Un recente studio mette il luce il ruolo dei mitocondri nella salute degli astronauti

Eroi e punti deboli

Tutti noi conosciamo il celebre eroe dei fumetti Superman, dotato di straordinari poteri che però vengono neutralizzati dalla “criptonite” questa fantomatica roccia di colore verde letale per il suo popolo. Ma non è il solo degli eroi ad avere un punto debole: per Achille era il tallone, per Sansone i capelli e per gli astronauti? Ebbene un recente studio della NASA pubblicato sulla rivista Cell, ha scoperto come tutti, o quasi, i problemi di salute legati alla permanenza nello spazio paiano essere riconducibili ad un unica, singola e minuscola causa o meglio ad un unico organello: ” i mitocondri”.

Facciamo un passo indietro

A chi non è capitato, almeno una volta nella vita, di vedere un astronauta nello spazio? Di sicuro la prima cosa che abbiamo notato è il fatto che essi fluttuino liberi in aria. Bene, questo accade perché essi si trovano in una condizione di “microgravità ovvero una condizione in cui la gravità è quasi nulla. Sebbene possa sembrare divertente e suscitare una certa dose di invidia da parte di noi comuni mortali, questa condizione non è molto salutare per l’organismo umano, il quale risente molto dell’assenza di peso e anche di un altro aspetto le radiazioni provenienti dallo spazio inclusa la nostra stella. Nel corso degli anni abbiamo notato, infatti, che gli astronauti subiscono una sorta di indebolimento simile ad un precoce e rapido processo di “invecchiamento”. Nello specifico, tra i vari problemi vi sono: perdita del tono muscolare ed osseo ( non a caso durante la loro permanenza a bordo della ISS devono costantemente allenarsi per ridurre il più possibile questi effetti), alterazione del sistema immunitario ( si riduce e/o si alterano alcune cellule deputate alla difesa del nostro corpo) ed ancora aumento del rischio di sviluppare tumori, aumentato stresso ossidativo nonché mutata espressione dei cardiomiociti e problemi cardiovascolari di varia natura. Insomma, la vita nello spazio non è tutta “rose e fiori” o per meglio dire tutta “razzi e voli”, anzi, le difficoltà sono molte soprattutto se si pensa alle tempistiche associate alle future missioni umane su Marte, le quali implicheranno una notevole permanenza degli astronauti in condizioni di microgravità ed esposizione a radiazioni.

Luca Parmitano (ASI/ESA) in una posa da Superman a bordo della ISS

Ma cosa hanno scoperto?

Se questi sono i risultati dell’esposizione dell’organismo a tali condizioni, resta da capire quali sia “l’anello mancante” ovvero cosa si altera di base nell’organismo che poi determina il manifestarsi di tutti questi problemi. Come accennato in precedenza, un recente studio della NASA, che qui trovate per intero, pare aver trovato una soluzione a questo enigma: i mitocondri. Si, proprio loro, le locomotive delle nostre cellule, simili a dei fagioli borlotti, che, probabilmente in un remoto passato, erano dei microorganismi autonomi, dotati di un DNA circolare (ad anello) tutto loro che viene trasmesso “prevalentemente” dalla madre. In questo studio, i ricercatori hanno analizzato il problema con un approccio differente, di tipo sistemico; in altre parole si sono chiesti se a monte di tutti questi problemi ci fosse una causa che li potesse spiegare tutti. Dai loro risultati pare proprio di SI!

Mitocondrio al microscopio elettronico.

Come hanno proceduto?

Inizialmente hanno analizzato i dati presenti nell’archivio della NASA “GeneLab” ( i cui dati sono frutto di studi effettuati su modelli animali), poi quelli dello studio sui gemelli Scott e Mark Kelly ( NASA Twin Study) ed infine i dati raccolti ed ottenuti dai campioni di sangue ed urina di ben 59 astronauti. L’obiettivo dello studio era quello di incrociare i risultati per mettere inevidenza delle similitudini. Nello specifico sono state condotte analisi su 4 differenti modelli di cellule umane, 2 tessuti umani, 11 di animali e ben 2 differenti ceppi di topi.

I gemelli Scott e Mark Kally

Risultati

Dall’analisi dei dati raccolti sui modelli murini è emersa una costante, ovvero, un’ alterazione delle funzioni mitocondriali. Da qui hanno notato che queste alterazioni nei topi, capaci di portare a numerose alterazioni funzionali ( alterazione del ritmo circadiano, perdita del senso dell’olfatto, processi flogistici cronici ricorrenti ecc..), erano presenti, con sorpresa degli stessi ricercatori, anche nei campioni umani. In conclusione allo studio, vengono evidenziati i 3 punti salienti di questa ricerca:

  1. Le alterazioni sono più rapide ed evidenti nelle singole cellule piuttosto che nei tessuti, confermando il fatto che le cellule di questi lavorano in concerto nella promozione della risposta ad insulti esterni.
  2. Il fegato, organo di primaria importanza nei processi di omeostasi( condizione di conservazione dell’ equilibrio dell’organismo) e nel percepire le variazioni a livello ematico, è tra gli organi he più risentono di queste alterazioni.
  3. Come sia evidente il ruolo del volo spaziale nell’alterazione dei processi funzionali dei mitocondri a più livelli: da quello genetico a quello proteico; con ricadute sulla singola cellula e di conseguenza su tessuti ed organi.
Schema della ricerca sintetizzato in un poster

Soluzioni?

Per ora non è ancora ben chiaro quali siano le strategie migliori da applicare, però ci sono molteplici soluzioni complementari che potrebbero essere applicate. Ad oggi abbiamo diversi farmaci regolatori delle funzioni mitocondriali che potrebbero essere sperimentati “in vitro” sulla ISS per valutarne gli eventuali effetti benefici, ma un ruolo altrettanto importante è rappresentato da una dieta equilibrata in cui. grassi, vitamine, proteine e carboidrati vengano assunti dagli astronauti in misure adeguate a sopperire tali deficit!

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