Ricerche

Non ci pentiamo mai di aver mangiato troppo poco. (Thomas Jefferson)

L'unico modo per mantenerti in buona salute è mangiare quello che non vuoi, bere ciò che non ti piace e fare ciò che preferiresti non fare. (Mark Twain)

Nella nostra ricerca per comprendere i molti fattori che contribuiscono all'invecchiamento umano, ci concentriamo qui sui radicali liberi dell'ossigeno.

Ogni cellula del nostro corpo ha bisogno di ossigeno per sopravvivere. Allo stesso tempo, alcune forme di ossigeno sono tossiche per le nostre cellule e sembrano produrre una notevole quantità di danno cellulare che associamo all'invecchiamento.

Il modo in cui le nostre cellule gestiscono l'ossigeno determina se diventa energia che sostiene la vita o pericolo per la vita. Gran parte della nostra interazione con l'ossigeno avviene all'interno di piccole strutture nelle cellule chiamate mitocondri.

I mitocondri sono piccole centrali elettriche, bruciano ossigeno e grassi o zuccheri per produrre l'energia che mantiene ticchettanti le nostre cellule. Ad un certo punto di questo processo, i mitocondri uniscono l'ossigeno con due atomi di idrogeno per formare acqua. Anche se questo processo chimico è generalmente ben controllato, a volte le cose vanno male. Un effetto collaterale occasionale sfortunato è la creazione di 'inquinanti' di ossigeno tossico chiamati radicali liberi.

Un radicale libero è una molecola che ha perso un elettrone da uno o più dei suoi atomi. Gli elettroni sono molto più stabili in coppia, quindi un atomo di ossigeno con un solo elettrone (un radicale libero) ruberà senza vergogna un elettrone da qualsiasi fonte vicina. Questo crea un'altra molecola instabile (quella vittimizzata dal radicale libero originale) che poi si unisce avidamente ad altre molecole in una reazione a catena chimica chiamata ossidazione. La degradazione causata dal processo chimico di ossidazione è evidente nella ruggine su un tubo di acciaio o nello scolorimento marrone su una fetta di mela o avocado lasciato all'aria.

In determinate circostanze queste reazioni ossidative sono benefiche per la nostra salute. Ad esempio, i nostri globuli bianchi rilasciano i radicali liberi per uccidere i batteri patogeni. Tuttavia, se non sono contenuti e controllati, i radicali liberi possono causare danni estesi alle proteine, alle membrane cellulari e al nostro DNA.

I mitocondri sono il principale luogo di produzione dei radicali liberi e sono quindi i siti principali del danno ossidativo. Man mano che i mitocondri si danneggiano, producono meno energia e generano più radicali liberi, creando un circolo vizioso. Alla fine il danno diventa così esteso che le nostre cellule iniziano a funzionare male, il che potrebbe spiegare molti dei cambiamenti associati all'invecchiamento.

I radicali liberi e il danno che producono sono stati implicati nell'invecchiamento, nella malignità (peggioramento di una condizione), nell'Alzheimer, nel Parkinson, nella schizofrenia, in alcune malattie muscolari, nella cataratta, nella sordità e nelle malattie cardiovascolari. Oltre a quelli prodotti naturalmente dal nostro corpo, incontriamo radicali liberi anche nel nostro ambiente provenienti dal sole, dagli inquinanti della produzione, dal fumo di sigaretta e da altre fonti.

Poiché trattare con l'ossigeno è un'impresa molto rischiosa, il nostro corpo ha sviluppato sofisticati processi chimici per domare i radicali liberi. Questi includono l'uso di sostanze nutritive come il beta-carotene e le vitamine C ed E, e gli enzimi cellulari come il superossido dismutasi, la catalasi e il glutatione perossidasi. Anche una restrizione calorica moderata può ridurre la produzione di radicali liberi da parte del nostro corpo.

La durata massima della vita di vari mammiferi è stata direttamente correlata con la produzione relativa di un antiossidante noto come superossido dismutasi (SOD). Il SOD converte fondamentalmente un radicale privo di ossigeno in ossigeno e acqua normali. Negli esseri umani, le mutazioni nei geni che producono il SOD possono causare sclerosi laterale amiotrofica (SLA o malattia di Lou Gehrig). Nessuna difesa è perfetta per tutto il tempo e alla fine si verificano inevitabilmente alcuni danni ai radicali liberi, portando all'invecchiamento cellulare e alla morte delle cellule.

