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Autofagia: mangiare se stessi per vivere a lungo

di Achille De Tommaso

Con l'autofagia, una cellula essenzialmente mangia se stessa per sopravvivere. Il vantaggio è che questo processo di sopravvivenza può portare a cellule che funzionino in modo più efficiente. Grazie al contributo di Ōsumi, (1) valsogli il premio Nobel per la medicina nel 2016, è possibile oggi comprendere l'importante ruolo dell'autofagia nella fisiologia umana.

Ma possiamo dire che gli studi sono ancora agli inizi. I ricercatori stanno oggi studiando il ruolo dell'autofagia nella prevenzione e lotta alle malattie.

Cos'è l'autofagia?

L'autofagia è il processo del nostro corpo per cui riutilizza parti cellulari vecchie e danneggiate. Ogni cellula contiene più parti che la mantengono funzionante; nel tempo, queste parti possono diventare difettose o smettere di funzionare. Diventano rifiuti, o spazzatura, all'interno di una cellula altrimenti sana. L'autofagia consente quindi a una cella di smontare le sue parti spazzatura e riutilizzare i frammenti recuperabili, mettendoli in nuove parti di cella; scartando le parti di cui non ha bisogno. L'autofagia è anche un controllo di qualità per le cellule. Una quantità eccessiva di rifiuti in una cellula può rallentarne o impedirne il corretto funzionamento; trasforma quindi il disordine nei componenti cellulari selezionati di cui si ha bisogno, ottimizzando le prestazioni delle cellule.

L'autofagia gioca un ruolo importante anche quando si tratta di invecchiamento e longevità. Man mano che una persona invecchia, l'autofagia (purtroppo) diminuisce, il che può portare a un accumulo di parti cellulari spazzatura e, quindi, a cellule che non funzionano al meglio.

Cosa causa l'autofagia?

L'autofagia si verifica quando le cellule del corpo sono private di nutrienti o ossigeno; ad esempio a causa di digiuno: è quindi un processo di riciclaggio che sfrutta al massimo le risorse energetiche già esistenti di una cellula. Il processo si intensifica quando il corpo deve sfruttare al massimo queste risorse perché le cellule non le ricevono da una fonte esterna. Con l'autofagia, una cellula essenzialmente mangia se stessa per sopravvivere. Il vantaggio è che questo processo di sopravvivenza può portare a cellule che funzionino in modo più efficiente.

Si può indurre l'autofagia?

Come abbiamo visto, il nostro (meraviglioso) sistema fisiologico si autoprotegge per mantenersi in vita; e questo processo di autoprotezione può dare luogo a un sistema più efficiente. Ci si potrebbe quindi chiedere se non sia possibile “forzare” l'autofagia. La risposta è positiva (con molti caveat). Si può indurre l'autofagia attraverso:

• Digiuno : il digiuno significa che si smette di mangiare per un certo periodo di tempo. Il digiuno priva il tuo corpo di sostanze nutritive, costringendolo a riutilizzare i componenti cellulari per funzionare.
• Restrizione calorica: limitare le calorie significa diminuire il numero di unità energetiche, o calorie, consumate dal corpo. Invece di privare completamente il corpo di calorie (come con il digiuno), le si limita. Questo costringe le cellule all'autofagia per compensare i nutrienti persi.
• Passare a una dieta ricca di grassi e povera di carboidrati : questo tipo di dieta cambia il modo in cui il tuo corpo brucia energia; in modo che invece di bruciare carboidrati o zucchero per produrre energia, si bruciano invece i grassi. Questo interruttore può attivare l'autofagia.
• Esercizio : l'esercizio stimola i processi che aumentano l'attività autofaga, come lo stress dei muscoli scheletrici. L'esercizio può indurre l'autofagia, a seconda del tipo di esercizio che si fa e della sua intensità.

Attenzione: essere in grado di indurre l'autofagia non significa che sia sempre un bene farlo. Ad esempio, il digiuno, la restrizione calorica o il passaggio a una dieta potrebbero non essere sicuri in caso di gravidanza, allattamento o se si soffre di una condizione come il diabete. Allo stesso modo, non si deve iniziare una vigorosa routine di esercizi fisici senza consultare un medico.

Quanto tempo si deve digiunare perché si verifichi l'autofagia?

Gli studi che coinvolgono animali suggeriscono che l'autofagia può iniziare tra le 24 e le 48 ore di digiuno. Non sono state raccolte abbastanza ricerche sul momento ideale per innescare l'autofagia umana. Se si stanno quindi prendendo in considerazione modifiche significative alla propria dieta, come il digiuno, si deve sempre consultare un medico. Ad esempio, il digiuno intermittente può aiutare a perdere peso e migliorare la salute, ma non è la dieta giusta per tutti.

Qual è la relazione tra autofagia e malattia?

Gli scienziati una volta pensavano all'autofagia come alle pulizie: il modo in cui le cellule si ripuliscano per sopravvivere e funzionare correttamente. Negli ultimi 20 anni, gli scienziati hanno scoperto che l'autofagia può anche svolgere un ruolo importante nella prevenzione e nella risposta alle malattie. Ad esempio, gli studi hanno dimostrato che i problemi con l'autofagia possono essere associati a (3):

• Morbo di Crohn .
• Diabete .
• Malattia cardiaca .
• Malattia di Huntington .
• Malattia renale .
• Malattia del fegato .
• Malattia di Parkinson .

