L'invecchiamento altera il paesaggio proteico del cervello: la dieta può contrastarlo
"I nostri risultati dimostrano che anche in età avanzata la dieta può avere un'influenza importante sui processi molecolari del cervello"
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Uno studio del Leibniz Institute on Aging - Fritz Lipmann Institute (FLI) di Jena dimostra che la composizione chimica delle proteine nel cervello subisce cambiamenti fondamentali con l'invecchiamento. In particolare, l'ubiquitilazione - un processo che contrassegna le proteine e quindi ne controlla l'attività e la degradazione - subisce drastici cambiamenti nel cervello che invecchia. È interessante notare che un cambiamento nell'alimentazione, come una restrizione dietetica a breve termine, può invertire parzialmente alcuni di questi modelli molecolari. Queste scoperte aprono nuove opportunità per comprendere meglio il processo di invecchiamento del cervello e le malattie correlate.
L'ubiquitilazione, un processo che contrassegna le proteine e quindi ne controlla l'attività e la degradazione, subisce drastici cambiamenti nel cervello che invecchia, mentre la degradazione proteasomica perde la sua efficienza. Questo porta a un accumulo di proteine marcate.
FLI / Kerstin Wagner; AI-generated with Google Gemini
Con l'avanzare dell'età, la composizione e la funzione delle proteine cerebrali cambiano, influenzando le prestazioni del cervello in età avanzata, la memoria, la reattività e il rischio di malattie neurodegenerative. Un team di ricerca internazionale guidato dal dottor Alessandro Ori del Leibniz Institute on Aging - Fritz Lipmann Institute (FLI) di Jena ha ora scoperto che una specifica modifica chimica, nota come ubiquitilazione, svolge un ruolo cruciale in questi processi. Questa modifica determina quali proteine rimangono attive e quali sono destinate alla degradazione. I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
Come l'invecchiamento altera le proteine del cervello
Le proteine svolgono compiti vitali nel cervello: controllano il metabolismo, la trasmissione dei segnali e il bilancio energetico delle cellule. Per funzionare correttamente, devono essere costantemente scomposte, rinnovate o modificate chimicamente. Una di queste modifiche, la cosiddetta ubiquitilazione, serve come una sorta di etichetta molecolare: contrassegna le proteine per la degradazione e ne regola l'attività.
"Le nostre analisi hanno dimostrato che l'invecchiamento porta a cambiamenti fondamentali nel modo in cui le proteine del cervello sono etichettate chimicamente", spiega il dottor Alessandro Ori, ex capogruppo di ricerca presso l'FLI. "Il processo di ubiquitilazione agisce come un interruttore molecolare: determina se una proteina rimane attiva, cambia la sua funzione o viene degradata. Nel cervello dei topi che invecchiano, abbiamo osservato che questo sistema finemente regolato diventa sempre più sbilanciato: molte etichette si accumulano e alcune vengono addirittura perse, indipendentemente dalla quantità di una particolare proteina presente".
Il "sistema di riciclo" della cellula perde la sua potenza
Con l'invecchiamento, anche il "sistema di riciclaggio" interno della cellula inizia a vacillare. Il proteasoma, una macchina molecolare responsabile della demolizione delle proteine danneggiate o non necessarie, perde gradualmente efficienza. Di conseguenza, le proteine etichettate per l'eliminazione con l'ubiquitina iniziano ad accumularsi nel cervello, un chiaro segno che la macchina di pulizia cellulare non funziona più correttamente. I ricercatori hanno scoperto che circa un terzo dei cambiamenti legati all'età nell'ubiquitilazione delle proteine nel cervello può essere direttamente collegato al declino dell'attività del proteasoma.
"I nostri dati dimostrano che la ridotta capacità delle cellule di eliminare completamente le proteine danneggiate è un meccanismo centrale dell'invecchiamento cerebrale", riassumono il dottor Antonio Marino e il dottor Domenico Di Fraia, entrambi primi autori dello studio. "Il delicato equilibrio tra sintesi e degradazione delle proteine si sposta, caratteristica tipica dell'invecchiamento cellulare. A lungo termine, ciò può compromettere anche la funzione delle cellule nervose del cervello".
La dieta come modulatore: un segnale di speranza
In un'ulteriore fase, i ricercatori hanno esaminato se i modelli di ubiquitilazione riscontrati potessero essere influenzati da cambiamenti nella dieta. A tal fine, i topi anziani sono stati alimentati con una dieta moderata (restrizione calorica) per quattro settimane prima di essere riportati a una dieta normale. Il risultato sorprendente è stato che il cambiamento a breve termine della dieta ha alterato in modo significativo il modello di ubiquitilazione nei topi - in alcune proteine si è addirittura tornati allo stato giovanile precedente.
"I nostri risultati dimostrano che anche in età avanzata la dieta può avere un'influenza importante sui processi molecolari del cervello", sottolinea il dottor Ori. "Tuttavia, la dieta non influisce su tutti i processi di invecchiamento cerebrale allo stesso modo: alcuni vengono rallentati, mentre altri cambiano appena o addirittura aumentano".
Lo studio fornisce quindi nuove conoscenze sui meccanismi molecolari dell'invecchiamento cerebrale. Suggerisce che l'ubiquitilazione è un biomarcatore sensibile dei processi di invecchiamento e potenzialmente un punto di partenza per rallentare i danni alle cellule nervose legati all'età. A lungo termine, lo studio di questi processi potrebbe aiutare a comprendere meglio il legame tra alimentazione, equilibrio proteico e malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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