Riprendendo il nostro video introduttivo che faceva un parallelo fra il corpo umano e una nave da crociera, parliamo oggi dei Mitocondri che sono l’equivalente dei generatori elettrici della nave.
Una nave da crociera ha bisogno di un sistema che genera energia elettrica per tutta la nave che poi viene utilizzata nei piu’ diversi modi, per le luci, per far funzionare i computer e per un sacco di cose che ben conosciamo, fino ad arrivare all’asciugacapelli nell’ultima cabina di un cliente.
Ebbene, questa energia standard sulla nave viene prodotta da una sorgente esterna che potrebbe essere, per esempio, il gasolio.
Una volta era il carbone, oggi sara’ il gasolio, in futuro chissa’ cos’altro… su certe navi non da crociera e’ l’energia nucleare.
Il gasolio viene portato a bordo e questo e’ l’equivalente del processo di ingestione dei cibi; viene utilizzato per mandare avanti la nave e per generare energia.
Ovviamente, per essere convertito da un formato di non facile utilizzo come il gasolio liquido a un formato facilissimo come l’energia elettrica che passa nei cavi all’interno delle pareti della nave, occorre avere dei punti specifici dove questa conversione avviene.
Nel corpo umano e’ lo stesso; in generale nel corpo di qualunque essere vivente eucariota.
Quello che succede e’ che l’energia che arriva dal mondo esterno in diversi formati mediamente viene sempre convertita in glucosio, in zucchero, e arriva all’interno delle cellule.
Qui viene convertita nell’unita’ di energia standard, il kilowattora se vogliamo, del nostro organismo che e’ l’ATP.
ATP sta per Adenosin trifosfato; e’ l’unita’ standard di energia di sistemi cellulari eucarioti.
Questa conversione avviene in specifiche strutture, specifici organelli che sono all’interno di ogni cellula: questi si chiamano Mitocondri.
La storia dei Mitocondri e’ interessante: non e’ che le cellule sono nate gia’ con questi organismi al loro interno, anzi; quello che si vede e’ che sono delle altre cellule che sono all’interno delle cellule eucariote.
Quindi i Mitocondri sono cellule in se e per se: hanno un loro DNA separato dal DNA delle cellule nelle quali vivono e questo DNA ha anche un meccanismo di trasmissione del tutto diverso da quello della cellula base.
Per esempio si sa che il DNA dei Mitocondri e’ di origine soltanto materna, quindi viene tramandato di madre in figlia e cosi’ via all’infinito e non e’ determinato dal padre in nessun modo; questo serve per molte indagini forensi.
Tutto questo si ritiene, secondo un’ipotesi ormai accettata da tutti, che sia successo molti miliardi di anni fa.
Si ritiene che miliardi di anni fa ci fossero cellula grandi, ma molto inefficienti nella produzione dell’energia, e cellule piccole, i precursori dei Mitocondri, che erano cosi’ brave a convertire tutto quello che trovavano in energia da averne un surplus, un avanzo.
Un giorno una di queste cellule e’ stata probabilmente inglobata in una delle cellule piu’ grandi, probabilmente la voleva mangiare, ma quello che e’ successo e’ che si e’ resa estremamente utile producendo tutta questa energia e dando quindi alla cellula grande che la conteneva un enorme vantaggio competitivo rispetto alle altre e da li’ e’ nata questa unione, chiamata “simbiosi” in biologia.
Sono due organismi diversi che collaborano per il bene comune: la cellula grande ha molta piu’ energia rispetto alle altre, quindi puo’ fare cose molto migliori ed essere piu’ competitiva, quella piu’ piccola si preoccupa solo di produrre energia; tutto il resto di quello che serve per vivere, riprodursi e sopravvivere nel mondo complesso e pericoloso che c’e’ fuori e’ compito della cellula piu’ grande che la tiene al suo interno.
All’interno delle cellule ci sono molti Mitocontri per ogni cellula.
Strutturalmente, l’avrete visto in molte rappresentazioni, i Mitocondri sono delle capsule che al loro interno hanno un’altra membrana cellulare molto pieghettata, molto convoluta.
