Dall’analogia con la nave da crociera e corpo umano: il sistema di controllo qualita’ sulla nave e’ tutta quella parte dell’equipaggio che si occupa di verificare che tutto quello che viene prodotto come servizi e materiali sulla nave sia di qualita’ perfetta.
Pensiamo ai pasti che vengono preparati, pensiamo alla pulizia delle cabine, pensiamo a qualunque altro tipo di attivita’, compresa l’animazione della piscina della nave.
Allo stesso modo nel nostro corpo abbiamo un sistema di controllo qualita’ che verifica che tutto quello che viene prodotto nell’organismo abbia la qualita’ corretta e quello che non funziona venga smantellato ed eventualmente riciclato.
Che cosa viene prodotto nel metabolismo?
Quello che viene prodotto a partire dai comandi che arrivano dalla ricetta che deriva dal DNA nel Nucleo sono le proteine.
Il termine proteina lo usiamo normalmente quando parliamo del cibo: il cibo proteico, il cibo che non lo e’, il cibo iperproteico (perche’ si sa che fa dimagrire rispetto a quello basato sui carboidrati), ma quando parliamo di sistemi cellulari, quindi di metabolismo come per il nostro corpo, le proteine sono delle catene di Aminoacidi.
Gli Aminoacidi sono un po’ i mattoncini base, pensate ai mattoncini lego che si attaccano fra di loro: essi sono questi mattoncini base dell’esistenza e della vita; ce ne sono piu’ di 500 nel mondo, ma di questi soltanto 20 sono quelli che vengono usati nel corpo umano.
La sequenza degli specifici Aminoacidi, quale va messo e quale viene dopo quale altro, e’ codificata dentro il DNA nella sequenza delle basi di cui abbiamo parlato ed e’ quindi determinata dal codice genetico che e’, nel caso della nave, come fosse un po’ il manuale di istruzioni.
Potrebbe essere come il foglio che c’e’ all’interno di una scatola di montaggio dei Lego che dice come i pezzi vengono attaccati uno con l’altro: prendere un mattoncino rosso, uno verde, li attacchiamo cosi’, eccetera; alla fine si ha il modellino che si voleva ottenere.
Questa ricetta viene trasferita tramite l’RNA messaggero fuori dal Nucleo cellulare e finisce in questa fabbrica della cellula che e’ chiamata Reticolo Endoplasmatico.
Immaginate il Reticolo Endoplasmatico come l’officina della nave che riceve istruzioni per dire “adesso bisogna fare un tubo lungo cosi’, in fondo va attaccata una valvola di questo tipo, in cima bisogna fargli un buco” e cosi’ via.
Nel Reticolo Endoplasmatico vengono assemblati i vari pezzi e soprattutto e’ importante che questi pezzi, i singoli Aminoacidi, vengano assemblati in una struttura tridimensionale nello spazio che da’ alla proteina la sua funzione.
Ci sono dei siti di attivazione, dei siti che devono agganciarsi ad altre proteine e cosi’ via, quindi non e’ soltanto importante la ricetta, che pezzi ci vanno, ma e’ importante come questi pezzi si organizzano nello spazio per creare poi la proteina come macrostruttura.
Questa struttura pero’ non e’ stabile e definitiva; le proteine sono molto dinamiche, quindi continuano a srotolarsi, riarrotolarsi e riarrangiarsi; si aprono, si chiudono, si modificano e devono passare attraverso varie membrane, vari punti della cellula per poi svolgere le loro funzioni.
Tutto e’ fatto di proteine; e’ come se l’officina della nostra nave fosse costruita con le stesse macchine dell’officina e quelle macchine potessero costruire altri pezzi, altre macchine dell’officina stessa.
Tutto alla fine e’ fatto da proteine negli esseri viventi.
Le proteine, chiaramente, essendo dappertutto sono colpite da tutti gli agenti degenerativi come le specie reattive dell’ossigeno, che le vanno a degradare, a mutare, e quindi c’e’ tutto un sistema che va a verificare che siano prodotte all’origine in modo corretto, quindi un collaudo appena escono dall’officina, ma che poi mantengano il loro funzionamento nel tempo e se non vanno bene vanno scartate.
Il primo meccanismo di difesa delle proteine e’ il sistema degli Chaperon.
Chaperon e’ un termine francese che vuol dire essenzialmente “accompagnatore” e questi Chaperon sono a loro volta delle piccole proteine che si attaccano e accompagnano le proteine piu’ grandi.
Fanno essenzialmente la guardia del corpo: accompagnano le proteine in tutta la loro vita, verificano che non vengano attaccate, verificano che il funzionamento sia ancora corretto, le indirizzano e le portano in giro.
Soprattutto quando una proteina si srotola espone delle parti vulnerabili che possono essere attaccate da molecole che fluttuano nell’ambiente; il suo Chaperon in questo caso le fa proprio da guardia del corpo, la protegge da queste molecole che potrebbero andarla a colpire e l’aiuta a richiudersi dopo l’operativita’ che era richiesta.
