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Cervello e longevità: ruolo dell’attività nervosa e della proteina REST


NatureBrain_NeurobioblogIl cervello gioca un ruolo nei processi di invecchiamento? Può sembrare una domanda retorica, dato che tutti i medici pratici constatano nei loro pazienti quando le malattie neurodegenerative, ma pure i traumi e i danni al cervello, ad esempio un ictus, sembrino accelerare l’invecchiamento dei loro pazienti. E, ancora, se il cervello è il “direttore d’orchestra” delle intere funzioni del nostro corpo, deve per forza avere anche un ruolo nell’invecchiamento. Ma come, in che modo? Fino ad oggi sono prevalse le indicazioni empiriche: tieni sempre in attività il cervello, allena la memoria, impara una nuova lingua, fai le parole crociate, svolgi compiti sempre nuovi, viaggia, intessi relazioni, pratica la meditazione. Tuttavia, fino ad oggi non disponevamo di una prova sperimentale di quanto il cervello e in particolare l’attività dei neuroni possa influenzare l’invecchiamento.

Ecco perché lo studio uscito ieri su “Nature” può essere considerata una tappa storica nella dimostrazione del fatto che l’attività eccitatoria del cervello possa influire sull’invecchiamento complessivo e sulla durata della vita. In un commento a tale lavoro si legge: “I segnali che provengono dal sistema nervoso sono potenti modulatori della longevità. Ora sembra che l’eccitazione neuronale complessiva sia anche un fattore determinante per la durata della vita”. In pratica, tale lavoro suggerisce che un’eccessiva attività nel cervello è collegata a periodi di vita più brevi, mentre la soppressione di tale iperattività prolunga la vita. Secondo questa ricerca condotta dagli scienziati del Blavatnik Institute presso la Harvard Medical School, l’attività neurale del cervello, a lungo implicata in disturbi che vanno dalla demenza all’epilessia, svolge un ruolo nell’invecchiamento umano e nella durata della vita. Come?

L’eccitazione neurale sembra agire attraverso una catena di eventi molecolari noti per influenzare la longevità: la via di segnalazione dell’insulina e del fattore di crescita insulino-simile (IGF). La chiave in questa cascata di segnalazione sembra essere una proteina codificata dal gene REST (fattore di trascrizione del silenziamento RE1) , già nota per proteggere i cervelli che invecchiano dalla demenza e da altri tipi di stress.

Tornando alle indicazioni empiriche di cui si diceva all’inizio per tenatre di prevenire e rallentare il decadimento cerebrale e in generale l’invecchiamento, da questo studio non è ancora chiaro se o come i pensieri, la personalità o il comportamento di una persona influenzino la loro longevità.

“Un’entusiasmante area di ricerca futura sarà quella di stabilire in che modo questi risultati si relazionano con funzioni cerebrali umane di così alto ordine”, ha commentato Bruce Yankner autore senior dello studio, professore di genetica presso l’ Harvard Medical School e condirettore di il Centro Paul F. Glenn per la biologia dell’invecchiamento .

Regulation of lifespan by neural excitation and REST. Joseph M. Zullo, Derek Drake, Liviu Aron, Patrick O’Hern, Sameer C. Dhamne, Noah Davidsohn, Chai-An Mao, William H. Klein, Alexander Rotenberg, David A. Bennett, George M. Church, Monica P. Colaiácovo & Bruce A. Yankner. Nature volume 574, pages359–364 (2019), 16 October 2019

A proposito di longevità e respiro


RespiroRecentemente ho letto un libro di un medico apneista, Mike Maric, dal titolo “La scienza del respiro” edito da Vallardi in cui si conferma l’importanza di respirare meno… Da anni, seguendo le ricerche di Buteiko, cerco di convincere i miei pazienti ipertesi , tachicardici, ansiosi ed insonni a seguire la tecnica proposta già negli anni ’30 da questo medico russo, consistente in una respirazione circolare che prevede complessivamente 4 respiri al minuto contro i 12 abituali. Gli effetti di questa relativa ipossia sono molteplici e si possono così riassumere :

rigenerazione dei mitocondri

miglioramento del sonno

riduzione dello stress

ottimizzazione del sistema neuro vegetativo

riduzione della pressione arteriosa

riduzione della frequenza cardiaca

aumento delle prestazioni fisiche e mentali

attività anti-aging

Per chi fosse interessato a capire il tipo di tecnica respiratoria da seguire, lo invito a leggere il libro del dr. Maric assai esaustivo in tal senso.

