Il Progetto

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Ritardare l’invecchiamento (aging) e le sue conseguenze sul benessere e la salute dell’uomo ha ricadute economiche e sociali evidenti. Il progetto ha l’obiettivo generale di studiare e comunicare le basi comuni e specifiche dell’invecchiamento in maniera convergente utilizzando diversi approcci scientifici e metodologici (convergence science). Sarà indagato l’impatto di nuovi cibi funzionali e composti bioattivi sul benessere dell’uomo, con particolare interesse alla prevenzione delle principali patologie neurodegenerative e metaboliche legate all’invecchiamento della popolazione.

1.1 Il contesto di riferimento
L’Italia, per l’elevata longevità della sua popolazione, ha la più alta proporzione al mondo di ultrasessantacinquenni (oltre il 22%).
Sebbene in Italia il numero di anziani sia destinato a crescere (fonte ISTAT), non tutti i problemi di salute sono da considerarsi una condizione obbligatoriamente associata all’invecchiamento. Secondo quanto rilevato nel 2015 (fonte ISTAT), per gli anziani la quasi totalità del consumo di pasti avviene in casa dove è più semplice la scelta di alimenti ed ingredienti salutari rispetto a quanto avviene per i pasti consumati fuori casa. E’ interessante notare che, secondo l’indagine EHIS 2015, l’Italia rispetto agli altri paesi d’Europa ha più bassi livelli di obesità ed un elevato consumo di frutta e verdura, sebbene accompagnato da ridotti livelli di attività fisica.
Le conseguenze del processo d’invecchiamento della popolazione sono svariate e coinvolgono diversi aspetti sociali, economici e politici che interessano tutto il paese. In particolare, nell’ambito sanitario, l’allungamento della vita viene associato ad un aumento delle spese per la salute, dato che la prevalenza di malattie croniche aumenta con l’età e, dopo gli ottant’anni, circa il 50% della popolazione ha due o più patologie croniche. Tra questi soggetti con multi-morbidità, la prevalenza di disabilità fisica e/o cognitiva è di oltre il 65%.
L’invecchiamento attivo rappresenta lo strumento attraverso il quale l’Italia, e l’Europa in generale, potranno affrontare il continuo innalzamento dell’età media e da questa sfida dipenderanno futuro, benessere e coesione sociale, come evidenziato anche dal Programma Nazionale per la Ricerca (all’interno della strategia nazionale di specializzazione intelligente nel bacino prioritario “Salute, alimentazione, qualità della vita”) e da Horizon Europe 2021 (Goal n.3, “good health and well-being”, nell’ambito degli obiettivi di crescita sostenibile delle Nazioni Unite).
E’ implicito che uno stato di salute precario influisce negativamente sul ruolo attivo degli anziani nella società. Dal momento che una parte fondamentale del mantenimento di uno stato di salute dipende anche dalle corrette scelte alimentari e che tali scelte possono risultare efficaci nel ritardare i processi di senescenza dei tessuti, ne consegue che una specifica alimentazione per le persone anziane è la base sulla quale costruire un soddisfacente percorso di invecchiamento attivo.

