Invecchiamento-immagine credit public domain.
E’ stato dimostrato che la restrizione calorica in specie come topi, macachi rhesus e moscerini della frutta ne allunga la durata della vita. In alcuni casi, questi animali non solo vivono più a lungo, ma sono anche immuni da malattie. Tuttavia, se spinta all’estremo, la restrizione calorica può avere effetti negativi. I topi sottoposti a una riduzione del 40% dell’apporto calorico, ad esempio, sono più suscettibili alle infezioni, hanno meno probabilità di riprodursi e presentano un ritardo nella crescita.
Gli scienziati si sono chiesti se esistesse un modo per ottenere i benefici della restrizione calorica in termini di longevità negli esseri umani senza le sue ripercussioni negative. E in un nuovo studio pubblicato su Nature Aging, hanno trovato una potenziale risposta in una proteina correlata al sistema immunitario chiamata componente 3 del complemento (C3).
Precedenti studi condotti dai ricercatori di Yale hanno dimostrato che le persone sottoposte a una moderata restrizione calorica – una riduzione del 14% dell’apporto calorico – per due anni sviluppano migliori difese immunitarie senza alcun effetto negativo sulla crescita o sulla funzione riproduttiva.
“Questo concetto dimostra che l’invecchiamento è in realtà un processo malleabile e su cui è possibile intervenire”, afferma l’autore senior Vishwa Deep Dixit, Ph.D., Professore di patologia titolare della cattedra Waldemar Von Zedtwitz, Professore di immunobiologia e di medicina comparata, nonché Direttore dello Yale Center for Research on Aging (Y-Age) presso la Yale School of Medicine.
La restrizione calorica riduce le proteine correlate all’infiammazione
Nel nuovo studio, Dixit e i suoi colleghi della YSM hanno analizzato i campioni di plasma di 42 individui che hanno partecipato a una sperimentazione biennale denominata CALERIE (Comprehensive Assessment of Long-Term Effects of Reducing Intake of Energy) .
“È l’unico studio di questo tipo condotto con tale rigore e controllo, e dimostra la sua rilevanza per la fisiologia umana”, afferma Dixit. Durante lo studio, i partecipanti sono stati in grado di ridurre l’apporto calorico dell’11-14% senza avvertire privazioni.
Nella loro analisi, i ricercatori hanno rilevato più di 7.000 proteine nei campioni di plasma prelevati longitudinalmente. Tra queste, una proteina correlata al sistema immunitario chiamata C3, la cui concentrazione si è ridotta significativamente in seguito alla restrizione calorica. La proteina C3 ha suscitato particolare interesse tra gli scienziati, poiché studi precedenti avevano suggerito che l’attivazione del sistema del complemento – una rete di proteine coinvolte nella difesa contro gli agenti patogeni – potesse essere alla base dell’infiammazione cronica, una caratteristica principale dell’invecchiamento e delle malattie ad esso associate.
“Tuttavia, gli effetti causali del C3 sull’invecchiamento e sull’infiammazione cronica non erano ancora stati identificati. Pertanto, siamo stati molto entusiasti di scoprirlo nel nostro studio“, afferma Hee-Hoon Kim, Ph.D., ricercatore post-dottorato presso il laboratorio di Dixit e co-primo autore dell’articolo.
Un obiettivo per rallentare l’invecchiamento
Confrontando i livelli proteici prima e dopo due anni di restrizione calorica, i ricercatori hanno identificato il tessuto adiposo bianco, il principale tipo di tessuto adiposo nei mammiferi, come la sede primaria interessata dalla restrizione calorica.
I ricercatori hanno confermato i loro risultati sugli animali. Come nel plasma umano, hanno scoperto che l’espressione di C3 aumentava con l’età nei topi. Ulteriori analisi biochimiche hanno dimostrato che il tessuto adiposo bianco viscerale era responsabile dell’aumento di C3 durante l’invecchiamento.
“Non ce lo aspettavamo, perché queste proteine vengono sintetizzate principalmente nel fegato”, afferma Manish Mishra, Ph.D., ricercatore post-dottorato presso il laboratorio di Dixit e co-primo autore dello studio.
Il sequenziamento dell’RNA a singola cellula ha inoltre rivelato che la proteina viene prodotta dai macrofagi associati all’età, ovvero i globuli bianchi essenziali, all’interno del tessuto adiposo.
“Inizialmente, l’intero processo era sconosciuto”, afferma Mishra. “Anche solo individuare i sottotipi di macrofagi responsabili della produzione di questa proteina del complemento è stata una vera sfida.”
I macrofagi rappresentano la prima linea di difesa immunitaria dell’organismo, noti soprattutto per il loro ruolo nell’inglobare gli agenti patogeni. Queste cellule immunitarie contribuiscono anche a mantenere l’equilibrio delle funzioni tissutali, aggiunge Dixit.
La questione è se i benefici derivanti da una riduzione del C3 possano essere ottenuti senza perdere peso.
I ricercatori inizialmente sospettavano che la perdita di tessuto adiposo o grasso corporeo dovuta al dimagrimento potesse aver bloccato la produzione di C3 e rallentato il processo di invecchiamento. Dopotutto, la maggior parte dei partecipanti allo studio ha perso circa 8 kg dopo due anni di moderata restrizione calorica.
Tuttavia, quando i ricercatori hanno analizzato l’indice di massa corporea dei partecipanti allo studio, non hanno osservato alcuna correlazione tra la perdita di peso e una diminuzione delle proteine del complemento.
“Questo suggerisce che la restrizione calorica ha un effetto benefico specifico per il tessuto adiposo, probabilmente indipendente dalla perdita di peso“, afferma Kim.
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Inoltre, quando i ricercatori hanno inibito l’attivazione del C3 utilizzando un farmaco per simulare l’effetto della restrizione calorica, i topi hanno manifestato una minore infiammazione legata all’età.
“Questa scoperta dimostra che ciò che è benefico nelle prime fasi della vita può rivelarsi dannoso in seguito”, afferma Dixit. Questa teoria, nota come pleiotropia antagonistica, fu proposta per la prima volta dal biologo Peter Medawar nel 1952 per descrivere il processo di invecchiamento. Un esempio lampante di questa teoria è la produzione dell’ormone della crescita, essenziale nelle prime fasi dello sviluppo, ma che potrebbe anche favorire l’insorgenza del cancro in età avanzata.
Proteine come la C3 si sono evolute per proteggerci dalle infezioni, ma poiché gli esseri umani vivono molto più a lungo dei loro antenati, queste molecole possono tornare a danneggiarci. “Ridurre i livelli di proteine C3 potrebbe essere la chiave per prolungare la durata della vita in salute”, afferma Dixit.
I ricercatori stanno ora studiando se sia possibile inibire la produzione di C3 per rallentare l’invecchiamento negli esseri umani utilizzando farmaci inibitori approvati dalla FDA. “L’idea non è quella di eliminare i sistemi del complemento necessari per combattere le infezioni“, afferma Dixit. “Piuttosto, l’obiettivo è ripristinare l’equilibrio”.
Fonte:Nature Aging