Questo perche’ una membrana esterna liscia a serve ad avere una separazione fra il mondo interno e il mondo esterno della cellula (in questo caso il mondo esterno del Mitocondrio e’ di nuovo l’interno della cellula che lo contiene) e il mondo esterno alla cellula ancora piu’ in la’, oltre la membrana cellulare.
Le membrane sono piu’ o meno fatte nello stesso modo.
La membrana interna cosi’ pieghettata e’ necessaria per avere una maggiore superficie sulla quale avvengono le reazioni chimiche che il Mitocondrio garantisce.
I Mitocondri sono estremamente dinamici, quindi non e’ che ce ne e’ un numero fisso, non e’ che sono fatti sempre tutti allo stesso modo e non sono neanche grandi tutti uguali, ma vengono modificati e alterati reagendo a quello che sono le richieste della cellula nella quale vivono.
Possono cambiare la loro forma, posso cambiare il numero, cambiare la dimensione e possono perfino cambiare l’organizzazione interna a seconda di quella che e’ la richiesta energetica della cellula momento per momento.
Ce ne possono essere pochi per ogni cellula o centinaia, migliaia o decine di migliaia: pensate che nelle cellule della cartilagine, delle articolazioni, i Mitocondri sono dal 3 al 5 per cento del volume di quello che sono le cellule, mentre nel cuore, dove c’e’ molta piu’ richiesta di energia, possono arrivare fino al 37 per cento.
Alcuni tessuti hanno bisogno di ancora piu’ energia; per esempio il fegato, dove abbiamo da mille a duemila Mitocondri per ogni cellula, o gli ovociti, che sono quelli che ne hanno piu’ di tutti e vanno da 5 a 10 mila quando sono immaturi e arrivano fino a 100 mila o 500 mila quando sono maturi.
Gli ovociti quindi sono quelli piu’ particolari, ovviamente, essendo coinvolti nella riproduzione hanno necessita’ energetiche molto particolari e alla fine hanno almeno dieci volte tanti Mitocondri rispetto ad altre cellule somatiche come quelle dei muscoli o dei neuroni, che gia’ di per se hanno una forte richiesta energetica.
Come fanno i Mitocondri a cambiare di numero all’interno delle cellule?
Lo fanno dividendosi in due: questo e’ chiamato “Fissione”.
Prima si ingrandiscono molto, poi copiano il proprio DNA e poi si dividono i due.
Le cellule segnalano ai Mitocondri di suddividersi, aumentando di numero, quando percepiscono una richiesta di maggiore energia; ad esempio quando si comincia ad andare in palestra e si comincia a fare esercizio.
Allo stesso modo, se si smette di andare in palestra, si comincia a stare troppo tempo sul divano, il numero di Mitocondri dentro alle cellule dei muscoli viene diminuito automaticamente e i loro componenti vengono recuperati.
E’ come se sulla nave da crociera si dicesse: “ok, partiamo per una bellissima crociera”, ci sono tante persone, portiamo a bordo piu’ generatori.
Dopodiche’ quando la nave magari sta ferma per un mese per manutenzione il numero di generatori necessario diminuisce di molto, perche’ in fondo serve soltanto per far funzionare quei tre o quattro attrezzi che servono volta per volta.
Ovviamente, il fatto che vengano ridotti i Mitocondri si ottiene facendoli fondere fra di loro o disintegrando quelli che non servono piu’: questo e’ chiamato di solito “Autofagia”.
L’Autofagia l’abbiamo gia’ vista; e’ una fase nella quale la cellula “mangia se stessa” perche’ se c’e’ meno richiesta di una certa cosa si cerca di recuperare il materiale esistente per fare le cose che servono di volta in volta.
Quindi questo numero, quantita’ e dimensione di Mitocondri dovete vederlo come una cosa veramente molto dinamica, in continuo movimento.
Abbiamo visto in un altro video come funziona il DNA e come si suddivide; teniamo conto che i Mitocondri hanno anche loro un DNA che e’ doppio, ha due lati, pero’ e’ circolare: quindi non ha un inizio e una fine e non ha i telomeri, queste estremita’ che si suddividono.
