Perché le cellule, e per estensione gli esseri umani, invecchiano? La risposta potrebbe avere molto a che fare con i mitocondri, gli organelli che forniscono energia alle cellule. Sebbene l’idea non sia nuova, mancavano prove dirette nelle cellule umane. Finora.
In uno studio pubblicato su Communications Biology , un team guidato da ricercatori della Columbia University ha scoperto che le cellule umane con mitocondri danneggiati rispondono accelerando e consumando più energia. Sebbene questo adattamento, chiamato ipermetabolismo, migliori la sopravvivenza a breve termine delle cellule, ha un costo elevato: un drammatico aumento della velocità con cui le cellule invecchiano.
"I risultati sono stati fatti in cellule di pazienti con malattie mitocondriali rare , ma potrebbero anche avere rilevanza per altre condizioni che colpiscono i mitocondri, comprese le malattie neurodegenerative, le condizioni infiammatorie e le infezioni", afferma il ricercatore principale Martin Picard, PhD, professore associato di comportamento. medicina (in psichiatria e neurologia) presso il Vagelos College of Physicians and Surgeons della Columbia University.
“Inoltre, l’ipermetabolismo può essere una delle ragioni principali per cui la maggior parte delle cellule si deteriorano con l’avanzare dell’età”.
I difetti mitocondriali causati da rare mutazioni genetiche fanno sì che le cellule umane aumentino il loro metabolismo. Anche se questo aiuta con la sopravvivenza a breve termine, ha un costo elevato: un drammatico aumento della velocità con cui le cellule invecchiano. L’ipermetabolismo può anche essere una delle ragioni principali per cui la maggior parte delle cellule si deteriora con l’avanzare dell’età. CREDITO: Centro medico Irving della Columbia University (Martin Picard)
Le cellule ipermetaboliche invecchiano più velocemente
Si presumeva generalmente che i difetti mitocondriali (che compromettono la conversione delle fonti alimentari in energia utilizzabile) costringessero le cellule a rallentare il loro tasso metabolico nel tentativo di conservare energia. Tuttavia, analizzando l’attività metabolica e il consumo di energia nelle cellule di pazienti con malattie mitocondriali, i ricercatori hanno scoperto che le cellule con mitocondri compromessi raddoppiano il loro dispendio energetico. Inoltre, la rianalisi dei dati di centinaia di pazienti con diverse malattie mitocondriali ha mostrato che i difetti mitocondriali aumentano anche il costo energetico della vita a livello dell’intero corpo.
Sebbene questo aumento di energia mantenga il funzionamento delle cellule, degrada anche i telomeri delle cellule (cappucci che proteggono le estremità dei nostri cromosomi) e attiva le risposte allo stress e all’infiammazione. L’effetto netto accelera l’invecchiamento biologico.
"Quando le cellule spendono più energia per produrre proteine e altre sostanze essenziali per la sopravvivenza a breve termine, è probabile che rubino risorse dai processi che garantiscono la sopravvivenza a lungo termine, come il mantenimento dei telomeri", afferma Gabriel Sturm, studente laureato e autore principale dello studio. questo studio.
Ipermetabolismo, stanchezza e invecchiamento
Questo stato ipermetabolico potrebbe spiegare perché le persone con malattie mitocondriali sperimentano affaticamento e intolleranza all’esercizio , tra gli altri sintomi. “Per compensare il consumo extra di energia nelle cellule, il tuo corpo ti “dice” di non sforzarti troppo, per risparmiare energia. "Probabilmente assisteremo alla stessa dinamica man mano che le persone invecchiano e la loro vitalità diminuisce ", afferma Picard.
Lo studio non indica alcun nuovo rimedio per i pazienti con malattie mitocondriali, che attualmente non sono curabili, ma rafforza le attuali raccomandazioni affinché i pazienti si muovano di più. "Ciò può sembrare controintuitivo, dal momento che se sei più attivo, spenderai più energia e forse peggiorerai i tuoi sintomi", dice Sturm. “Ma è noto che l’esercizio fisico aumenta l’efficienza di un organismo. “Una persona che corre, ad esempio, utilizza meno energia per sostenere i processi corporei di base rispetto a chi non è fisicamente attivo”.
Migliorare l’efficienza del corpo, che ridurrebbe il consumo di energia nelle cellule e migliorerebbe l’affaticamento e altri sintomi, potrebbe in parte spiegare i benefici per la salute dell’esercizio fisico nei pazienti con malattie mitocondriali e nelle persone sane.
Nella ricerca di nuovi trattamenti per le malattie mitocondriali, i ricercatori dovrebbero concentrarsi sull’ipermetabolismo, afferma Picard. “Sebbene i difetti mitocondriali influenzino la capacità delle cellule di produrre energia, la carenza di energia potrebbe non essere il principale fattore scatenante della malattia. Il nostro studio mostra che questi difetti aumentano il consumo di energia. Per spostare l’ago dal punto di vista terapeutico, potrebbe essere necessario prendere di mira l’ipermetabolismo. “Abbiamo bisogno di ulteriori ricerche per sapere se funzionerebbe”.
L’ipermetabolismo è comune anche ad altre malattie. Se l’aumento del dispendio energetico cellulare gioca un ruolo causale nel guidare il processo di invecchiamento, prendere di mira l’ipermetabolismo potrebbe essere un modo per ridurre l’affaticamento, migliorare la qualità della vita delle persone o addirittura ritardare l’invecchiamento biologico.
