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livello medio
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ARGOMENTO: MEDICINA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Rischio cardiaco, longevità, squalo della Groenlandia Somniosus microcephalus, lipofuscina
Lo squalo della Groenlandia (Somniosus microcephalus) è uno degli squali più longevi, con una vita stimata di circa 300 anni, e viene considerato un modello unico per studiare la longevità dei vertebrati. In un recente studio Resilienza all’invecchiamento cardiaco nello squalo groenlandese Somniosus microcephalus di Chiavacci et alii, i ricercatori sono stati in grado di caratterizzare il suo profilo di invecchiamento cardiaco, e di confrontarlo con altre due specie ittiche significative: lo squalo d’acque profonde Etmopterus spinax e un teleoste di breve durata, il Nothobranchius furzeri.
Vediamo la notizia. Dall’analisi istologica dei tessuti cardiaci dello squalo della Groenlandia è emersa un’estesa fibrosi interstiziale e perivascolare in tutto il miocardio ventricolare, che interessa sia gli strati compatti che quelli spugnosi di entrambi i sessi, cosa che è invece assente nelle altre due specie esaminate. In particolare, si è osservato un accumulo estremo di lipofuscina o nelle cellule muscolari specializzate del cuore, responsabili della contrazione e del pompaggio del sangue nel corpo, i cosiddetti cardiomiociti, una presenza che, a livello ultrastrutturale, si correla con l’abbondanza di mitocondri danneggiati. Sorprendentemente, potremmo dire nonostante tutto, gli squali esaminati apparivano sani e fisiologicamente non compromessi dal punto di vista cardiovascolare. Questo suggerisce che essi potrebbero aver sviluppato una resilienza ai segni di invecchiamento a livello molecolare e tissutale, sostenendo una funzione cardiaca non certo ottimale per secoli.
Somniosus microcephalus con Ommatokoita, ritagliato da Greenland shark profile.jpg – Fonte Autore Hemming 1952 Somniosus microcefalo con Ommatokoita.png – Wikimedia Commons
Facciamo un passo indietro, lo squalo della Groenlandia (Somniosus microcephalus) è un grande squalo oceanico che può arrivare ad oltre cinque metri di lunghezza, che vive nelle acque profonde e fredde delle alte latitudini settentrionali. Questo squalo è conosciuto per il suo lentissimo tasso di crescita lento ed una longevità eccezionale. In particolare, la datazione al radiocarbonio dei nuclei delle sue lenti oculari ha rivelato che la sua maturità sessuale viene raggiunta a circa 150 anni, con una vita media massima di almeno 272 anni, cosa che, secondo alcuni studi 1, lo rende il vertebrato con la vita più longeva conosciuto.
Una lunga vita ma trascorsa in un ambiente ostile, caratterizzato da basse temperature, dove questo squalo caccia efficacemente le sue prede nonostante la sua poca reattività (è un nuotatore lento con velocità media di crociera di ~0,3 m/s) che gli consente comunque di sostenere il suo basso metabolismo. Nonostante la sua notevole longevità, la conoscenza della storia della vita, dell’ecologia e della fisiologia di questo animale è però ancora poco conosciuta. Gli autori dello studio citato hanno analizzato la sua funzione cardiovascolare a fronte della sua veneranda età, considerando che la prima è la componente più elevata nel rischio di mortalità animale. Purtroppo, negli esseri umani e nella maggior parte dei vertebrati, l’invecchiamento comporta lenti cambiamenti istologici nel cuore, tra cui il rimodellamento fibrotico cardiaco, la perdita di riserva cardiomiocitaria e uno stress ossidativo cumulativo, tutti elementi che contribuiscono al lento declino funzionale cardiaco 2, aumentando la probabilità di morte individuale.