1.2 Background scientifico
Negli ultimi anni la ricerca in ambito nutrizionale è andata sempre più focalizzandosi sul ruolo degli alimenti nel loro complesso e sui dietary pattern, cioè l’inter-relazione tra nutrienti, costituenti alimentari e le loro complesse interazioni con il microbiota intestinale e, dopo l’assorbimento e la trasformazione epatica, con specifici organi e tessuti (Tuttolomondo A. et al. 2019. Metabolic and Vascular Effect of the Mediterranean Diet. Int J Mol Sci, 20:19). Da questi studi si evince che la complessità degli stili alimentari, di vita e le differenze individuali a livello di patrimonio genetico e microbiota intestinale rendono poco efficace e troppo semplicistico lo studio condotto su singoli nutrienti. Tra gli stili alimentari, la Dieta Mediterranea rappresenta uno dei regimi dietetici più equilibrato che, anche attraverso la valorizzazione delle produzioni tipiche e tradizionali, genera significativi benefici sulla longevità e benessere per l’uomo (Capurso A. 2018. Benefits of the Mediterranean Diet in the Elderly Patient, Springer book). Evidenze derivate da studi MRI (Magnetic Resonance Imaging) suggeriscono un’associazione tra alta aderenza alla Dieta Mediterranea e preservazione di strutture cerebrali, in particolare delle cosiddette “regioni di interesse” (ROIs) che sono vulnerabili ai cambiamenti neurodegenerativi, come nell’Alzheimer (Mosconi L. et al. 2014. Mediterranean diet and magnetic resonance imaging-assessed atrophy in cognitively normal individuals at risk for Alzheimer’s disease. The J Prev Alzheim Dis, 1:23-32). Il consumo di verdure a foglia verde, raccomandato da numerosi studi epidemiologici, è stato associato ad un ridotto declino cognitivo (Cremonini AL. et al. 2019. Nutrients in the prevention of Alzheimer’s disease. Ox Med Cell Longev, 2019:1-20). Evidenze sperimentali suggeriscono una stretta associazione tra diabete e malattie neurodegenerative correlata al consumo di cibi raffinati ad alto tenore glicemico. Pertanto un buon controllo glicometabolico, ottenuto con il consumo di fibra e composti bioattivi, riveste un ruolo chiave nel ridurre il decadimento cognitivo e la demenza vascolare (Zheng F. et al. 2018. HbA1c, diabetes and cognitive decline: the English Longitudinal Study of Ageing. Diabetologia 61 (4): 839-848; Shieh JC. et al. 2020. Alzheimer’s disease and diabetes: insulin signaling as the bridge linking two pathologies. Mol Neurobiol, doi: 10.1007/s12035-019-01858-5). Recenti studi epidemiologici e studi di intervento hanno inoltre dimostrato una associazione tra Dieta Mediterranea ed effetti positivi sulla maggior parte delle patologie croniche tipiche dell’invecchiamento (Boccardi V. et al. 2019. Mediterranean diet, telomere maintenance and health status among elderly. PlosONE, 8(4): e62781), incluse quelle muscoloscheletriche (Veronese N. et al. 2019. Mediterranean diet and knee osteoarthritis outcomes: a longitudinal cohort study. Clin Nutr, 38(6):2735-2739.) e cardiovascolari (Ahamad S. et al. 2018. Assessment of risk factors and biomarkers associated with risk of cardiovasucar disease among women consuming a mediterranean diet. JAMA Netw Open, 1(8): e185708). Al riguardo, è utile sottolineare che la riduzione di massa muscolare dovuta all’invecchiamento è in parte dovuta ad uno squilibrio tra sintesi e degradazione di proteina nei muscoli, un processo che può essere alleviato migliorando il contenuto di proteina totale e di aminoacidi essenziali negli alimenti, stimolando la sintesi postprandiale delle proteine muscolari (Burd et al. 2019. Dietary Protein Quantity, Quality, and Exercise Are Key to Healthy Living: A Muscle-Centric Perspective Across the Lifespan. Front Nutr. 6: 83). Da questi studi si evince che l’analisi delle diverse componenti degli alimenti di origine vegetale e delle loro complesse interazioni con l’organismo umano è fondamentale per fornire risultati trasferibili per modulare il profilo nutrizionale dei dietary pattern. Sebbene il dibattito sia molto vivo, si sta sempre più affermando il concetto che la fonte ottimale di molecole antiossidanti è quanto proviene dalla dieta, piuttosto che quanto possibile supplementare grazie all’assunzione di pillole e formulati specifici (Sadowska-Bartosz I. and Bartosz G. 2014. Effect of antioxidants supplementation on aging and longevity. Biomed Res, 2014, 404680). Tra i composti presenti in alcuni alimenti della Dieta Mediterranea, quali l’olio