Daniela Mari: come diventare centenari


a-spasso-con-i-centenari_pcTutti vorremmo vivere a lungo. Invecchiando bene. Magari, non invecchiando. Siccome quest’ultimo obbiettivo non è ancora possibile, dobbiamo puntare sui primi due. Come farlo? Le risposte possibili sono diverse, ma se vogliamo restringerle a tre, potrebbero essere: sana e limitata alimentazione, attività fisica moderata ma regolare, controlli medici regolari, a seconda delle fasce d’età e del rischio familiare.

Oggi abbiamo molte conoscenze disponibili per stare bene e invecchiare bene. Inoltre, vi sono medici che si occupano dell’aging, di comprendere come una persona sta invecchiando e aiutarla a farlo in modo salutare. Ad esempio i geriatri. Che, da un certo punto di vista, hanno introdotto al loro interno una rivoluzione culturale. In passato, ad esempio quando studiavo medicina a Pavia (garantisco, qualche decennio fa), il geriatra era il medico delle malattie dei vecchi. Curava. Tamponava. Poveri corpi spesso malmessi. Derelitti. Pieni di acciacchi. Dolori di tutti i tipi.

Era anche divertente sentirli fare lezione, i geriatri. Data la latitudine padana, avevano spesso a che fare con vecchi contadini. Bruciati dal sole. Consumati dalla fatica. “Vedete”, ci illustrava il docente, “queste sono le classiche profonde rughe incrociate nella parte posteriore del collo, segno del fatto di stare molte ore piegati sulla terra, sotto il sole battente…”. Vecchi contadini a cui chiedevi se consumavano alcol. Rispondevano in dialetto: “No dottore, solo qualche bicchiere di buon vino, e magari un ammazzacaffè dopopranzo e dopocena…”. Qualche bicchiere di buon vino spesso ammontava a un litro e mezzo di fiasco, più qualche grappino. Ma oggi, anche tra quelli che sono diventati agricoltori, la vecchiaia non è più quella di una volta. Tutti sappiamo cosa bisogna fare per cercare di stare bene nell’intero ciclo vitale. Cosa fare e cosa evitare, ad esempio il fumo e i superalcolici (neppure troppo vino, sebbene di quello buono). E i geriatri sono diventati i medici che studiano e curano non solo le malattie dell’età avanzata, ma pure coloro che aiutano a invecchiare bene.

Uno di questi geriatri, gerontologi, scienziati dell’aging, è Daniela Mari. Docente di geriatria all’Università di Milano, ha diretto l’Unità geriatrica del Policlinico milanese, scienziata nota a livello internazionale per i suoi studi sui centenari, ho avuto modo di conoscerla e frequentarla sia per ragioni professionali che familiari. Posso perciò dire a ragion veduta che Daniela Mari è una geriatra, un medico di eccezionale competenza, ma pure una persona, una donna, di straordinaria umanità. Ciò che ognuno di noi vorrebbe trovare in un medico. Specialmente se figlio di genitori anziani. In quei momenti drammatici, dolorosi, che colpiscono ogni famiglia. Specialmente se anziani a nostra volta. Con tutti i timori, paure e fragilità del caso.

Daniela Mari è autrice di un saggio di recente uscita: “A spasso con i centenari. L’arte di invecchiare bene” (ilSaggiatore). Un libro in cui Daniela Mari distilla  sapientemente tutte le sue conoscenze di medico e scienziato dell’invecchiamento. Ma non solo. In questo bellissimo libro, toccante, poetico, persino commovente, abbiamo modo di apprezzare le straordinarie doti narrative di Daniela Mari. Donna di ottime letture DanielaMari_BreakfastWithCentenariesstoriche e filosofiche, ama il cinema, la musica, l’opera, ma pure la letteratura contemporanea. Sul suo comodino, come ci riferisce in uno dei vari passaggi autobiografici, tra le altre letture, che immaginiamo numerose e di vario genere, c’è “Underworld” di Don DeLillo.  E la pratica sportiva. Sciatrice ed escursionista.

