ESPOSOMA e invecchiamento precoce

L’influenza della genetica sulla nostra salute è stata presa in considerazione per decenni, ma recentemente è stato coniato un nuovo concetto scientifico, noto come exposome, che viene descritto come l’insieme delle fonti ambientali a cui siamo esposti ogni giorno e che hanno un enorme impatto sul nostro corpo dal concepimento alla fine della vita.

L’invecchiamento è un processo multifattoriale che coinvolge ogni cellula del nostro corpo. L’influenza della genetica sull’aging è nota ma recentemente è stato coniato un nuovo concetto scientifico, noto come exposome, tradotto in italiano con esposoma, che rappresenta l’insieme dei fattori ambientali a cui siamo esposti ogni giorno e che hanno un enorme impatto sul nostro organismo, fin dalla nascita.

Si tratta di un concetto relativamente recente. Per ESPOSOMA si intende quell’insieme di fattori ambientali e di agenti patogeni a cui ognuno di noi è esposto nel corso della sua vita, fin dal momento del concepimento.

Il concetto di esposoma nasce dalla necessità di integrare diverse discipline della sanità pubblica e delle scienze ambientali tra cui, principalmente, l’epidemiologia ambientale, le scienze dell’esposizione e la tossicologia. Il ruolo dell’esposoma è di comprendere come la totalità delle esposizioni di un individuo nel corso della vita possano incidere sulla salute umana. L’eziologia di una condizione di salute raramente può essere spiegata da una singola esposizione. Per questa ragione, esaminare l’esposoma umano nella sua totalità diventa rilevante per considerare contemporaneamente più fattori di rischio e stimare più accuratamente cause concomitanti di diversi esiti di salute.

Il concetto di esposoma è stato proposto per la prima volta nel 2005 da Christopher Paul Wild, epidemiologo molecolare che, tra i diversi incarichi, ha diretto fino al 2018 l’International Agency for Research on Cancer (IARC) di Lione. Sotto questo termine Wild ha voluto racchiudere tutti i fattori ambientali a cui siamo esposti fin dalle primissime fasi di sviluppo, anche prima della nascita.

ESPOSOMA integra diverse discipline della sanità pubblica e delle scienze ambientali tra cui l’epidemiologia ambientale, le scienze dell’esposizione e la tossicologia. Infatti, l’eziologia di un malessere o di una malattia raramente è associabile ad una singola esposizione. Per questa ragione, l’esame dell’ ESPOSOMA UMANO, nella sua totalità, diventa rilevante.

Generalmente l’ ESPOSOMA viene declinato su tre domini:

- ESPOSOMA ESTERNO GENERALE, include esposizioni misurabili a livello di popolazione come l’inquinamento atmosferico o fattori meteoclimatici,
- ESPOSOMA ESTERNO SPECIFICO, include informazioni su esposizioni individuali, come stili di vita ed esposizioni professionali.
- ESPOSOMA INTERNO, comprende le molteplici risposte biologiche ai fattori esterni, rilevate da analisi molecolari e “omiche”. Perché, a parità di esposizioni, ognuno può reagire in modo differente.

A questi tre domini, negli ultimi decenni si è aggiunta la teoria del SOCIO-ESPOSOMA, che valuta l’interazione di fattori socioeconomici che variano a seconda del contesto, permettendo di individuare i meccanismi che portano alle DISEGUAGLIANZE SOCIALI DI SALUTE.

L’esposoma è un sistema dinamico che continua a variare nell’ambiente esterno ed interno, durante l’intero corso della vita. L’exposome interno ed esterno influenza le risposte biologiche del nostro organismo, come il microbioma intestinale, orale o cutaneo, l’infiammazione, lo stress o l’epigenetica. Queste risposte biologiche, a loro volta, sono in qualche misura fattori che influenzano la nostra salute e il nostro benessere.

ESPOSOMA E INVECCHIAMENTO: MECCANISMI BIOLOGICI COINVOLTI
L’invecchiamento è associato a una serie di meccanismi molecolari conservati, identificati da López-Otín et al. (2013) come i "nove tratti distintivi dell’invecchiamento" (hallmarks of aging), tra cui l’instabilità genomica, l’accorciamento dei telomeri, la disfunzione mitocondriale, l’inflammaging e le alterazioni epigenetiche. L’esposoma incide su ciascuno di questi aspetti, accelerandone l’evoluzione nel tempo.

INQUINAMENTO ATMOSFERICO
Numerosi studi epidemiologici e sperimentali hanno correlato l’esposizione a particolato fine (PM2.5) e ossidi di azoto (NOx) a un aumento dello stress ossidativo, che danneggia DNA, proteine e lipidi. Questo induce una risposta infiammatoria cronica di basso grado, alla base dell’inflammaging, contribuendo all'insorgenza di patologie cardiovascolari, neurodegenerative e tumori.

