende a calare andando avanti con l’età, insieme a un aumento della produzione di ROS dovuto a mitocondri meno efficienti e performanti.

Ed ecco che molte molecole che troviamo in particolare negli alimenti vegetali, i polifenoli, tra cui flavonoidi, flavani ecc., stimolano la produzione di antiossidanti endogeni e agiscono come antiossidanti di per sé, neutralizzando i radicali liberi (attività di scavenger) e nutrendo i microbi buoni del nostro intestino. In pratica la produzione delle proteine con funzione antiossidante è aumentata da queste sostanze, mentre viene ridotta quella di enzimi proossidanti, tramite la regolazione della trascrizione genica.

Allo stress ossidativo si legano tutte le malattie dell’invecchiamento, quelle neurodegenerative (Alzheimer, Parkinson), tumori, malattie cardiovascolari ecc.

Una caratteristica che accompagna l’invecchiamento è la riduzione delle dimensioni dei telomeri, porzioni terminali del DNA che proteggono il filamento contenente i nostri geni. Ogni volta che la cellula si riproduce, i telomeri si accorciano e quando terminano la cellula va incontro a morte cellulare programmata (apoptosi). L’infiammazione legata allo stress ossidativo è capace di accorciare e alterare i telomeri, accorciando la vita dell’organismo.

Inoltre sono state individuate cellule senescenti (SC) che non vanno incontro ad apoptosi, ma che “si rifiutano” di morire e vanno a disturbare l’attività delle cellule normali.

Qualcuno le ha chiamate “cellule zombie”, si accumulano andando avanti con l’età, producendo proteine alterate nella forma e quindi nella funzione, che interferiscono con le funzioni fisiologiche. Le sostanze con attività senolitica possono invece sbloccare la resistenza all’apopotosi di queste cellule, che sono fondamentali nelle manifestazioni dell’invecchiamento, e negli studi in laboratorio si dimostra efficacia nel ritardare, prevenire o alleviare le condizioni legate alla senescenza, come la fragilità, i tumori e le malattie cardiovascolari, neuropsichiatriche, epatiche, renali, muscoloscheletriche, osteoarticolari, polmonari, oculari, ematologiche, metaboliche e cutanee, nonché complicanze legate al trapianto di organi, radiazioni e altri trattamenti per i tumori, con conseguente aumento della durata della vita (lifespan). I senolitici appaiono attenuare l'infiammazione dei tessuti e alleviare la disfunzione metabolica correlata all'età e alla malattia, ripristinando le funzioni cellulari corrette di cellule e quindi tessuti.


https://www.youtube.com/watch?v=t84cG-bolc0


Tra le sostanze naturali con attività senolitica troviamo specifici polifenoli, alcuni flavonoidi come la quercetina e la fisetina, presenti rispettivamente in cipolla rossa, broccoli e agrumi e in mele e fragole, l’epigallocatechingallato (ECGC), una catechina caratteristica del tè verde, e l’oleuropeina, tipico derivato dell’idrossitirosolo prodotto dall’olivo che si ritrova nelle foglie, nei frutti e nei derivati come l’olio extravergine.

È probabile che la longevità e la riduzione del rischio di malattie associata alle diete più salutari, come la mediterranea o la giapponese, sia dovuta anche alla ricchezza di queste sostanze, soprattutto quando agiscono in sinergia.

Inoltre, come accennato prima, anche i mitocondri hanno un importante ruolo nell’invecchiamento. I mitocondri sono le centrali energetiche del nostro organismo, e il loro compito è convertire le molecole organiche (derivati dei macronutrienti come carboidrati, aminoacidi, grassi e alcol) nella molecola dell’ATP, la principale “moneta energetica” usata dalle cellule. Da una carenza di produzione di ATP possono dipendere molte patologie, come quelle neurologiche (Alzheimer, Parkinson, emicrania, depressione, SLA), metaboliche (diabete, aterosclerosi, insufficienza renale, cardiaca ed epatica, ipertensione), intestinali, compromissione del sistema immunitario, ridotta fertilità, osteoporosi e osteoartrite, fibromialgia, spossatezza e fragilità. Questo perché se la cellula non ha energia a disposizione non può funzionare bene, andando incontro alla manifestazione della patologia. Con mitocondri poco efficienti aumenta la produzione di lattato e i grassi non vengono correttamente ossidati ma preferenzialmente immagazzinati, favorendo un peggioramento della composizione corporea.