Faccio spoiler, come si dice oggi, nulla togliendo alla gioia, persino all’entusiasmo nel leggere uno dei libri più appassionanti che abbiamo avuto tra le mani negli ultimi anni, ma devo assolutamente citarne il finale, straordinario come tutto il resto: “Come un libro è delimitato dalle sue copertine, le nostre vite lo sono da nascita e morte. Un libro, anche da chiuso, può comprendere paesaggi lontani e avventure fantastiche: dovrebbe essere così anche per noi uomini. Immaginate il libro della vostra vita: non abbiate paura di ciò che è fuori dalle copertine e non preoccupatevi di quanto è lungo. L’unica cosa che conta è farne una bella storia”.

Daniela Mari l’ha fatta e la sta facendo una bella storia. Non solo con questo saggio. Uno dei suoi maggiori successi anche come medico. Perché è un libro terapeutico. Inoltre, è un libro che fa sorgere molte considerazioni. Mille domande. Ne abbiamo rivolta qualcuna all’autrice.

Professoressa Mari, a parte la genetica, quali sono i fattori esterni, epigenetici, che ci possono fare invecchiare bene?

Avere buoni geni aiuta, ma sulla longevità la genetica pesa per il 25% circa. L’epigenetica, scienza che studia i cambiamenti dell’attività dei geni che non comportano variazioni nel DNA, ma che possano essere ereditati anche dalle generazioni successive, ci insegna che fattori ambientali come l’alimentazione, l’inquinamento e lo stress possono attivare o silenziare alcune sequenze di geni. Con uno stile di vita attivo e non sedentario e una dieta adeguata, come la nostra mediterranea, si possono “guidare” i geni verso la longevità, anche se non abbiamo avuto genitori centenari.

L’ambiente influisce, come è dimostrato dal fatto che i giapponesi di Okinawa che sono emigrati in Canada, per esempio, non invecchiano come quelli restati nel paese d’origine: il cambiamento drastico di alimentazione, dei comportamenti culturali e ambientali fa perdere il vantaggio dato dai geni. Dal punto di vista fisico è importante mantenere la propria autonomia, sforzandoci di non impigrirci, anche quando ci sembra di stare meglio chiusi nella pace della nostra casa. Non dimentichiamo poi che la prevenzione resta un cardine importante per una lunga vita: gli studi su ampi campioni di popolazione ci hanno da tempo confermato l’importanza di tenere sotto controllo i fattori di rischio cardiovascolari, quali gli alti livelli di colesterolo, l’ipertensione arteriosa, il fumo di sigaretta e l’obesità, che non risparmiano nessuna fascia sociale.

Tutto questo da solo potrebbe non bastare, perché molte ricerche dimostrano che mantenere l’autostima e aspettative positive sul proprio invecchiamento, ha un impatto maggiore oltre che sulla durata, anche sulla qualità della vita rispetto all’età cronologica. Il caso della Signora Agata di 104 anni che durante un’intervista della Rai a casa sua, si è cambiata due volte di abito e di gioielli per sua scelta ben descrive un carattere positivo e combattivo, anche per altri aspetti che descrivo nel libro.

Il caso delle due gemelle da lei studiate, di cui una si ammalò di Alzheimer e l’altra no, sono una dimostrazione di quanto influiscano i fattori epigenetici? Nello studiare questo caso avete individuato differenze significative nei fattori ambientali, sili di vita, alimentazione o altro che possano rendere ragione di tale differente destino delle due?

Le due gemelle erano ambedue portatrici dell’allele ApoE ε4, che è il fattore di rischio genetico più importante per l’insorgenza della malattia di Alzheimer sporadica a esordio tardivo. In ambedue le gemelle vi era un’ipometilazione del DNA di tutti i promotori dei geni studiati. In particolare l’espressione genica della proteina precursore dell’amiloide, della sirtuina 1 e del PIN1 erano espresse in quantità aumentata nella gemella affetta da AD rispetto a quella sana.

