Cosa hanno in comune le donne e le femmine di orca, beluga, narvalo e di una specie di globicefalo?

La risposta può essere facilmente dedotta dall’immagine, ma mentre ci pensate vi do un suggerimento……ha chiaramente a che fare con l’invecchiamento.

Ebbene, la cosa che hanno in comune è che sono gli unici esseri viventi che entrano in menopausa con l’avanzare dell’età. Prima dell’uscita di un recentissimo articolo ¹ si credeva che solo le orche e forse il globicefalo oltre all'uomo avessero questa caratteristica. Per capire l’eccezionalità della cosa basti pensare che nemmeno i topi, né animali molto vicini all'uomo come le scimmie sembra abbiano sviluppato questa particolare cessazione delle capacità riproduttive in natura. Al contrario, la maggior parte delle specie segue un declino graduale di fertilità con l’avanzare dell’età. Qual è la ragione per cui in queste specie gli individui di sesso femminile riescono ad essere così longevi senza essere fertili?

La risposta a questa domanda non è ancora completa. Tuttavia, secondo la maggior parte dei ricercatori l’evoluzione della menopausa è tipica di specie con un particolare comportamento sociale ed è dovuta a due condizioni che sono ben descritte in un articolo uscito circa 3 anni fa ².

La prima è che la longevità degli individui di sesso femminile non più in grado di riprodursi conferisca un vantaggio allo sviluppo della prole e quindi alla sopravvivenza della specie. L’esperienza e la conoscenza delle nonne può infatti essere utile per favorire l’educazione e il trasferimento delle conoscenze alla prole. Nel caso specifico delle orche, una nonna può quindi essere molto utile ai propri parenti più giovani conoscendo dove e come procacciarsi il cibo, soprattutto in periodi di crisi. E con una durata media e massima della vita di circa 50 e 90 anni è ragionevole pensare che le nonne orche abbiano acquisito una discreta quantità di conoscenze.

La seconda è che la cessazione della fertilità conferisca anch'essa un vantaggio alla sopravvivenza della specie. Riferendoci alle orche, è abitudine comune che i figli crescano e continuino a vivere con le loro madri e le loro nonne, formando così dei gruppi abbastanza numerosi. Se le femmine restassero fertili per tutti i loro anni di vita è ragionevole ipotizzare che il gruppo rischi di diventare troppo numeroso generando competizioni all'interno di esso per potersi procacciare il cibo.

Se vi vengono dubbi è naturale, come anticipato la risposta alla domanda non è ancora completa. Infatti, ci sono anche altre ipotesi  ma lascio alla vostra curiosità lo stimolo di scoprirle ^3-5.

1. Ellis S, Franks DW, Nattrass S, Currie TE, Cant MA, Giles D, Balcomb KC, Croft DP. Analyses of ovarian activity reveal repeated evolution of post-reproductive lifespans in toothed whales. Sci Rep. 2018 Aug 27;8(1):12833. doi: 10.1038/s41598-018-31047-8.

2. Croft DP, Brent LJ, Franks DW, Cant MA. The evolution of prolonged life after reproduction. Trends Ecol Evol. 2015 Jul;30(7):407-16. doi: 10.1016/j.tree.2015.04.011.

3. Peccei JS. A critique of the grandmother hypotheses: old and new. Am J Hum Biol. 2001 Jul-Aug;13(4):434-52. DOI: 10.1002/ajhb.1076.

4. Tuljapurkar SD, Puleston CO, Gurven MD. Why men matter: mating patterns drive evolution of human lifespan. PLoS One. 2007 Aug 29;2(8):e785. DOI: 10.1371/journal.pone.0000785.

5. Morton RA, Stone JR, Singh RS. Mate choice and the origin of menopause. PLoS Comput Biol. 2013;9(6):e1003092. doi: 10.1371/journal.pcbi.1003092.

News su invecchiamento e infezioni

L'invecchiamento può essere definito come una diminuzione di vitalità e un aumento di vulnerabilità che si amplifica con il passare del tempo. La vulnerabilità include il rischio di eventi fatali, i quali aumentano esponenzialmente al passare del tempo. Basandosi su questa misura, l'invecchiamento umano sembra aver rallentato negli ultimi 150 anni nella maggior parte delle popolazioni, in coincidenza soprattutto con la diffusione di antibiotici efficaci e di un miglioramento nelle abitudini alimentari. La domanda che si pongono i ricercatori è se l’incremento di longevità e l’apparente rallentamento del processo di invecchiamento sono il risultato di una migliore alimentazione o di un ridotto carico di infezione, o di entrambi.

