L’espressione dei geni nelle cellule di un neonato e in quelle di un centenario è drammaticamente diversa.
Questo assunto sembra elementare ma…qual è la differenza reale fra neonati e centenari, cosa cambia davvero nelle cellule? E soprattutto, sono fattori irreversibili o reversibili?
A dimostrarlo è uno studio condotto da un gruppo internazionale di ricerca, apparso sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”, dal titolo “Distinct DNA methylomes of newborns and centenarians”.
La costituzione genetica ha una significativa influenza sulla potenziale durata della vita.
Gli studi di genomica hanno permesso di identificare diverse famiglie di geni -e percorsi molecolari- che contribuiscono all’invecchiamento delle cellule.
Sono coinvolte molecole quali le sirtuine (proteine che agiscono sui percorsi metabolici), gli enzimi di riparazione del DNA, le telomerasi, i fattori di trascrizione e via discorrendo.
Neonati e centenari: quanto impatta l’epigenetica e quanto i fattori sono reversibili?
Sappiamo bene, da ormai oltre 20 anni, che l’espressione dei geni è influenzata dai cosiddetti fattori epigenetici. Le cellule si riprogrammano ogni giorno. E l’interscambio con l’ambiente pesa per oltre l’80% sull’organismo.
Negli anziani, in particolare nei centenari, è molto ridotta la cosiddetta metilazione del DNA.
La ricerca che prendiamo in considerazione confronta proprio l’attività e la metilazione delle cellule di neonati, persone di mezza età e centenari, arrivando a risultati interessanti.
Finora non si era mai tentato di tracciare una “storia naturale dell’epigenoma”, di valutare cioè che cosa avvenga Nell’epigenoma nel corso dell’esistenza di un individuo. L’epigenoma è l’insieme di tutte le molecole che rendono
L’epigenoma è l’insieme di tutte le molecole che rendono possibili i cambiamenti nell’espressione dei nostri geni a causa dei fattori ambientali.
Il DNA non è il nostro destino, perché esso ci dà la sequenza di base ma l’espressione dei geni in un senso o nell’altro dipende per oltre il 90% dai fattori ambientali. Questa, è la grande scoperta dell’epigenetica.
Proprio per iniziare a chiarire questo problema, i ricercatori hanno prima studiato il profilo epigenetico di cellule di un neonato, tratte dal sangue del cordone ombelicale e di un anziano di 103 anni, riscontrando notevoli differenze.
Neonati e centenari: cosa cambia nelle cellule?
Quali geni si esprimono e quali rimangono silenti dipende per oltre il 90% da fattori ambientali: come mangiamo, come pensiamo, come viviamo. Fattori epigenetici, dove “epi” significa “sopra” i geni.
Cosa cambia nelle cellule? Nel centenario appare una notevole diminuzione nel numero di metilazioni presenti – ossia di quei gruppi metile, che legandosi al DNA in appositi siti, bloccano l’espressione de geni interessati.
Manuel Esteller, che ha diretto la ricerca, ci dice che
estendendo i risultati a un più ampio numero di neonati, persone di mezza età e novantenni, abbiamo potuto determinare che si tratta di un processo continuo, in cui ogni giorno che passa influisce sull’epigenoma
Tuttavia, osserva Esteller, che
lesioni epigenetiche, a differenza di quelle genetiche, sono reversibili. Quindi, modificando gli schemi di metilazione del DNA attraverso cambiamenti nella dieta, ad esempio, o nell’uso di farmaci, è possibile indurre un’inversione di tendenza, cioè indurre un aumento della durata della vita
Cos’è la metilazione del DNA?
La metilazione è una specie di interruttore biochimico, grazie al quale alcune zone del gene vengono spente.
In pratica, composti chimici detti gruppi di metile, riducono l’ espressione di quel gene.
Fra i fattori che influiscono sulla metilazione vi sono senza dubbio inquinanti e stress. In particolare, lo stress nei primi anni di vita costituisce uno dei fattori che potrebbero sollecitare la metilazione del DNA.
La metilazione si riduce con l’età, determinando una diminuzione di molti interventi di disintossicazione e di riparazione che l’organismo deve eseguire momento per momento al fine di mantenere un buon stato di salute.
In genere la metilazione blocca l’espressione del gene e di fatto lo inattiva, per esempio impedendo ad apposite proteine di trascrivere il DNA. Il processo opposto, ovvero la rimozione del gruppo metile, è detto demetilazione e, in genere, può portare a riattivare un gene, permettendone l’espressione.
Fra neonati e centenari la differenza nello stato di metilazione era forte.
Neonati e centenari: cosa cambia nelle cellule? L’invecchiamento non è solo una questione genetica.
La domanda che ci siamo posti all’inizio di questo pezzo è stata formulata sulla base di uno studio su neonati e centenari.
Lo studio in questione, mirato a confrontare neonati e centenari stabilendo con precisione cosa cambia nelle cellule, ha svolto il sequenziamento bisolfito dell’intero genoma (si tratta di una tecnica di biologia molecolare che permette di determinare lo stato di metilazione di un intero genoma, appunto).
Il DNA dei centenari ha un livello più basso di metilazione e una correlazione ridotta dello stato di metilazione nelle coppie di basi della citosina (CPG), in paragone al DNA metilato più omogeneamente nel neonato.
Perciò, per il momento possiamo dire che confrontando centenari e neonati, il fattore che cambia è senza dubbio la metilazione.
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Il nostro DNA -acido desossiribonucleico- riceve un importante aiuto dai gruppi di metile: essi si “attaccano” al DNA per offrire protezione contro i geni negativi, quelli responsabili ad esempio di molte malattie, compreso il cancro.
Per esempio, nel caso di cardiopatie, esistono prove convincenti che una migliore metilazione possa ridurre la produzione di omocisteina, – un aminoacido di natura tossica, risultato del metabolismo della metionina – riducendo quindi il rischio di danni alle arterie e ad altri vasi sanguigni.
Tra i vantaggi offerti dai donatori di metile, abbiamo la protezione nei confronti di tumori, malattie cerebrali e quelle del sistema nervoso, disturbi epatici ed invecchiamento.
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