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TEORIE DELL’INVECCHIAMENTO: SENESCENZA CELLULARE

La senescenza cellulare è un processo associato all’invecchiamento che si verifica a livello delle nostre cellule, talvolta chiamato senescenza replicativa, caratterizzato da uno stato in cui le cellule non possono più dividersi. Questo stato permanente comporta benefici e svantaggi per l'organismo in cui vivono le cellule. Quali possono essere le possibili cause di questo fenomeno?

 

La senescenza cellulare può anche essere innescata da qualsiasi tipo di danno grave al genoma o all'epigenoma, o da mutazioni che attivano oncogeni, normali geni cellulari che, quando mutati, contribuiscono allo sviluppo del cancro. Questi diversi fattori scatenanti supportano l’idea che la senescenza cellulare si sia evoluta principalmente per proteggere gli organismi dal cancro. Questo effetto di soppressione del tumore era già stato osservato quando la senescenza cellulare fu descritta per la prima volta negli anni ’60. Anche se chiaramente non è un metodo sicuro, senza la senescenza cellulare, il cancro potrebbe essere inevitabile per tutti noi con l’avanzare dell’età. Con ogni divisione cellulare, le cellule possono potenzialmente acquisire mutazioni nei loro geni che possono portare al cancro, quindi un meccanismo che arresta la divisione cellulare può anche servire a fermare il cancro prima che inizi.

La senescenza cellulare è un processo associato all’invecchiamento e caratterizzato da uno stato in cui le cellule non possono più dividersi
Teorie dell'invecchiamento: senescenza cellulare

Sebbene le cellule senescenti non siano intrinsecamente dannose, il loro accumulo nell’organismo può portare ad una serie di danni biologici, tra cui un diminuzione nella rigenerazione dei tessuti, un aumento dell’infiammazione e un sistema immunitario indebolito.

In che modo la senescenza cellulare è collegata all'invecchiamento e alle malattie correlate all'età?

Quando le cellule normali diventano senescenti, a causa della divisione cellulare in corso, del danno diretto al DNA, dell’attivazione di oncogeni o di qualsiasi altra causa, subiscono centinaia di cambiamenti biologici che influenzano molte delle loro attività. Alcuni di questi cambiamenti sono simili, se non identici, al tipo di cambiamenti che vediamo verificarsi negli stessi esseri umani che invecchiano. Gli scienziati ipotizzano che le numerose perdite funzionali che si verificano nelle cellule quando si avvicinano alla senescenza, aumentano la loro vulnerabilità alle malattie o patologie così comuni nella vecchiaia. Pertanto, lo studio della senescenza cellulare continua a fornire importanti indizi sul processo di invecchiamento al livello più fondamentale: la cellula e le vie di segnalazione all’interno della stessa. Esistono altre prove che suggeriscono una relazione tra senescenza cellulare e invecchiamento, perché alcune perdite funzionali delle cellule senescenti sembrano contribuire al processo di invecchiamento. Ad esempio, alcune cellule della pelle producono collagene nelle fasi inziali della vita di un organismo. Quando raggiungono la senescenza e non possono più dividersi, producono la collagenasi, un enzima che scompone il collagene. Alcuni ricercatori suggeriscono che questo processo potrebbe essere responsabile dell’assottigliamento e delle rughe della pelle con l’avanzare dell’età. Alcuni scienziati ipotizzano inoltre che l’arresto della crescita associato alla senescenza replicativa o riproduttiva possa ritardare la rigenerazione o la riparazione dei tessuti danneggiati, il che potrebbe svolgere un ulteriore ruolo nell’invecchiamento del corpo. L’obiettivo della ricerca sul fenomeno della senescenza cellulare non è dissimile dall’obiettivo di tutta la ricerca sulla biologia dell’invecchiamento. Non è renderci tutti immortali, ciò non solo è impossibile ma forse anche indesiderabile. Invece, l’obiettivo di questa ricerca e di altre ricerche nel campo dell’invecchiamento dovrebbe essere innanzitutto quello di capire perché le cellule vecchie sono più vulnerabili alle malattie rispetto a quelle giovani. Una volta capito questo aspetto, queste differenze, se sfruttabili, potrebbero comportare un aumento dell’aspettativa di vita e un numero maggiore di anni liberi da malattie nella sua fase finale.

 

ULTERIORI APPROFONDIMENTI


Quaranta anni fa, il dottor Leonard Hayflick e il suo collega, il dottor Paul Moorhead (Hayflick et al., 1961) scoprirono che molte cellule umane, in particolare le cellule fibroblastiche, che secernono sostanze che forniscono struttura ai tessuti, avevano una capacità limitata di riprodursi in coltura, dividendosi. I due scienziati hanno scoperto che queste e molte altre cellule normali derivate dal tessuto fetale, embrionale o neonatale possono eseguire tra le 40 e le 60 divisioni cellulari, ma poi non possono più dividersi. Questo numero viene spesso definito come il “limite Hayflick” (“Hayflick’s limit”). Hayflick ha anche sottolineato in un secondo rapporto che esistono due classi di cellule: le cellule normali, che non si dividono indefinitamente e quindi sono talvolta chiamate “mortali”, e le cellule tumorali, che spesso possono dividersi indefinitamente e quindi sono spesso chiamate “immortali”. Alcuni scienziati oggi credono che ciò che determina il “limite di Hayflick” per la divisione cellulare sia la lunghezza dei telomeri delle cellule.


Laddove le cellule più giovani producono proteine strutturali o funzionali che mantengono i tessuti in uno stato sano, le cellule che si avvicinano alla senescenza rilasciano enzimi che scompongono queste proteine.


Ulteriori prove provengono dalla ricerca sulla sindrome di Werner, una malattia ereditaria dell’invecchiamento precoce, che suggerisce che la senescenza cellulare può contribuire alle malattie legate all’età. I confronti tra cellule in coltura di persone più giovani con sindrome di Werner e di persone anziane mostrano che entrambi i gruppi di cellule hanno una capacità limitata di riprodursi ulteriormente. Entrambi i tipi di cellule formano anche matrici extracellulari (strutture che tengono insieme le cellule, formando i tessuti) anomale. Questa osservazione suggerisce che un piccolo numero di cellule senescenti può influenzare le cellule e i tessuti vicini e forse contribuire al declino correlato all’età nella funzione di tali cellule e tessuti.

 
  • AFAR (American Federation for Aging Research). Infoaging guides, Cellular senescence, 2016.

  • Hayflick L, Moorhead PS. The serial cultivation of human diploid cell strains. Exp. Cell Res, 1961, DOI: 10.1016/0014-4827(61)90192-6



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