Mitocondri: cosa sono e che ruolo hanno nell'invecchiamento?

Essenziali per la vita, hanno però funzioni legate anche ai processi di invecchiamento: negli ultimi anni il crescente interesse verso la salute mitocondriale ha portato allo sviluppo di nuove teorie sull’ageing e sull’origine di numerose patologie croniche. Molti studi suggeriscono infatti che la progressiva perdita di efficienza dei mitocondri rappresenti uno dei principali motori dell’invecchiamento cellulare e della comparsa di malattie degenerative. Tutto ciò, pertanto, ha molto a che fare con la longevità.

I mitocondri sono costituiti da una membrana esterna liscia e da una interna ripiegata a formare le cosiddette creste mitocondriali, fondamentali per la produzione di energia. Una delle loro caratteristiche più affascinanti è che possiedono un proprio DNA – chiamato DNA mitocondriale (mtDNA) ed ereditato quasi solo dalla madre – distinto dal DNA contenuto nel nucleo di ogni cellula.

Questo elemento rappresenta una traccia della loro origine evolutiva: secondo alcune teorie, infatti, i mitocondri deriverebbero da antichi batteri inglobati milioni di anni fa da cellule primitive, instaurando con esse una relazione di reciproco vantaggio.

Questi organelli non sono strutture statiche: si fondono, si dividono e si spostano continuamente all’interno della cellula attraverso processi chiamati fusione e fissione mitocondriale. Questa dinamica permette loro di adattarsi alle esigenze energetiche dei tessuti.

Il ruolo più noto dei mitocondri è la produzione di ATP (adenosina trifosfato), principale molecola utilizzata dalle cellule per trasferire energia: questo processo avviene attraverso la respirazione cellulare aerobica, ovvero una funzione metabolica attraverso cui le cellule convertono il glucosio in presenza di ossigeno per produrre energia.

Oggi la ricerca scientifica ha dimostrato, però, che i mitocondri partecipano anche ad altri processi, quali:

• regolazione del metabolismo cellulare, cioè delle reazioni chimiche che avvengono nelle cellule del nostro corpo;

• comunicazione tra organelli cellulari;

• controllo dell’infiammazione;

• apoptosi, cioè morte cellulare programmata;

• costruzione di alcune molecole biologiche complesse;

• risposta immunitaria;

• produzione di calore corporeo;

• differenziazione cellulare, ovvero la specializzazione delle cellule staminali in cellule specifiche

• regolazione epigenetica, cioè la modulazione dell’espressione dei geni.

Durante la produzione di energia, i mitocondri generano i cosiddetti ROS (Reactive Oxygen Species), un gruppo di molecole ossidanti che comprende anche i radicali liberi. In quantità moderate queste molecole svolgono funzioni fisiologiche importanti, come favorire le difese immunitarie.

Il problema nasce quando i ROS aumentano eccessivamente, superando la capacità antiossidante dell’organismo. In questo caso si sviluppa lo stress ossidativo, una condizione che può danneggiare proteine, lipidi, membrane cellulari e DNA mitocondriale.

Il mtDNA è particolarmente vulnerabile ai danni ossidativi perché meno protetto rispetto al DNA nucleare. Con il passare degli anni le mutazioni mitocondriali tendono pertanto ad accumularsi, riducendo progressivamente l’efficienza energetica cellulare.

Il progressivo deterioramento dei mitocondri contribuisce alla perdita di funzionalità dei tessuti e alla comparsa delle malattie legate all’età, attivando condizioni di infiammazione cronica di basso grado e quindi di fenomeni di inflammaging.

Con l’avanzare degli anni si osservano infatti:

• riduzione della produzione di ATP;

• aumento dello stress ossidativo;

• accumulo di mutazioni nel DNA mitocondriale;

• ridotta capacità di eliminazione dei mitocondri danneggiati e non più funzionanti tramite il processo detto mitofagia, un’attività di “pulizia” che ne consente la rimozione.

Tutto ciò aumenta il rischio di patologie anche gravi: infatti la perdita di funzionalità dei mitocondri è stata associata ad alcune condizioni patologiche specifiche, come:

• malattie neurodegenerative come Alzheimer e Parkinson;

• diabete di tipo 2;

• sindrome metabolica;

• patologie cardiovascolari;

• sarcopenia, ovvero la perdita progressiva di massa e forza muscolare;

• obesità;

• malattie autoimmuni.

Anche alcuni tumori sembrano essere favoriti dalle alterazioni di questi organelli: spesso le cellule tumorali presentano variazioni metaboliche strettamente collegate alla loro funzione. Non a caso i mitocondri stanno diventando un importante bersaglio per nuove terapie anti-cancro. Prima però che si sviluppino vere e proprie patologie, una loro disfunzione può dar luogo a sintomi molto diversi tra loro, dal momento che ogni tessuto dipende dall’energia cellulare.

