Ricerche

Svelato il meccanismo con il quale la vitamina risolve il declino relativo all'età della funzione mitocondriale, la produzione di energia delle cellule.

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Un gruppo di ricercatori della Kobe University ha rivelato che l'aggiunta di vitamina B2 alle cellule che erano state esposte allo stress di invecchiamento ha aumentato la capacità dei mitocondri di produrre energia e ha impedito l'invecchiamento cellulare. Il gruppo di ricerca comprendeva il prof. Kamada Shinji e il ricercatore associato Nagano Taiki del Biosignal Research Center.

In precedenza si era dimostrato che l'accumulo di cellule invecchiate (cioè senescenti) nel corpo provoca disturbi legati all'età, e l'invecchiamento dell'intero corpo. Pertanto, c'è il potenziale di prevenire e migliorare i disturbi legati all'età e di estendere la vita in salute delle persone, usando integratori e medicinali contenenti vitamina B2 per sopprimere la senescenza delle cellule.

Questi risultati di ricerca sono stati pubblicati il 1° novembre 2021 in Molecular Biology of the Cell.

Punti principali

• L'invecchiamento del corpo è causato dall'accumulo di cellule invecchiate (cioè senescenti). Gli esperimenti sui topi hanno dimostrato che i disturbi legati all'età possono essere prevenuti o trattati sopprimendo questo accumulo.
• Questo gruppo di ricerca ha scoperto un fenomeno antinvecchiamento in base al quale la capacità della cellula di assorbire la vitamina B2 aumenta in risposta allo stress.
• La vitamina B2 sopprime la senescenza cellulare attivando i mitocondri, che producono energia.
• Un'indagine più dettagliata sul rapporto tra vitamina B2 e la soppressione dell'invecchiamento potrebbe portare allo sviluppo di piani di trattamento semplici e sicuri per i disturbi legati all'età che incorporano piani di alimentazione e integratori.

Contesto di ricerca

Il Giappone è una società super-invecchiata e, di conseguenza, la ricerca sull'invecchiamento sta diventando sempre più importante per risolvere le questioni mediche e sociali che accompagnano e aiutano le persone a vivere in modo sano, più a lungo.

Il processo con cui il corpo invecchia non è completamente compreso, tuttavia l'invecchiamento delle cellule che compongono il corpo si è rivelato un fattore. Mentre il ciclo di divisione cellulare si ripete continuamente, si accorciano i telomeri (i cappucci a ogni capo dei cromosomi), causando alla fine la senescenza cellulare, cioè la perdita da parte della cellula della capacità di dividersi.

Le ultime ricerche hanno rivelato che la riduzione dei telomeri non è l'unico fattore coinvolto, e che anche vari tipi di stress (come il danno del DNA e l'insorgenza della reattività all'ossigeno) possono innescare la senescenza cellulare. Si pensa che le cellule invecchiate derivanti da questa esposizione allo stress si accumulano all'interno del corpo mentre invecchia.

Più di un decennio di ricerca sull'invecchiamento ha rivelato che le cellule senescenti hanno la capacità dannosa di causare declino funzionale in ogni organo nel corpo. Inoltre, si è scoperto che impedendo l'accumulo di cellule senescenti è possibile prevenire o migliorare i disturbi legati all'età, come l'Alzheimer, il cancro, le malattie cardiovascolari e il diabete, che si verificano più frequentemente mentre le persone invecchiano

C'è un'intensa competizione in tutto il mondo per sviluppare medicinali che estendono la vita sana delle persone, prevenendo questo accumulo, tuttavia un tale farmaco deve ancora essere reso disponibile a causa di varie questioni, come gli effetti collaterali. Le vitamine, d'altra parte, sono micronutrienti essenziali che sono necessari per mantenere un funzionamento normale del corpo umano. Poiché il nostro corpo non riesce a sintetizzare le vitamine, queste devono essere assorbite dal cibo e dalle bevande.

La vitamina B2 (chiamata anche riboflavina) è prevalente negli alimenti come carne, uova e latticini ed è una vitamina importante per la generazione di energia e per il metabolismo. La sua carenza causa sintomi come gonfiore in bocca e anemia. Dall'altra parte, non ci sono effetti negativi associati al cumulo di vitamina B2 poiché è escreta velocemente dal corpo.