Come abbiamo detto e’ completamente separato da quello del nucleo della cellula e non si mescolano mai.
Il DNA dei Mitocondri e’ chiamato mitogenoma, codifica solo 37 diversi geni e ha 16.569 basi, quindi e’ veramente poco rispetto al DNA che si trova nel nucleo della cellula.
Oltre ad avere il DNA nel nucleo le cellule hanno dei meccanismi che a partire dai geni codificati nel DNA producono le loro proprie proteine.
I Mitocondri hanno non soltanto un loro DNA, ma hanno anche un loro sistema di trascrizione del DNA e un sistema per generare proteine a partire da questo; ma non hanno tutto quello che serve: ne hanno una parte e nel tempo una parte e’ stata demandata al meccanismo di produzione della cellula della quale sono ospiti.
Come abbiamo detto i Mitocondri hanno una membrana cellulare esterna che e’ molto simile a quella della cellula dove sono contenuti e consiste di fosfolipidi e proteine.
Alcune di queste proteine sono chiamate porine e, proprio come i pori della pelle, consentono un movimento di piccole molecole dentro e fuori dal citoplasma, dal liquido della cellula ospite, a quello interno dei Mitocondri.
La molecola piu’ importante che fa questo movimento e l’ATP di cui parlavamo che e’ libera di uscire e rientrare senza nessun problema.
Lo spazio fra le due membrane, quella esterna e quella interna tutta corrugata, e’ chiamato lo spazio interno della membrana e lo spazio contenuto all’interno della membrana interna corrugata e’ di solito chiamato la matrice.
La membrana interna corrugata che contiene la matrice alla fine, grazie a queste pieghe, e’ lunga circa cinque volte tanto la membrana esterna.
La membrana interna e’ una barriera molto forte, quindi ha una grossa difficolta’ ad essere superata rispetto a quella esterna.
Le sole cose che la possono superare sono l’acqua, l’ossido di carbonio e l’ossigeno; dentro questo membrana ci sono dei sistemi di proteine estremamente complessi che sono chiamati “catene di trasporto elettronico” che trasportano gli elettroni da una reazione all’altro, da un punto all’altro e sono alla base della generazione dell’energia, che alla fine diventa ATP.
Quello che succede e’ che vengono pompati continuamente (c’e’ una pompa protonica) protoni; piu’ essenzialmente ioni dell’idrogeno che vengono chiamati H+.
H sta per l’atomo di idrogeno e H+ sta per uno ione dell atomo di idrogeno che e’ mancante di un elettrone.
Siccome l’atomo di idrogeno e’ costituito da un nucleo dove c’e’ un singolo protone, sottrarre l’elettrone esterno significa produrre essenzialmente un protone e questo e’ quello che viene pompato attraverso la membrana.
Questo produce quello che e’ chiamato un gradiente chimico: un gradiente e’ un nome complicato per dire che c’e’ una differenza di concentrazione di questi protoni, di questi ioni idrogeno, da un lato rispetto all’altro.
Sono di piu’ da una parte rispetto all’altra: in natura tenderebbero a mescolarsi fino ad equilibrarsi; quello che succede se abbiamo una pompa in mezzo e’ che usiamo dell’ energia per mantenere questo gradiente, questa differenza fra un lato e l’altro e quindi questa spinta continua di un lato ad andare dall’altra parte.
Come nota collaterale, poi vedremo un’intervista che ho fatto a un ricercatore russo che ritiene che si possa creare un problema qui con l’acqua pesante.
L’acqua pesante e’ un isotopo, cioe’ una particolare forma dell’acqua dove gli atomi di idrogeno non hanno un singolo neutrone ma ne hanno piu’ di uno e quindi l’acqua diventa “pesante”.
C’e’ una certa quantita’ di acqua pesante rispetto all’acqua normale in tutte le acque che noi vediamo e questi ricercatori russi hanno determinato che questo puo’ bloccare questa pompa protonica.
Bloccare questa pompa protonica e’ molto grave: potrebbe fermare il funzionamento di tutto il Mitocondrio e questo e’ un problema; quindi questi vendono acqua da cui e’ stata tolta l’acqua pesante.
