I principali segni distintivi dell'invecchiamento e come influire su ciascuno di essi

I segni distintivi dell'invecchiamento sono i complessi cambiamenti biochimici intra-individuali che si verificano negli organismi viventi a causa dell'invecchiamento biologico che porta alla perdita dell'integrità fisiologica e alla compromissione delle funzioni che ci rendono più suscettibili alla morte.Il tasso e l'effetto dei diversi marcatori di senescenza sono diversi in altri individui.

Gli Hallmarks of Aging sono stati enunciati per la prima volta nel 2013 per comprendere la chimica alla base del processo di invecchiamento. Il processo di invecchiamento è il fattore principale che provoca la maggior parte delle malattie umane, tra cui il cancro, il diabete, l'ipertensione, la stanchezza, il malfunzionamento della cognizione e i disturbi neurodegenerativi.

Un "orologio metabolico" è responsabile dell'alterazione del metabolismo e riduce l'omeostasi metabolica e l'attività biologica. La nostra genetica e i fattori ambientali possono aggravare le caratteristiche dell'invecchiamento. Ogni caratteristica manifesta l'insorgere e l'accumularsi di circostanze responsabili di diversi tipi di patologie legate all'età nel corpo umano.

I principali segni dell'invecchiamento

I segni distintivi dell'invecchiamento determinano la differenza tra età cronologica e biologica. Le 9 caratteristiche fondamentali dell'invecchiamento sono riassunte di seguito:

1. Instabilità genomica

Un denominatore comune associato all'invecchiamento è l'accumulo di cellule geneticamente danneggiate. Ogni cellula del corpo umano è composta da 3 miliardi di lettere del DNA, ad eccezione dei globuli rossi che definiscono la complessità del nostro genoma. Il corretto funzionamento del genoma umano è di estrema importanza per il buon funzionamento del nostro corpo, ma purtroppo diversi fattori ne impediscono il buon funzionamento. La combinazione di fattori esogeni (radiazioni e inquinamento), fattori endogeni (radicali liberi dell'ossigeno), caratteristiche biologiche e chimiche sono costantemente impegnati a distruggere il buon funzionamento del nostro genoma.

Fino a un milione di volte, la distruzione e la riparazione del DNA in ogni cellula è un fatto che fa riflettere. Sebbene il processo di codifica e codificazione del DNA sia in grado di compensare la maggior parte delle perdite, con l'invecchiamento perde la sua funzione e il processo di riparazione non è impeccabile.

Malattie legate all'instabilità genomica:

L'accumulo di cellule di DNA danneggiate causa disturbi da invecchiamento precoce come la sindrome di Bloom e la sindrome di Werner. Anche il cancro è un esempio di cellule di DNA irrimediabilmente danneggiate, sia negli esseri umani che nei topi. Le malattie neurodegenerative e le malattie neuro-muscolari sono i segni distintivi dell'invecchiamento.

Affrontare l'impatto umano:

Il rischio di instabilità genomica può essere influenzato evitando l'esposizione ai raggi ultravioletti, alle sostanze cancerogene e trovando un modo per ridurre la malnutrizione. L 'esposizione a sostanze chimiche diverse da quelle cancerogene, come i metalli pesanti, l'acrilammide, il benomil e il chinone, contribuisce in modo significativo ai marcatori di senescenza.

2. Accorciamento dei telomeri

Durante il processo di accumulo del DNA, le regioni dei telomeri sono più suscettibili: si tratta di sequenze nucleotidiche graduali nei cromosomi lineari e sono associate a proteine. Il loro compito è quello di impedire la degenerazione della regione terminale dei cromosomi e di garantire il filamento lineare anziché il doppio filamento.

L'assenza di telomerasi porta a un deterioramento ripetitivo del DNA, con conseguente accorciamento dei telomeri e infine apoptosi.

Malattie legate all'accorciamento dei telomeri:

Lo sviluppo di malattie premature come la fibrosi polmonare, l'anemia aplastica e la discheratosi congenita sono il risultato dell'accorciamento dei telomeri dovuto alla carenza della componente shelterina. Un'eccessiva perdita di telomeri porta alla mancanza di tessuto rigenerativo e accelera il processo di invecchiamento.

