Il caldo estremo può accelerare l'invecchiamento negli anziani

Mentre il sole invecchia la pelle , il calore fa lo stesso in tutto il corpo. Uno studio condotto su campioni di sangue di migliaia di anziani americani dimostra che coloro che vivono in aree in cui si verificano episodi di temperature estreme presentano una maggiore senescenza a livello cellulare. Lo studio, pubblicato su Science Advances , ha scoperto che un processo molecolare di base dell'espressione genetica viene alterato settimane e mesi dopo i giorni più caldi. Questi risultati replicano quelli simili riscontrati nelle popolazioni tedesca e taiwanese. Non è ancora chiaro il meccanismo esatto attraverso il quale un termometro fuori controllo accelera l'invecchiamento. Ma l'accumulo di prove, soprattutto nel contesto del cambiamento climatico, ci obbliga ad annoverare il caldo eccessivo, insieme al tabacco e all'inquinamento, tra i fattori ambientali che accorciano la vita.

Sono poche le persone che muoiono per colpo di calore; la maggior parte di coloro che muoiono a causa delle ondate di calore sempre più frequenti, intense e durature, muore per qualcosa che ha un nome un po' macabro: l'effetto raccolto: persone con precedenti patologie o, soprattutto, anziani, che vengono uccisi da un evento di temperatura estrema prima di quanto indicherebbe la loro età anagrafica. Ma se non uccide, il calore può già causare molti danni, soprattutto ai corpi di persone relativamente anziane. Per scoprirlo, i ricercatori della Leonard Davis School of Gerontology presso l'Università della California del Sud (Stati Uniti) hanno analizzato campioni di sangue di 3.686 americani di età superiore ai 56 anni.

La mostra fa parte di un progetto nazionale che monitora lo stato di salute dei partecipanti. Ma ciò a cui Eunyoung Choi e Jennifer Ailshire, ricercatrici dell'Università della California, erano interessate era una cosa molto specifica: la metilazione del DNA. Si tratta di un processo biochimico di base dell'organismo mediante il quale vengono aggiunti al DNA dei marcatori chimici che funzionano come interruttori genici. Qualche anno fa si è scoperto che il suo funzionamento è variabile e che questa variabilità dipende da diversi fattori, tra cui spicca il passare del tempo. Oggi il grado di metilazione del DNA è uno dei principali biomarcatori per determinare l'età biologica, che non sempre coincide con l'età cronologica. Grazie a queste informazioni sono stati sviluppati diversi orologi epigenetici che i ricercatori utilizzano per misurare l'invecchiamento.

“La metilazione del DNA è un processo che regola l’espressione genica, ovvero attiva o disattiva i geni senza modificare il codice genetico stesso”, spiega Choi, primo autore dello studio pubblicato su Science Advances . “È stato dimostrato che fattori di stress ambientali come il calore, l’inquinamento atmosferico e lo stress psicologico influenzano i modelli di metilazione del DNA”, aggiunge. Ma nel caso delle temperature, ciò che sappiamo è dovuto a esperimenti condotti su diversi organismi di laboratorio, dai nematodi come C. elegans ai topi classici. “Nel caso del calore, l’esposizione prolungata può innescare risposte fisiologiche allo stress, come l’infiammazione e lo stress ossidativo, che, a loro volta, possono portare a cambiamenti nella metilazione del DNA”, aggiunge il ricercatore.

Dopo aver studiato i modelli di metilazione nel sangue degli anziani nel campione utilizzando tre diversi orologi epigenetici, i ricercatori hanno posizionato ciascuno dei partecipanti su una mappa degli Stati Uniti alimentata con dati di temperatura e umidità in diversi intervalli di tempo, da poche settimane prima di ogni serie di prelievi di sangue fino a diversi mesi.

"Il nostro studio ha scoperto che gli anziani che vivono in aree con giornate di caldo estremo hanno mostrato un invecchiamento biologico più rapido rispetto a quelli che vivono in aree più fredde", ha affermato Choi in una e-mail. Osservando la mappa sottostante, risulta subito chiaro che la maggior parte delle contee in cui si sono verificati eventi di temperature elevate sono concentrate nel sud-est degli Stati Uniti, dove si trovano la Florida, il bacino meridionale del Mississippi e gran parte del Texas e il confine con il Messico. È in queste zone che si concentrano gli anziani, la cui età biologica sta accelerando. Questa accelerazione epigenetica dell'invecchiamento è stata associata a un aumento del rischio di malattie croniche, come malattie cardiovascolari, diabete e mortalità. Tuttavia, la stessa ricercatrice sottolinea che “si tratta di uno studio osservazionale, il che significa che non possiamo stabilire una causalità definitiva”. Tuttavia, conclude Choi, “l’associazione che abbiamo osservato suggerisce che l’esposizione prolungata al calore estremo può contribuire all’invecchiamento accelerato a livello molecolare”.