Ci sono centinaia di diversi tipi di Chaperon nel nostro corpo e sono praticamente gli stessi che troviamo ovunque in natura, perfino nei batteri; quindi sono un meccanismo che e’ partito tanto tempo fa ed e’ operativo ed e’ utile ovunque ci sia un metabolismo, anche dei piu’ piccoli.
Come tutte le altre cose, gli Chaperon cominciano ad essere meno efficienti e meno disponibili con l’invecchiamento; talvolta uno Chaperon non riesce a portare a termine il suo compito, come una guardia del corpo che fallisce ed il suo protetto viene colpito in un attentato.
In questo caso la proteina finisce per essere danneggiata o mutata o addirittura potrebbe essere gia’ stata prodotta male fin dall’origine; in questo caso entrano in campo dei meccanismi speciali che vanno a tentare inizialmente di riparare questa proteina e, se non e’ possibile, smantellarla per recuperarne i pezzi.
Questo e’ ottenuto con un meccanismo che e’ chiamato Proteolisi.
Il meccanismo agisce in due fasi: prima le proteine danneggiate vengono etichettate, poi vengono distrutte.
Nella fase di etichettamento delle proteine danneggiate entrano in gioco le Ubiquitine, che sono a loro volta delle piccole proteine che vengono attaccate sulla proteina danneggiata.
Le Ubiquitine sono poi successivamente attaccate in quantita’ sempre maggiore e si viene a formare una catena di Poliubiquitine e la proteina danneggiata comincia ad avere una lunga coda.
Con l’invecchiamento questo sistema comincia ad essere meno efficiente, come tante altre cose dell’organismo; quindi se questo meccanismo comincia a non funzionare cosa succede e come si produce l’invecchiamento?
Si produce dal fatto che innanzitutto se una cellula comincia ad avere delle proteine non funzionanti e inefficienti lei stessa diventa non funzionante e meno efficiente, quindi non puo’ svolgere la sua funzione nel tessuto in cui si trova e il tessuto nel suo complesso comincia a degradare in maniera anche evidente.
L’accumularsi di proteine danneggiate puo’ creare “ingorghi stradali” essenzialmente, bloccando pure per questo motivo il funzionamento della cellula, che avrebbe anche delle proteine valide e funzionanti, ma diventa praticamente intasata da quelle che non funzionano.
Quelle che non funzionano a loro volta potrebbero avere degli effetti negativi e quindi diventare perfino tossiche: questa condizione si chiama Proteotossicita’ ed e’ questo il meccanismo scatenante di malattie come l’Alzheimer e il Parkinson.
L’accumularsi di proteine malformate che non vengono rimosse produce il malfunzionamento della cellula e alla fine quindi anche la sua morte o il fatto che diventi una cellula senescente, che come abbiamo visto e’ una cosa molto negativa perche’, invece di togliersi di torno con l’Apoptosi cellulare suicidandosi quando rileva che non puo’ funzionare correttamente, rimane li a spargere attorno fattori tossici per le cellule circostanti che diventano senescenti a loro volta e creando tutta una serie di problemi.
Siccome le cattive notizie non vengono mai da sole, quando le cellule sono giovani ci sono pochi problemi, con poche proteine danneggiate e create in modo errato, c’e’ una grande capacita’ di rimozione delle proteine danneggiate o malformate, con l’invecchiamento succede l’opposto: si producono moltissime proteine danneggiate o malformate e i sistemi di smaltimento e di rimozione diventano meno efficienti, quindi una reazione negativa e la tempesta perfetta.
Man mano che la quantita’ di cellule che si suicida o che diventa senescente si accumula e diventa sempre di piu’ non soltanto si ha un problema con le singole cellule, ma si ha un problema con i tessuti in cui queste cellule sono contenute e dell’organo che questi tessuti vanno a costituire, quindi alla fine un malfunzionamento dell’organo e questo produce poi delle malattie piu’ gravi e pesanti e alla fine la morte.
Come abbiamo visto in molti altri casi, la causa principale di questi problemi con le proteine sono le specie reattive dell’ossigeno, i fattori ossidativi, e, come abbiamo visto nel capitolo sui Mitocondri, questi capitano sempre di piu’ come sostanze circolanti a causa del degrado del funzionamento dei Mitocondri stessi, la mancanza del NAD (il primo integratore che andrebbe preso per l’antiinvecchiamento) e cosi’ via.
Non soltanto noi possiamo contrastare questi fenomeni negativi riducendo i radicali liberi e le molecole ossidative: un’altra possibilita’ e’ di aumentare la produzione di Chaperon, che abbiamo visto essere molto importanti nell’indirizzare il funzionamento, la riparazione e poi la distruzione delle proteine eventualmente danneggiate.
Questa cosa e’ stata sperimentata e si e’ visto che, in organismi dove si aumenta la produzione di Chaperon dall’esterno, questi hanno una longevita’ molto maggiore.
