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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-09162024-101617


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
CICCAGLIONE, ELENA
URN
etd-09162024-101617
Titolo
Dieta mediterranea e invecchiamento
Dipartimento
FARMACIA
Corso di studi
SCIENZE DELLA NUTRIZIONE UMANA
Relatori
relatore Pucci, Laura
correlatore Longo, Vincenzo
Parole chiave
  • aging
  • dieta mediterranea
  • invecchiamento
  • mediterranean diet
  • oxidative stress
  • stress ossidativo
Data inizio appello
02/10/2024
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
02/10/2094
Riassunto
La dieta mediterranea è riconosciuta a livello globale per i suoi numerosi benefici sulla salute, confermati da una vasta gamma di studi scientifici. Questo modello alimentare, originario delle regioni costiere del Mar Mediterraneo, va oltre un semplice insieme di abitudini alimentari, rappresentando un vero e proprio stile di vita che include tradizioni, cultura e un forte legame con il territorio e la stagionalità degli alimenti, riducendo il consumo di carne rossa e alimenti trasformati.

Le radici della dieta mediterranea affondano in pratiche agricole millenarie e ha subito varie evoluzioni nel corso della storia, arricchendosi grazie agli influssi di diverse culture. Originariamente basata sull’alimentazione della civiltà greco-romana ha poi subito l'influenza delle civiltà barbariche e degli Arabi nel IX secolo che hanno introdotto nuovi alimenti e tecniche culinarie. La scoperta delle Americhe ha aggiunto ulteriori alimenti che oggi sono considerati fondamentali nella cucina mediterranea.

Numerosi studi hanno dimostrato che la dieta mediterranea contribuisce alla prevenzione di malattie croniche come il diabete mellito, l'obesità, le malattie cardiovascolari e il declino cognitivo. Questo modello alimentare, grazie alla sua ricchezza in antiossidanti, fibre e grassi sani, favorisce una riduzione dei processi infiammatori e un miglioramento della salute metabolica.

Oltre agli aspetti nutrizionali, la dieta mediterranea promuove uno stile di vita sostenibile. Consumare alimenti di stagione e locali non solo assicura un maggiore apporto di nutrienti, ma riduce l'impatto ambientale associato al trasporto di cibo, favorendo la sostenibilità. Questo approccio alimentare è inoltre legato a un modo di vivere che valorizza la convivialità, l'attività fisica e un rapporto equilibrato con il cibo. Un aspetto cruciale della dieta mediterranea è l'importanza attribuita alla stagionalità e alla provenienza locale degli alimenti.

L'invecchiamento seppur presenti caratteristiche simili al concetto di malattia è un processo normale, naturale e inevitabile.

Le principali caratteristiche molecolari e cellulari dell'invecchiamento includono l'instabilità genomica, l'accorciamento dei telomeri, le alterazioni epigenetiche e la disfunzione mitocondriale. Questi processi sono strettamente interconnessi e l'organismo attiva meccanismi compensatori per mantenere l'omeostasi.

Un aspetto cruciale dell'invecchiamento, ma anche in molte patologie ad esso correlate, è lo stress ossidativo, causato da uno squilibrio tra la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) e la loro neutralizzazione. Sebbene i ROS svolgano un ruolo fondamentale nella difesa immunitaria e nella regolazione cellulare, il loro accumulo può portare a danni cellulari, invecchiamento precoce e malattie croniche. Inoltre, lo stress ossidativo influisce sull'accorciamento dei telomeri, un marker dell'invecchiamento biologico, contribuendo alla senescenza cellulare e all'insorgenza di disturbi legati all'età, tra cui patologie cardiovascolari e neurodegenerative.

La telomerasi, l'enzima che mantiene la lunghezza dei telomeri, gioca un ruolo cruciale nella prevenzione dell'invecchiamento cellulare. Tuttavia, la sua attivazione è anche associata alla proliferazione tumorale, rendendo complessa la sua regolazione per scopi terapeutici.

