{"id":9345,"date":"2020-12-15T22:36:41","date_gmt":"2020-12-15T21:36:41","guid":{"rendered":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=9345"},"modified":"2020-12-15T22:36:44","modified_gmt":"2020-12-15T21:36:44","slug":"mitocondri-tallone-dachille-degli-astronauti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=9345","title":{"rendered":"Mitocondri, tallone d\u2019Achille degli astronauti"},"content":{"rendered":"\n

Uno studio pubblicato ieri nella rivista Cell utilizza e combina diverse analisi \u201comiche\u201d raccolte in decenni di esplorazione spaziale per comprendere gli effetti di microgravit\u00e0 e raggi cosmici sulla salute degli astronauti. Per la prima volta gli scienziati hanno individuato una causa sistemica che spiegherebbe diverse disfunzioni dell\u2019organismo – dalla perdita di tessuto osseo e muscolare ai danni cardiovascolari: l\u2019alterazione nella funzionalit\u00e0 mitocondriale. Questa nuova consapevolezza potr\u00e0 guidare nuovi interventi nutrizionali e farmaceutici volti a migliorare le condizioni di salute e i rischi connessi alla permanenza nello spazio, soprattutto in vista di future missioni di lunga durata sulla Luna o su Marte<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Luca Parmitano si esercita alla cyclette sulla Stazione spaziale. Crediti: Esa, Nasa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

A molti sar\u00e0 capitato di assistere \u2013 virtualmente \u2013 al rientro sulla Terra di astronauti al termine del loro soggiorno presso la Stazione spaziale internazionale<\/strong><\/a>. La prima cosa che salta all\u2019occhio, quando li vediamo uscire dalla capsula di atterraggio, \u00e8 che si tratta di un rientro tutt\u2019altro che trionfale: non si reggono in piedi. Nonostante l\u2019attivit\u00e0 fisica giornaliera \u2013 e obbligatoria \u2013 che essi svolgono in orbita, infatti, i muscoli perdono di tono<\/em> e il sistema muscolo-scheletrico non \u00e8 pi\u00f9 in grado di sostenere il peso inferto dalla ritrovata gravit\u00e0<\/em> \u2013 sebbene sia questo l\u2019habitat naturale in cui il corpo umano \u00e8 progettato per nascere, crescere e svolgere qualunque attivit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

Affinch\u00e9 l\u2019esplorazione umana dello spazio<\/strong> abbia successo \u2013 in particolar modo in vista di futuri programmi che prevedono il ritorno dell\u2019uomo sulla Luna<\/em> e la prima missione umana su Marte<\/em> \u2013 \u00e8 fondamentale capire \u2013 e trovare il modo di affrontare \u2013 le cause alla base dei problemi di salute osservati nei viaggiatori spaziali. Assieme alla perdita di massa ossea<\/strong> \u2013 osteoporosi accelerata \u2013 e muscolare, la permanenza in microgravit\u00e0 e l\u2019esposizione prolungata ai raggi cosmici causa sintomi simili allo stress geriatrico, tra cui disfunzioni del sistema nervoso centrale<\/strong>, perdita della vista, disfunzioni immunitarie, un aumento del rischio di contrarre tumori, problemi cardiovascolari ed epatici<\/em>. In un nuovo studio<\/strong><\/a> pubblicato ieri su Cell<\/em>, i ricercatori hanno utilizzato per la prima volta un approccio sistemico al problema \u2013 cercando cio\u00e8 la causa fisiologica che accumunasse i sintomi registrati<\/em> \u2013 per esaminare queste alterazioni biologiche diffuse.<\/p>\n\n\n\n