L’effetto epigenetico era dovuto a un’aumentata espressione genica di due isoforme di deacetilasi istoniche (HDAC2 e HDAC9). Non è stato possibile stabilire nelle due gemelle quali fattori ambientali abbiano portato nella vita adulta  a un fenotipo differente, uno sano e uno con AD, se non il riscontro di personalità differenti. Sappiamo da molti studi che i pensieri e le emozioni nelle prime fasi della vita lasciano il segno sul nostro epigenoma ed influenzano, nella vita adulta, la reattività allo stress e la salute, fisica e mentale.

Nel suo libro analizza anche gli stili di vita odierni così ossessionati dal mantenere un aspetto giovanile: siamo destinati a diventare dei Dorian Gray, giovani fuori e decrepiti dentro?

Mi auguro proprio di no, anche se gli stimoli che a volte ci vengono dalla pubblicità rendono difficile l’accettazione dei cambiamenti che il passare del tempo comporta.

Credo che sia importante in alcuni momenti della nostra vita frenetica, riuscire a trovare il tempo di fermarsi per vedere in che direzione stiamo andando, quali valori abbiamo perso e quanto, come dici bene tu, siamo diventati decrepiti dentro. Invecchiare è un’arte nel senso etimologico della parola “andare verso”, ma è anche una preparazione, perché l’invecchiare ci può cogliere quasi all’improvviso. E’ necessario “prendere le misure” di una realtà che devi affrontare con un nuovo spirito per potervisi adattare.

Quanto conta la salute del cervello e l’allenamento cognitivo per un buon invecchiamento?

La salute del cervello è una componente essenziale di un invecchiamento felice. Entra in gioco l’’importanza della riserva cognitiva, che è costituita dalle conoscenze e dalle abilità che acquisiamo nell’arco della vita, e non solo nella prima infanzia, e che ci permette di resistere più a lungo ai processi degenerativi cerebrali.

Studiare, apprendere, conoscere, viaggiare, visitare un museo, una mostra, leggere: tutte queste attività vanno a costruire una difesa preziosissima contro le malattie che causano un decadimento cerebrale. Il cervello che invecchia è plastico e può sempre apprendere cose nuove, e, per esempio, suonare uno strumento musicale è un allenamento cerebrale straordinario, anche in tarda età. Ed è dimostrato da studi recenti che scegliere trenta, quaranta minuti prima di dormire una melodia preferita può facilitare sia l’addormentamento, sia prevenire i risvegli precoci, riducendo l’utilizzo dei farmaci ipnotici, molto dannosi per i nostri neuroni. Anche l’attività fisica, in molti studi si è rivelata un fattore protettivo contro il decadimento cognitivo, proprio come la dieta e le nostre abitudini culturali.

Telomeri e mitocondri sono davvero correlati ai processi di invecchiamento? Se sì, impareremo a prendercene cura? In certe culture, come quella ebraica, l’eredità materna è fondamentale: perché ereditiamo i mitocondri solo dalla madre? Ciò condiziona la nostra vita biologica?

I telomeri sono sequenze ripetute di DNA all’estremità dei cromosomi che costituiscono specie di cappuccio a protezione della parte terminale del cromosoma stesso dal deterioramento. Ciascun telomero, al concepimento, è lungo 15000 unità (basi), a ogni divisione una parte di queste unità non viene copiata, così la lunghezza del telomero a poco a poco diminuisce, e diventa sempre più breve, finché la cellula perde la capacità di dividersi e muore. L’invecchiamento si accompagna all’accorciamento dei telomeri e all’accumulo di mutazioni nella regione telomerica. Dunque, la riduzione della lunghezza dei telomeri emerge anche, di riflesso, come fattore predittivo per lo sviluppo di malattie e il decorso di alcune di queste, inclusi i tumori.