Inoltre, negli ultimi anni, i mitocondri sono sempre più riconosciuti per il loro ruolo nella risposta allo stress e nel processo di invecchiamento. La disfunzione mitocondriale è infatti un segno distintivo dell'invecchiamento e delle malattie ad esso correlate, come le malattie cardiovascolari e il diabete. Durante l'invecchiamento, la struttura e la funzione mitocondriale subiscono alterazioni, come una ridotta replicazione del DNA mitocondriale (mtDNA), un aumento della produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS), mutazioni del mtDNA e rilascio di mtDNA circolante (ccf-mtDNA). Questi cambiamenti possono accelerare l'invecchiamento e aumentare il rischio di malattie legate all'età.

La teoria dell'invecchiamento mitocondriale-lisosomiale suggerisce che i ROS prodotti dai mitocondri accelerano la lipofuscinogenesi, compromettendo la capacità degradativa dei lisosomi e il riciclaggio dei mitocondri danneggiati. Questo squilibrio contribuisce alla sarcopenia e al processo di invecchiamento biologico.

La ricerca continua a esplorare come le mutazioni del mtDNA e altre disfunzioni mitocondriali contribuiscano al processo di invecchiamento e alle malattie neurodegenerative. Le sirtuine, una famiglia di deacetilasi NAD+-dipendenti, sono state identificate come regolatori cruciali di questi processi, con SIRT1 in particolare che regola la senescenza cellulare e la longevità tramite l'acetilazione e la deacetilazione di vari substrati, alterando le attività trascrizionali ed enzimatiche e i livelli proteici.

L'adozione della dieta mediterranea può apportare significativi benefici a livello mitocondriale, grazie alla sua ricchezza in polifenoli e altri composti bioattivi con proprietà antiossidanti. Questi composti non solo riducono lo stress ossidativo modulando i meccanismi di difesa antiossidante endogeni, ma influiscono anche positivamente sulla funzionalità mitocondriale, con implicazioni rilevanti per la prevenzione e gestione della sindrome metabolica.

Le malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer, il Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), rappresentano una crescente sfida sanitaria con l'invecchiamento della popolazione. Queste patologie sono caratterizzate da una perdita progressiva di neuroni, disfunzione sinaptica e accumulo anomalo di proteine nel cervello.

L'aderenza alla Dieta Mediterranea è riconosciuta come uno dei principali fattori protettivi modificabili contro la malattia di Alzheimer (AD) e il declino cognitivo. Diversi studi di coorte prospettici e revisioni sistematiche hanno dimostrato una relazione positiva significativa tra l'aderenza alla dieta mediterranea e la salute cognitiva, suggerendo un effetto protettivo contro il deterioramento cognitivo e la progressione da compromissione cognitiva lieve a malattia di Alzheimer.

Tuttavia, restano aperte diverse questioni riguardo ai periodi critici della vita in cui la dieta può influenzare la salute cognitiva in tarda età. L'evidenza suggerisce che la mezza età, e forse anche la prima infanzia, potrebbe essere il periodo più rilevante per determinare la salute cognitiva futura.


The Mediterranean diet is globally recognized for its numerous health benefits, confirmed by a wide range of scientific studies. This dietary model, originating from the coastal regions of the Mediterranean Sea, goes beyond a simple set of eating habits, representing a true lifestyle that includes traditions, culture, and a strong connection to the land and the seasonality of food, reducing the consumption of red meat and processed foods.

The roots of the Mediterranean diet lie in millennia-old agricultural practices and have undergone various evolutions throughout history, enriched by the influences of different cultures. Originally based on the diet of the Greco-Roman civilization, it later absorbed influences from barbarian civilizations and the Arabs in the 9th century, who introduced new foods and culinary techniques. The discovery of the Americas added further ingredients that are now considered staples of Mediterranean cuisine.