Figura S1 da studio citato: sezione della parete ventricolare di S. microcephalus. Freccia nera: capsula fibrosa pericardica. Freccia gialla: strato miocardico compatto. Freccia verde: strato miocardico spugnoso. Asterischi gialli: vasi coronarici. Scala blu: 500 µm Resilienza all’invecchiamento cardiaco nello squalo Groenlandia Somniosus microcephalus – Chiavacci – 2026 – Cellula dell’invecchiamento – Wiley Online Library
Secondo lo studio, alcune caratteristiche del cuore e dei vasi sanguigni dello squalo della Groenlandia hanno attirato l’attenzione degli studiosi. Il suo cuore, come tutti i Condrichtiani, ha due camere e consiste in un vano sinusale, atrio, ventricolo ed il tratto di uscita disposti in sequenza. Ma il sistema cardiocircolatorio di questo grande squalo potrebbe presentare specifiche adattazioni fisiologiche e strutturali legate al suo lento stile di vita, tali da renderlo resistente all’invecchiamento cardiaco , consentendogli così un’estrema longevità.
Squalo lanterna di velluto (Etmopterus spinax) catturato a sud di Langesund, Norvegia 2011 – Autore Joacim Näslund Squalo lanterna a ventre velluto Etmopterus spinax (Langesund, Norvegia 2011).jpg – Wikimedia Commons
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Un’altra ipotesi è che lo squalo, nonostante tutto, mantenga la sua funzione cardiaca nonostante il passare del tempo mostrando così una eccezionale resilienza. Nello studio sono state esaminate le due ipotesi, indagando i segni e le caratteristiche istologiche dell’invecchiamento nei campioni di cuore dello Squalo e raffrontandole con i cuori delle due specie di confronto: lo squalo d’acque profonde Etmopterus spinax (Linnaeus, 1758) comunemente noto come squalo lanterna a ventre vellutato, uno squalo ampiamente presente nell’Oceano Atlantico nord-orientale e nel Mar Mediterraneo, ed il killifish turchese africano, un piccolo pesce che presenta una vita molto più breve (Nothobranchius furzeri).
Nothobranchius furzeri – Autore Maxime De bources Nothobranchius-furzeri.jpg – Wikimedia Commons
In particolare, sia l’E. spinax che il S. microcephalus derivano da un antenato comune degli Squalomorfi che visse circa 100 milioni di anni e colonizzò gli habitat d’acque profonde. A differenza del grande squalo della Groenlandia, l’E. spinax, uno squalo di dimensioni minori (< 50 cm), ha una vita massima di 8 anni per i maschi e di 11 per le femmine. Il terzo pesce preso in esame per lo studio, N. furzeri, è invece il vertebrato con la vita in cattività più breve e rappresenta un riferimento chiave per l’invecchiamento cardiaco.
In estrema sintesi, è stata misurata nei campioni la quantità di lipofuscina, un pigmento auto-fluorescente composto principalmente da proteine ossidate reticolate, lipidi e metalli, considerato un fattore distintivo dell’invecchiamento cellulare. Il confronto tra le tre specie ha quindi permesso di convalidare l’ipotesi che l’accumulo di lipofuscina possa essere considerato un marcatore cardiaco nell’invecchiamento cardiaco. In particolare, dalla valutazione istologica del ventricolo dello squalo della Groenlandia, in esemplari con un’età compresa tra i 100–155 anni, è emersa una fibrosi diffusa (in entrambi i sessi) in tutto il miocardio ventricolare, che interessa sia lo strato compatto esterno sia il miocardio spugnoso interno.
Cui prodest?
Nel caso dei centenari umani si identificano tre diversi fenotipi: alcuni non mostrano segni di malattie associate all’età (detti evasi), altri hanno un’insorgenza ritardata (evasivi) o mantengono funzioni fisiologiche nonostante la presenza di condizioni patologiche legate all’invecchiamento (sopravvissuti), esempi di una resistenza degli individui rispetto alla resilienza 3. Nonostante gli squali della Groenlandia presentassero segni di invecchiamento cardiaco – come la fibrosi interstiziale e perivascolare ed un accumulo di lipofuscina – essi apparivano fenotipicamente sani. Questa curiosa dissociazione tra i marcatori dell’invecchiamento e il declino funzionale, sembra quindi favorire la resilienza come meccanismo chiave che consente un’estrema longevità in certi individui,. Viene da se che lo squalo della Groenlandia appare essere un modello interessante per studiare la resilienza all’invecchiamento dei tessuti. L’accumulo di lipofuscina ritrovato, derivato dal danneggiamento mitocondriale – sembra indicare che, nonostante i processi ossidativi in corso, le cellule possono mantenere la vitalità senza attivare un’eccessiva autofagia o andare incontro ad apoptosi (una forma di morte cellulare programmata). Questa resilienza estremamente elevata potrebbe quindi riflettere un meccanismo adattativo che consente a specie longeve di preservare la funzione cardiaca per periodi di tempo prolungati, tramite meccanismi compensatori ancora da comprendere.