Lo vedremo in un altro video, e’ un interessante discorso e sembrerebbe che faccia una grandissima differenza.
Ma torniamo a noi: abbiamo questa pompa protonica che produce un gradiente chimico da un lato all’altro della membrana; e’ un po’ come se noi pompassimo dell’acqua su lungo una tubazione e ne avessimo una piu’ in alto e una piu’ in basso.
Se aprissimo il rubinetto del tubo l’acqua tenderebbe subito a scendere in basso.
Per pomparla su ci vuole dell’energia, questa energia che i Mitocondri prendono in ingresso per far funzionare questa pompa.
Questi protoni, questi ioni idrogeno, ad un certo punto sono lasciati tornare indietro nella matrice (nella parte interna della membrana interna) e lo fanno in un punto di questa membrana dove il sistema fa si’ che questa discesa di acqua da un punto alto ad un punto piu’ basso produca un qualche risultato, faccia un certo tipo di lavoro.
In una centrale elettrica, per esempio, produrrebbe energia elettrica; qui produciamo ATP.
Quindi quello che succede e’ che la molecola di ATP (Adenosintrifosfato) e’ prodotta grazie a questo ritorno indietro dei protoni attraverso la membrana.
Questo gradiente, questo pompaggio, e’ spinto da diverse proteine, da gruppi di proteine che sono separati lungo la membrana e creano una serie di reazioni di ossidoriduzione dove un elettrone e’ trasferito da una molecola donatrice a una molecola accettrice.
Lungo la membrana c’e’ tutta una serie di reazioni che sono complicatissime, non andremo qui a raccontare nel dettaglio, dove praticamente da un lato questi elettroni vengono messi da una parte e dall’altra parte vengono pompati i protoni, cioe’ i nuclei degli atomi idrogeno.
Questi elettroni che vengono separati e trasferiti lungo la membrana ad un certo punto vengono attaccati a qualche cosa e alla fine del processo vengono attaccati ad atomi di ossigeno.
A questo punto abbiamo un ricevitore che diventa caricato molto negativamente: sono gli atomi di ossigeno.
Alla fine di tutto questo l’ossigeno viene combinato con l’idrogeno che abbiamo visto prima e cosa si ottiene combinando idrogeno ossigeno?
Si ottiene acqua.
Quindi ci sono due tipi di reazione: reazione di riduzione, dove si acquisisce un elettrone o si diminuisce lo stato di ossidazione, e reazione di ossidazione dove si perde un elettrone e si aumenta lo stato di ossidazione.
Questa catena di trasporto elettronico e’ fatta da tantissime sostanze differenti che sono tutte quante nella membrana interna; una delle piu’ importanti e il coenzima K.
Questa riceve elettroni da una sostanza chiamata NADh, una molecola che e’ estremamente importante per i discorsi dall’antiage, e passa poi avanti in altre sostanze.
Quando i protoni ritornano indietro attraverso la membrana producono ATP tramite una specifica proteina che si trova sempre in questa membrana interna, chiamata ATP sintasi; il nome rende chiaramente l’idea: questa sintetizza le molecole di ATP.
Tipicamente quest’enzima va ad attaccare un fosfato a qualcosa che e’ un’Adenosin-di-fosfato (quindi ne ha due) e cosi’ diventa ATP: Adenosin-tri-fosfato.
Questo processo e’ chiamato fosforilazione ossidativa.
Perche’ tutto questo funzioni occorrono una serie di sostanze all’interno della matrice e le piu’ importanti sono l’ossigeno e il NAD (Nicotinamide Adenin Dinucleotide).
Il NAD lo abbiamo trovato in tante altre occasioni, ci sono integratori di NAD ed e’ la prima cosa in assoluto che va presa perche’ e’ la prima cosa in assoluto che va diminuendo e vediamo qua che e’ proprio nel cuore della produzione di energia di qualunque cellula, proprio nel cuore della matrice dei Mitocondri.
