Riferimenti Bibliografici
Bowdish DME. The Aging Lung: Is Lung Health Good Health for Older Adults?. Chest. 2019;155(2):391–400. doi:10.1016/j.chest.2018.09.003;
Brandenberger C, Mühlfeld C. Mechanisms of lung aging. Cell Tissue Res. 2017;367(3):469–480. doi:10.1007/s00441-016-2511-x
In sintesi
I cambiamenti fisiologici, cellulari e immunologici che si verificano durante l’invecchiamento contribuiscono allo sviluppo di alterazioni polmonari e di infezioni che aumentano bruscamente con l’età. Gli studi su questi cambiamenti non sono solo fondamentali per prevenire o migliorare gli esiti della malattia polmonare in questa fascia di pazienti, ma sono anche essenziali per comprendere l’invecchiamento in buona salute.
Il contesto e il punto di partenza
Al giorno d’oggi è noto che l’invecchiamento polmonare è associato a un rimodellamento della struttura dei polmoni, a un declino naturale della funzione respiratoria e a una maggiore suscettibilità alle malattie polmonari acute e croniche. I singoli fattori che modulano l’invecchiamento polmonare includono:
- la configurazione genetica di base;
- l’esposizione ambientale;
- lo stile di vita;
- il contributo di malattie sistemiche.
Tuttavia l’effettivo processo avviene nelle cellule polmonari ed è strettamente legato all’invecchiamento del sistema immunitario (immunosenescenza). Questa involuzione si esprime a diversi livelli con alterazioni a livello molecolare, cellulare e nei punti di giunzione tra le cellule. A causa della grande varietà di cellule nel polmone le conseguenze dell’invecchiamento si manifestano in modo molto diverso tra loro.
Cambiamenti fisiologici nel polmone indotti dall’invecchiamento
Col passare del tempo il polmone subisce alcuni cambiamenti fisiologici. Per esempio la dimensione degli alveoli e il coefficiente di diffusione apparente (un valore che stima la libera circolazione dell’acqua nei tessuti durante un particolare esame di Risonanza Magnetica) aumentano a causa dell’allargamento dello spazio aereo. Per un processo di adattamento positivo, cresce sia la capacità funzionale residua del polmone, quindi il volume d’aria presente al termine di un’espirazione normale a riposo, sia il volume residuo, l’aria che resta dopo un’espirazione forzata. Il volume polmonare totale e il numero di alveoli rimangono invece invariati.
Con l’invecchiamento l‘elasticità del polmone diminuisce perché aumenta la produzione di collagene e diminuisce quella di elastina.
I cambiamenti includono principalmente:
- l’esaurimento delle cellule staminali;
- la senescenza delle cellule polmonari (vedi dopo);
- il rimodellamento della matrice extracellulare;
- l’alterazione nella composizione del film che lubrifica il polmone (tensioattivo polmonare);
- la diminuzione della clearance mucociliare;
- l’attività del sistema nervoso vegetativo del polmone.
Nel complesso questi mutamenti determinano una predisposizione dell’anziano alle infezioni e alle malattie polmonari poiché la risposta immunitaria si riduce con l’età.
Invecchiamento cellulare nei polmoni
La senescenza cellulare è uno stato di arresto irreversibile del ciclo di crescita della cellula accompagnato da una compromissione della sua funzionalità, associato a un aumento della produzione di radicali liberi (Reactive Oxygen Species ROS) e di segnali pro-infiammatori.
Diverse ragioni possono portare all’arresto del ciclo cellulare e una causa ben nota è la carenza di telomeri, piccole porzioni di DNA che si trovano alle estremità di ogni cromosoma e lo proteggono. La senescenza cellulare può anche essere indotta dallo stress, una malattia caratterizzata da logorio psico-fisico, che aumenta la produzione di radicali liberi che danneggiano il DNA del nucleo delle cellule polmonari e dei mitocondri. Oltre a ciò, è stato suggerito che i radicali liberi promuovano una risposta infiammatoria e quindi contribuiscano al declino della funzione del sistema immunitario dipendente dall’età.
Le teorie più recenti sull’invecchiamento suggeriscono che i segni distintivi possano essere suddivisi in:
- disfunzioni cellulari per instabilità del patrimonio genetico, mutazioni, accorciamento dei telomeri;
- alterazioni epigenetiche, collegate alla familiarità e non quantificabili a priori. E’ una condizione per cui alcuni individui hanno organi funzionalmente molto più giovani rispetto all’età anagrafica e viceversa;
- risposta ai danni provocati da un’alimentazione scorretta. I cibi generano sostanze di scarto eliminate con le urine, con la respirazione e con le feci che con il tempo danneggiano le cellule;
- esaurimento di cellule staminali.
Inoltre, è stato suggerito che una quantità critica di cellule senescenti può creare un ambiente senescente promuovendo ulteriormente l’invecchiamento. Il verificarsi della senescenza cellulare potrebbe essere specifico del tipo di tessuto o cellula, e il risultato dipende dalla funzione di quelle colpite. Le attuali ricerche stanno quindi elaborando ulteriormente l’impatto della senescenza specifica del tipo di cellula nel polmone e il suo impatto sulle malattie polmonari legate all’età.
Conclusioni
Tra tutti gli organi e apparati, il polmone è quello che subisce il più importante declino fisiologico legato all’età. Questo cambiamento supporta la facilità di sviluppo di malattie polmonari croniche e favorisce una prognosi sfavorevole nelle malattie infettive e infiammatorie negli anziani. Sebbene i dati su cui i fattori di rischio modificabili contribuiscono alla salute e alla longevità siano relativamente semplici, è necessario analizzare a fondo i meccanismi molecolari e cellulari che possono portare all’invecchiamento del polmone.
A cura di Francesca Uberti