RADIAZIONI UV E INVECCHIAMENTO CUTANEO
L'esposizione cronica ai raggi ultravioletti, specialmente UVB, promuove mutazioni somatiche e alterazioni epigenetiche nelle cellule epiteliali, aumentando il rischio di carcinomi cutanei e accelerando la senescenza cellulare. Studi di metilazione del DNA hanno evidenziato marcatori specifici correlati all’esposizione solare.

DIETA, OBESITÀ E DISBIOSI
Una dieta squilibrata può indurre disfunzioni metaboliche che si traducono in iperglicemia, dislipidemie e insulino-resistenza, accelerando i processi infiammatori. La composizione del microbiota intestinale, fortemente modulata dalla dieta, gioca un ruolo cruciale nella regolazione immunitaria e nell’omeostasi sistemica.

BIOMARCATORI E ETÀ BIOLOGICA
L’interesse scientifico si sta spostando verso la misurazione dell’età biologica (che riflette lo stato reale del nostro organismo) rispetto all’età cronologica. Studi su biomarcatori epigenetici, come le modifiche del DNA indotte dall’ambiente, aiutano a capire quanto l’esposoma stia accelerando o rallentando il nostro invecchiamento.

ESPOSOMA E GENETICA
Il Progetto Genoma Umano ha cambiato il modo in cui comprendiamo le malattie, aiutato a prevenirle e a curarle meglio. Oggi però sappiamo che solo il 10% delle malattie è dovuto alla genetica, mentre il resto è influenzato dall’ambiente. Gli stimoli, infatti, interagiscono con le caratteristiche genetiche proprie di ogni essere umano, influenzandone l’espressione durante tutta la vita (attraverso meccanismo chiamati epigenetici). I fattori ambientali, che includono sia le sostanze con cui veniamo in contatto sia i comportamenti legati allo stile di vita, determinano, quindi, lo stato di salute e il rischio di malattie croniche, tra cui le malattie cardiovascolari, i tumori e le malattie respiratorie.

STUDI
Il 19 febbraio, su Nature Medicine, è stato pubblicato uno studio (OPEN ACCESS) dove gli autori analizzano l'influenza combinata della genetica e delle esposizioni ambientali — ESPOSOMA — sul processo di invecchiamento e sulla mortalità precoce (https://www.nature.com/articles/s41591-024-03483-9).

I risultati suggeriscono che l'interazione tra questi fattori sia determinante nel modulare la longevità e il rischio di malattie legate all'età.

I ricercatori hanno analizzando un’ampia corte di individui (dati della UK Biobank, su soggetti deceduti per tutte le cause), in relazione ai fattori genetici e ai fattori ambientali in relazione al processo di invecchiamento e alla mortalità prematura. Per identificare sistematicamente le esposizioni ambientali associate all'invecchiamento, i ricercatori hanno prima condotto un'analisi dell'ESPOSOMA sulla mortalità per tutte le cause, e poi valutato le associazioni di queste esposizioni con un orologio proteomico dell'età, identificando 25 esposizioni indipendenti associate alla mortalità e all'invecchiamento proteomico.

Queste esposizioni erano anche associate a multimorbilità incidente correlata all'età, biomarcatori dell'invecchiamento e principali fattori di rischio per le malattie. In relazione a 22 principali patologie, età e sesso avevano una incidenza minima (2%) rispetto all’ESPOSOMA (17%) sulla causa di morte. Aspetti genetici erano rilevanti (10,3-26,2%) per l'incidenza di demenze e tumori al seno, alla prostata e al colon-retto, mentre l'ESPOSOMA risultava rilevante (5,5-49,4%) per l'incidenza di malattie del polmone, del cuore e del fegato.

I risultati di questo studio hanno fatto emergere che i fattori genetici contribuiscono in modo significativo alla predisposizione all'invecchiamento precoce e a specifiche patologie croniche.
Altresì, anche i fattori ambientali (ESPOSOMA), come l'inquinamento, la dieta, l'attività fisica e le condizioni socioeconomiche, giocano un ruolo altrettanto cruciale, influenzando in maniera dinamica il rischio di sviluppare malattie legate all'età. Lo studio evidenzia che, pur esistendo una predisposizione genetica all'invecchiamento accelerato, modificare i fattori ambientali può mitigare il rischio di mortalità precoce.

Questo rafforza l'idea che interventi mirati su stili di vita e ambiente possano avere un impatto positivo sulla salute pubblica e sulla prevenzione delle patologie legate all'invecchiamento.
Una review sull’esposoma: https://doi.org/10.1002/imt2.50

ESPOSOMA E COVID-19
La gravità globale della malattia da SARS-CoV-2 è stata associata a varie caratteristiche, inclusa l’esposizione agli inquinanti atmosferici. Una revisione sistematica e meta-analisi è stata realizzata per sintetizzare i risultati di studi ecologici e non ecologici per indagare l’impatto di molteplici caratteristiche legate alle aree urbane su una varietà di risultati sanitari del COVID-19.