Normalmente alla fine di questo processo l’ossigeno viene convertito in acqua e esce dai Mitocondri e se ne va in giro per la cellula; va benissimo, perche’ l’acqua serve a tante cose diverse, non e’ certamente un problema.
Il problema e’ che le cose non vanno mai cosi’ lisce nella vita…
Quando le cose non vanno come previsto gli elettroni rimangono attaccati all’ossigeno e questo ossigeno con attaccati degli elettroni esce nella cellula ospite e va a fare dei danni.
E’ un problema perche’ e’ un problema perche’ e’ fortemente reattivo, quindi e’ in grado di reagire con tutta una serie di strutture, di altre molecole e di proteine, creando delle cose che non sono previste.
Produce cose come il perossido d’idrogeno, l’anione superossido e una serie di altre sostanze che poi vanno a fare ulteriori danni in giro per la cellula.
Per tornare al protone iniziale, la cosa importante da notare e’ che questa cascata di reazioni di energia comincia dalla conversione del NADh+ a NADh e questo e’ importante perche’ il NAD diventa estremamente significativo e centrale per tutta la serie delle reazioni che poi discuteremo ed e’ la cosa che va a degradare con l’eta’.
E’ chiaro che se c’e’ mancanza di NAD tutto questo meccanismo energetico cosi’ ad orologeria potrebbe avere dei problemi e cominciare ad andare in crisi.
Avendo stabilito a grandi linee come funziona questo meccanismo che e’ molto piu’ complicato di cosi’, ovviamente, (ma oggi non andremo a guardando nel dettaglio chimico piu’ estremo) possiamo andare a guardare quali sono i problemi che vengono con l’eta’ e dove e’ che quindi dobbiamo preoccuparci e su cosa dobbiamo agire per preservare il funzionamento dei nostri Mitocondri.
Nel 1956 si e’ riconosciuto che i radicali liberi sono creati da elettroni che “scappano” durante il processo di produzione dell’energia.
I radicali liberi sono molecole o atomi che hanno un elettrone che non e’ appaiato con nient’altro.
All’epoca si pensava che i radicali liberi fossero un effetto collaterale, ma non fossero poi cosi’ negativi; successivi studi hanno rilevato invece che creano problemi, non soltanto per la cellula, ma vanno proprio a colpire anche gli stessi Mitocondri che li vanno a generare nel produrre energia.
Soprattutto bisogna rilevare che il DNA dei Mitocondri non e’ cosi’ protetto dentro al nucleo come quello della cellula ospite e quindi e’ piu’ esposto a problemi che si possono accumulare e a danni che si possono generare a causa di questi radicali liberi.
Ma questo perche’ e’ successo:?
Non e’ che fin dall’inizio c’erano questi problemi; l’ossigeno dell’atmosfera miliardi di anni fa non era cosi’ prevalente.
Sono state le piante che hanno cominciato a convertire l’ossido di carbonio in ossigeno facendone aumentare la concentrazione; a questo punto queste molecole di ossigeno che prima erano piuttosto rare sono diventate molto numerose e sono diventate un problema.
Le cellule hanno fatto quello che potevano per adattarsi al nuovo ambiente, ma questo tipo di conversioni non e’ mai perfetto.
Si e’ stimato che circa l’un per cento di tutto l’ossigeno che entra all’interno delle cellule diventi un superossido e questa percentuale puo’ aumentare molto: fino a dieci volte tanto quando c’e’ una condizione di stress fisico e forte sforzo fisico.
Questo quindi puo’ portare ad un paradosso per il quale l’esercizio puo’ essere negativo per la salute!
L’un per cento puo’ sembrare non tanto, ma se questo continua per decenni alla fine puo’ avere degli effetti sulla salute.
Recentemente l’aging, l’invecchiamento, e’ visto come un sistema nel quale queste molecole fortemente reattive lentamente distruggono la cellula direttamente al suo interno; e’ come se ci fossero tanti piccoli scoppi, tante piccole esplosioni che avvengono all’interno dei Mitocondri.
Le membrane interne ed esterne dei mitocondri quindi vengono distrutte, rimangono traforate, e quindi c’e’ un deterioramento del gradiente dei protoni che abbiamo visto prima.
