Invecchiamento

Teoria dei Radicali Liberi

L’INVECCHIAMENTO

Con il termine “invecchiamento” viene comunemente inteso l’insieme dei cambiamenti che si verificano, con il passare del tempo, ad ogni livello dell’organismo.

Le modificazioni che avvengono con l’avanzare dell’età possono essere legate al naturale processo di crescita, a fattori genetici propri dell’individuo, a fattori legati all’ambiente in cui si vive e allo svilupparsi di malattie.

Sul piano teorico, l’invecchiamento è dovuto all’interazione tra fattori intrinseci (genetica), estrinseci (ambiente) e stocastici (evento casuale). A questi si devono aggiungere i fattori epigenetici che appartengono all’individuo, ma possono essere influenzati dall’ambiente in cui vive. L’epigenetica rappresenta l’insieme di meccanismi (epigenoma) che consentono al DNA di esprimersi, determinando uno specifico fenotipo.

Invecchiamento dell’individuo

L’invecchiamento di un individuo è, quindi, un processo estremamente complesso che deriva dall’interazione tra fattori genetici, epigenetici ed ambientali, cui si aggiunge l’evento casuale. L’importanza del fattore “genetica” aumenta in modo proporzionale all’aumentare dell’età e diventa significativo, nel suo contributo, dopo i 60 anni; prima di quell’età, la componente genetica può determinare approssimativamente il 25 % delle variazioni legate all’aspettativa di vita.

Tra i geni candidati alla determinazione della longevità, vi sono quelli legati alle funzioni immunitarie e infiammatorie, alla risposta allo stress e quelli implicati nel metabolismo lipidico e glucidico. E’ oggetto di importanti studi la relazione tra invecchiamento e risposta immuno-infiammatoria geneticamente determinata ed epigeneticamente condizionata. L’invecchiamento è, in genere, associato al declino della risposta immunitaria (la cosiddetta immunosenescenza); nello stesso tempo, l’invecchiamento è caratterizzato da un cronico stato di lieve infiammazione (inflamm-aging), che si manifesta con il raddoppio della produzione di citochine pro-infiammatorie e di proteine della fase acuta. Questo apparente contrasto potrebbe spiegare in che modo le differenze genetiche e i meccanismi epigenetici possono influire sulla aspettativa di vita.

L’infiammazione

L’infiammazione è un meccanismo di risposta biologica fondamentale per contrastare danni e ingiurie tissutali e per ripristinare la corretta omeostasi. Tale risposta è mediata in gran parte, anche se non esclusivamente, da cellule del sistema immunitario che reagiscono agli stimoli antigenici. Per antigeni si intendono tutte quelle sostanze che il sistema immunitario non riconosce come proprie dell’organismo (batteri, virus, proteine alterate o altro) e che lo stimolano a produrre anticorpi specifici.

La continua esposizione a un carico antigenico per un gran numero di anni fa sì che il sistema immunitario diventi sovrastimolato, ma sempre più inefficiente con l’avanzare dell’età, con produzione di citochine pro-infiammatorie e diminuzione della risposta agli antigeni che causerebbero lo stato infiammatorio cronico caratterizzato da stress ossidativo denominato inflamm-aging.

Allo sviluppo di una situazione di inflamm-aging partecipa sicuramente anche una componente genetica che rende molto complesso lo studio dell’immunosenescenza. Infatti, questa area di ricerca necessita della capacità di elaborare interconnessioni complesse tra le diverse possibili variabili che interagiscono per realizzare i fenotipi osservabili e per inquadrarli all’interno di logiche evolutive plausibili. Questi approcci, sebbene ancora limitati, possono essere in grado di legare i diversi piani di studio e di scomporre nei diversi fenotipi di invecchiamento le componenti genetiche da quelle epi-genetiche (ambiente e comportamento).

Teoria dei Radicali Liberi

Una delle più importanti teorie chiamate a spiegare il processo di invecchiamento è la “teoria dei radicali liberi”, inizialmente proposta da Harman nel 1950. Questa teoria suppone che la perdita di funzione cellulare età-correlata derivi dall’accumulo di ROS (Specie Reattive dell’Ossigeno) a livello di diverse molecole, cui si associa ossidazione lipidica, ossidazione proteica e modificazioni ossidative a livello nucleare e del DNA-mitocondriale. Di conseguenza viene la compromissione di molteplici vie metaboliche e dei più vari organi e apparati.

In questi anni, però, sono state proposte molte teorie unificate: alcuni hanno optato per le teorie di  “invecchiamento programmato”, in cui la senescenza è vista come la destinazione finale di un percorso evolutivo. Molti scienziati si sono, invece, focalizzati su un insieme di idee che chiamano in causa la teoria dei radicali liberi: il danno causato dalle specie reattive dell’ossigeno è visto come fondamentale nel determinare la durata della vita. Questa teoria ha ispirato molteplici esperimenti da cui sono giunte molte prova del danno ossidativo, specie negli animali anziani.

Alcuni sistemi sperimentali hanno recentemente dimostrato che i radicali dell’ossigeno svolgono un ruolo nella senescenza degenerativa: la discussione sulle varie teorie vedrà il dipanarsi del groviglio fisiologico dell’invecchiamento, e sembra sicuro che uno dei nodi importanti si rivelerà essere quello ossidativo.

Vi è, tuttavia, un pericolo: la rivelazione che i radicali ossigeno possono essere coinvolti nella neurodegenerazione non significa che lo Stress Ossidativo sia l’unico fattore determinante la durata  della vita. I seguaci della teoria dei radicali liberi stanno cercando di utilizzarla per spiegare non solo i meccanismi di senescenza degenerativa, ma anche le differenze in termini di durata della vita in specie diverse. In verità,  anche se molti studi recenti indicano che i radicali dell’ossigeno giocano un ruolo cruciale nella senescenza, non spiegano ancora completamente la fisiopatologia dell’invecchiamento.

In altre parole, il campo di applicazione della teoria dei radicali liberi di invecchiamento deve considerare le ipotesi di invecchiamento associato allo Stress Ossidativo nei suoi molteplici aspetti e nelle sue generali ricadute nell’organismo, anziché limitarsi a quegli eventi ossidativi che possono determinare la durata della vita. Il vasto campo della patologia cronica-degenerativa, dall’arteriosclerosi al diabete, dal Parkinson all’Alzheimer sino ai tumori, è il terreno ideale, nel quale la “teoria dei radicali liberi” trova la sua ideale collocazione. In questo contesto, lo Stress Ossidativo è sicuramente un cofattore cruciale e contemporaneamente una spiegazione razionale dei meccanismi di invecchiamento.