Il cambiamento genetico salva i pesci che invecchiano dalla trappola del digiuno costante

Si ritiene generalmente che gli interventi di digiuno, che comportano periodi alternati di digiuno e rialimentazione, migliorino la salute. Ma questi interventi non funzionano bene negli animali più anziani.

La domanda è: perché?

Studiando i killifish dalla vita breve, i ricercatori dell'Istituto Max Planck per la biologia dell'invecchiamento di Colonia hanno dimostrato che i pesci più anziani deviano dal loro ciclo giovanile di digiuno e rialimentazione ed entrano invece in uno stato di digiuno permanente, anche quando mangiano. Tuttavia, i benefici della rialimentazione post-digiuno possono essere ripristinati nei killifish anziani mediante l’attivazione genetica di una subunità specifica dell’AMP chinasi, un importante sensore di energia cellulare.

Questi pesci mutanti hanno sperimentato un miglioramento della salute e della longevità, suggerendo che il digiuno e la rialimentazione sono necessari per conferire benefici alla salute e lavorare attraverso l'AMP chinasi per farlo.

La vita di Killfish è in rapido movimento. I colori vivaci della loro giovinezza svaniscono dopo solo pochi mesi. Credito: K. Link/Istituto Max Planck per la biologia dell'invecchiamento

È già stato dimostrato in diversi organismi modello che una dieta ridotta, sia attraverso la restrizione calorica che attraverso periodi di digiuno, ha un effetto positivo sulla salute. Tuttavia, è difficile per una persona mangiare piccole quantità di cibo per tutta la vita. Per trovare il momento più appropriato per il digiuno, i ricercatori hanno introdotto interventi di digiuno in età diverse e hanno scoperto che questi interventi in età avanzata non producono gli stessi benefici che ottengono negli animali più giovani.

Un team di ricercatori di Colonia, in Germania, ha studiato gli effetti del digiuno legati all'età nei killifish. I killifish sono pesci che invecchiano rapidamente e passano da giovani a vecchi in pochi mesi. I ricercatori hanno digiunato pesci piccoli e grandi per alcuni giorni oppure li hanno nutriti due volte al giorno. Hanno scoperto che il tessuto adiposo viscerale dei pesci più anziani diventava meno reattivo all’alimentazione. “È noto che il tessuto adiposo reagisce fortemente ai cambiamenti nell'assunzione di cibo e ha un ruolo importante nel metabolismo. Ecco perché lo abbiamo esaminato più da vicino”, spiega Roberto Riba, autore principale dello studio.

L’alternanza tra il digiuno e il mangiare è fondamentale

I ricercatori hanno scoperto che l'incapacità di rispondere alla fase di alimentazione mette il tessuto adiposo dei pesci vecchi in uno stato permanente di digiuno: il metabolismo energetico viene interrotto, la produzione di proteine ​​è ridotta e i tessuti non si rigenerano. Abbiamo ipotizzato che i pesci anziani non sarebbero in grado di passare al digiuno dopo essersi nutriti. “Sorprendentemente, era vero il contrario, poiché i pesci anziani erano in costante stato di digiuno, anche mentre mangiavano”, afferma Adam Antebi, direttore dell'Istituto Max Planck per la biologia dell'invecchiamento e leader dello studio.

Il tessuto adiposo è in uno stato permanente di digiuno

Quando i ricercatori hanno osservato più da vicino le differenze tra il tessuto adiposo dei pesci più vecchi e quello dei pesci giovani, hanno trovato una proteina specifica chiamata AMP chinasi. Questa chinasi è un sensore di energia cellulare ed è composta da diverse subunità, l'attività della subunità γ1 diminuisce con l'età. Quando gli scienziati hanno aumentato l’attività di questa subunità attraverso la modificazione genetica, lo stato di digiuno è stato contrastato e i vecchi pesci sono diventati più sani e hanno vissuto più a lungo.

Invecchiamento umano

È interessante notare che è stato trovato anche un collegamento tra la subunità γ1 e l’invecchiamento umano. Livelli molto più bassi della particolare subunità sono stati misurati in campioni di pazienti anziani. Inoltre, sarebbe apparso in campioni umani: meno fragile è una persona in età avanzata, più alto è il livello della subunità γ1.

“Naturalmente non sappiamo ancora se la subunità γ1 negli esseri umani sia effettivamente responsabile di un invecchiamento sano. “Nella fase successiva cercheremo di trovare molecole che attivano specificamente questa subunità e verificheremo se possiamo usarla per influenzare l'effetto positivo sull'invecchiamento.

Riferimento: “AMPK associato alla rialimentazione”._γ1 “L’attività complessa è il segno distintivo della salute e della longevità” di Roberto Ripa, Eugene Balhisa, Joachim D. Steiner, Raymond Laboy, Andrea Anibale, Nadine Houchard, Christian Lazza, Luca Dolfi, Chiara Calabrese, Anna M. Mayer, Maria Cristina Polidori, Roman-Ulrich Müller e Adam Antebi, 13 novembre 2023, Natura dell'invecchiamento.
doi: 10.1038/s43587-023-00521-y