\u00abAbbiamo iniziato chiedendoci se ci sia un qualche tipo di meccanismo universale che coinvolge il corpo intero nello spazio e che possa spiegare quello che abbiamo osservato\u00bb, dice l\u2019autore senior<\/em> dello studio, Afshin Beheshti<\/strong>, bioinformatico alla Space Biosciences Division<\/strong><\/a> della Nasa<\/em>. \u00abQuello che abbiamo notato pi\u00f9 e pi\u00f9 volte \u00e8 che succede qualcosa a livello di regolazione mitocondriale<\/strong>, che manda fuori fase tutto il sistema\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Gli scienziati hanno analizzato i dati raccolti nella piattaforma GeneLab<\/strong><\/a> della Nasa (un database completo che include informazioni provenienti da studi su animali<\/em>), dallo studio sui gemelli Nasa Twin Study<\/strong><\/em><\/a>\u00a0e dai campioni di sangue e metaboliti dell\u2019urina raccolti da 59 astronauti<\/em> coinvolti nelle missioni spaziali avvenute dal 2006 al 2017. In particolare, il lavoro si basa quattro modelli di cellule umane, 13 diversi tessuti<\/em> (11 di origine animale e 2 umani) e 2 diversi ceppi di topo<\/em>. Da questi campioni viene estratta una serie di dati \u201comici<\/strong><\/a>\u201d (proteomici, metabolomici, trascrittomici ed epigenomici) quantitativi relativi ai cambiamenti nei tessuti e nelle cellule<\/em> che si verificano a causa dell\u2019effetto combinato della radiazione spaziale e della microgravit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n

\u00abAbbiamo confrontato tutti questi tessuti differenti di topi che hanno volato nello spazio in due diverse missioni,<\/em> e abbiamo visto che la disfunzione mitocondriale<\/strong> continuava a emergere\u00bb, continua Beheshti. \u00abAbbiamo considerato patologie del fegato e abbiamo visto che erano causate da meccanismi legati ai mitocondri<\/em>. Poi abbiamo guardato i problemi agli occhi<\/em> e abbiamo visto lo stesso. \u00c8 stato allora che abbiamo cominciato ad approfondire la questione in questa direzione\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Da sinistra, Scott e Mark, i gemelli Kelly. Crediti: Nasa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

I ricercatori spiegano quindi che la soppressione mitocondriale,<\/strong> cos\u00ec come la sovracompensazione<\/em> che a volte pu\u00f2 verificarsi a causa di tale soppressione, pu\u00f2 portare a risposte sistemiche da parte di molti organi e pu\u00f2 anche causare alcune comuni mutazioni nel sistema immunitario<\/em>. L\u2019analisi ha mostrato una significativa alterazione nei processi mitocondriali, cos\u00ec come fenomeni di immunit\u00e0 innata, infiammazione cronica, mutazioni nel ciclo cellulare, nel ritmo circadiano e nelle funzioni olfattive<\/em>. Usando le loro scoperte sui topi come punto di partenza, i ricercatori hanno poi verificato se gli stessi meccanismi potessero prendere piede nei viaggiatori spaziali umani. Prove a favore di una disfunzione mitocondriale e conseguenti danni al Dna sono stati trovati nei dati metabolici di urine e sangue dei 59 astronauti<\/em> e confermati dai dati del Nasa Twin Study<\/em> \u2013 un programma in cui i due gemelli identici Scott<\/strong><\/a> e Mark<\/strong><\/a> Kelly sono stati seguiti nel tempo<\/strong><\/a>, il primo sulla Stazione spaziale internazionale<\/em> e il secondo a Terra,<\/em> e che hanno riportato numerosi cambiamenti nell\u2019attivit\u00e0 mitocondriale. Alcuni di questi cambiamenti potrebbero spiegare le alterazioni nella distribuzione delle cellule immunitarie che si sono verificate in Scott<\/em> durante il suo anno nello spazio.<\/p>\n\n\n\n

