QUADERNI EUROPEI SUL NUOVO WELFARE

Figura 1: Meccanismi per percepire attraverso sensori la presenza di sorgenti di energia, ingerire cibo e regolare l’energia in organismi formati da una sola cellula (single-cell) o in organismi complessi

Nota: NS, indica i passaggi in cui il sistema nervoso ha un ruolo cruciale

Segnali dell’ormone insulina-simile regolano la durata della vita negli invertebrati come il verme Cenorabditis elegans o il moscerino della frutta Drosophila melanogaster.²⁶ Studi condotti su topi portatori di mutazioni nei geni che codificano per le proteine che trasducono questi segnali insulina-simili indicano che anche nei mammiferi queste molecole sono importanti per la regolazione della longevità^27,28 È molto interessante notare che il BDNF attiva una cascata di segnali simile a quella dell’insulina e dei fattori di crescita insulina-simili (IGF) e, come descritto sotto, appare fondamentale nell’integrazione tra i meccanismi omeostatici che regolano la suscettibilità alle malattie e la longevità, da una parte, e le risposte allo stress e agli stimoli sensoriali dell’ambiente, dall’altra. Anche la serotonina viene riconosciuta come un neurotrasmettitore che regola il metabolismo energetico e modifica numerosi processi relativi all’invecchiamento. Essa influenza il processo di invecchiamento nei vermi²⁹ e nei mammiferi modifica i principali fattori di rischio delle malattie legate all’età come la sensibilità all’insulina³⁰ e allo stress ossidativo.³¹ Il ruolo dei segnali tipo insulina e serotonina nella regolazione del metabolismo energetico appare altamente conservato nel corso dell’evoluzione. Per esempio, la serotonina e le sostanze chimiche correlate, a base di triptofano, sono presenti nelle piante dove hanno un ruolo nella cattura dell’energia dalla luce, nel metabolismo del glucosio, nella produzione dell’ossigeno e nella capacità delle piante (detta heliotropismo) di orientarsi verso il sole.³² La serotonina e l’insulina sono presenti nel cervello attraverso l’evoluzione dei vertebrati^33,34 e possono regolare importanti processi come l’apprendimento, la memoria, la riparazione e la rigenerazione dei neuroni alla base delle risposte adattative alle pressioni ambientali che minacciano la sopravvivenza di un organismo. Al di là di queste considerazioni evoluzionistiche, recenti ricerche sullo stress suggeriscono che le cascate di segnali indotte nel cervello da fattori insulina-simili, serotonina e BDNF sono importanti regolatori degli effetti dei geni e dell’ambiente sul processo di invecchiamento (Figura 2).
La ricerca sullo stress si è focalizzata su stress cronici incontrollabili (stress da immobilizzazione, stress psicosociale, ecc.) che causano una continua attivazione del cosiddetto asse HPA (ovvero ipotalamico-pituitario-ghiandola adrenale) facendo aumentare i livelli di produzione corporea di glucocorticoidi (cortisolo negli esseri umani e corticosterone nei roditori) (Figura 2). Questi tipi di stress possono avere effetti deleteri sul cervello e sul corpo in genere. Mentre i meccanismi neurali coinvolti in queste risposte agli stress patologici sono stati studiati e descritti in modo approfondito,³⁵ si sa molto meno dei segnali che nel cervello mediano gli effetti benefici di agenti che, attraverso uno stress di entità modesta, aumentano la durata della vita (esercizio, restrizione calorica e stimolazione cognitiva). Ciononostante, quello che risulta dai più recenti studi sui fattori stressogeni che promuovono la longevità è il fatto che essi attivano alcuni degli stessi segnali che sono al contrario bloccati dagli agenti stressogeni nocivi per la salute. Per esempio, mentre gli stressogeni benefici come l’esercizio fisico possono aumentare la resistenza allo stress mediata da aumento di serotonina, BDNF e sensibilità dell’organismo all’insulina, gli agenti stressogeni dannosi invece possono diminuire serotonina, BDNF e sensibilità dell’organismo all’insulina (Figura 2).

26 Tatar, M. et al. (2003): “The endocrine regulation of aging by insulin-like signals”, Science, 299, pp. 1346-1351.
27 Migliaccio, E. et al. (1999): “The p66shc adaptor protein controls oxidative stress response and life span in mammals”, Nature, 402, pp. 30-313.
28 Holzenberger, M. et al. (2003): “IGF- receptor regulates lifespan and resistance to oxidative stress in mice”, Nature, 421, pp. 182-187.
29 Sze, J.Y. et al. (2000): “Food and metabolic signalling defects in a Caenorhabditis elegans serotonin-synthesis mutant”, Nature, 403, pp. 560–564.
30 Heisler, L.K. and Tecott, L.H. (1999): “Knockout corner: neurobehavioural consequences of a serotonin 5-HT(2C) receptor gene mutation”, Int. J. Neuropsychopharmcol, 2, pp. 67-69.
31 Khanzode, S.D. et al. (2003): “Oxidative damage and major depression: the potential antioxidant action of selective serotonin re-uptake inhibitors”, Redox Rep., 8, pp. 365-370.
32 Azmitia, E.C. (2001): “Modern views on an ancient chemical: serotonin effects on cell proliferation, maturation, and apoptosis”, Brain Res. Bull., 56, pp. 413-424.
33 Thorpe, A. and Duve, H. (1988): “Insulin found at last?”, Nature, 331, pp.483-484.
34 Weiger, W.A. (1997): “Serotonergic modulation of behaviour: a phylogenetic overview”, Biol. Rev. Camb. Philos. Soc., 72, pp. 61-95.
35 McEwen, B.S. (2002): “Sex, stress and the hippocampus: allostasis, allostatic load and the aging process”, Neurobiol. Aging, 23, pp. 921-939.

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