Con l'avanzare dell'età, alcuni dei meccanismi antiossidanti naturali del corpo si indeboliscono. L'esercizio può aiutare a invertire una parte di questa perdita, ma non tutti gli esercizi sono uguali. L'esercizio fisico intenso aumenta la produzione di radicali liberi, ma l'esercizio fisico regolare protegge dai danni dei radicali liberi aumentando le difese in misura maggiore.

Il punto importante da trarre da questo è che l'esercizio occasionale e intenso del 'guerriero del fine settimana', solitamente sedentario, può sopraffare le difese antiossidanti. Questa circostanza provoca un aumento dei danni da radicali liberi e può causare più danni che benefici. La chiave è costruire un programma di esercizi in modo sistematico ed è ancora più importante esercitarsi ogni giorno per mantenere gli effetti benefici. Il risultato netto può essere una riduzione del danno dei radicali liberi combinato con meccanismi di crescita e riparazione potenziati.

Usare l'evoluzione a nostro vantaggio

Circa due milioni e mezzo di anni fa i nostri antenati affrontarono l'arduo compito di trovare cibo a sufficienza per sostenere quotidianamente la vita e la famiglia. Le principali attività quotidiane erano la raccolta, la caccia e il cammino per lunghe distanze per trovare nuove fonti di cibo.

La caccia coinvolgeva sprint alla massima velocità per 40-100 metri per catturare e uccidere le prede, magari lanciando una pietra o un bastone affilato. Dovevano quindi riportare l'animale al campo. Questi due tipi di attività fisica - brevi, intense esplosioni e più lunghe attività di resistenza - pongono richieste molto diverse al corpo. Di conseguenza, gli umani si sono evoluti per bruciare energia in modi diversi a seconda della situazione.

La lezione importante per noi è che diversi tipi di esercizi stimolano diversi processi chimici all'interno del corpo. Quando svolgiamo attività simili a raccogliere cibo o camminare per lunghe distanze, il corpo usa il grasso come combustibile. Sprint e attività di risposta rapida, d'altra parte, usano il glucosio. Questo perché il muscolo scheletrico di solito ama bruciare i grassi perché il grasso è l'energia più densa ed è più efficiente da metabolizzare, ma a causa dei vincoli fisici c'è un limite alla velocità con cui possiamo bruciare i grassi.

Come tutti sappiamo, il grasso non è immagazzinato nei muscoli ma nelle cellule adipose localizzate principalmente nella vita, glutei e cosce. In periodi di bassa richiesta metabolica, il grasso deve essere trasportato al muscolo attraverso la circolazione utilizzando grandi molecole trasportatrici chiamate trigliceridi. Strutturalmente questi composti assomigliano a un aquilone con tre lunghe code di acidi grassi e servono allo scopo di rendere i grassi solubili nel sangue.

Come enormi mezzi a 18 ruote su una strada stretta di montagna, solo pochi trigliceridi alla volta possono serpeggiare tra i capillari muscolari per fornire il carburante. Nuovi capillari possono essere aggiunti con un regolare esercizio fisico, ma c'è ancora un limite alla quantità di metabolismo dei grassi che può esserci.

Se le richieste metaboliche sono maggiori di quelle che possono essere fornite dal grasso (come quando una persona insegue un animale ferito o si esercita ad alta intensità) i mitocondri iniziano a usare glucosio e grasso. Il nostro corpo si prepara per questa rapida risposta energetica immagazzinando il glucosio nelle cellule muscolari sotto forma di glicogeno; durante l'attività intensa le cellule muscolari rompono le riserve di glicogeno per produrre acido lattico.

In sintesi, l'esercizio fisico e una buona alimentazione sono i due strumenti più importanti che abbiamo nella prevenzione del danno da radicali liberi associato all'invecchiamento. L'esercizio fisico può effettivamente invertire alcune di queste perdite aumentando il sistema di difesa antiossidante del corpo. In questo modo l'esercizio aumenta l'efficienza dell'uso dell'ossigeno e riduce il numero di radicali liberi dell'ossigeno prodotti.

Inoltre, alcuni alimenti come frutta, verdura, tè verde e cioccolato fondente contengono alti livelli di antiossidanti per aiutare nel processo.

Negli esseri umani, non è chiaro se gli sforzi per contrastare i radicali liberi, come seguire una dieta ricca di antiossidanti o assumere integratori antiossidanti, possono in realtà ridurre la malattia e prolungare la vita.