La dottoressa Alexandra Schneider, responsabile del gruppo di ricerca sui rischi ambientali presso l'Helmholtz Centre di Monaco di Baviera, in Germania, non è stata coinvolta nel lavoro di Choi e Ailshire, ma ha guidato la propria ricerca, pubblicata nel 2023 . È la prima volta che trovano un'associazione tra l'esposizione a medio termine al calore e l'accelerazione dell'invecchiamento epigenetico. Hanno analizzato la metilazione del DNA di 3.500 abitanti della città di Augusta e del suo distretto, prelevando campioni di sangue successivi e mettendoli in relazione con la temperatura rilevata nelle quattro-otto settimane precedenti il ​​prelievo. Come osservarono in seguito i ricercatori americani, il team tedesco scoprì che più alta era la temperatura, più rapido era l'invecchiamento.

"I metodi utilizzati nel nuovo studio mi sembrano tutti validi. “Usano orologi epigenetici di prima, seconda e terza generazione per confrontarli”, afferma Schneider in un'e-mail sul lavoro di Choi e Ailshire. “Non sono sorpreso dai risultati, poiché abbiamo trovato effetti comparabili nel nostro studio”, aggiunge il tedesco, che conclude: “Nel complesso, i risultati indicano che l’accelerazione epigenetica dell’invecchiamento è un processo che rafforza le associazioni spesso osservate tra alte temperature e mortalità o malattie legate all’età”.

Tra i lavori dei ricercatori tedeschi e americani, nell'aprile 2024 i ricercatori della National Taiwan University hanno pubblicato quello che considerano il primo lavoro sull'associazione tra temperatura e metilazione del DNA nel gruppo etnico Han (gli stessi cinesi), che costituisce circa il 20% della popolazione mondiale. Nel suo caso, il campione era composto da poco più di 2.000 persone. Anche in questo caso, come nei lavori precedenti e successivi, è stata riscontrata una correlazione tra calore e invecchiamento biologico accelerato. In questo caso, però, il campione non era limitato alle persone anziane, ma comprendeva partecipanti di età compresa tra i 20 e i 70 anni, il che indicherebbe che gli effetti nocivi del calore non sarebbero limitati agli anziani.

Il dottor Manel Esteller, ricercatore di epigenetica del cancro presso la Fondazione Josep Carreras, sottolinea che l'età cronologica, determinata dalla data di nascita, non deve necessariamente coincidere con l'età biologica, "come dimostrato dall'invecchiamento dei fumatori". Riguardo al caldo, ricorda che non ci sono indizi sul fatto che moriranno prima, "ma sono invecchiati". Poi chiarisce che ciò che si sta scoprendo sono gli effetti delle temperature estreme, dei picchi di calore. Infatti, due degli studi, quello tedesco e quello taiwanese, sono stati condotti su popolazioni abituate a temperature miti. "Se vivi in ​​una zona torrida, ci sono degli adattamenti", afferma lo scienziato.

Ciò che conta qui è quanto il corpo riesce ad adattarsi all'aumento delle temperature. Studi condotti sulle popolazioni spagnole hanno dimostrato un relativo adattamento al caldo, il che spiegherebbe perché durante le estati calde muoiono meno persone rispetto ai decenni passati. Ma l'invecchiamento è un'altra cosa. Come spiega Choi, il primo autore dello studio sugli anziani americani: “Sebbene non possiamo escludere la possibilità che un certo grado di adattamento possa verificarsi in popolazioni costantemente esposte ad alte temperature, ciò non significa necessariamente che siano immuni al costo biologico dell’esposizione cronica ed estrema al calore”.

Come Esteller, il suo collega, il dottor José Ignacio Martín-Subero, responsabile del gruppo di epigenomica biomedica IDIBAPS presso l'Hospital Clínic di Barcellona, ​​ricorda che "l'esposizione al calore estremo non significa necessariamente che vivrai meno, ma che sarai più vulnerabile". Ciò che risalta in questo lavoro è che, insieme ai precedenti, aggiunge calore al “catalogo dei fattori ambientali che, come il tabacco, ci invecchiano e conoscere questo catalogo, ma anche quello dei fattori che ci ringiovaniscono, ci permette di prendere decisioni su come vogliamo vivere”.