Gli studi di ricerca implicano una relazione diretta tra la lunghezza dei telomeri, la senescenza e l'invecchiamento. Studi sui topi hanno dimostrato che la lunghezza dei telomeri corti riduce la durata della vita, mentre quella dei telomeri lunghi la aumenta. Allo stesso modo, l'esaurimento dei telomeri è considerato il motivo principale dell'aumento della mortalità negli esseri umani giovani. Quindi, l'attivazione dei telomeri può invertire il processo di invecchiamento. La disattivazione dell'enzima Telomerasi negli esseri umani è responsabile della prevenzione dell'accorciamento dei telomeri e del ripristino della loro lunghezza.

Affrontare l'impatto umano:

Possiamo ridurre il rischio di accorciamento dei telomeri

• La restrizione alimentare, una dieta ricca di fibre, molti antiossidanti e poche proteine sono gli antidoti naturali contro l'accorciamento dei telomeri.
• Dire addio al fumo e stare in un ambiente non inquinato fa miracoli per invertire i marcatori della senescenza.
• L'esercizio fisico, attività fisiche adeguate e un ambiente privo di tensioni possono ridurre il rischio di accorciamento dei telomeri a un livello ottimale.

3. Alterazione dell'epigenetica

Le lunghe sequenze di filamenti di DNA si avvolgono intorno agli istoni che sono costituiti da manovelle, leve e maniglie per avvolgere i filamenti di DNA e accenderli e spegnerli. Queste manovelle, indirizzi e leve costituiscono gli epigenomi. Con l'invecchiamento si osserva un'alterazione significativa degli epigenomi, le leve vengono perse o si spostano bruscamente. La Sirtuina rimuove la maniglia epigenetica e tu puoi sorprendentemente regolare le leve e le maniglie dei tuoi epigenomi grazie all'esercizio fisico eccessivo, ai fattori farmaceutici, allo stile di vita e alla dieta.

L'epigenetica come segno distintivo dell'invecchiamento è stata osservata in topi, lieviti, mosche e vermi. Gli studi suggeriscono che gli integratori alimentari possono alterare i cambiamenti epigenetici nei topi e che i topi carenti di sirtuina sono più suscettibili all'invecchiamento rispetto a quelli con livelli abbondanti di sirtuina.

Malattie legate alle alterazioni epigenetiche:

La sindrome progeroide si osserva soprattutto nelle persone con perturbazioni epigenetiche. STIR6 è responsabile della lunga durata della vita nei topi; con l'avanzare dell'età, diminuisce la quantità di NAD nel nostro corpo, che viene utilizzato come cofattore dagli enzimi della sirtuina. Quindi, la perdita di NAD significa perdita di Sirtuina e la perdita di Sirtuina significa invecchiamento accelerato.

Affrontare l'impatto umano:

Un essere umano può influenzare o scongiurare l'alterazione epigenetica del marcatore di senescenza in diversi modi.

• Stile di vita sano
• Ridurre il fumo di tabacco
• Riduzione del lavoro notturno
• Ridurre il consumo di alcol
• Ambiente privo di sostanze inquinanti
• Evitare l'obesità costante
• Evita lo stress
• Evitare diversi prodotti chimici organici e inorganici

4. Perdita di proteostasi

I geni devono costruire le proteine che sono il cuore e l'anima di ogni organismo vivente. Il mantenimento delle proteine implica il mantenimento di quasi tutta la struttura del corpo. La produzione e l'abbondanza della struttura proteica sono definite proteostasi.

L'alterazione dell'omeostasi proteica o proteostasi è coinvolta in diverse malattie legate all'età. Il meccanismo della proteostasi ha il compito di garantire la stabilizzazione dell'esatto ripiegamento delle catene proteiche, come le proteine da shock termico, e di tenere sotto controllo il meccanismo di degradazione delle proteine da parte dei lisosomi e dei regolatori della proteotossicità legata all'età.