\u00abSono rimasto assai sorpreso nel vedere che i mitocondri<\/strong> sono cos\u00ec importanti, perch\u00e9 non erano nei nostri radar. Ci stavamo concentrando su tutte le componenti sintomatiche a valle, e non avevamo ancora fatto questo collegamento\u00bb, dice Beheshti, sottolineando come le disfunzioni mitocondriali possano anche aiutare a spiegare un altro problema comune connesso alla permanenza nello spazio: la perturbazione dei ritmi circadiani<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019analisi biologica quantitativa condotta dagli scienziati si \u00e8 concretizzata in tre principali scoperte, riassunte a conclusione del manoscritto. La prima: gli effetti del volo spaziale sono pi\u00f9 evidenti nelle cellule isolate che negli organi interi,<\/strong> indicando il ruolo fondamentale giocato dalla complessit\u00e0 dei tessuti nella risposta allo stress sistemico legato allo spazio. In secondo luogo, il fegato subisce cambiamenti maggiori e diversi a livello genetico e nella conseguente espressione proteica rispetto ad altri organi<\/strong> \u2013 risultato in linea con il ruolo critico del fegato in quanto centro dinamico di rilevazione dei cambiamenti nella composizione sanguigna e nel mantenimento dell\u2019omeostasi<\/strong><\/a>. Infine, l\u2019analisi ha evidenziato come il volo spaziale influisca sulla funzione mitocondriale a livello genetico, proteico e metabolico della biologia cellulare<\/strong>, tissutale e organica<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
L\u2019abstract grafico dello studio pubblicato su Cell. Crediti: Willian A. da Silveira et al., Cell<\/em>, 2020<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Lo studio della Nasa non si \u00e8 concentrato solo sui danni. Contromisure per contrastare gli effetti negativi del volo spaziale<\/strong> sul corpo umano prevedono procedure o interventi nutrizionali e terapeutici volti a mantenere la salute, ridurre i rischi e migliorare la sicurezza<\/em>. Oggigiorno, la principale contromisura applicata agli astronauti \u00e8 l\u2019esercizio fisico<\/strong> \u2013 che dovrebbe contrastare anche l\u2019effetto della microgravit\u00e0 sul sistema cardiovascolare. Gli astronauti a bordo della Iss si esercitano fino a due ore al giorno, ma finora n\u00e9 l\u2019intensit\u00e0 n\u00e9 la durata dell\u2019esercizio hanno mostrato un\u2019efficacia sufficiente nel ridurre la notevole perdita ossea muscolare registrata, n\u00e9 riescono a prevenire mutazioni vascolari come l\u2019aumento dello spessore arterioso e medio-intimale, l\u2019atrofia cardiaca e lo sviluppo della resistenza all\u2019insulina. Oltre all\u2019esercizio fisico, sottolinea lo studio, in futuro la prevenzione deve dare spazio all\u2019impiego della farmacoterapia<\/strong> e di adeguati interventi nutrizionali<\/strong> gi\u00e0 utilizzati nei pazienti con disfunzioni mitocondriali sulla Terra.<\/p>\n\n\n\n

\u00abCi sono gi\u00e0 molti farmaci approvati per vari disturbi mitocondriali,<\/em> e sarebbe quindi relativamente semplice indirizzarli verso questa applicazione\u00bb, osserva Beheshti. \u00abLa soluzione pi\u00f9 semplice sarebbe quella di testare alcuni di questi farmaci con modelli animali e cellulari nello spazio<\/em>\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

Un aspetto essenziale della salute metabolica degli astronauti, anche a livello preventivo, \u00e8 il consumo dell\u2019apporto energetico consigliato<\/strong> \u2013 il giusto equilibrio fra carboidrati, grassi, vitamine e minerali. Il campo della terapeutica nutrizionale mitocondriale<\/strong> \u00e8 ancora in evoluzione, ma ci sono gi\u00e0 alcune prove che indicano trattamenti efficaci. Il candidato pi\u00f9 forte \u00e8 il coenzima Q10<\/strong><\/a> \u2013 CoQ10,<\/strong> un radicale libero lipidico solubile in nutrienti che protegge le cellule contro i danni ossidativi \u2013 che dovrebbe essere somministrato alla maggioranza dei pazienti con patologie mitocondriali primarie,<\/em> indipendentemente dalla carenza di CoQ10. Il suo impiego \u00e8 attualmente in fase di test sulla Iss come contromisura per le lesioni alla retina<\/strong>, e i risultati potrebbero portare, in futuro, verso il suo utilizzo come contromisura pi\u00f9 generale.<\/p>\n\n\n\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n\n\n\n