Nonostante ci sia la pompa protonica e’ necessario pero’ che le membrane tengano separati i due lati, altrimenti cominciano ad esserci delle perdite: e’ come se nel tubo noi pompassimo l’acqua su e ci fosse una valvola che perde; con dei buchi l’acqua continua a filtrare e alla fine non ce la facciamo a produrre tutta l’energia che facevamo prima.
Alla fine si ottiene una reazione negativa perche’ i Mitocondri cominciano ad avere dei problemi, a funzionare meno bene, e producono sempre piu’ radicali liberi perche’ hanno delle perdite e ne producono sempre di piu’ e quindi questi radicali liberi fanno a fare ulteriori distruzioni.
Alla fine il singolo organello viene ritirato e la cellula deve produrre un rimpiazzo.
Prima che i singoli Mitocondri deteriorati vengano rimpiazzati, questi producono danni molto gravi alla cellula stessa, la quale deve gestire non soltanto il rimpiazzo dei Mitocondri danneggiati, ma anche i danni che producono perdendo sostanze negative in giro.
Non bisogna prendere sottogamba questa cosa; e’ estremamente importante che i Mitocondri funzionino bene nelle cellule.
Aumentare l’attivita’ dei Mitocondri nei mammiferi puo’ aumentare la salute, ridurre le malattie e anche ridurre l’insorgenza della menopausa nelle femmine.
Proteggendo le singole cellule dai radicali liberi e’ possibile aumentare la durata della vita di tutto l’organismo, questo e’ stato dimostrato da molteplici ricerche.
Chiaramente siccome questi radicali liberi, queste specie reattive dell’ossigeno, sono veramente pericolosi e negativi per la cellula, ci sono stati miliardi di anni di evoluzione e quindi in questa sinergia le cellule hanno sviluppato dei meccanismi per cercare di fare qualcosa, di ridurre questo tipo di problematiche.
Innanzitutto la cellula produce i suoi stessi antiossidanti che vanno a estinguere questo tipo di situazioni e che vanno quindi a contrastare i radicali liberi.
Il primo gruppo di questi enzimi prodotti dalla cellula sono la famiglia delle superossido dismutasi: queste dismutasi sono state scoperte nel 1968: sono degli enzimi e contengono al loro interno dei metalli che distruggono questi radicali liberi; li convertono in ossigeno e in perossido di idrogeno.
Ce ne sono di tipi di diversi che si differenziano dal tipo di ione metallico al loro interno e dalla localizzazione all’interno della cellula.
La superossido dismutasi uno, che e’ basata sul rame e lo zinco, e’ la uno perche’ e’ la prima che e’ stata identificata; e’ codificata nel cromosoma umano numero 21 e questo enzima risiede nel citoplasma della cellula, quindi nel liquido interno della cellula ospite.
La assenza di questo enzima e’ collegata all’alzheimer, alla sclerosi laterale amiotrofica e all’invecchiamento in generale.
Dopodiche’ abbiamo la superossido dismutasi numero 2, che al suo interno ha il manganese; e’ stata scoperta un po’ dopo, nel 1973, e si trova nel cromosoma 6 negli esseri umani.
Questa proteina migra all’interno dei Mitocondri dopo che viene prodotta.
Abbiamo poi la superassido dismutasi numero 3; anche questa utilizza rame e zinco, pero’ a differenza della 1 questa si trova al di fuori della cellula.
Questi enzimi riducono i superossidi, ma non finisce tutto, qui perche’ alla fine lasciano il perossido d’idrogeno, che e’ un po’ meno reattivo e pericoloso, ma anche questo non va bene e quindi deve essere anche questo eliminato.
Questo e’ compito della glutazione perossidasi, di cui ce ne sono otto tipi diversi; il piu’ abbondante di tutti e’ il numero uno: e’ stato scoperto nel 1957 e si trova nel citoplasma di quasi tutte le cellule umane.
Questo enzima contiene un elemento importante che e’ il selenio: questo particolare elemento garantisce a questa molecola le sue proprieta’ antiossidanti ed e’ per questo che e’ importante assumere selenio, tra gli altri, come trattamento antiage.