Quindi, la gestione di tutti questi meccanismi ripristina simultaneamente le catene polipeptidiche mal ripiegate, le rimuove o le elimina del tutto per evitare l'accumulo di parti degradate e per rinnovare continuamente i componenti intracellulari sia nei topi che nell'uomo. L'accumulo di proteine mal ripiegate provoca la produzione di tossicità nell'organismo.

Malattie legate alla perdita di proteostasi:

La perdita della proteostasi, il misfolding cronico dei polipeptidi e l'aggregazione dei componenti danneggiati provocano l'insorgere di patologie legate all'età come la cataratta, il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer.

Affrontare l'impatto umano:

Come possiamo influenzare o evitare il rischio di perdita della proteostasi, il segno distintivo dell'invecchiamento? È semplice: la causa principale della perdita di proteostasi è lo stress, quindi arricchisciti di un ambiente felice e allegro per stare lontano dallo stress e aumentare la durata della tua vita. Anche una pressione moderata è utile per il corretto funzionamento del corpo, ma non lo stress acuto.

5. Rilevamento brusco dei nutrienti

La capacità della cellula di riconoscere e distinguere una particolare sostanza chimica e la sua risposta alla concentrazione di macronutrienti essenziali nell'organismo è chiamata rilevamento dei nutrienti. Al momento dell'abbondanza di macronutrienti, l'anabolismo si avvia attraverso il meccanismo mTOR. La scarsità di nutrienti ed energia indica che l'AMPK deve spegnere il meccanismo mTOR per immagazzinare il numero di nutrienti rimasti in modo saggio.

Negli organismi in crescita, il meccanismo mTOR è completamente attivato, mentre diminuisce in una certa misura negli adulti. È una regola della natura: l'accesso ai nutrienti nel corpo degli animali li incoraggia a crescere e a riprodursi. Tuttavia, in caso di scarsità di nutrienti, si concentrano maggiormente sulla sopravvivenza, sulla riparazione e sul mantenimento.

Molte ricerche sono state condotte attivando forzatamente il meccanismo mTOR nei topi, il che ha fatto sì che i topi invecchiassero più velocemente e avessero maggiori probabilità di ammalarsi di cancro. Ma la restrizione dei nutrienti e la somministrazione di rapamicina hanno portato alla longevità nei topi, nelle mosche e nei vermi.

Affrontare l'impatto umano:

Possiamo ridurre il rischio di Hallmarks of Aging attraverso un rilevamento deregolato dei nutrienti tramite il digiuno, la riduzione del contenuto di nutrienti negli alimenti e l'uso di farmaci.

6. Disfunzione mitocondriale

Le diverse cellule del corpo umano comprendono circa 20-30 mitocondri (la centrale elettrica della cellula), che convertono il carbonio e l'ossigeno in ATP e anidride carbonica. La biogenesi e i radicali liberi nei mitocondri sono responsabili della distruzione di tutte le cellule che si trovano sulla loro strada e questo brusco funzionamento dei mitocondri si traduce in disfunzione mitocondriale.

I ROS svolgono un ruolo nel processo di invecchiamento e si pensa che una loro diminuzione faccia vivere più a lungo. A volte i ROS non influiscono sulla salute, altre volte sono responsabili della segnalazione di stress cellulare. La risposta allo stress può determinare il mantenimento e la robustezza di molti organi e tessuti. Quindi, è necessario mantenerne la quantità a un livello moderato, nella zona Goldilocks.

La disfunzione mitocondriale deteriora la comunicazione inter-organica e la segnalazione cellulare colpendo le membrane mitocondriali, come la membrana mitocondriale esterna e il reticolo endoplasmatico. La disfunzione mitocondriale è la causa principale della degenerazione bioenergetica e impoverisce la catena respiratoria.

Affrontare l'impatto umano:

Il digiuno a giorni alterni può limitare questi segni di senescenza e l'allenamento di resistenza può aumentare notevolmente la durata della vita di un individuo. Il digiuno e l'allenamento di resistenza sono potenti fattori scatenanti per facilitare l'autofagia e la rigenerazione di nuove cellule.