Dopo la scoperta di un enzima, la telomerasi,  che è valso il premio Nobel nel 2009 a tre a tre ricercatori , Elizabeth Helen Blackburn, Jack W. Szostak e Carol Greider, in grado di inibire l’accorciamento dei cromosomi e di sintetizzare sempre nuove sequenze telomeriche rallentando l’invecchiamento cellulare, la ricerca è oggi mirata a trovare il modo di “accendere” o “spegnere” il gene che regola la telomerasi. Anche alcuni fattori ambientali, come lo stress di chi assiste una persona con demenza, possono inibire la telomerasi

I mitocondri sono organelli cellulari a forma di fagiolo, costituiscono una vera e propria centrale energetica e sono addetti alla respirazione cellulare; degradano inoltre le molecole che introduciamo con l’alimentazione e ne traggono l’ATP (adenosintrifosfato). Possiedono un DNA, differente da quello nucleare che in molte le specie animali, compreso l’uomo, viene ereditato solo dalla madre. Molto recentemente è stato pubblicato su “Science” il meccanismo, finora sconosciuto, per il quale i mitocondri di origine paterna vengono eliminati. Infatti lo studio dei mitocondri paterni in un tipo di vermetto, il Caenorabditis elegans, ha dimostrato un meccanismo di auto-distruzione interna, che viene attivato quando lo sperma si fonde con l’uovo. E’ stato  identificato un gene, chiamato CPS-6, che sembra avviare il processo di distruzione all’interno dei mitocondri paterni. Se si elimina questo gene, rallentando l’eliminazione del DNA mitocondriale paterno, si ha un più alto tasso di morte embrionale.

Tutti i figli di una stessa madre hanno perciò il DNA mitocondriale identico alla madre, alla nonna materna, alla bisnonna materna e così via. Basta che sia disponibile la nonna materna – o un qualsiasi altro familiare della stessa linea materna – per stabilire se un individuo può appartenere alla famiglia. Questa conoscenza ha permesso, per esempio, di restituire alle famiglie d’origine, tramite lo studio del DNA delle nonne, i bambini sottratti alle madri “sparite” in Argentina durante la dittatura e sistemati in famiglie compiacenti.

Tornando all’invecchiamento, alcune alterazioni del DNA mitocondriale sono però associate in senso positivo all’invecchiamento e alla longevità. In un nostro studio sui centenari italiani, è stato dimostrato che una specifica variante allelica (aplotipo) mitocondriale è molto più presente nei centenari che nella popolazione giovane. Lo stesso aplotipo è stato associato a diverse patologie: siamo dunque probabilmente di fronte a un pleiotropismo (dal greco pleion, πλείων, molteplice, e tropein, τροπή, cambiamento) antagonista, fenomeno per cui uno stesso gene può avere effetti opposti, favorire patologie in età giovanile e longevità nell’età avanzata.

Il ricorso alla meditazione, alla mindfulness, ma anche ad antiossidanti, curcuma o sostanze naturali, sono davvero in grado di rallentare i processi di invecchiamento?

Negli anni ’70, un biologo molecolare dell’Università del Massachussetts Jon Kabat-Zinn, ha introdotto la tecnica della meditazione buddhista in ambito clinico. I programmi di riduzione dello stress che ne sono derivati (primo tra tutti il Mindfulness-Based Stress Reduction, MBSR), possono portare a un miglioramento dell’attenzione, l’equilibrio emotivo, la capacità di sintonizzazione con gli altri e l’empatia. In un recente lavoro impegnando i caregivers di pazienti con demenza di Alzheimer, in cui lo stress aveva provocato una diminuzione dei livelli di telomerasi, in esercizi di meditazione giornaliera, o all’ascolto di musiche rilassanti, i ricercatori sono riusciti a migliorare il loro umore e i livelli di telomerasi. In questo campo mancano tuttavia studi longitudinali controllati sull’effetto della meditazione e di un diminuito decadimento cognitivo.

Gli studi sulla curcuma sono stati suggeriti dal fatto che i centenari di Okinawa consumavano questa spezia, poco utilizzata nel resto del Giappone. Inoltre i giapponesi C6YnYWZXEAARB4M.pngdi Okinawa che sono emigrati in Canada, per esempio, non invecchiano come quelli restati nel paese d’origine: il cambiamento drastico di alimentazione, dei comportamenti culturali e ambientali fa perdere il vantaggio dato dai geni.

