I ricercatori del Buck Institute hanno mostrato per la prima volta un legame tra dieta, ritmi circadiani, salute degli occhi e durata della vita Mosca della frutta. Pubblicato nel numero del 7 giugno 2022 di Collegamento con la naturaHanno anche scoperto inaspettatamente che i processi nell’occhio della mosca portano effettivamente al processo di invecchiamento.
Precedenti studi sull’uomo hanno dimostrato che esiste un’associazione tra disturbi agli occhi e cattiva salute. “Il nostro studio sostiene che questa è più di una semplice associazione: la disfunzione oculare può portare a problemi in altri tessuti”, ha affermato l’autore principale e professore del Buck Institute Pankaj Kapahi, Ph.D., il cui laboratorio ha dimostrato per anni che il digiuno e la restrizione calorica . Può migliorare molte funzioni del corpo. “Ora dimostriamo che il digiuno non solo migliora la vista, ma l’occhio ha un ruolo nell’influenzare la durata della vita”.
“La scoperta che l’occhio stesso, almeno nella Drosophila, può regolare direttamente la durata della vita, è stata una sorpresa per noi”, ha detto l’autore principale Brian Hodge, che ha svolto studi post-dottorato nel laboratorio di Kapahi.
La spiegazione di questo legame, ha detto Hodge, risiede negli “orologi” circadiani, il meccanismo molecolare all’interno di ogni cellula di ogni organismo che si è evoluto per adattarsi agli stress quotidiani, come i cambiamenti di luce e temperatura causati dall’alba e dal tramonto. Sole. Queste oscillazioni di 24 ore – ritmi circadiani – influenzano i comportamenti animali complessi, come le interazioni predatore-preda e i cicli sonno/veglia, per mettere a punto la regolazione temporale delle funzioni molecolari della trascrizione genica e della traduzione delle proteine.
Nel 2016, il Kapahi Laboratory ha pubblicato uno studio in metabolismo cellulare Si scopre che i moscerini della frutta con una dieta ristretta hanno mostrato cambiamenti significativi nel loro ritmo circadiano oltre ad estendere la loro durata di vita. Quando Hodge si è unito al laboratorio nello stesso anno, ha voluto scavare più a fondo per determinare quali processi promuovono le funzioni circadiane alterate dal cambiamento nella dieta e se i processi quotidiani sono necessari per la durata della vita più lunga osservata con restrizioni alimentari.
“Il moscerino della frutta ha una vita breve, il che lo rende un modello davvero interessante che ci consente di esaminare molte cose contemporaneamente”, ha affermato Hodge, uno scienziato attualmente presso Fountain Therapeutics nel sud di San Francisco. Lo studio è iniziato con un’ampia indagine su quali geni oscillavano quotidianamente quando le mosche con una dieta illimitata sono state confrontate con quelle alimentate solo con il 10% di proteine con una dieta illimitata.
Immediatamente, Hodge ha notato diversi geni che hanno interagito con la dieta e hanno anche mostrato alti e bassi in momenti diversi, o “ritmi”. Ha poi scoperto che i geni ritmici più attivati dalla restrizione alimentare sembravano provenire tutti dall’occhio, in particolare dai fotorecettori, i neuroni specializzati nella retina che rispondono alla luce.
Questa scoperta ha portato a una serie di esperimenti progettati per capire come la funzione oculare si inserisca nella storia di come la restrizione alimentare può prolungare la durata della vita. Ad esempio, hanno condotto esperimenti che dimostrano che tenere le mosche nella completa oscurità ne prolunga la durata della vita. “Ci è sembrato così strano”, ha detto Hodge. “Pensavamo che le mosche avessero bisogno di segnali luminosi per essere ritmici o circadiani”.
Quindi hanno usato la bioinformatica per chiedere: i geni circadiani dell’occhio, che sono anche sensibili alle restrizioni dietetiche, influiscono sulla durata della vita? La risposta era sì.
“Pensiamo sempre all’occhio come a qualcosa che ci serve, per fornire la vista. Non lo vediamo come qualcosa che ha bisogno di protezione per proteggere l’intero corpo”, ha affermato Kapahi, che è anche assistente professore di urologia all’Università di California, San Francisco.
Ha spiegato che poiché gli occhi sono esposti al mondo esterno, lì le difese immunitarie sono molto attive, il che può portare a infiammazioni che, se protratte per lunghi periodi di tempo, possono causare o esacerbare varie malattie. Inoltre, la luce stessa può causare la degenerazione dei fotorecettori che può causare infiammazione.
“Guardare gli schermi di computer e telefoni e l’esposizione all’inquinamento luminoso a tarda notte sono condizioni molto inquietanti per le ore quotidiane”, ha detto Kapahi. “Compromette la protezione degli occhi e può avere conseguenze oltre la vista, danneggiando il resto del corpo e del cervello”.
C’è molto da capire sul ruolo che l’occhio gioca nella salute generale e nella vita di un organismo, tra cui: in che modo l’occhio regola la durata della vita e lo stesso effetto si applica ad altre organizzazioni?
La domanda più grande che questo lavoro solleva perché può essere applicato agli esseri umani è, in poche parole, i fotorecettori nei mammiferi influenzano la longevità? Probabilmente non è tanto nei moscerini della frutta, ha detto Hodge, osservando che la maggior parte dell’energia di un moscerino della frutta viene spesa per gli occhi. Ma poiché i fotorecettori sono solo neuroni specializzati, ha detto, “il legame più forte che posso dire è il ruolo che la funzione quotidiana gioca nei neuroni in generale, specialmente con le restrizioni dietetiche, e come possono essere sfruttati per mantenere la funzione neuronale durante l’invecchiamento”.
Una volta che i ricercatori capiranno come funzionano questi processi, ha detto Hodge, possono iniziare a prendere di mira l’orologio molecolare per rallentare l’invecchiamento, aggiungendo che gli esseri umani potrebbero essere in grado di aiutare a preservare la vista attivando gli orologi nei nostri occhi. “Potrebbe essere dovuto a dieta, farmaci, cambiamenti nello stile di vita… Ci sono molte ricerche interessanti in vista”, ha detto.
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