Andando avanti con l’età aumentano le mutazioni nel DNA mitocondriale, mentre si riducono la biogenesi mitocondriale e la mitofagia, rispettivamente la nascita di nuovi mitocondri e l’eliminazione di quelli difettosi. Questo porta a mitocondri che producono più ROS e meno energia. I ROS aumentano l’infiammazione se non vengono contrastati efficacemente con gli antiossidanti. Nel caso dei mitocondri sono molto efficaci il coenzima Q10, le vitamine del gruppo B, e alcuni polifenoli come resveratrolo (uva rossa e frutti di bosco). Anche la quercetina e l’ECGC si sono dimostrati capaci di stimolare la biogenesi mitocondriale, e sempre la quercetina, così come il kampferolo (capperi), inducono la mitofagia. La fisetina riduce invece la produzione di ROS mitocondriali.

In conclusione, è opportuno sostenere un invecchiamento sano con una dieta a base vegetale, ricca di alimenti vegetali che contengono una serie di molecole con attività antiossidante e senolitica, mantengono un microbiota sano e che stimolano la salute dei mitocondri e contrastano l’infiammazione di basso grado che è alla base delle malattie non trasmissibili tipiche della senescenza. L’introito di alcuni minerali, come zinco, ferro, manganese, magnesio e selenio è fondamentale per l’attività degli antiossidanti endogeni. Anche un’attività fisica costante è necessaria. È possibile inoltre aiutarsi con supplementazione di alcune sostanze, tra cui flavonoidi e altri polifenoli, che hanno dimostrato nei modelli preclinici ma anche in trial su umani di essere efficaci e avere effetti collaterali limitati se usati con l’aiuto di un professionista.


Aggiornamento 28/7/2021

Le cellule senescenti sembrano favorire il tumore prostatico e l'ipertrofia prostatica benigna. Si tratta di cellule che si accumulano nei tessuti con l'età, e disturbano l'attività delle cellule sane, infiammandole; una dieta sana ne previene la formazione, e alcuni integratori noti come senolitici possono favorirne la rimozione

Aggiornamento 1/8/2021

I centenari hanno batteri intestinali particolari, che stimolano la sintesi di acidi biliari specifici. In particolare conferiscono protezione da alcuni batteri patogeni (come il Clostridium difficile), e impediscono la loro colonizzazione, lasciando spazio ai "batteri buoni"

Aggiornamento 5/8/2021

Se ancora ci fosse qualche nutrizionista che va in giro a dire "lo zucchero serve per dare energia", è arrivato lo studio che lo smentisce definitivamente.
Infatti lo zucchero ostacola l'attività mitocondriale.
"Un team guidato dagli scienziati del Van Andel Institute ha scoperto che lo zucchero in eccesso può far sì che le nostre centrali elettriche cellulari, chiamate mitocondri, diventino meno efficienti, riducendo la loro produzione di energia.
Abbiamo scoperto che troppo glucosio nelle cellule, che è direttamente collegato alla quantità di zucchero consumata nella propria dieta, influisce sulla composizione lipidica in tutto il corpo, che a sua volta influisce sull'integrità dei mitocondri. L'effetto complessivo è una perdita della funzione ottimale" e quindi riduzione della produzione di ATP (energia per la cellula).
"L'eccesso di glucosio riduce la concentrazione di acidi grassi polinsaturi (PUFA) nella membrana mitocondriale e rende i mitocondri meno efficienti. I PUFA sono attori vitali nel supportare la funzione mitocondriale e nel mediare una serie di altri processi biologici come l'infiammazione, la pressione sanguigna e la comunicazione cellulare.
Invece, il glucosio in eccesso viene convertito in una diversa forma di acido grasso (acido palmitico , grasso saturo) che non è efficiente o flessibile come i PUFA. Questo inverte la composizione lipidica della membrana e mette sotto stress i mitocondri, danneggiandoli e impattando sulle loro prestazioni".
Utilizzando una dieta chetogenica il problema è stato risolto, ripristinando la normale composizione lipidica, e confermando che questa dieta può avere un effetto benefico grazie al suo impatto sui mitocondri. Inoltre l'eccesso di carboidrati riduce anche l'effetto benefico dei supplementi di PUFA sui mitocondri.
"Anche se non possiamo sempre notare subito la differenza nelle prestazioni mitocondriali, il nostro corpo lo fa", ha spiegato il ricercatore Wu "Se l'equilibrio lipidico viene alterato abbastanza a lungo, potremmo iniziare a sentire sottili cambiamenti, come stancarci più rapidamente. Sebbene il nostro studio non offra raccomandazioni mediche, evidenzia le prime fasi della malattia metabolica e fornisce approfondimenti che possono modellare futuri sforzi di prevenzione e terapia”.