Anche se la vitamina B2 è un nutriente essenziale per mantenere la salute, nessuna ricerca è stata effettuata nella sua relazione con l'invecchiamento. Questo team di ricerca ha iniziato la ricerca sugli effetti della vitamina B2 sull'invecchiamento nella speranza che, se una vitamina quotidiana potesse sopprimere la senescenza cellulare, si possa contribuire a rendere disponibili farmaci antinvecchiamento a basso costo e sicuri.

Metodologia di ricerca

Il team di ricerca ha scoperto un fenomeno in cui si è verificata la resistenza alla senescenza cellulare a causa dell'aumento della quantità prodotta di SLC52A1, la proteina responsabile del trasporto di vitamina B2 nelle cellule. Quando la produzione di SLC52A1 è stata aumentata, la senescenza cellulare non si è verificata immediatamente anche in condizioni di stress (dove le cellule umane sono state trattate con un farmaco che ferisce il DNA e induce l'invecchiamento).

Continuando da questa scoperto, i ricercatori hanno condotto un esperimento in cui hanno esposto le cellule allo stress e poi hanno aumentato la quantità di vitamina B2 nella soluzione colturale. Hanno scoperto che la resistenza alla senescenza è aumentata in proporzione alla quantità di vitamina B2 nella soluzione.

Dentro la cellula, la vitamina B2 viene convertita in una sostanza chiamata 'flavina adenina dinucleotide' (FAD), un coenzima che promuove le reazioni chimiche necessarie per attività biologiche come la produzione di energia. Infatti, la quantità di FAD nelle cellule esposte allo stress è aumentata, il che ha portato alla conversione in FAD della vitamina B2 trasportata nelle cellule, sopprimendo così la senescenza.

Successivamente, il team di ricerca si è concentrato sui mitocondri per indagare sul meccanismo dietro la soppressione della senescenza cellulare della FAD. È noto che il declino funzionale dei mitocondri causa la senescenza cellulare, e quella FAD è essenziale per la produzione di energia nei mitocondri, in quanto funziona come 'coenzima complesso II della catena respiratoria'.

Quando i ricercatori hanno studiato la risposta dei mitocondri, sono rimasti sorpresi di scoprire che l'attività mitocondriale è aumentata temporaneamente nelle cellule sottoposte a stress, con il successivo calo dell'attività e conseguente senescenza. Inoltre, i ricercatori sono riusciti a mantenere l'alto livello di attività mitocondriale mediato dallo stress aumentando la quantità di vitamina B2 nella soluzione colturale, mantenendo anche un alto livello di antinvecchiamento.

Infine, i ricercatori hanno cercato di chiarire come sono collegate l'attività mitocondriale e l'antinvecchiamento. Per fare ciò, hanno studiato l'attività dell'enzima AMPK, che rileva quando c'è energia insufficiente all'interno di una cellula e hanno scoperto che l'attività dell'AMPK è soppressa dall'attività mitocondriale.

Viceversa, sopprimere l'attività mitocondriale con un farmaco ha indotto l'attivazione dell'AMPK, e l'invio di segnali alla proteina P53, che induce la senescenza cellulare, per fermare la divisione cellulare, con conseguente stato di invecchiamento. I risultati di cui sopra rivelano che la vitamina B2 aumenta l'attività mitocondriale nelle cellule esposte a stress e impedisce l'invecchiamento sopprimendo le funzioni di AMPK e P53.

Ulteriori sviluppi

La vitamina B2 è facilmente assorbita da alimenti e integratori e viene espulsa rapidamente dal corpo se ce n'è troppa. Pertanto, si spera che possano essere sviluppati dei trattamenti semplici e sicuri per i disturbi relativi all'età, usando la proprietà antinvecchiamento cellulare della vitamina B2, rivelata da questo studio.

Successivamente, il team di ricerca condurrà esperimenti su animali per confermare l'effetto antinvecchiamento della vitamina B2, con l'obiettivo di sviluppare un farmaco.