Ci sono poi le perossiredoxine, che sono sei diversi tipi di enzimi nel corpo umano: anche questi riducono il perossido di idrogeno e si trovano prevalentemente nei globuli rossi del sangue; la loro mancanza produce l’anemia emolitica e una serie di altri problemi come il cancro del midollo osseo.
Vi e’ poi la catalasi, un enzima che si trova in praticamente tutti i tipi di organismi che sono esposti all’ossigeno: batteri, piante e animali.
E’ stata scoperta per la prima volta nel 1900 e per questo ha un nome tutto sommato abbastanza semplice; anche questo enzima riduce il perossido di idrogeno e lo separa in acqua e ossigeno utilizzando il ferro.
E’ uno degli enzimi che lavora di piu’ nell’organismo: pensate che una molecola di catalasi riesce a ridurre milioni di molecole di perossido di idrogeno a ogni secondo.
C’e’ una teoria che spiega perche’ vengono i capelli bianchi: sarebbe la conseguenza di un basso livello di catalasi e in questo caso con il basso livello di catalasi ci sono alti livelli di perossido di idrogeno e questi essenzialmente sbiancano i capelli direttamente dall’interno.
Quindi per evitare l’insorgenza dei capelli bianchi bisognerebbe avere grandi quantita’ di catalasi sempre in attivita’.
Come abbiamo visto ci sono una quantita’ enorme di molecole, di enzimi e di proteine che sono continuamente all’opera perche’ le cellule devono costantemente produrre energia e devono costantemente difendersi contro i radicali liberi e gli effetti di queste reazioni.
Quindi c’e’ un flusso costante di reazioni chimiche complesse e ce ne sono una quantita’ veramente elevata in ogni cellula, in ogni momento della vita.
Fra le tante sostanze di cui abbiamo parlato la piu’ importante di tutte sicuramente e’ il NAD: nicotinammide adenina dinucleotide.
Recentemente e’ stato identificato come quello piu’ importante di tutti per il mantenimento del funzionamento cellulare e la riduzione degli effetti dell’invecchiamento.
Questa sostanza e’ attiva in tutte le cellule a molti livelli differenti; e’ stata scoperta nel 1906, ma all’epoca non si aveva un’idea molto chiara di cosa facesse.
Questa molecola oggigiorno invece si e’ visto che e’ attiva in tanti punti diversi della cellula.
E’ estremamente importante nella produzione dell’energia all’interno dei Mitocondri, ma serve anche come sistema di messaggistica dal nucleo verso i Mitocondri stessi per controllarne l’attivita’; e’ un cofattore per altre proteine che riparano il DNA ed e’ collegato alle sirtuine, che controllano la durata della vita in generale.
Quindi questo NAD ha dei ruoli molto importanti e sfortunatamente con l’invecchiamento i suoi livelli declinano, mentre invece ce n’e’ una necessita’ sempre maggiore.
Questa molecola puo’ essere creata dall’organismo con due diversi sistemi: uno e’ quello della creazione da zero e passa attraverso otto diverse reazioni, cominciando dell’aminoacido triptofano; questo metodo e’ lento e richiede molta energia della cellula.
Un’altra alternativa invece e’ il metodo del recupero: in questo caso si parte da una serie di risultati delle reazioni precedenti per ricombinarli assieme onde creare una nuova molecola di NAD.
Quindi all’interno dei Mitocondri vi e’ una continua reazione circolare in cui il NAD viene smantellato, utilizzato per una serie di reazioni e poi i pezzi finali vengono ricombinati attraverso un percorso di recupero e si creano nuove molecole di NAD.
Purtroppo questo non e’ sempre efficiente e quindi nel ciclo ne va persa una certa quantita’ che deve essere rifatta da zero, ma che l’organismo invecchiando ha sempre piu’ difficolta’ a produrre, mentre gli enzimi che distruggono e impediscono questo riciclo aumentano sempre di piu’.
E’ veramente una spirale negativa.
