L'invecchiamento è 'nella testa'? Ruolo della restrizione calorica

04 September 2013

Il ruolo delle proteine sirtuine nel migliorare la longevità è oggetto di accesi dibattiti tra gli scienziati, a causa dei risultati contraddittori ottenuti da diversi di loro. Ma una nuova ricerca della School of Medicine della Washington University di St. Louis può risolvere la controversia.

Riferendo il 3 Settembre in Cell Metabolism, Shin-Ichiro Imai, MD, PhD, ed i suoi colleghi hanno identificato il meccanismo di azione nel cervello di una specifica proteina sirtuina chiamata SIRT1, nell'indurre un significativo ritardo nell'invecchiamento e un allungamento della longevità. Entrambi i risultati sono associati a una dieta a basso contenuto calorico.

Il filosofo e scienziato giapponese Ekiken Kaibara ha per primo descritto, nel 1713, il concetto di controllo dietetico come metodo per raggiungere una buona salute e longevità. E' morto l'anno seguente alla veneranda età di 84 anni, una lunga vita per una persona del 18° secolo. Da allora, la scienza ha dimostrato un legame tra una dieta a basso contenuto calorico (senza malnutrizione) e la longevità in vari modelli animali. Nel nuovo studio, Imai e il suo team hanno dimostrato che la SIRT1 stimola l'attività neurale in specifiche aree dell'ipotalamo del cervello, innescando drammatici cambiamenti fisici nel muscolo scheletrico ed aumentando vigore e longevità.

"Nei nostri studi sui topi che esprimono Sirt1 nel cervello, abbiamo scoperto che le strutture muscolari scheletriche di topi anziani assomigliano al tessuto muscolare dei giovani", ha detto Imai. "Topi di venti mesi (l'equivalente di una persona di 70 anni) sembrano più attivi di quelli di cinque mesi di età".

Imai e il suo team hanno iniziato la loro ricerca (definire i momenti critici responsabili del collegamento tra restrizione dietetica e longevità) usando la conoscenza acquisita da studi precedenti sul ruolo della proteina SIRT1 nel ritardare l'invecchiamento quando sono limitate le calorie. Ma non si conoscono i meccanismi specifici attraverso i quali essa ottiene il risultato.

Il gruppo di Imai ha studiato dei topi che erano stati geneticamente modificati per sovraprodurre proteine SIRT1. Alcuni dei topi erano stati progettati per sovraprodurre SIRT1 nei tessuti del corpo, mentre altri lo erano stati per produrre più proteine SIRT1 solo nel cervello. "Abbiamo scoperto che solo i topi che sovraesprimono SIRT1 nel cervello (chiamate BRASTO) hanno un aumento rilevante nella durata della vita e un ritardo dell'invecchiamento, proprio come i topi normali allevati sotto regimi di restrizione dietetica", ha detto Imai, un esperto in ricerche di invecchiamento e professore dei dipartimenti di Biologia dello Sviluppo e Medicina.

I topi con BRASTO mostrano una significativa estensione della durata di vita senza subire restrizione dietetica. "Erano liberi di mangiare regolarmente ogni volta che volevano", ha detto. Oltre ai cambiamenti positivi del muscolo scheletrico dei topi BRASTO, i ricercatori hanno anche osservato un significativo aumento di attività fisica notturna, temperatura corporea e consumo di ossigeno, rispetto ai controlli coetanei. I topi sono di norma più attivi durante la notte. I topi BRASTO hanno anche un sonno migliore o più profondo, e sia i maschi che le femmine hanno aumenti significativi della longevità.

La durata mediana della vita dei topi BRASTO dello studio è stata estesa del 16 per cento per le femmine e del 9 per cento per i maschi. Tradotto per gli esseri umani, questo potrebbe significare 13/14 anni extra per le donne, portando la loro vita media quasi a 100 anni, secondo Shin. Per gli uomini, questo aggiungerebbe altri 7 anni, estendendo la loro vita media fino a 85 anni. I ricercatori hanno osservato nei topi BRASTO anche un ritardo nella morte da cancro, rispetto ai topi di controllo.

Imai ha detto che il profilo di longevità e la salute associati ai topi BRASTO sembrano essere il risultato di un cambiamento nella comparsa dell'invecchiamento, piuttosto che del ritmo di invecchiamento. "Quello che abbiamo osservato nei topi BRASTO è un ritardo nel momento in cui inizia il declino relativo all'età. Per cui, mentre il tasso di invecchiamento non cambia, sono rinviati l'invecchiamento e il rischio di cancro".

Con un tale controllo stretto dell'invecchiamento del cervello, il gruppo di Imai ha poi rintracciato il centro di controllo della regolazione dell'invecchiamento in due zone dell'ipotalamo chiamate nucleo ipotalamico dorsomediale e laterale. Sono anche riusciti ad identificare i geni specifici all'interno di tali aree che collaborano con la SIRT1 per dare il via ai segnali neurali che innescano le risposte fisiche e comportamentali osservate.

"Abbiamo scoperto che la sovraespressione di Sirt1 nel cervello porta ad un aumento della risposta cellulare di un recettore chiamato orexina tipo 2 nelle due aree dell'ipotalamo", ha detto il primo autore Akiko Satoh, PhD, scienziato post-dottorato nel laboratorio di Imai. "Abbiamo dimostrato che l'aumento della risposta del recettore induce la segnalazione dall'ipotalamo ai muscoli scheletrici", ha detto la Satoh. Essa nota che rimane da scoprire il meccanismo con cui il segnale è specificamente indirizzato al muscolo scheletrico.

Secondo Imai, l'associazione stretta scoperta tra l'attivazione del cervello indotta da SIRT1 e la regolazione dell'invecchiamento e della longevità solleva la possibilità allettante dell'esistenza di un "centro di controllo di invecchiamento e longevità" nel cervello, che potrebbe essere manipolato per mantenere giovane la fisiologia e prolungare la durata di vita anche in altri mammiferi (leggi "nell'uomo").

Fonte: Washington University in St. Louis. Articolo originale scritto da Lee Phillion.

Riferimento: Akiko Satoh, Cynthia S. Brace, Nick Rensing, Paul Cliften, David F. Wozniak, Erik D. Herzog, Kelvin A. Yamada, Shin-ichiro Imai. Sirt1 Extends Life Span and Delays Aging in Mice through the Regulation of Nk2 Homeobox 1 in the DMH and LH. Cell Metabolism, 2013; 18 (3): 416 DOI: 10.1016/j.cmet.2013.07.013

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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