È stato inoltre dimostrato che la disfunzione dei mitocondri potrebbe essere correlata a patologie neuropsichiatriche: ad esempio, nel corso di uno studio su un modello animale, pubblicato nel 2022 da Mechanisms of Ageing and Development, sono stati trapiantati mitocondri di giovani topi nel cervello di topi più anziani ottenendo una riduzione dei comportamenti ansiosi e depressivi correlati all’età.

La perdita di funzionalità dei mitocondri è legata a vari fenomeni, primo tra tutti il fisiologico invecchiamento che si configura quindi come causa e conseguenza allo stesso tempo, dando luogo a un circolo vizioso. Tuttavia gli stili di vita hanno un ruolo importante nel favorire la disfunzione.

Ad esempio, la favoriscono abitudini quali:

• sedentarietà;

• alimentazione squilibrata;

• obesità;

• fumo di sigaretta;

• abuso di alcol;

• esposizione a tossine;

• stress cronico;

• carenza di sonno.

È dimostrato che diverse abitudini e lo stile di vita possono favorire il mantenimento dell’efficienza energetica cellulare.

L’esercizio fisico rappresenta probabilmente lo strumento più efficace per migliorare la funzione mitocondriale. L’attività aerobica (cioè di intensità moderata e lunga durata, come la corsa, il nuoto, la bicicletta o la camminata) stimola infatti la biogenesi, cioè la produzione di nuovi mitocondri.

 

D’altro canto l’attività anaerobica (allenamento di forza) contribuisce alla salute mitocondriale, soprattutto negli anziani, contrastando la sarcopenia. Anche gli esercizi che attivano entrambi i metabolismi (aerobico e anaerobico), come giochi di squadra, sport da combattimento e simili, producono risultati positivi sull’efficienza dei nostri mitocondri.

Le diete ricche di alimenti vegetali, fibre, grassi insaturi e sostanze antiossidanti sembrano associate a una migliore funzione cellulare e quindi anche dei mitocondri. Frutta, verdura, legumi, cereali integrali, pesce azzurro e olio extravergine di oliva forniscono nutrienti utili al metabolismo energetico. Al contrario, un eccesso di zuccheri raffinati, grassi trans e alimenti ultraprocessati può favorire infiammazione e stress ossidativo.

Negli ultimi anni sono stati studiati diversi integratori potenzialmente utili per la salute dei mitocondri, tra cui:

• coenzima Q10;

• acetil-L-carnitina;

• acido alfa-lipoico;

• creatina;

• omega-3;

• resveratrolo;

• magnesio.

Nella produzione di energia a livello dei mitocondri un ruolo importante è giocato inoltre da una sostanza detta NAD+ (nicotinammide adenina dinucleotide), molecola essenziale per il metabolismo energetico: è infatti fondamentale per le reazioni metaboliche che permettono agli organelli di produrre ATP in modo efficiente. Purtroppo, però, con l’età i livelli di NAD+ tendono a diminuire contribuendo a un’ulteriore riduzione dell’efficienza energetica cellulare. Numerosi studi, come uno pubblicato lo scorso anno daMetabolic Health and Disease, stanno mostrando il possibile ruolo di precursori del NAD+, come nicotinamide riboside (NR) e nicotinamide mononucleotide (NMN) somministrati come integratori, nel supporto della funzione mitocondriale e della longevità.

Quando si parla di integratori, tuttavia, va precisato che molte evidenze derivano ancora da studi preclinici e servono ulteriori conferme cliniche sull’uomo. Gli integratori, infatti, non possono sostituire uno stile di vita sano, né rappresentano una terapia universale contro l’invecchiamento.

La deprivazione cronica di sonno aumenta lo stress ossidativo e altera il metabolismo energetico cellulare. Lo stress cronico, attraverso l’aumento persistente del cortisolo e dei processi infiammatori, può compromettere l’efficienza mitocondriale. Tecniche di rilassamento, mindfulness, attività fisica e corretta igiene del sonno possono contribuire indirettamente alla salute cellulare.

La medicina mitocondriale è oggi uno dei settori più promettenti della ricerca biomedica. Gli studiosi stanno esplorando nuove strategie terapeutiche per migliorare la funzione dei mitocondri e in questo modo cercare di rallentare i processi associati a patologie degenerative legate anche all’età (ne parla ad esempio una review del 2025 uscita suFuture Medicine), favorendo in questo modo la longevità. Tra i filoni più interessanti vi sono:

• terapie geniche sul mtDNA;

• farmaci rivolti alla funzione mitocondriale;

• molecole che stimolano la mitofagia;

• nuovi approcci per aumentare il NAD+;

• interventi nutrizionali personalizzati.

Sebbene molte applicazioni siano ancora sperimentali, il crescente numero di studi conferma il ruolo centrale dei mitocondri nel benessere e nella longevità.