La sarcopenia è il declino correlato all’età del muscolo scheletrico dovuto al deperimento delle miofibre, con conseguente ridotta contrazione delle fibre muscolari, diminuzione della mobilità e disabilità. Le manifestazioni cliniche della sarcopenia comprendono la riduzione della massa muscolare e, di conseguenza, la diminuzione della velocità e della forza dell’andatura. Gli studi hanno scoperto che la disfunzione mitocondriale ha il suo ruolo nello sviluppo della sarcopenia. I fenotipi dell’invecchiamento muscolare sono guidati da fattori quali una minore biogenesi mitocondriale, una diminuzione della respirazione cellulare, della produzione di ATP e variazioni nella dinamica mitocondriale. La ricerca recente si è concentrata sulla comprensione del ruolo di fattori sistemici come le citochine infiammatorie, gli aminoacidi circolanti e le fluttuazioni del metabolismo dei lipidi, delle vitamine e del glucosio nell’influenzare la funzione mitocondriale e avere un impatto sulla forza muscolare.
Il NAD+ è derivato dai precursori della vitamina B3 ed è un cofattore essenziale per il metabolismo dell’organismo e delle cellule. Nei mammiferi, il NAD+ può essere prodotto da precursori alimentari come la nicotinamide mononucleotide e la nicotinamide riboside attraverso la via della nicotinamide riboside chinasi, l’acido nicotinico o la niacina attraverso la via Preiss-Handler dipendente dalla nicotinamide fosforibosiltransferasi (NAMPRT), dal triptofano e dalla nicotinamide. Gli studi sui roditori hanno anche confermato i risultati degli studi sull’uomo secondo cui i muscoli scheletrici invecchiati mostrano una diminuzione dei livelli di NAD+. Bassi livelli di NAD+ sono stati identificati recentemente come uno dei segni distintivi dell’invecchiamento muscolare e della sarcopenia, insieme alla disfunzione mitocondriale. Tuttavia, non è noto se i livelli decrescenti di NAD+ siano collegati a marcatori molecolari circolanti che possono essere utilizzati come biomarkers clinici.
I risultati hanno mostrato che sebbene i metaboliti della vitamina B3 o qualsiasi altro metabolita analizzato nello studio non mostrassero alterazioni legate alla sarcopenia, gli individui con sarcopenia avevano bassi livelli di trigonellina, un alcaloide naturale prodotto da mammiferi e piante. L’indice di massa magra appendicolare, così come le misurazioni della velocità dell’andatura e della forza di presa, hanno mostrato una correlazione tra la massa muscolare e i livelli di trigonellina. Inoltre, è stato scoperto che i livelli sierici di trigonellina erano collegati ai livelli di NAD+ nei muscoli scheletrici. Gli studi di arricchimento del percorso dai tessuti dei roditori hanno anche indicato che numerose vie di segnalazione e metaboliche, come la via della fosforilazione ossidativa mitocondriale, erano positivamente associate ai livelli sierici di trigonellina. Questo alcaloide è presente anche nel caffè ed in alimenti come l’avena e la soia.
L’analisi dell’assunzione alimentare ha rilevato che il consumo di caffeina non era associato a cambiamenti nei livelli di trigonellina nel siero. Questo vuol dire che assumere caffè quantunque sia regolare o decaffeinato non influisce sui livelli interni di trigonellina. Tuttavia, ha indicato che l’assunzione di fibre e folati potrebbe, al contrario, influenzare i livelli circolanti; la ragione di ciò non è conosciuta. Anche i cambiamenti nell’assunzione di vitamina B3 non sembrano influenzare l’associazione tra forza muscolare e livelli di trigonellina. Questi risultati hanno suggerito che la trigonellina fosse un nuovo metabolita che potrebbe essere utilizzato come biomarker per valutare il metabolismo mitocondriale e la forza muscolare attraverso i livelli di NAD+. Sebbene i risultati non abbiano mostrato associazioni tra i segni distintivi della sarcopenia e il metaboloma della vitamina B3, bassi livelli di trigonellina sono risultati associati a una diminuzione dei livelli di NAD+, al declino della massa muscolare e alla disfunzione mitocondriale.
Tutte queste informazioni, tuttavia, potrebbero spiegare gli effetti farmacologici che si attribuiscono a questo alcaloide, che fra l’altro è uno dei costituenti maggiori del fieno greco, una pianta che ha applicazioni erboristiche come ipoglicemizzante, depurante interno, sedativo e utile di complemento nel trattamento dell’emicrania. La trigonellina ha anche attività ipolipidemizzante, neuroprotettiva, nootropica (di miglioramento della memoria), antibatterica, antivirale e antitumorale ed è stato dimostrato che riduce la neuropatia uditiva diabetica e l’aggregazione piastrinica. Agisce influenzando la rigenerazione delle cellule β pancreatiche, la secrezione di insulina, le attività degli enzimi legati al metabolismo del glucosio, l’estensione assonale e l’eccitabilità dei neuroni. Non farebbe meraviglia che le azioni dell’alcaloide fossero solo in parte mediate come tale, ma dipendessero anche dalla sua conversione a nicotinammide o NAD+.
- A cura del. Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.
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Pubblicazioni scientifiche
Membrez M et al. Nature Metab. 2024; 6(3):433–447.
Biochimie. 2023 Mar; 206:93-104.
Mol Metab. 2021; 53:101271.
Curr Med Chem. 2018; 25(40):5588-5596.
Zhou J et al. Curr Med Chem. 2012; 19(21):3523-31.