Numerous studies have shown that the Mediterranean diet contributes to the prevention of chronic diseases such as diabetes mellitus, obesity, cardiovascular diseases, and cognitive decline. This dietary model, thanks to its richness in antioxidants, fiber, and healthy fats, promotes a reduction in inflammatory processes and an improvement in metabolic health.

In addition to its nutritional aspects, the Mediterranean diet promotes a sustainable lifestyle. Consuming seasonal and local foods not only ensures a higher intake of nutrients but also reduces the environmental impact associated with food transport, favoring sustainability. This dietary approach is also linked to a way of life that values conviviality, physical activity, and a balanced relationship with food. A crucial aspect of the Mediterranean diet is the importance attributed to the seasonality and local sourcing of ingredients.

Aging, while it shares some characteristics with the concept of disease, is a normal, natural, and inevitable process.

The main molecular and cellular features of aging include genomic instability, telomere shortening, epigenetic alterations, and mitochondrial dysfunction. These processes are closely interconnected, and the body activates compensatory mechanisms to maintain homeostasis.

A crucial aspect of aging, and many related pathologies, is oxidative stress, caused by an imbalance between the production of reactive oxygen species (ROS) and their neutralization. Although ROS play a fundamental role in immune defense and cellular regulation, their accumulation can lead to cellular damage, premature aging, and chronic diseases. Additionally, oxidative stress affects telomere shortening, a marker of biological aging, contributing to cellular senescence and the onset of age-related disorders, including cardiovascular and neurodegenerative diseases.

Telomerase, the enzyme that maintains telomere length, plays a crucial role in preventing cellular aging. However, its activation is also associated with tumor proliferation, making its regulation for therapeutic purposes complex.

Furthermore, in recent years, mitochondria have been increasingly recognized for their role in stress response and the aging process. Mitochondrial dysfunction is indeed a hallmark of aging and related diseases, such as cardiovascular diseases and diabetes. During aging, mitochondrial structure and function undergo alterations, such as reduced mitochondrial DNA (mtDNA) replication, increased production of reactive oxygen species (ROS), mtDNA mutations, and the release of circulating cell-free mtDNA (ccf-mtDNA). These changes can accelerate aging and increase the risk of age-related diseases.

The mitochondrial-lysosomal aging theory suggests that ROS produced by mitochondria accelerate lipofuscinogenesis, impairing the lysosomes' degradative capacity and the recycling of damaged mitochondria. This imbalance contributes to sarcopenia and the biological aging process.

Research continues to explore how mtDNA mutations and other mitochondrial dysfunctions contribute to the aging process and neurodegenerative diseases. Sirtuins, a family of NAD+-dependent deacetylases, have been identified as crucial regulators of these processes, with SIRT1 in particular regulating cellular senescence and longevity through the acetylation and deacetylation of various substrates, altering transcriptional and enzymatic activities as well as protein levels.

Adopting the Mediterranean diet can bring significant mitochondrial benefits, thanks to its richness in polyphenols and other bioactive compounds with antioxidant properties. These compounds not only reduce oxidative stress by modulating endogenous antioxidant defense mechanisms but also positively affect mitochondrial functionality, with relevant implications for the prevention and management of metabolic syndrome.

Neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's, Parkinson's, and amyotrophic lateral sclerosis (ALS), represent a growing health challenge with an aging population. These pathologies are characterized by progressive neuron loss, synaptic dysfunction, and abnormal protein accumulation in the brain.

Adherence to the Mediterranean Diet is recognized as one of the main modifiable protective factors against Alzheimer's disease (AD) and cognitive decline. Several prospective cohort studies and systematic reviews have demonstrated a significant positive relationship between adherence to the Mediterranean diet and cognitive health, suggesting a protective effect against cognitive deterioration and the progression from mild cognitive impairment to Alzheimer's disease.

However, several questions remain regarding the critical periods of life in which the diet can influence cognitive health in later life. Evidence suggests that middle age, and perhaps even early childhood, may be the most relevant period in determining future cognitive health.
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