Aggiornamento 29/8/2021

I flavonoidi, polifenoli presenti in frutti di bosco, mele, pere e vino rosso, appaiono avere un effetto positivo sui livelli di pressione sanguigna, e l'associazione è parzialmente attribuita all'effetto sul microbiota intestinale.
"Il nostro microbioma intestinale svolge un ruolo chiave nel metabolizzare i flavonoidi per migliorare i loro effetti cardioprotettivi e questo studio fornisce prove che suggeriscono che questi effetti di riduzione della pressione sanguigna sono ottenibili con semplici modifiche alla dieta quotidiana", ha affermato il ricercatore principale dello studio Aedín Cassidy.
Per esempio mangiare 1,6 porzioni di frutti di bosco al giorno (una porzione equivale a 80 grammi o 1 tazza) è stato associato a una riduzione media dei livelli di pressione sanguigna sistolica di 4,1 mmHg e circa il 12% dell'associazione è stata spiegata da fattori del microbioma intestinale.

Aggiornamento 11/9/2021

Gli antiossidanti vegetali possono migliorare la fertilità maschile, proteggendo gli spermatozoi dallo stress ossidativo, migliorando la loro funzionalità mitocondriale, riducendo le infezioni batteriche, stabilizzando il DNA e proteggendolo dall'ossidazione, riducendo l'infiammazione.
Resveratrolo, quercetina, licopene, catechine, curcumina, rutina, genisteina, apigenina, naringenina, kampferolo, possono agire in collaborazione tra loro per migliorare l'efficienza degli spermatozoi.

Aggiornamento 14/9/2021

La proteina curli viene rilasciata da alcuni batteri intestinali ed è connessa con la neurodegenerazione. Questa proteina è legata a SLA, Alzheimer, Parkinson, Huntington e neuroblastoma, arriva al cervello e promuove l'alfa-sinucleina, quindi la formazione di neuroaggregati che alterano la funzione dei neuroni, tra cui la secrezione di neurotrasmettitori e la funzionalità mitocondriale. La formazione può essere inibita dall'EGCG, uno dei polifenoli del tè verde, almeno nel modello animale, e forse per questo i grandi consumatori della bevanda hanno ridotto rischio di malattie neurodegenerative. Anche un buon microbiota ovviamente può aiutare.

Aggiornamento 16/9/2021

La capacità del tessuto adiposo sottocutaneo di rispondere alla sovralimentazione con l'iperplasia (aumento del numero di cellule) pare ridursi con l'età, mentre rimane quella del tessuto viscerale: probabilmente per questo con l'età si tende a mettere più grasso sull'addome. I preadipociti "vecchi" (senescenti) rilasciano, al pari del grasso viscerale, molecole infiammatorie che causano insulinoresistenza e promuovono la lipolisi dal tessuto sottocutaneo. Anche il declino degli estrogeni in menopausa spinge al deposito viscerale del grasso, così come il diverso rapporto dei recettori adrenergici tra uomo e donna

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