Tenendo conto dell’impatto delle malattie infettive sulla salute del nostro sistema immunitario e sull’aumento del grado di infiammazione che avviene con l’invecchiamento, è ragionevole ipotizzare che il controllo dei patogeni può avere un ruolo più rilevante della nutrizione. In particolare, parlando di infezioni non bisogna limitarsi a quelle di origine batterica, per cui gli antibiotici possono essere efficaci, ma anche a quelle a carattere virale (quali l’infezione da citomegalovirus) che in certi casi persistono nel nostro organismo contribuendo ad abbassare le difese immunitarie e ad aumentare il grado di infiammazione cronica con l’avanzare dell’età.

Due lavori appena pubblicati sostengo la rilevanza delle infezioni batteriche e virali nell’invecchiamento umano.

Il primo di questi lavori (1) sostiene questo punto di vista analizzando i dati storici della popolazione sarda la quale non ha cambiato notevolmente il proprio stato nutrizionale ma ha usufruito dell’introduzione degli antibiotici. I risultati di questo lavoro indicano che l'uso di antibiotici per il controllo delle malattie infettive ha prodotto un rallentamento dell'invecchiamento, e i dati permettono di comprendere in dettaglio il periodo di qualche decennio nel corso del quale quel rallentamento ha preso piede.

Il secondo lavoro (al quale ho avuto l’onore di contribuire) riguarda la prima osservazione che un virus estremamente comune anche in individui sani, il Torque teno virus (TTV), aumenta la sua prevalenza e il suo carico virale con l’avanzare dell’età. Il lavoro soprattutto dimostra che un aumento del carico virale del TTV è associato ad una più precoce mortalità nella popolazione anziana italiana indipendentemente dalla presenza di infezione da citomegalovirus e ipotizza che l’azione del TTV può essere dovuta alla sua produzione di microRNA circolanti che possono agire indebolendo alcune difese immunitarie (2).

p.s. ricordatevi di scaricare il libro di biogerontologia in fondo al blog.

Referenze:

1. Salinari G, Ruiu G. The effect of disease burden on the speed of aging: an analysis of the Sardinian mortality transition. Genus. 2018;74:9. doi: 10.1186/s41118-018-0028-8.

2. Giacconi R, Maggi F, Macera L, Pistello M, Provinciali M, Giannecchini S, Martelli F, Spezia PG, Mariani E, Galeazzi R, Costarelli L, Iovino L, Galimberti S, Nisi L, Piacenza F, Malavolta M. Torquetenovirus (TTV) load is associated with mortality in Italian elderly subjects. Experimental Gerontology. In press: DOI: 10.1016/j.exger.2018.09.003

Disponibile da scaricare un libro scritto dal sottoscritto sulla biogerontologia e i determinanti di invecchiamento. Il libro è indirizzato a studenti con nozioni medio-avanzate di biologia o biomedica.
Questa è la prima versione e spero ce ne saranno altre migliori in futuro. Qualunque feedback è gradito.

Questo blog nasce con l'intenzione di fornire informazioni e di promuovere la cultura riguardante la biologia dell'invecchiamento e tutta l'attività scientifica che cerca di comprenderne e contrastarne i meccanismi. 

Un dato di fatto è che l'invecchiamento è la principale causa di sofferenza, malattia e morte nel mondo moderno.

Un altro dato di fatto è che ancora non sappiamo con certezza quali sono i reali meccanismi di invecchiamento. 

Tuttavia, molti condividono come me l'idea che i meccanismi biologici che determinano le maggiori patologie dell'invecchiamento (i.e. Alzheimer, Parkinson, Malattie Cardiovascolari, Diabete di Tipo II, etc etc) sono pressoché gli stessi dell'invecchiamento definito in salute con una semplice differenza: il danno che si accumula con l'invecchiamento in alcuni tessuti ha raggiunto una soglia critica tale da essere definita patologica in clinica.

Se questo è vero (come probabilmente è), e se veramente vogliamo trovare una cura per queste patologie (come sicuramente è) una ragionevole scelta è quella di studiare la biologia dell'invecchiamento, in altri termini la biogerontologia, carpirne i segreti e progettare strategie sperimentali per rallentare, fermare o invertire il processo (biogerontologia sperimentale).

Spero con questo post di far crescere la passione e la curiosità per questo settore di ricerca in molti di voi. Vi chiedo però un pò di pazienza....sto lavorando su parecchio materiale e mi prendo qualche mese di tempo prima di rendere il blog pienamente operativo.
Qualunque suggerimento e proposta di collaborazione allo sviluppo del blog sono più che benvenuti.

A presto,
Marco