Ricerche

Effetti dello stress ossidativo nelle mele e nelle cellule (dopo l'attacco dei radicali liberi)

Ricercatori dell'Università del Michigan hanno scoperto che lo stress ossidativo sperimentato nei primi anni di vita aumenta la resistenza allo stress più tardi nella vita.

Lo stress ossidativo insorge quando le cellule producono più ossidanti e radicali liberi di quanti ne possono gestire. Fa parte del processo di invecchiamento, ma può derivare anche da condizioni di stress come l'esercizio fisico e la restrizione calorica.

Esaminando vermi C. elegans, Ursula Jakob e Dafne Bazopoulou, scienziate della U-M, hanno scoperto che quelli che avevano prodotto più ossidanti durante lo sviluppo, vivevano più dei vermi che ne avevano prodotto un minor numero. La loro scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature.

I ricercatori si stanno chiedendo da tempo cosa determina la variabilità della durata della vita, dice la Jakob, professoressa di biologia molecolare, cellulare e dello sviluppo. In parte dipende dalla genetica: se i tuoi genitori sono longevi, anche tu hai una buona possibilità di vivere più a lungo. L'ambiente è un'altra parte.

Che sono coinvolti altri fattori stocastici (casuali) è evidente nel caso del C. elegans. Questi organismi di vita breve sono un sistema modello popolare tra i ricercatori dell'invecchiamento, in parte perché ogni madre ermafrodita produce centinaia di figli geneticamente identici. Al contrario, la durata della vita di questa prole, anche se mantenuta nello stesso ambiente, varia in misura sorprendente, ha detto la Jakob.

“Se la longevità fosse determinata solo dai geni e dall'ambiente, è logico aspettarsi che i vermi geneticamente identici cresciuti nella stessa capsula di Petri muoiano circa nello stesso momento, ma questo non è affatto quello che succede. Alcuni vermi vivono solo tre giorni mentre altri sono ancora felicemente attivi dopo 20 giorni“, ha detto la Jakob. “La domanda allora è: che cosa è, a parte la genetica e l'ambiente, che causa questa grande differenza nella durata della vita?”

La Jakob e la Bazopoulou, ricercatrice postdottorato e prima autrice dello studio, hanno trovato una parte della risposta quando hanno scoperto che durante lo sviluppo, i vermi C. elegans variavano sostanzialmente nella quantità di specie reattive dell'ossigeno che producevano.

Le specie reattive dell'ossigeno (ROS, reactive oxygen species), sono ossidanti prodotti da ogni organismo che respira aria. I ROS sono associati strettamente con l'invecchiamento: il danno ossidativo che suscitano è ciò che molte creme antinvecchiamento pretendono di combattere. La Bazopoulou e la Jakob hanno scoperto che, invece di avere una longevità minore, i vermi che avevano prodotto più ROS durante lo sviluppo in realtà vivevano più a lungo.

“Sperimentare stress a questo punto precoce nella vita può renderti più forte per combattere lo stress che puoi incontrare più tardi nella vita”, ha detto la Bazopoulou.

Quando i ricercatori hanno esposto tutta la popolazione di vermi giovani a ROS esterni durante lo sviluppo, la vita media di tutta la popolazione è aumentata. Anche se i ricercatori non sanno ancora che cosa fa scattare l'evento 'stress ossidativo' durante lo sviluppo, hanno determinato quali processi migliorano la durata della vita di questi vermi.

Per fare questo, la Bazopoulou ha riordinato migliaia di larve di C. elegans secondo i livelli di stress ossidativo subiti durante lo sviluppo. Separando i vermi che avevano prodotto grandi quantità di ROS da quelli che ne hanno prodotto piccole quantità, ha dimostrato che la differenza principale tra i due gruppi era un modificatore dell'istone, la cui attività è sensibile alle condizioni di stress ossidativo.

I ricercatori hanno scoperto che la produzione temporanea di ROS durante lo sviluppo ha provocato cambiamenti nel modificatore dell'istone nei primi anni di vita del verme. Non si sa ancora come questi cambiamenti persistono per tutta la vita e il modo in cui in ultima analisi influenzano ed estendono la durata della vita.

Ciò che è noto, tuttavia, è che questo specifico modificatore dell'istone è sensibile allo stress ossidativo anche nelle cellule di mammifero. Inoltre, gli interventi all'inizio della vita hanno dimostrato di estendere la durata della vita in sistemi modello di mammiferi come i topi.

“L'idea generale che gli eventi nei primi anni di vita hanno tali effetti positivi profondi nel corso della vita è veramente affascinante. Dato il forte legame tra stress, invecchiamento e malattie legate all'età, è possibile che i primi eventi nella vita possano anche influenzare la predisposizione alle malattie correlate all'età, come la demenza e l'Alzheimer“, ha detto la Jakob.

Per il seguito, i ricercatori vogliono capire quali cambiamenti chiave sono attivati ​​da questi eventi di inizio vita. La loro comprensione potrebbe consentire agli scienziati di sviluppare interventi di estensione della longevità che funzionano nelle fasi più avanzate della vita.