Il 5 dicembre 2022, è stata effettuata una ricerca su PubMed per identificare tutti i tipi di studi osservazionali che hanno esaminato una o più caratteristiche degli epsosoma urbani in relazione a vari esiti sanitari del COVID-19, come, ad esempio, la gravità dell’infezione, la necessità di ricovero in ospedale, il ricovero in terapia intensiva, la polmonite da COVID e la mortalità. Nella revisione sono stati inclusi un totale di 38 studi non ecologici e 241 studi ecologici. Gli studi non ecologici hanno evidenziato gli effetti significativi della densità di popolazione, dell’urbanizzazione e dell’esposizione agli inquinanti atmosferici, in particolare al PM2,5.

Le meta-analisi hanno rivelato che l'aumento di 1 μg/m3 del PM2,5 era associato a una maggiore probabilità di ospedalizzazione per COVID-19 (OR aggregato 1,08 (IC 95%: 1,02-1,14)) e morte (OR aggregato 1,06 (IC 95% CI:1.03-1.09)). Le indagini ecologiche, oltre a confermare i risultati degli studi non ecologici, hanno anche indicato che una maggiore esposizione al biossido di azoto (NO2), all'ozono (O3), al biossido di zolfo (SO2) e al monossido di carbonio (CO), nonché a una più bassa temperatura ambientale, umidità, radiazioni ultraviolette e minore frequenza degli spazi verde e blu (laghi, corsi d’acqua…) sono stati associati a un aumento della morbilità e della mortalità da COVID-19.

Questa revisione sistematica ha identificato diverse caratteristiche chiave di vulnerabilità legate alle aree urbane nel contesto della recente pandemia di COVID-19. I risultati sottolineano l’importanza di migliorare le politiche relative alle esposizioni urbane e di attuare misure per proteggere gli individui da questi fattori di stress ambientale dannosi.

IL RUOLO DELLA FITOTERAPIA NELLA MODULAZIONE DELL’ESPOSOMA
La fitoterapia rappresenta un valido alleato nella gestione degli effetti dell’esposoma, agendo sia in termini preventivi che terapeutici. Promuovere la ricerca su queste interazioni è essenziale per sviluppare modelli di medicina integrata orientati alla salute ambientale e alla longevità attiva.

Le piante medicinali offrono un ampio spettro di sostanze bioattive – come polifenoli, flavonoidi, alcaloidi e terpeni – in grado di contrastare i danni molecolari indotti dall’esposoma.

Di seguito si riportano alcune delle principali azioni benefiche:

AZIONE ANTIOSSIDANTE
Molti fitocomposti neutralizzano le specie reattive dell’ossigeno (ROS). Esempi:
• Curcuma longa (curcumina): potente antiossidante e anti-infiammatorio, inibisce NF-κB e attiva Nrf2.
• Camellia sinensis (tè verde): ricco di catechine, riduce il danno ossidativo cellulare.

AZIONE EPIGENETICA
Alcuni fitonutrienti modulano l’espressione genica:
• Sulforafano (da Brassica): attiva vie di detossificazione e regola geni antiossidanti attraverso Nrf2.
• Resveratrolo (da Vitis vinifera): promuove la sirtuina SIRT1, implicata nella longevità e nella regolazione epigenetica.

EFFETTO SUL MICROBIOTA INTESTINALE
Piante ricche di fibre, tannini e prebiotici modulano positivamente la flora intestinale:
• Funghi terapici (Reishi, Hericium, Pleurotus e Shiitake): queste specie, molto conosciute e utilizzate nella cultura orientale, sono ricche di fibre. Si tratta dei cosiddetti beta-glucani, a cui viene attribuito un effetto prebiotico.
• Polifenoli di frutta e verdura e alghe: favoriscono la crescita di batteri benefici (es. Bifidobacterium, Lactobacillus).

ATTIVITÀ ADATTOGENA E ANTI-STRESS
• Rhodiola rosea e Withania somnifera (ashwagandha) riducono la risposta allo stress cronico, migliorando la resilienza psicofisica.

Fonte: https://www.facebook.com/Giannini1961

Bibliografia
• Wild, C.P. (2005). Complementing the genome with an “exposome”: the outstanding challenge of environmental exposure measurement in molecular epidemiology. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev.
• López-Otín, C., et al. (2013). The hallmarks of aging. Cell.
• Horvath, S. (2013). DNA methylation age of human tissues and cell types. Genome Biology.
• Rappaport, S.M. (2016). Genetic Factors Are Not the Major Causes of Chronic Diseases. PLOS ONE.
• Vineis, P., et al. (2020). The exposome in practice: design of the EXPOsOMICS project. Int J Hyg Environ Health.

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Gentilin Maria Cristina (Titolare)

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