Non soltanto nei Mitocondri viene smantellato e ricostituito, ma in tanti altri punti dell’organismo; quindi e’ importante non solo per la generazione di energia, che a’ la parte principale, ma per una serie di altre reazioni metaboliche.
Per esempio il NAD interviene nella riparazione del DNA nel nucleo: queste reazioni vengono controllate da altri meccanismi molto complessi che vedremo poi e che partono dallo smantellamento delle molecole di NAD che sono assolutamente indispensabili per creare una serie di “collanti” che servono a mantenere in posizione il DNA danneggiato in modo che poi altri meccanismi molto complessi lo vadano a riparare.
Quello che si e’ visto e’ che gli organismi che hanno problemi in questo settore sono particolarmente suscettibili al cancro: e’ chiaro che eventi che vanno a danneggiare il DNA e cambiarne la struttura se non vengono riparati efficientemente e rapidamente, per una mancanza di NAD ad esempio, possano piu’ facilmente condurre a eventi di mutazione delle cellule, magari anche in cellule cancerose.
Questo tipo di danneggiamenti delle cellule e’ noto che aumenta come frequenza e come gravita’ con l’eta’, quindi c’e’ una intensa attivita’ di riparazione che richiede quindi una maggiore quantita’ di NAD che viene sottratto poi dalla generazione dell’energia e questo diventa un circolo negativo che produce tutti i danni e l’aumento dell’insorgenza di certe patologie specifiche con l’invecchiamento.
Un’altro ruolo importante del NAD e’ cruciale per l’attivazione delle Sirtuine, che sono degli enzimi che dipendono dal NAD e che rilevano segnali di stress dall’ambiente, anche di tipo nutrizionale; per esempio la riduzione calorica, il danno al DNA o lo stress ossidativo.
In qUesti casi queste Sirtuine si attivano e avviano la trascrizione di specifiche proteine che vanno ad aumentare l’efficienza metabolica, aumentare il percorso degli antiossidanti e vanno anche ovviamente a facilitare la riparazione del DNA.
Ovviamente queste attivita’ sono molto importanti e diventano sempre piu’ fondamentali con l’avanzare dell’eta’.
Per essere attivate queste Sirtuine hanno bisogno di un aumento di NAD; purtroppo una riduzione del funzionamento delle attivita’ delle Sirtuine va a regolare verso il basso la biogenesi dei Mitocondri; quindi anche qui abbiamo un circolo vizioso per il quale si innescano certi meccanismi che vanno a peggiorarsi uno con l’altro.
Vi e’ alla fine il complesso OXPHOS, che e’ fatto da una serie di meccanismi che servono per produrre nel nucleo una serie di proteine che vengono poi spostate all’interno dei Mitocondri e unite a proteine prodotte dai Mitocondri per renderli efficienti.
Anche qui il problema e’ che se nel nucleo ci sono livelli di NAD troppo bassi la produzione di componenti per i Mitocondri si rallenta e quando questo succede la produzione di energia nei Mitocondri si riduce e la cellula ne soffre.
E’ stato rilevato un declino nella produzione di OXPHOS nel nucleo con l’eta’ e questo e’ chiaramente collegato a un declino della quantita’ di NAP presente nel nucleo.
Quindi alla fine questo NAD diventa veramente importante, diventa un qualcosa che e’ sempre piu’ richiesto con l’avanzare dell’eta’ e ci sono sistemi diversi completamente differenti che se lo contendono uno con l’altro.
Il problema e’ che i sistemi che sono importanti e che vanno a perdere in questo “tiro alla fune” poi si spengono, funzionano meno bene e si riverberano sugli stessi altri che sono riusciti a portarsi via quel NAD in piu’ che a loro volta soffrono della mancanza di funzionamento degli altri sistemi.
Quindi diventa estremamente importante parlare di un supplemento come quello del NAD: ne parleremo nei trattamenti e sara’ un capitolo estremamente importante; il NAD e’ il primo supplemento in assoluto che va preso per l’attivita’ antiage, quindi per i trattamenti anti invecchiamento.
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Per il momento e’ tutto, lunga vita e prosperita’
Fulvio Dominici Carnino, presidente del Movimento Estensione Vita
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