7. Senescenza cellulare

La cellula che esce senza colorarsi diventando dormiente o smettendo di funzionare dal ciclo cellulare è classificata come senescenza cellulare. Vari fattori sono responsabili della senescenza cellulare, tra cui l'accorciamento dei telomeri, lo stress e il danneggiamento del DNA. La senescenza del sistema immunitario lavora per sbarazzarsi delle cellule danneggiate e ripristinare lo stato attuale delle cellule.

La quantità di senescenza cellulare è proporzionale all'età dell'uomo e ai marcatori infiammatori, che sono i responsabili dei segni distintivi dell'invecchiamento. Questi ultimi sono altrimenti attivi prima di passare allo stato di quiescenza. Purtroppo non c'è modo di liberarsene: continuano ad accumularsi con l'avanzare dell'età e provocano l'insorgere di malattie tossiche. Se riuscissimo a trovare un modo per eliminare le cellule della senescenza e liberarcene, potremmo aspettarci un netto aumento della durata della vita.

L'usura dei telomeri può innescare la senescenza cellulare insieme a molti altri fattori. Per anni gli scienziati sono stati confusi sul fatto che la senescenza cellulare fosse o meno la causa del cancro. La distruzione delle cellule in senescenza è stata innescata sperimentalmente nei topi per osservarne l'effetto sulla durata della vita e, fortunatamente, i risultati sono stati evidenti sotto forma di un aumento della durata della vita.

Affrontare l'impatto umano:

Una dieta sana, i farmaci e uno stile di vita naturale possono ridurre il rischio di senescenza cellulare.

8. Esaurimento delle cellule staminali

Le cellule indifferenziate che si riproducono continuamente sono classificate con il nome di cellule staminali. Esattamente dopo la fecondazione, l'embrione è interamente composto da cellule staminali. Man mano che il feto cresce, iniziano la differenziazione e la divisione delle cellule staminali e ogni cellula svolge la sua funzione specifica. Negli adulti le cellule staminali sono limitate solo alle aree coinvolte nella divisione, che richiedono un ricambio (follicoli piliferi, globuli rossi e cellule immunitarie) o che si consumano con il tempo (intestino, pelle, mucose e polmoni). Quindi, le nostre cellule staminali si esauriscono con il passare del tempo e sono responsabili dell'accelerazione del processo di invecchiamento.

Il processo di invecchiamento può essere invertito negli organismi ringiovanendo le cellule staminali nel sangue di uomini e topi. Solo le staminali sane possono replicarsi, aprendo le porte alla longevità.

Affrontare l'impatto umano:

L'intervento dietetico, la restrizione calorica e l'assenza di obesità sono i fattori chiave per frenare questo segno distintivo dell'invecchiamento.

9. Alternanza nella comunicazione intercellulare

Il funzionamento di diversi tessuti e cellule in modo orchestrato è obbligatorio per il corretto funzionamento dell'organismo. Le molecole di segnale viaggiano attraverso il flusso sanguigno verso gli altri per comunicare con loro.

I sistemi di profilazione della comunicazione cellula-cellula sono influenzati da biomarcatori di segnalazione, tra cui l'"infiammazione". La normale infiammazione può innescare il sistema immunitario per riparare l'area danneggiata, ma la loro permanenza costante e a lungo termine in una determinata area può danneggiare le cellule del sistema immunitario.

Affrontare l'impatto umano:

La restrizione calorica e la parabiosi, ovvero la miscelazione del sistema circolatorio di due individui diversi, possono aprire la strada a una comunicazione intercellulare inalterata. Questo segno di senescenza è fortemente associato ad altri segni di invecchiamento, quindi per trattarlo è meglio cercare di trattare altri segni di senescenza.

Conclusione sui tratti distintivi dell'invecchiamento

Ognuno di noi deve affrontare alcuni dei segni distintivi dell'invecchiamento in diverse fasi della vita, ma il ritmo e l'effetto dei vari marcatori di senescenza sono diversi in altri individui. Non possiamo fermare il processo di invecchiamento, ma l'uomo saggio è quello che vive una vita sana, con un'influenza minima dei diversi segni distintivi dell'invecchiamento. Possiamo ridurre il rischio di altri segni distintivi dell'invecchiamento adottando uno stile di vita sano, una dieta moderata, esercizio fisico, una vita felice e dicendo addio ad alcol e fumo.