I recenti successi della ricerca biochimica e
genetica hanno fornito evidenze sperimentali concrete sulle cause dell’invecchiamento
e provvedono basi scientifiche a nuove strategie per rallentare la senescenza e le
patologie ad essa associate.
La qualità e la durata della vita sono determinate da
cause genetiche e da cause ambientali profondamente interconnesse fra di loro. Le
prime sono scritte nel codice genetico del DNA, le seconde dipendono dall’ambiente a
cui siamo esposti per tutta la vita o per periodi di varia durata: l’aria che
respiriamo, i microorganismi che ci circondano, le sostanze che assumiamo con
l’alimentazione, gli stress fisici e psichici. Molte malattie sono dovute ad
alterazioni dei geni, con conseguente sintesi di proteine errate e non funzionanti che
interferiscono coi processi metabolici, con le trasformazioni energetiche, con i
meccanismi di regolazione intra ed intercellulari. Le alterazioni dei geni o mutazioni
sono per lo più causate da agenti chimici o fisici, come farmaci, sostanze inquinanti,
radiazioni ionizzanti. Sono soprattutto le specie reattive dell’ossigeno che si
formano durante la normale respirazione cellulare a provocare mutazioni nel DNA.
Se le alterazioni genetiche riguardano le cellule
riproduttive causano malattie ereditarie, se riguardano cellule somatiche possono causare
malattie che insorgono nell’età adulta, come le malattie degenerative e il cancro.
Così per esempio il cancro è causato da mutazioni degli
oncogeni, geni deputati all’espressione di proteine che controllano la crescita e la
divisione cellulare. La deregolazione di questi meccanismi porta a crescita incontrollata
delle cellule e quindi allo sviluppo della neoplasia.
Uno degli aspetti più interessanti della genetica
moderna è stata la scoperta recente che non solo il nucleo, ma anche i mitocondri, gli
organuli cellulari deputati alla produzione dell’energia, contengono DNA. I pochi ma
fondamentali geni mitocondriali seguono modalità di trasmissione ereditaria diverse da
quelle del DNA nucleare; infatti sono trasmessi solo per eredità materna e non dalla
combinazione di geni di entrambi i genitori. Infatti lo spermatozoo non introduce
mitocondri nell’uovo durante la fecondazione ed è solamente la cellula uovo che
trasmette i mitocondri alla progenie.
Il DNA mitocondriale contiene i geni per solamente 13
proteine, ma sono proteine fondamentali nel processo della conservazione dell’energia
in forma della molecola altamente energetica dell’ATP.Il DNA mitocondriale ha una
velocità di mutazione almeno 10 volte superiore a quella del DNA del nucleo, a causa
delle minori protezioni a cui esso è soggetto.
Si conoscono alcune malattie ereditarie legate a
mutazioni del DNA mitocondriale, che si manifestano con gravi deficit energetici ai
muscoli e al sistema nervoso e vengono ereditate solamente dalla madre: in altre parole un
padre affetto da una di queste malattie non potrà mai trasmetterla ai figli.
Se le malattie mitocondriali non sono frequenti, tuttavia
l’invecchiamento è un fenomeno universale: orbene, è proprio sul DNA mitocondriale
che l’interesse si è focalizzato con l’ipotesi che il suo inevitabile
deterioramento sia la causa primaria dell’invecchiamento e della morte delle cellule
e degli organismi. E’ stato detto paradossalmente che l’invecchiamento è una
malattia mitocondriale con 100% di mortalità.
La causa principale di questo declino sarebbero i
radicali liberi dell’ossigeno che si formano durante la respirazione cellulare. Come
un motore brucia benzina utilizzando ossigeno per produrre energia meccanica, così i
mitocondri bruciano sostanze derivate dagli alimenti in presenza di ossigeno per produrre
energia chimica in forma della molecola dell’ATP. E’ stato calcolato che
dall’1 al 4% dell’ossigeno usato dai mitocondri per la sintesi dell’ATP
viene, per così dire, mal utilizzato e dà origine a radicali liberi. E’ dunque
nella prima sorgente vitale, l’ossigeno, che sono poste le basi della vecchiaia e
della morte, rendendo così il processo inevitabile ed irreversibile.
Gli effetti dell’ossigeno sono potenziati dalla
presenza di sostanze tossiche come il fumo di sigaretta, l’alcool, inquinanti
ambientali, farmaci. Questo stress ossidativo produce mutazioni e frammentazione del DNA
mitocondriale, alterando progressivamente le proteine da esso codificate e interferendo
quindi con la funzione energetica delle cellule, che si atrofizzano e muoiono.
