D’estate cambiamo ritmo, prendiamo il sole, ci rilassiamo. Ma mentre noi siamo in vacanza, le nostre cellule lo sono davvero? Ne abbiamo parlato con Alessandra Bisio, professoressa di Genetica al Dipartimento di Biologia cellulare, computazionale e integrata dell’Università di Trento. Dall’effetto dei raggi Uv sul DNA allo stress da rientro che colpisce fin dentro al nucleo cellulare, ecco cosa succede al corpo quando il riposo finisce. E come affrontare il nuovo anno lavorativo o di studio senza mandare in tilt il nostro organismo per ripartire al meglio.
Professoressa, ci può spiegare cosa accade alle nostre cellule durante l’estate, quando siamo più esposti al sole e cambiamo ritmo di vita? Qual è l’impatto sul DNA e sul funzionamento cellulare?
L’esposizione solare può avere un effetto benefico, ma, se prolungata, anche degli effetti negativi. Un’esposizione solare di trenta minuti al giorno sarebbe perfetta per la nostra fisiologia, poiché favorisce la produzione di vitamina D, fondamentale per la costituzione delle ossa. Ma i raggi Uva e Uvb possono avere differenti conseguenze sulla nostra pelle e in alcuni casi danneggiare il nostro DNA. I raggi Uvb penetrano negli strati superficiali dell’epidermide e si possono formare i cosiddetti dimeri di pirimidina. Il nostro DNA, infatti, è formato da una combinazione di quattro basi: adenina, guanina, timina e citosina. Adenina e guanina sono purine, timina e citosina sono pirimidine. Quando due pirimidine sono adiacenti l’una all’altra, la sovraesposizione ai raggi Uv può generare un legame covalente, cioè molto forte, tra queste due pirimidine che normalmente non ci sarebbe. Le basi danneggiate, se non opportunamente riparate, possono generare mutazioni o morte cellulare. I raggi Uva non colpiscono direttamente il DNA, ma possono generare radicali liberi, ossia delle molecole reattive all’ossigeno che a loro volta possono danneggiare il DNA. Anche queste, se non opportunamente riparate dalle nostre cellule, possono causare mutazioni.
Esistono dei meccanismi di difesa o di riparazione?
Un’eccessiva esposizione al sole attiva processi difensivi nelle cellule, tra cui la proteina p53, che ho studiato per diversi anni. Questa viene definita “guardiano del genoma”. Stimola la produzione di eumelanina nei melanociti, responsabile dell’abbronzatura e della protezione dai raggi Uv, assorbendone l’energia. Tuttavia, in persone con pelle chiara o capelli rossi, la risposta è meno efficace e aumenta il rischio di danni cellulari. Nel caso in cui questo meccanismo non funzioni benissimo, entra in azione un sistema di riparazione del DNA che prevede la rimozione del frammento di DNA danneggiato dove ci sono i dimeri di pirimidina e la sostituzione di questo frammento con un nuovo filamento corretto. Ma se l’esposizione è troppo intensa o prolungata, questi sistemi possono essere sopraffatti, portando ad accumulo di mutazioni, comparsa di tumori (come il melanoma) o fotoinvecchiamento della pelle (perdita di elasticità, rughe). Inoltre, i raggi Uv potrebbero sopprimere la risposta immunitaria locale nelle cellule della pelle rendendo il nostro organismo più vulnerabile alle infezioni e riducendo la capacità delle cellule del sistema immunitario di riconoscere agenti patogeni esterni e di eliminare possibili cellule cancerogene.
Cosa succede alle nostre cellule quando torniamo alla routine lavorativa dopo un periodo di relax?
Lo stress da rientro, anche se sembra solo psicologico, ha effetti reali sul corpo a livello biologico e cellulare. Il passaggio brusco dal relax alla routine può causare sintomi come apatia, irritabilità e difficoltà di concentrazione, attivando l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene e aumentando la produzione di ormoni dello stress (cortisolo e adrenalina). Questi possono generare radicali liberi dannosi per il DNA e influenzare negativamente le cellule. Se lo stress è temporaneo, i suoi effetti sono limitati e tendono a scomparire con il ritorno alla normalità. Se invece diventa cronico può danneggiare i vasi sanguigni, rallentare la rigenerazione cellulare, inibire la produzione di collagene e indebolire il sistema immunitario, accelerando l’invecchiamento cellulare.
Nel laboratorio di Radiobiologia del Cibio studiate l’effetto delle radiazioni e dello stress sulle cellule. Quali modelli usate per simulare queste condizioni?
Quelle che utilizzo in laboratorio non sono Uva o Uvb ma radiazioni ionizzanti, utilizzate a scopo terapeutico, attraverso la radioterapia, per colpire e distruggere cellule tumorali danneggiandone il DNA. Anche le cellule sane però possono essere coinvolte. L’obiettivo è comprendere gli effetti su entrambi i tipi cellulari per ottimizzare l’efficacia della terapia e ridurre gli effetti collaterali. Come tipo di radioterapia studiamo quella tradizionale a raggi X, la più avanzata, grazie anche al fatto che a Trento è presente un centro di protonterapia. Per farlo utilizziamo diversi modelli che possono andare dalle semplici colture cellulari a modelli 3D (organoidi o sferoidi tumorali) che simulano meglio l’ambiente reale del tumore, permettendo di osservare le risposte biologiche in condizioni simili a quelle fisiologiche.
A questo punto, le faccio una domanda provocatoria: sarebbe meglio non andare in vacanza? Cosa potremmo fare per “aiutare” le nostre cellule a tornare in equilibrio dopo l’estate?
Ovviamente conviene sempre andare in vacanza, perché i benefici che un paio di settimane di relax ti possono dare sono incomparabili. È importante evitare un’eccessiva esposizione ai raggi Uv e usare una buona crema solare. Posso dirvi quello che faccio io: cerco di prepararmi gradualmente al rientro, faccio una lista di priorità ed evito di buttarmi a capofitto nel lavoro, per non aumentare lo stress. Per proteggere le cellule dai radicali liberi prodotti dallo stress è utile seguire un’alimentazione ricca di antiossidanti, come vitamine C, D, E, presenti in frutta, verdura, frutta secca e cioccolato fondente al 70%, che oltre a migliorare l’umore, contiene polifenoli che aiutano la salute. Infine, mantenere un atteggiamento positivo aiuta ad affrontare meglio il ritorno alla routine.