I problemi con l'autofagia sono anche associati al cancro . La "spazzatura" che si accumula in una cellula può aumentare il rischio di errori nel materiale genetico o nel DNA di una cellula. Mutazioni genetiche , o cambiamenti, nel DNA cellulare possono portare alla formazione di cellule tumorali.

Attenzione, studi approfonditi circa l’induzione forzata all’autofagia non sono stati ancora fatti, pertanto non è ancora chiaro in che modo l'autofagia possa essere un processo dannoso o benefico per quanto riguarda la prevenzione o il trattamento delle malattie. Ad esempio, alcuni studi hanno dimostrato che l'autofagia può impedire la formazione di tumori nelle prime fasi del cancro. Ma altre ricerche hanno dimostrato che può incoraggiare la crescita del tumore, aiutando le cellule tumorali a funzionare in modo più efficiente. Inoltre, la maggior parte degli studi sulla relazione tra autofagia e malattia non sono stati condotti sugli esseri umani. La maggior parte dei test ha studiato animali, come topi o ratti, che (come tutti i mammiferi) sperimentano l'autofagia.

Man mano che gli scienziati raccolgono ulteriori prove sulla relazione tra autofagia e malattia, avremo un'idea più chiara di come questo processo possa svolgere un ruolo in determinate condizioni e salute a lungo termine.

Consigli da esperti:

1: Nota dalla Cleveland Clinic (5). Un “caveat” (ripeto) contro il “fai-da-te”:  recenti studi sull'autofagia spesso la inquadrano come una tendenza alla salute, un processo per ottenere cellule più giovani e più sane. In realtà, l'autofagia non è un processo così semplice. E’ sicuramente essenziale per le cellule sane. È anche comunque vero che i problemi con l'autofagia sono associati ad alcune malattie. Tuttavia, non ci sono abbastanza ricerche per supportare l'induzione dell'autofagia come strategia di guarigione e di benessere. A seconda della propria salute, digiunare, ridurre le calorie, apportare drastici cambiamenti alla dieta o intraprendere una rigorosa routine di esercizi può essere pericoloso. Parla con un operatore sanitario se sei curioso di apportare modifiche allo stile di vita che possono interrompere i processi naturali del tuo corpo.

2: La “dieta del digiuno” di Umberto Veronesi. Secondo il suo parere, un regime alimentare corretto è la cosiddetta “dieta del digiuno”; che comprende il “digiunare un giorno a settimana. Questo permetterà all’organismo di consumare tutte le sue riserve e di depurarsi efficacemente” https://www.piugustobio.it/veronesi-il-digiuno-e-la-dieta-che-mima-il-digiuno.html

3: Gli effetti positivi del digiuno: rinnova il sistema immunitario e riduce l’invecchiamento. Un team di ricercatori dell’University of Southern California (USA) capeggiato da un italiano, sostiene di aver trovato il modo di spingere il corpo a rigenerarsi: un digiuno per 72 ore. https://www.saluteokay.com/gli-effetti-positivi-del-digiuno-rinnova-il-sistema-immunitario-e-riduce-linvecchiamento/

4: I farmaci antitumorali meno tossici e digiuno possono funzionare così come la chemioterapia. Il digiuno in combinazione con la chemioterapia ha già dimostrato di uccidere le cellule tumorali; ma un paio di nuovi studi sui topi suggeriscono che una classe di farmaci meno tossica combinata con il digiuno può uccidere ugualmente bene le cellule tumorali del seno, del colon-retto e del polmone. https://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150330141927.htm

RIFERIMENTI

1. A partire dagli anni '90 si assiste ad una straordinaria crescita degli studi nel campo dell'autofagia. In particolare, in tale periodo, sono fondamentali gli esperimenti condotti da Yoshinori Ōsumi.   Ponendo una coltura di lieviti mutati, in condizioni di "affamamento", Ōsumi nota un accumulo di autofagosomi nei loro vacuoli; accumulo che non si formerebbe se i lieviti non fossero mutati poiché l'autofagosoma verrebbe prontamente degradato. Dimostra dunque che nei lieviti avviene il processo di autofagia, pubblicando i risultati di tale esperimento nel 1992. Nelle sue ricerche immediatamente successive, negli anni seguenti, si focalizza nell'individuare i geni coinvolti nel processo, chiamandoli geni ATG (da "Autophagy"). Diventa subito chiaro che l'autofagia non avviene soltanto nei lieviti, ma anche negli eucarioti superiori in quanto molti dei geni ATG dei lieviti hanno dei geni ortologhi in essi. Grazie al contributo di Ōsumi, valsogli il premio Nobel per la medicina nel 2016, è possibile oggi comprendere l'importante ruolo dell'autofagia nella fisiologia umana.
2. https://my.clevelandclinic.org/podcasts/health-essentials/intermittent-fasting-with-dietitian-julia-zumpano
3. https://my.clevelandclinic.org/health/articles/24058-autophagy
4. Sin dalla sua fondazione nel 1921 , la ricerca è stata parte integrante della missione della Cleveland Clinic (Ohio).  Un secolo dopo, la Cleveland Clinic è in prima linea nella scoperta scientifica. I suoi ricercatori sono leader in settori in crescita, tra cui medicina di precisione, genomica, salute della popolazione e immuno-oncologia. I suoi ricercatori lavorano per scoprire nuovi percorsi biologici, che contribuiscono a una serie di malattie, tra cui cancro, malattie cardiovascolari e metaboliche, malattie del cervello e degli occhi e malattie dell'infiammazione e del sistema immunitario.