Addirittura in persone che hanno superato i 100 anni di vita si sono rilevate le quantita’ di Chaperon presenti e si e’ visto che i geni che li vanno a codificare rimangono attivi anche in tarda eta’ e questo e’ uno dei motivi per cui queste persone diventano ultracentenari.
L’aumento della produzione di Chaperon puo’ essere ottenuto con altri sistemi, per esempio con la restrizione calorica.
Le proteine, gli organelli, i lipidi e tutte le parti e strumenti della cellula, come abbiamo visto, possono essere riciclati; anzi, le cellule hanno sviluppato in miliardi di anni di evoluzione potenti meccanismi di riciclaggio interno, quindi questi componenti vengono smantellati per prenderne le parti base e poi costruire cose nuove; questo meccanismo e’ chiamato Autofagia e deriva dal termine che vuol dire praticamente “mangiarsi da soli”.
L’Autofagia e’ un processo catabolico che produce lo smantellamento, la degradazione e il riciclo delle componenti cellulari.
Tutti questi componenti che vengono prima etichettati come mal funzionanti vengono successivamente portati a degli organelli che si chiamano Lisosomi.
I Lisosomi sono delle specie di vescicole e quindi questi componenti da smantellare vengono inglobati all’interno dove vengono esposti e specifici enzimi che li vanno a smantellare, poi vengono rilasciate le componenti nel Citoplasma, il liquido all’interno della cellula.
Questo meccanismo e’ tanto piu’ importante quanto piu’ la singola cellula ha una vita lunga; come abbiamo visto in altri video le cellule dell’organismo non hanno tutte quante la stessa durata di vita; per cellule che vivono veramente poco questo meccanismo non e’ poi cosi’ importante, perche’ tanto la cellula viene smantellata nella sua interezza al termine della vita.
Per cellule che hanno una vita molto piu’ lunga, come per esempio quelle del cervello che vivono praticamente per tutta l’esistenza dell’organismo, invece questo meccanismo e’ estremamente importante, perche’ la cellula non potra’ mai piu’ rilasciare le sostanze che ha al suo interno smantellandosi totalmente, quindi deve riciclare molto attivamente.
Come tutti gli altri meccanismi del corpo anche l’Autofagia degrada col tempo e man mano che si invecchia diventa meno efficiente.
Questo meccanismo di Autofagia che va a non funzionare piu’ cosi’ bene contribuisce a tutta una serie di problemi: le malattie neurodegenerative, l’insulinoresistenza, l’ipertrofia cardiaca, il malfunzionamento cardiaco e l’ostepartrite, per esempio.
Tutte le parti degradate, possono essere organelli, possono essere singole proteine e cosi’ via, se non vengono rimosse tramite l’Autofagia rimangono li’ a galleggiare in giro e di solito vanno poi ad agglomerarsi fra di loro e produrre quelle che sono chiamate Lipofuscine.
Le Lipofuscine, come abbiamo visto in un altro video, si accumulano e diventano evidenti, per esempio con le macchie sulla pelle.
Cosa possiamo fare per mantenere l’Autofagia efficiente?
Come abbiamo detto la restrizione calorica e’ la prima cosa; si e’ visto che fa vivere piu’ a lungo gli organismi e chiaramente la restrizione calorica ha questo effetto perche’, essendoci meno fornitura dall’esterno di sostanze nuove, le cellule hanno dei meccanismi che si attivano e che vanno quindi a dire che bisogna aumentare il riciclaggio interno.
Si puo’ assumere degli inibitori dell’mTOR, che abbiamo visto stare per “mammalian Target Of Rapamycine” ed e’ un particolare percorso metabolico visto in un altro video che puo’ essere appunto colpito (e’ il “target”) da una sostanza chiamata Rapamicina.
L’mTOR essenzialmente e’ quello che si attiva quando c’e’ cibo dall’esterno e spinge alla crescita, a costruire cose nuove e non certo a riciclare le cose che sono non piu’ funzionanti.
La Rapamicina: si deve comunque stare attenti perche’ ha una serie di effetti collaterali, pero’ e’ molto efficace su questo fronte.
Un’altra possibilita’ e’ di attivare invece il percorso metabolico dell’AMPKinasi.
Abbiamo visto che l’AMPKinasi e’ l’altro lato del “tiro alla fune” con l’mTOR ed e’ quella che si attiva quando c’e’ mancanza di cibo dal mondo esterno; quindi se facciamo restrizione calorica e mangiamo di meno, per esempio col digiuno intermittente, attiviamo l’AMPKinasi che parte quando e’ un po’ di tempo che non si assume cibo e bisogna quindi attivare meccanismi di riciclo interni.
L’AMPKinasi, come abbiamo visto, e’ attivata specialmente dalla Metformina o da altre sostanze che hanno lo stesso meccanismo d’azione e che magari hanno meno effetti collaterali.
L’esercizio fisico attiva l’Autofagia nei muscoli scheletrici e quindi fra le tante cose che fa anche questa e’ un’attivita’ importante.
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