Anche l’effetto sui processi umani d’invecchiamento dell’integrazione della dieta con sostanze antiossidanti rimane incerto e sono necessarie ulteriori ricerche su campioni ampi di popolazione, che siano seguiti per anni e comparate a un gruppo di controllo che non li assuma, per validare la reale associazione con l’insorgenza o meno di patologie e l’impatto sulla mortalità.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Amen per il cervello delle donne


amenIn anni passati scrissi un servizio per un settimanale femminile, corredato da foto scientifiche originali, sul cervello femminile. Non vi erano ancora in corso molte ricerche né pubblicazioni sulle differenze di genere a livello cerebrale. In quegli anni ci fu chi riscontrò una maggiore e migliore connessione tra i due emisferi cerebrali del cervello femminile, grazie alle fibre nervose del corpo calloso che li collega. Da cui una ipotetica compresenza di maggiore scambio tra il cervello “intuitivo” e quello “razionale”.

Lo studio delle differenze tra il cervello maschile e femminile ha registrato un periodo di grande interesse negli scorsi anni, per poi rientrare con la sentenza: non vi sono sostanziali differenze tra i due cervelli. Se può essere vero, e in parte lo è, dal punto di vista anatomico, morfologico, rimangono ancora da approfondire le differenze funzionali. Come funzionano i due cervelli, maschile e femminile. A quali disturbi e malattie vanno incontro più frequentemente. Che dipendono, ad esempio, dal differente assetto endocrino tra maschi e femmine, dagli ormoni e dalla circolazione sanguigna. Un nuovo studio molto esteso su maschi e femmine (26.683 pazienti con condizioni psichiatriche e 119 sani) ha impiegato tecniche di visualizzazione cerebrale (neuroimaging funzionale), nello specifico la tecnica Spect (tomografica a emissione di singolo fotone).

Lo studio in questione mirava ad accertare se vi può essere una correlazione tra il maggiore flusso sanguigno, e quindi il maggiore apporto di ossigeno ai neuroni e a determinate aeree cerebrali nelle donne, il che può essere visto come un vantaggio in termini di migliore funzionalità cerebrale, ma forse pure come svantaggio nella predisposizione a malattie neurodegenerative come Alzheimer e Parkinson. Le aree in cui i cervelli delle donne si trovavano significativamente più attivi in ​​termini di flusso sanguigno erano la corteccia prefrontale , che aiuta a controllare gli impulsi e mantenere l’attenzione e le parti limbiche o emotive del cervello, che gestiscono l’umore e l’ansia. Uno di quei lavori su cui molti giornalisti e media si butteranno a pesce, perché pare confermare molte osservazioni empiriche che ognuno di noi fa nella vita quotidiana, sul modo di funzionare delle teste maschili rispetto a quelle femminili. Sarebbe una conferma, anche semplicistica a ben vedere, di taglio apprentemente “scientifico”.

Resta solo da aggiungere che il ricercatore principale dello studio, firmatario del lavoro, brain-blood-activity.jpgè uno psichiatra dalla reputazione controversa: Daniel Amen. Uno di quei palestrati medici statunitensi, californiani, delle star e dei ricconi, con cliniche intestate a proprio nome, molto addentro ai meccanismi di marketing, che fanno un sacco di soldi pure con libri (pubblicati anche in italiano), programmi tv, corsi e conferenze, del genere “cambia la tua età e la tua vita col cervello”. Un guru della nuova e redditizia religione del corpo. Attendiamo dunque conferme o smentite a questo studio che, sulla carta, pare stimolante. Ma per potere dire Amen, dobbiamo attendere altro.

Nella foto della scansione:  in rosso, il flusso sanguigno che risulterebbe aumentato nel cervello delle donne. Immagine diffusa, manco a dirlo, dalle “Amen Clinics”.

Amen DG, Trujillo M, Keator D, Taylor DV, Willeumier K, Meysami S, Raji CA, Gender-Based Cerebral Perfusion Differences in 46,034 Functional Neuroimaging Scans, Journal of Alzheimer’s Disease, 2017 Aug 4. doi: 10.3233/JAD-170432.