Teoria dei radicali liberi (ROS) L’ipotesi è che i radicali liberi dell’ossigeno (ROS) causano l’invecchiamento. La principale assunzione di questa teoria è che i livelli normali delle difese antiossidanti non sono sufficienti, per cui alcuni ROS non vengono eliminati. I ROS causano danni molecolari, alcuni dei quali irreparabili, che si accumulano con l’età.

Anione superossido Perossido di idrogeno

Se i ROS causano l’invecchiamento, il potenziamento delle difese contro i ROS dovrebbe –Ridurre lo stress ossidativo –Diminuire il tasso di invecchiamento –Estendere la durata della vita

Orr and Sohal hanno saggiato questa teoria Poichè gli enzimi superossido dismutasi (SOD) e catalasi sono le maggiori difese contro i ROS, Orr e Sohal hanno saggiato gli effetti del loro iperdosaggio in Drosophila.

Metodi Sono stati creati moscerini transgenici che avevano due copie dei due geni. E’ stata determinata la durata della loro vita e paragonata a quella dei controlli. Sono stati misurati il metabolismo e l’attività e paragonati a quelli dei controlli.

Risultati I moscerini che esprimevano una quantità doppia di SOD e catalasi: –Vivevano ~ 30% in più dei controlli –Avevano un minore livello di danno indotto dai ROS –Avevano un maggiore tasso metabolico in età avanzata –Mostravano un ritardo nella perdita dell’abilità motoria

Conclusioni La prima impressione è che le evidenze sperimentali sostengono l’ipotesi dello stress ossidativo. Le cellule aerobiche generano i ROS come sotto- prodotto del metabolismo ossidativo. Le macromolecole vengono ossidate e la loro quantità aumenta con l’età.

Inferenze – Le cellule sono normalmente sottoposte a un certo livello di stress ossidativo. –Lo stress ossidativo aumenta con l’età. –L’accumulo del danno molecolare è la causa principale della senescenza.

L’iperdosaggio di SOD1 estende davvero la durata della vita in Drosophila? (Orr e Sohal) Questi autori discutono i loro risultati e quelli ottenuti da altri laboratori. L’estensione della durata della vita, mediante l’incremento delle difese antiossidanti, è stata ottenuta in ceppi di moscerini a vita breve. Non si conosce nulla di sicuro sugli effetti di SOD1 nei moscerini wild type.

Gli effetti transgenici sulla longevità sono risultati significativi solo sui ceppi a vita breve Uno studio ha trovato in un ceppo transgenico di Drosophila un estensione della durata della vita del 48%. Questo ceppo vive circa 37 giorni. Il ceppo di controllo vive solo 25 giorni. I ceppi di laboratorio vivono circa giorni.

Conclusioni - L’incremento delle difese antiossidanti sembra essere benefico solo sui moscerini geneticamente compromessi. - E’ possibile che nei wild type le difese antiossidanti hanno raggiunto un livello ottimale.

Is the Oxidative Stress Theory of Aging Dead? Pérez et al. BBA, 2010 Lifespans of knockout mice with a Deficiency in various antioxidant enzymes Lifespans of transgenic mice overexpressing different antioxidant enzymes Gli esperimenti in topi che esprimono dosaggi differenti di enzimi antiossidanti hanno suggerito che lo stress ossidativo potrebbe avere un ruolo poco significativo sulla durata della vita

Teorie biologiche Tre tipi di teorie causali dell’invecchiamento: 1.Teoria del bene per la specie 2.Teoria del ritmo della vita 3.Teoria evolutiva dell’invecchiamento

Teoria del bene per la specie Semelparità Oncorhynchus Antechinus L’invecchiamento degli individui è vantaggioso per la specie!

Teoria del Ritmo della Vita La teoria del ritmo della vita afferma che l’invecchiamento è causato e regolato dal ritmo di utilizzo dell’energia (metabolismo) Le tartarughe bruciano energia più lentamente dei topi: gli animali a sangue freddo bruciano energia più lentamente La vita è intrinsecamente distruttiva e autolimitante!

Max Rubner (1854 – 1932) : primo scienziato a studiare il ritmo della vita in diverse specie di mammiferi: cavalli, mucche, cani, gatti, porcellini d’India Conclusioni: misurò il metabolismo in relazione al peso e trovò che il cavallo aveva un tasso metabolico minore del porcellino d’India (1/2 kg vs 5 tonnellate = 6 anni vs 30) Raymund Pearl (1879 – 1940) : saggiò la teoria in maniera sistematica. Conclusioni: la durata massima della vita è inversamente proporzionale al tasso metabolico (influenza della rivoluzione industriale) Clive McCay (1898–1967): IS LONGEVITY COMPATIBLE WITH OPTIMUM GROWTH? Science.Science Apr 28;77(2000): Conclusioni: la restrizione calorica allunga la durata della vita; pubertà ritardata nelle specie longeve