Fin dai tempi antichi l’uomo ha cercato la
"fontana della giovinezza" nella speranza di impedire l’invecchiamento: le
conoscenze attuali ci dicono che tale speranza è un’illusione e un’utopia e che
non sarà mai possibile fermare il progredire della senescenza: infatti quegli stessi
radicali liberi dell’ossigeno che incolpiamo del deterioramento cellulare sono per
altro indispensabili come regolatori della crescita e del differenziamento. In altre
parole, sviluppo e senescenza sono intimamente correlati, avendo molecole in comune che li
interconnettono indissolubilmente.
I progressi della genetica e della biochimica sono
tuttavia fondamentali per tentare di prolungare la vita attiva. Se è un’utopia
fermare la senescenza, non dovrebbe esserlo il tentativo di raggiungere una vecchiaia il
più possibile priva delle malattie debilitanti, che rappresentano oggi uno dei più gravi
problemi medici a livello individuale e sociale.
Poiché la causa primaria del danno che porta alla
senescenza è il graduale attacco da parte dei radicali dell’ossigeno, tutti quei
meccanismi antiossidanti che prevengono o interrompono l’attacco radicalico sono
potenzialmente utili a ritardare la senescenza. Quali sono queste sostanze? Vi sono
molecole antiossidanti che interrompono la catena di reazioni dovute ai radicali liberi e
vi sono enzimi antiossidanti che distruggono i radicali. Tra le prime sono note la
vitamina A, la vitamina E, i caroteni, i polifenoli ,il Coenzima Q, la vitamina C e altre
molecole anche di sintesi. Una corretta abitudine alimentare che apporti queste sostanze
potrebbe migliorare la situazione: la longevità delle popolazioni che consumano olio di
oliva e vegetali ricchi di vitamine antiossidanti e il vino rosso ricco di polifenoli è a
favore di questa idea.
E’ paradossale che abbiamo prolungato la durata
della vita con una migliore igiene e coi progressi della medicina curativa, pur avendo
inquinato l’ambiente e introdotto abitudini alimentari pessime: diete ipercaloriche
ricche di grassi e povere di vitamine e quindi capaci di aumentare gli stress ossidativi
da parte dei radicali. Se accanto ai progressi della medicina ponessimo una nutrizione
moderata e integrata dei principali antiossidanti vivremmo sicuramente meglio e più a
lungo. Il Coenzima Q è tra le sostanze più interessanti, per il suo duplice ruolo di
molecola attiva nel meccanismo di conservazione dell’energia nei mitocondri e di
potente antiossidante. Il Coenzima Q è sintetizzato dall’organismo attraverso una
via molto complessa e vi sono buone ragioni per ritenere che la sua sintesi sia spesso
insufficiente nei confronti degli stress ossidativi ai quali siamo oggi sottoposti.
Pertanto vi è una giustificazione scientifica al suo uso come integratore nutrizionale.
Una della maggiori conquiste delle biotecnologie
emergenti è la terapia genica, che prevede l’introduzione di geni normali al posto
di geni mutati per correggere malattie genetiche. Il DNA ha in sé la straordinaria
capacità di ricombinarsi con altro DNA ed è questo il meccanismo con cui i virus
aggrediscono e infettano le cellule. Pertanto il tentativo di introdurre permanentemente
geni "buoni" al posto di geni malati nel patrimonio genetico di un individuo
affetto da una malattia genetica (ereditaria o non ereditaria) sarà con ogni probabilità
coronato da successo.
L’importanza di queste applicazioni è evidente; basti pensare alle possibilità
offerte nel campo dei tumori.
E per l’invecchiamento? Per la stessa natura del processo di senescenza ritengo
impossibile una terapia genica radicale; infatti contrariamente al cancro, in cui si
sviluppa almeno inizialmente un clone di cellule con un’unica mutazione, le mutazioni
nel DNA mitocondriale insorgono casualmente e diverse una dall’altra nei miliardi di
cellule che costituiscono l’organismo.
Tuttavia si può tentare di aumentare i processi di difesa delle cellule dai radicali
dell’ossigeno: è stato provato in insetti che l’espressione in eccesso del gene
della superossidodismutasi, un enzima che diminuisce i livelli dei radicali liberi
dell’ossigeno, aumenta del 50% la durata della vita, mentre la sua eliminazione in
topi (detti transgenici) porta a morte gli animali in pochi giorni con cardiopatia simile
a quelle "mitocondriali".
In teoria analoghe manipolazioni sarebbero possibili anche nell’uomo.