di oliva, l’idrossitirosolo ha ricevuto crescente attenzione dal mondo scientifico per le sue molteplici attività farmacologiche, come attività antiossidanti, antinfiammatorie e pro-apoptotiche. Recentemente nuove ricerche hanno evidenziato il suo contributo per lo sviluppo di nuove strategie anti-invecchiamento (D’Andrea et al. 2020. Hydroxytyrosol stimulates neurogenesis in aged dentate gyrus by enhancing stem and progenitor cell proliferation and neuron survival. FASEB J. 00: 1–15). Inoltre, ai polifenoli dell’olio di oliva espressi come idrossitirosolo e suoi derivati è stato attribuito il claim salutistico (Reg. Ue 432/2012) secondo il quale l’assunzione giornaliera di 20 g di olio d’oliva contenenti almeno 5 mg di idrossitirosolo contribuisce alla protezione dei lipidi ematici dallo stress ossidativo. Alcuni studi hanno inoltre documentato gli effetti benefici di vari tipi di bacche e piccoli frutti, come potente attività antiossidante e anti-infiammatoria in modelli cellulari di neurotossicità (Tavares L. et al. 2013. Neuroprotective effects of digested polyphenols from wild blackberry species. Europ J Nutr, 52: 225-236; Casedas G. et al. 2017. Anthocyanin profile, antioxidant activity and enzyme inhibiting properties of blueberry and cranberry juices: a comparative study. Food Funct, 8: 4187-4193). Studi su modelli animali con dieta arricchita con bacche e piccoli frutti hanno riportato miglioramenti nella coordinazione motoria, nelle performance cognitive (memoria spaziale, apprendimento), plasticità dell’ippocampo, e perdita neuronale correlata all’età (Shukitt-Hale B. et al. 2009. Effects of blackberries on motor and cognitive function in aged rats. Nutr Neurosci, 12:135-140; Casadeus et G. al. 2004. Modulation of hippocampal plasticity and cognitive behavior by short-term blueberry supplementation in aged rats. Nutr Neurosci, 7:309-316). Una delle caratteristiche che distingue le bacche e piccoli frutti dagli altri frutti è l’alto contenuto di polifenoli come flavonoidi (antocianine e flavonoli), che sono i principali composti ad attività antiossidante e anti-infiammatoria, e a cui possono essere attribuiti gli effetti osservati in vivo. L’associazione tra alto intake delle bacche, piccoli frutti e flavonoidi, e bassi livelli di declino cognitivo sono stati riportati anche in studi sull’uomo (Devore EE. et al. 2012. Dietary intakes of berries and flavonoids in relation to cognitive decline. Ann Neurol, 72:135-143). Il consumo di alimenti di origine vegetale, fibre e grassi mono(poli)insaturi, o alternativamente dietary patterns simili alla Dieta Mediterranea, sono considerati importanti anche per la promozione della diversificazione del microbiota e la salute intestinale. Il microbiota svolge ruoli cruciali per la salute, tra cui la biotrasformazione e la conversione di numerose molecole, come vitamine e fitonutrienti, in sostanze bioattive trasportate nel sangue e capaci di attraversare la barriera emato-encefalica. Il sistema nervoso centrale (SNC) comunica con l’intestino, modulandone molte funzioni, come la secrezione mucosale, la motilità e l’immunità. Per contro, anche le mucose del tratto gastro-intestinale “informano” il SNC sulle modifiche chimico-fisiche che avvengono nelle loro immediate vicinanze. Pertanto, condizioni di disbiosi intestinale sono state correlate allo sviluppo di diverse patologie, non solo intestinali, ma anche infiammatorie e neurodegenerative. Dal momento che la disbiosi può amplificare l’infiammazione neuronale e accelerare la neurodegenerazione, l’asse brain-microbiota assume un’importanza cruciale e può dunque essere modulato attraverso la dieta (Cremonini AL. et al. 2019. Nutrients in the prevention of Alzheimer’s disease. Ox Med Cell Longev, 2019:1-20).
Inoltre, cominciano ad esserci sempre maggiori evidenze della correlazione tra attività fisica, stili di vita e benessere dell’uomo, in associazione o meno con diete equilibrate. Attività in aree naturali e boscate, in aree protette e in zone percepite come “tranquille” sono correlate con aumento di benessere e impatti positivi sulla salute e sull’invecchiamento.
Il progetto “Nutrizione, Alimentazione & Invecchiamento attivo” intende rispondere alle nuove esigenze sociali e della comunità scientifica, sempre più interessata agli aspetti trasversali che legano l’alimentazione e le principali patologie della terza età (patologie metaboliche, infiammatorie, tumorali e neuro-degenerative).