Rimandando alla lettura dello studio in riferimento, questa scoperta apre sicuramente nuove conoscenze che potrebbero portare a studi e applicazioni pratiche per mitigare il declino cardiaco legato all’età negli esseri umani.
Note
1 lipofuscina, o pigmento dell’invecchiamento, è un accumulo granulare di molecole polimeriche non degradabili, residui dell’ossidazione di lipidi e proteine, che provocano danni progressivi al tessuto di cui fanno parte.
Riferimento
Studio citato https://doi.org/10.1111/acel.70505
Note
0 lipofuscina, o pigmento dell’invecchiamento, è un accumulo granulare di molecole polimeriche non degradabili, residui dell’ossidazione di lipidi e proteine, che provocano danni progressivi al tessuto di cui fanno parte.
1. Hansen, P. 1963. “Esperimenti di marcatura con lo squalo della Groenlandia (Somniosus microcephalus (Bloch e Schneider)) nella sottoarea 1.” Pubblicazione Speciale della Commissione Internazionale per la Pesca dell’Atlantico Nordoccidentale 4: 172–175.;
Nielsen, J., R. B. Hedeholm, J. Heinemeier, et al. 2016. “Il radiocarbonio con lenti oculari rivela secoli di longevità nello squalo della Groenlandia (Somniosus microcephalus).” Science 353: 702–704.
2. Biernacka, A., e N. G. Frangogiannis. 2011. “Invecchiamento e fibrosi cardiaca.” Invecchiamento e malattia 2: 158–173.;
Lu, J.-Q., C. M. F. Monaco, T. J. Hawke, C. Yan e M. A. Tarnopolsky. 2020. “Aumento degli aggregati intra-mitocondriali di lipofuscina con formazione sferica di corpo denso nella miopatia mitocondriale.” Journal of the Neurological Sciences 413: 30152.;
Fleg, J. L. e J. Strait. 2012. “Cambiamenti associati all’età nella struttura e funzione cardiovascolare: un ambiente fertile per le malattie future.” Heart Failure Reviews 17: 545–554.;
Yoneyama, K., B. A. Venkatesh, D. A. Bluemke, R. L. McClelland e J. A. C. Lima. 2016. “Risonanza magnetica cardiovascolare in una popolazione umana adulta: osservazioni seriali dallo studio multietnico sull’aterosclerosi.” Rivista di Risonanza Magnetica Cardiovascolare 19: 52.;
Anversa, P., e B. Nadal-Ginard. 2002. “Rinnovamento dei miociti e rimodellamento ventricolare.” Nature 415: 240–243.;
Gazoti Debessa, C. R., L. B. Mesiano Maifrino e R. Rodrigues de Souza. 2001. “Cambiamenti legati all’età della rete di collageni del cuore umano.” Meccanismi di invecchiamento e sviluppo 122: 1049–1058.;
Chen, M. S., R. T. Lee e J. C. Garbern. 2022. “Meccanismi di senescenza e bersagli nel cuore.” Ricerca Cardiovascolare 118: 1173–1187;
Lesnefsky, E. J., Q. Chen e C. L. Hoppel. 2016. “Metabolismo mitocondriale nel cuore invecchiato.” Ricerca sulla Circolazione 118: 1593–1611.
3. La resistenza è la capacità di opporsi a una perturbazione; la resilienza può essere definita come la capacità di un sistema di tornare a uno stato fisiologico dopo una perturbazione.
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