La betaina riproduce gli effetti ringiovanenti dell’esercizio fisico

Una nuova ricerca svela come il metabolita betaina derivato dai reni rispecchi gli effetti ringiovanenti dell’esercizio fisico

Uno studio pubblicato su Cell da ricercatori dell’Accademia Cinese delle Scienze e dell’Ospedale Xuanwu della Capital Medical University ha rivelato come l’esercizio fisico aiuti l’organismo a combattere l’invecchiamento a livello sistemico. Il team ha anche identificato la betaina, un metabolita prodotto dai reni, come un composto disponibile per via orale in grado di riprodurre molti degli effetti ringiovanenti dell’esercizio fisico.

Per oltre sei anni, gli scienziati hanno esaminato la risposta del corpo umano all’esercizio fisico in diversi periodi di tempo. Utilizzando un esperimento attentamente strutturato con 13 volontari maschi sani, hanno monitorato diversi livelli biologici – trascrittomica unicellulare, proteomica, metabolomica e microbioma – a riposo, dopo un esercizio intenso (una singola corsa di 5 km) e dopo un allenamento a lungo termine (un programma di corsa di 25 giorni).

Le loro scoperte hanno individuato il rene come regolatore centrale dell’organismo durante l’esercizio fisico, dove livelli più elevati di betaina coordinano segnali protettivi e anti-invecchiamento in tutto il corpo.

Decodificare il paradosso dell’esercizio

I ricercatori hanno anche scoperto quello che chiamano il “paradosso dell’esercizio”. Un singolo allenamento causava un “caos metabolico” infiammatorio a breve termine, ma un allenamento costante ripristinava equilibrio e stabilità. Nel tempo, l’esercizio fisico regolare rimodellava il microbioma intestinale, rafforzava le difese antiossidanti attivando enzimi chiave e invertiva l’invecchiamento delle cellule T mantenendo l’integrità del DNA e alterando i modelli epigenetici attraverso la soppressione del fattore di trascrizione ETS1. Insieme, questi effetti ringiovanivano il sistema immunitario.

L’allenamento a lungo termine ha aumentato la produzione renale di betaina, in parte attraverso l’enzima mitocondriale CHDH.Sorprendentemente, quando la betaina è stata somministrata come integratore, ha riprodotto molti degli stessi benefici osservati con l’esercizio fisico. Tra questi, il rallentamento dell’invecchiamento cellulare nelle cellule renali, vascolari e immunitarie umane, il miglioramento del metabolismo, delle prestazioni renali, della coordinazione e delle funzioni cognitive, la riduzione dei comportamenti di tipo depressivo nei topi anziani e la riduzione dell’infiammazione in tutto il corpo.

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Una chiave molecolare per la giovinezza

La betaina si lega direttamente e inibisce la chinasi TBK1, un importante regolatore dell’infiammazione, bloccando le vie a valle di IRF3/NF-κB. Questo silenzia “l’inflammaging” cronico, rispecchiando lo scudo protettivo dell’esercizio fisico. La scoperta risolve il paradosso dell’esercizio fisico: lo stress acuto attiva le vie di sopravvivenza (IL-6/corticosterone), mentre lo sforzo prolungato attiva l’asse rene-betaina-TBK1 per ricostruire la giovinezza. La sicurezza e l’efficacia della betaina la posizionano come una valida alternativa all’esercizio fisico per gli individui con mobilità limitata.

Riepilogo

“L’esercizio fisico ha benefici per la salute ben noti, ma le sue basi molecolari rimangono incompletamente comprese. Abbiamo condotto un’analisi multi-omica integrata per confrontare gli effetti dell’esercizio fisico acuto rispetto a quello a lungo termine in maschi sani. L’esercizio fisico acuto ha indotto risposte transitorie, mentre l’esercizio ripetuto ha innescato cambiamenti adattativi, in particolare riducendo la senescenza cellulare e l’infiammazione e migliorando il metabolismo della betaina. L’arricchimento di betaina indotto dall’esercizio fisico, in parte mediato dalla biosintesi renale, esercita effetti geroprotettivi e contrasta il declino della salute correlato all’età nei topi. La betaina si lega e inibisce la chinasi legante TANK 1 (TBK1), ritardando la cinetica dell’invecchiamento. Questi risultati chiariscono sistematicamente i benefici molecolari dell’esercizio fisico e posizionano la betaina come un mimetico dell’esercizio fisico per un invecchiamento sano”.

Abstract grafico

Riferimento: Cell