1.3 Obiettivo principale
L’obiettivo principale di NUTR-AGE è quello di integrare il regime alimentare delle persone anziane con composti bioattivi utili a ritardare i molteplici processi degenerativi legati all’invecchiamento. Lo scopo è quello di fornire, attraverso l’alimentazione quotidiana, i mezzi per favorireuno stato di generale benessere necessario ad un soddisfacente invecchiamento attivo.
Grazie all’approccio integrato di diverse competenze scientifiche, sarà possibile selezionare i composti bioattivi presenti nelle differenti matrici alimentari (inclusi i sottoprodotti dell’industria agroalimentare), individuare eventuali frazioni più ricche in prodotti ritenuti di maggiore interesse, ottenere alimenti biofortificati, funzionali, pre-pro-post-biotici, studiare l’azione protettiva a seguito di studi in vitro ed in modelli animali, preservare le attività biologiche durante le fasi di processo e cottura, verificare la biodisponibilità ed il ruolo di regolazione sul microbiota intestinale.

1.4 Le sfide future
Le evidenze scientifiche dimostrano che gli effetti funzionali e salutistici degli alimenti possono essere modulati dalle proprietà intrinseche della matrice alimentare, dalle tecnologie di produzione ed infine anche dai processi digestivi che ne influenzano l’assorbimento e l’accumulo nei tessuti target. L’elevato potenziale degli alimenti funzionali nel mercato agroalimentare è quindi condizionato dall’incremento delle conoscenze sulle attività metaboliche e fisiologiche di biocomposti i quali, naturalmente presenti negli alimenti o aggiunti ad essi, possono apportare benefici salutistici rispetto ai prodotti convenzionali. La ricerca può facilitare lo sviluppo del settore degli alimenti funzionali attraverso l’identificazione e la caratterizzazione dei composti nutraceutici, l’adozione di soluzioni tecnologiche che favoriscano la biodisponibilità delle componenti funzionali e la dimostrazione della loro efficacia nella prevenzione delle malattie e nel mantenimento dello stato di benessere.
Una delle sfide future riguarderà la possibilità di rendere facilmente fruibili gli alimenti funzionali ad un’ampia fetta di popolazione, grazie al trasferimento delle conoscenze all’industria agroalimentare. Questo trasferimento creerà nuove opportunità alle aziende del settore che, a seguito delle dimostrate caratteristiche di funzionalità degli alimenti, potranno conquistare nuove quote di mercato. Inoltre, lo studio delle relazioni tra alimentazione e salute, potrà consentire di individuare e proporre nuove strategie e diete alimentari sempre più indirizzate alla “personalized nutrition and medicine”.

Le attività previste

  • Raccogliere, sviluppare ed implementare, con gli output del progetto, delle schede in grado di raccogliere dati riguardanti: a) la sostenibilità dei sistemi e tecniche agricole per aumentare il valore nutrizionale degli alimenti; b) la composizione in molecole bioattive e microelementi delle materie prime/alimenti con particolare riferimento a quelli tipici della dieta Mediterranea, associati al benessere e prevenzione di alcune patologie; c) la correlazione tra molecole bioattive, e loro metaboliti, e gli effetti sullo stato di salute/benessere degli individui; d) i meccanismi associati all’azione delle suddette molecole bioattive su cellule umane e/o modelli animali.
  • Caratterizzare a livello molecolare i processi ossidativi a carico di DNA/proteine/lipidi associati all’invecchiamento cellulare in diversi organismi modello e loro valutazione comparativa; studiare i processi ossidativi delle suddette biomolecole come associati all’insorgenza delle più comuni malattie dell’uomo legate all’invecchiamento e l’inibizione degli stessi mediante somministrazione di molecole antiossidanti. Studi predittivi sui possibili effetti di biocomposti in meccanismi correlati a patologie di interesse.
  • Selezionare nuove varietà di specie vegetali ricche in specifiche classi di biocomposti da utilizzare come fonte di nutraceutici; sviluppare nuove tecniche agronomiche per ottenere alimenti biofortificati specifici per alcune patologie.
  • Identificare e caratterizzare composti ad azione antiossidante, immuno-modulatoria, antiinfiammatoria, antimicrobica e pro/anti-proliferativa/differenziativa in materie prime di origine vegetale/animale/microbica ed in prodotti agroalimentari trasformati/scarti di trasformazione.
  • Sviluppare alimenti funzionaliappositamente ideati per la prevenzione delle patologie legate all’invecchiamento mediante un approccio integrato che includa la produzione, la caratterizzazione chimica dei biocomposti negli alimenti, la definizione dei profili di stabilità dei biocomposti in prodotti freschi e trasformati, la loro stabilizzazione mediante incapsulamento e valutazione dell’accettabilità degli alimenti biofortificati/funzionali mediante approcci di “consumer science”.
  • Sviluppare alimenti innovativi arricchiti in prebiotici, probiotici e post-bioticio composti bioattivi validati per specifiche patologie.
  • Studiare il complesso cross-talk tra biocomposti e microbiota intestinale e/o come il microbiota intestinale sia in grado di metabolizzare e trasformare i biocomposti assunti con la dieta.
  • Studiare le attività biologiche di alimenti funzionali freschi e trasformati, inclusi biocomposti purificati, mediante saggiin vitro su modelli cellulari umani edin vivo su modelli animali. Valutare la presenza di molecole volatili rilasciate da differenti campioni biologici come specifici biomarcatori di benessere.
  • Mettere a punto ingredienti e tecniche innovative di preparazione/cottura per la realizzazione di piatti contenenti alimenti funzionali, da inserire in diete alimentari, destinati a particolari categorie di consumatori (anziani, disabili). Valutare possibili interazioni tra alimentazione e stili di vita con aspetti salutistici e psicologici legati all’invecchiamento.
  • Comunicare correttamente ed efficacemente le conoscenze scientifiche e disseminare i risultati ottenuti dal progetto alla comunità scientifica, ai portatori di interesse, alle varie categorie di utenti e in generale alla popolazione.