Restrizione proteica, così potrebbe attivare un programma legato alla longevità

La restrizione proteica potrebbe attivare nell’organismo una risposta fisiologica coordinata capace di influenzare metabolismo, comportamento alimentare, crescita e, potenzialmente, invecchiamento e longevità. È la prospettiva proposta da ricercatori del Pennington Biomedical Research Center della Louisiana State University in un lavoro pubblicato su Cell Metabolism, intitolato “Protein restriction and the hallmarks of aging: A coordinated physiological adaptive response?”. Gli autori Chris Morrison, Sora Kim e Sangho Yu suggeriscono di considerare gli effetti della ridotta disponibilità di proteine non come fenomeni biologici indipendenti, ma come parti di un’unica risposta adattativa dell’organismo. La revisione prende in esame le conoscenze disponibili sulla restrizione proteica e sui cosiddetti “segni distintivi dell’invecchiamento”, collegandole agli studi condotti dal gruppo sul ruolo del cervello nel rilevare la disponibilità di nutrienti. L’ipotesi è che questa risposta sistemica possa contribuire agli effetti osservati sulla durata della vita in diversi organismi modello.

Dai nutrienti al cervello, fino alla risposta dell’intero organismo

La restrizione proteica è da tempo studiata come possibile modulatore della longevità. In diversi organismi, una riduzione dell’apporto di proteine ha prodotto effetti favorevoli sulla durata della vita anche quando non era accompagnata da una vera e propria restrizione calorica. La ricerca sull’invecchiamento ha però tradizionalmente analizzato questi fenomeni concentrandosi su singoli meccanismi cellulari. Tra i principali rientrano alterazioni della funzione mitocondriale, senescenza cellulare e instabilità genomica, elementi riuniti nei cosiddetti “segni distintivi dell’invecchiamento”.

Il gruppo del Pennington Biomedical propone invece di osservare la restrizione proteica dal punto di vista dell’organismo nel suo complesso. Quando la disponibilità di proteine diminuisce, infatti, non cambiano soltanto i processi all’interno delle singole cellule. Gli animali possono modificare la crescita, il metabolismo, il dispendio energetico e le preferenze alimentari, aumentando per esempio la ricerca di alimenti ricchi di proteine o aminoacidi. Secondo questa interpretazione, tali modificazioni non sarebbero risposte indipendenti, ma manifestazioni di un programma fisiologico più ampio. Il cervello potrebbe avere un ruolo centrale nel coordinare i diversi adattamenti, trasformando i segnali relativi alla disponibilità di nutrienti in cambiamenti che coinvolgono più tessuti e funzioni dell’organismo.

FGF21 e il ruolo del cervello nella risposta alla carenza di proteine

Uno degli elementi centrali dell’ipotesi riguarda FGF21, un ormone coinvolto nella regolazione del metabolismo e nella risposta dell’organismo alle condizioni nutrizionali. Gli studi condotti dal Laboratorio di Neurosignalazione del Pennington Biomedical hanno indicato che FGF21 può agire anche a livello cerebrale, contribuendo a coordinare le modificazioni che si verificano quando l’apporto proteico è ridotto. Questa segnalazione potrebbe collegare il rilevamento della disponibilità di nutrienti alle modificazioni del comportamento e della fisiologia. La risposta comprende infatti aspetti diversi, dalle preferenze alimentari al metabolismo, fino alla crescita e al dispendio energetico. Secondo gli autori, inoltre, FGF21 è necessario perché la restrizione proteica produca determinati effetti sulla durata della vita, sul metabolismo e sulle scelte alimentari negli organismi studiati.

Dove potrebbe essere codificato il beneficio della longevità

La prospettiva proposta dai ricercatori apre soprattutto una domanda: quale componente della risposta alla restrizione proteica determina, in ultima analisi, il possibile effetto sulla longevità? Non è ancora chiaro se il beneficio dipenda dall’attivazione di uno specifico percorso biologico oppure dall’interazione coordinata di più sistemi. La distinzione è rilevante perché potrebbe contribuire a spiegare perché la risposta alla restrizione proteica non sia necessariamente uguale in tutti gli organismi.

L’ipotesi porta inoltre a considerare la restrizione proteica come uno stato fisiologico, anziché come una semplice modifica quantitativa della dieta. In questa prospettiva, il rilevamento cellulare dei nutrienti, la segnalazione ormonale, i circuiti nervosi e la risposta dei diversi tessuti costituirebbero parti di un unico sistema adattativo.

Un possibile sviluppo della ricerca riguarda quindi l’identificazione di indicatori in grado di misurare quanto efficacemente questo programma venga attivato. Tra i candidati vengono indicati la risposta a FGF21, alcuni cambiamenti metabolici e le modificazioni dell’appetito verso proteine e aminoacidi essenziali. L’appetito per le proteine, precisano gli autori, non sarebbe necessariamente la causa dei possibili benefici, ma potrebbe rappresentare un segnale osservabile dell’attivazione della risposta complessiva.

Se confermati da ulteriori studi, questi indicatori potrebbero aiutare a comprendere perché la risposta alla restrizione proteica differisca in funzione di fattori come età, patrimonio genetico, sesso e condizioni metaboliche. Il risultato sarebbe una visione più articolata degli effetti della dieta sull’invecchiamento, nella quale non conta soltanto quanto viene assunto, ma anche come l’organismo interpreta e gestisce la disponibilità dei nutrienti.

Dalla biologia cellulare a una visione integrata dell’invecchiamento

Il lavoro del Pennington Biomedical non propone dunque una nuova dieta per vivere più a lungo, ma un modello teorico per interpretare risultati già emersi dalla ricerca sulla restrizione proteica. L’elemento innovativo consiste nel mettere in relazione fenomeni che spesso vengono studiati separatamente: il modo in cui le cellule rilevano i nutrienti, la produzione e l’azione degli ormoni, l’attività del cervello, il comportamento alimentare e le modificazioni metaboliche che interessano l’intero organismo. Secondo gli autori, considerare questi processi come componenti di una risposta coordinata potrebbe aiutare a chiarire il rapporto tra disponibilità di proteine, invecchiamento sano e longevità. La domanda non riguarda quindi soltanto quali molecole vengano attivate quando le proteine scarseggiano, ma come i diversi segnali vengano integrati e trasformati in una risposta fisiologica complessiva.

La prospettiva potrebbe inoltre orientare nuove ricerche verso interventi più mirati. Se fosse possibile individuare con precisione quali elementi della risposta adattativa sono associati agli effetti favorevoli sulla salute e alla maggiore durata della vita, in futuro si potrebbe verificare se alcuni di questi meccanismi possano essere modulati senza ricorrere necessariamente a una restrizione alimentare generalizzata.

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