martedì, Dicembre 3, 2024

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L’invecchiamento e le variazioni metaboliche

L’invecchiamento è un cambiamento di funzione fisiologica i cui meccanismi globali sono ancora in gran parte sconosciuti. Con il rapido invecchiamento della popolazione mondiale, sembra probabile che una persona su sei avrà 65 anni o più entro il 2050. Nonostante l’aumento della durata della vita, il declino della salute correlato all’età minaccia la qualità della vita e impone costi potenzialmente elevati a livello sociale ed economico sistemi di supporto. In quanto tale, l’invecchiamento ha ricevuto una buona parte dell’attenzione scientifica. Si è scoperto che con l’invecchiamento si verificano cambiamenti nella concentrazione di varie molecole. La ricerca precedente ha identificato diversi biomarkers cellulari della senescenza, definiti i segni distintivi dell’invecchiamento. Questi includono instabilità genomica, disfunzione mitocondriale, esaurimento delle cellule staminali e accumulo di cellule senescenti.

Anche i parametri molecolari mostrano cambiamenti, ma se questi siano la causa o il risultato dell’invecchiamento è stato fonte di dibattito. Un metodo per distinguere tra queste possibilità è la capacità di invertire i cambiamenti legati all’età e prolungare una vita sana ripristinando tali molecole alle loro concentrazioni precedenti. A questo proposito, un nuovo interessante studio pubblicato sulla famosa rivista Science riporta l’associazione dell’aminoacido taurina con l’invecchiamento e il miglioramento dei parametri di invecchiamento nei vermi e nei roditori quando la taurina è integrata. Questa indagine si è concentrato sulla taurina, tra gli amminoacidi più abbondanti negli organismi eucarioti. È un semi-essenziale, prodotto dalla cisteina attraverso passaggi enzimatici e presente anche in alcuni alimenti. La carenza di taurina nei primi anni di vita porta a disfunzioni del sistema nervoso centrale e del tessuto muscolare.

Taurina: cosa ha scoperto un ultimo studio

Con l’età, vari tessuti mostrano un calo delle concentrazioni di taurina, fra i quali vi è anche l’occhio e il cuore. Al contrario, gli animali giovani dimostrano una migliore funzionalità degli organi con l’integrazione di taurina. Pertanto, la carenza di taurina sembrava essere un potenziale candidato come motore del deterioramento legato all’età. I ricercatori hanno scoperto che, negli animali anziani di un certo numero di specie, i livelli di taurina nel sangue sono diminuiti dell’80% o più rispetto alle concentrazioni giovanili. In un modello murino, l’integrazione di taurina è stata accompagnata da un aumento del 18-25% della durata della vita negli animali con la stessa dieta dei controlli. Lo stesso allungamento della durata della vita è stato osservato in Caenorhabditis elegans, variando con la dose.

Nel lievito, tuttavia, non è stato osservato alcun effetto del genere, probabilmente a causa delle differenze nel metabolismo della taurina tra questi due. Quando la taurina è stata aggiunta alla dieta in un modello murino, molti biomarcatori dell’invecchiamento sono stati rallentati con successo. L’aumento di peso correlato all’età è rallentato, mentre la massa ossea è aumentata, nei topi anziani trattati con supplementazione di taurina. La forza muscolare, la coordinazione e la resistenza hanno registrato un aumento. Inoltre, l’integrazione di taurina ha ridotto l’ansia e migliorato la curiosità naturale. Sono stati osservati anche un migliore controllo del glucosio e tempi di transito intestinale. Sono migliorati anche diversi parametri immuno-infiammatori.

Nei roditori femmine con osteoporosi e aumento di peso post-ovariectomia, la taurina ha invertito queste condizioni. Come descritto sopra, anche i topi maschi di mezza età hanno mostrato parametri migliorati in più organi, con un probabile aumento della durata della vita sana. Tuttavia, gli effetti erano maggiori nei topi femmina, indicando forse modalità di azione specifiche per sesso per la taurina. Per esempio, si sa che l’estradiolo riduce il livello di taurina riducendo l’enzima cisteina-solfinato decarbossilasi attraverso il recettore-α degli estrogeni nel fegato di topi femmina. Il declino della taurina con l’età è correlato alla diminuzione di molteplici altri cambiamenti patologici legati all’età, tra cui la deposizione di grasso, i livelli di emoglobina e la conta totale delle cellule del sangue.

Quali sarebbero i meccanismi con cui agisce la taurina?

Il meccanismo del beneficio associato alla taurina sembra essere l’inversione del profilo trascrittomico correlato all’invecchiamento legato alla sua carenza. Ma ci sarebbero altri meccanismi in gioco. Un pool di taurina citosolica viene trasportato attivamente nei mitocondri, dove viene coniugato al residuo di uridina nella posizione oscillante di tRNALeu(UUA), formando 5-taurino-metiluridina-tRNALeu(UUA) (τm5U-tRNA). La modifica di τm5U è specifica dei tRNA mitocondriali e promuove la traduzione della proteina della catena 6 NADH-ubichinone ossidoreduttasi (ND6), una subunità I del complesso della catena di trasporto degli elettroni. Abbiamo quindi misurato se la modifica del tRNA τm5U è cambiata durante l’invecchiamento nei topi.

Il contenuto di τm5U di tRNA è stato ridotto di> 60% nel fegato invecchiato rispetto al fegato giovane; nei topi supplementati con taurina, il contenuto di τm5U dei tRNA era ridotto solo del 20% circa. Rispetto ai topi con carenza di taurina, i marcatori cellulari dell’invecchiamento, come l’accorciamento dei telomeri, la senescenza cellulare, il danno al DNA anche dopo lo stress ossidativo e i cambiamenti epigenetici, hanno mostrato un calo significativo con il trattamento con taurina. Inoltre, la taurina contribuisce alla produzione di molte altre biomolecole. Queste molecole includono N-clorotaurina, idrogeno solforato (H2S), acido isetionico, N-acetiltaurina e 5-taurinometil-2-tiouridina (τm5s2U)-tRNA-Lys, una base anomala analoga a quella riscontrata nei mitocondri.

Gli scienziati propongono che una combinazione di taurina e biomolecole derivate dalla taurina possa ritardare l’invecchiamento influenzando vari segni distintivi della senescenza in cellule e tessuti distinti. È interessante notare che l’esercizio è stato associato a livelli più elevati di taurina e altri metaboliti da essa derivati, suggerendo che ciò potrebbe spiegare gli effetti benefici dell’esercizio sul declino della salute correlato all’invecchiamento. Tra parentesi, la taurina è proprio abbondante nei muscoli e nel cuore. Si ritiene che il 60% degli scompensi cardiaci clinici siano causati da deficit di sintesi/assorbimento alimentare di taurina e che almeno il 40% di essi possano risentire della sua integrazione. Tanto rispetto dunque a questa piccola molecola. Magari non mette proprio le aaaali, ma la sua presenza può preservare meglio le nostre funzioni biologiche.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Singh P et al. Science 2023 Jun 9; 380(6649):eabn9257.

McGaunn J, Baur JA. Science. 2023; 380(6649):1010-11.

Ellwood RA, Slade L et al. Commun Biol. 2022; 5(1):1255.

Abud GF, De Carvalho F et al. Nutrition. 2022; 101:111706.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998; specialista in Biochimica Clinica dal 2002; dottorato in Neurobiologia nel 2006; Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA (2004-2008) alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. Medico penitenziario presso CC.SR. Cavadonna (SR) Si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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