Video: Lucrul pentru schimbare - Cum poate dieta ta să-ți mențină genele și sănătatea? (Februarie 2021)
obiecte
- îmbătrânire
- boli
- metabolism
Se știe că restricțiile alimentare la multe specii prelungesc viața. S-a demonstrat că reduce daunele ADN și prelungește viața șoarecilor care modelează tulburările de reparare a ADN-ului uman. Vezi litera p. 427
Acumularea de daune ADN este un efect secundar necesar al vieții și este una dintre principalele cauze ale îmbătrânirii celulelor și organismelor. Repararea ADN-ului de compromis duce la deteriorarea permanentă a ADN-ului, provocând tulburări legate de vârstă și scurtând durata de viață. La om, acest lucru se poate manifesta ca sindroame progeroide, în care copiii sau adulții îmbătrânesc foarte repede. La pagina 427 Vermeij și colab. 1 arată că un grad relativ ușor de restricție dietetică poate crește semnificativ durata de viață a două modele de șoareci ale acestor sindroame umane.
Autorii de tulpini de șoareci poartă mutații în gene care sunt implicate într-un proces de reparare a ADN numit reparare de excizie de nucleotide (NER). Într-o tulpină, mutația reduce producția de proteină ERCC1, care în mod normal formează un complex cu enzima endonuclează ADN pentru a forma fracturi ADN și acciza secvențe deteriorate. Mutațiile ERCC1 pot provoca trei boli la om 2 - tulburări de îmbătrânire accelerată Sindromul Cockay și sindromul proferoid XFE și xeroderma pigmentosum, în care oamenii sunt foarte susceptibili la deteriorarea ADN-ului prin lumina soarelui. În a doua tulpină de șoarece, mutația inhibă producerea unei alte endonucleaze ADN numite XPG. Mutațiile în XPG uman pot apărea ca xeroderma pigmentară și sindromul Cockay 3 .
S-a demonstrat anterior că 4 șoareci care au mutații la Ercc1 prezintă multe dintre răspunsurile la stres metabolic observate la șoareci sănătoși expuși restricției dietetice.Se crede că este un răspuns de supraviețuire care ajută la protejarea șoarecilor cu deficit de NER. Vermeij și colab. prin urmare, a examinat dacă restricția dietetică ar putea crește aceste răspunsuri de protecție în modelele lor animale. De fapt, restricția de 30% a dus la o prelungire semnificativă a duratei de viață a ambelor tulpini de șoareci comparativ cu frații cărora li s-a oferit acces nerestricționat la alimente (hrănite ad libitum).
Punctul slab al multor studii de restricție nutrițională este incapacitatea lor de a examina cu atenție proprietățile fiziologice și structurale ale organismului în studiu, care pot fi utilizate împreună pentru a determina o viață sănătoasă. Studiul cu Vermeij și colegii este o excepție binevenită, deoarece examinează o serie de caracteristici relevante - inclusiv cele legate de creier și sistemele neuromusculare, care sunt deosebit de vulnerabile la deteriorarea tulburărilor de reparare a ADN-ului uman 5. O constatare remarcabilă a fost că șoarecii mutanți supuși restricției alimentare au reținut cu 50% mai mulți neuroni decât frații hrăniți ad libitum. În plus, markerii de deteriorare a ADN-ului au fost reduși la animalele dietetice (Fig. 1) și profilurile de transcripție au fost mai bine conservate.
A, Repararea exciziei nucleotidice (NER) este procesul prin care se repară deteriorarea ADN-ului. Șoarecii care au mutații genetice în genele Ercc1 sau Xpg nu sunt deficiente în NER. Se deteriorează ADN-ul, semnalizarea IGF1 este suprimată și șoarecii îmbătrânesc cu o viteză accelerată. Modurile în care aceste procese afectează îmbătrânirea sunt neclare (săgeți punctate). b, Vermeij și colab. 1 arată că restricția dietetică a șoarecilor cu deficit de NER reduce leziunile ADN și suprimă în continuare semnalizarea IGF. Durata medie de viață a șoarecilor crește semnificativ în comparație cu omologii care mănâncă liber și rămân sănătoși mai mult timp.
Imagine la dimensiune completă
Au apărut câteva alte descoperiri interesante. De exemplu, autorii au arătat că la șoarecii deficienți în ERCC1 hrăniți ad libitum, genele care codifică proteine mari au fost deteriorate mai mult decât genele care codifică proteine mici. Acest lucru are sens, deoarece deteriorarea ADN-ului apare accidental. Ca atare, genele lungi suferă cantități disproporționate de leziuni stocastice. Ca un alt exemplu, greutățile șoarecilor cu deficit de NER hrăniți ad libitum au scăzut treptat în timp, iar Vermeij și colab. au constatat că aceste animale au murit când au atins aproximativ aceeași greutate ca și mutanții dietetici, care inițial au slăbit rapid, dar apoi au menținut o greutate constantă. Din nou, acest lucru are sens - pierderea în greutate a mutanților hrăniți ad libitum reflectă declinul fiziologic, în timp ce pierderea inițială în greutate asociată cu restricția dietetică planificată crește de fapt fiziologia.
Se știe că restricțiile nutriționale prelungesc durata de viață sănătoasă a multor specii 5. În timpul îmbătrânirii normale, efectele sale sunt modulate în principal prin inhibarea căii de semnalizare moleculară 6 a IGF1 și mTOR, care joacă un rol în detectarea nutrienților. Semnalizarea IGF este deja suprimată la șoarecii cu deficit de NER 2, deci este surprinzător faptul că defectele observate la aceste animale pot fi parțial eliminate prin restricție dietetică. Cu toate acestea, autorii au confirmat că căile IGF1 și mTOR sunt în continuare reprimate în mutanți cu restricții nutriționale, sugerând că reprimarea căilor modulează extensia vieții cel puțin parțial.
Dar cum limitează restricția alimentară acumularea de daune ADN? Deși Vermeij și colab. să spunem că este de neconceput faptul că există un rol pentru căile compensatorii care îmbunătățesc repararea ADN-ului, este speculație despre care credem că merită cercetări suplimentare. Autorii speculează, de asemenea, că la șoarecii cu deficit de NER există un răspuns exagerat la deteriorarea ADN-ului, probabil ca parte a unui răspuns crescut al organismului la diferite semnale de stres. Ajustările concomitente ale reglării metabolice, împreună cu schimbările în funcționarea organitelor producătoare de energie numite mitocondrii, pot, de asemenea, deplasa metabolismul celular către sarcini care protejează genomul de daune.
O altă observație făcută de Vermeij și colab., Care ar putea indica un mecanism dependent de dietă pentru reducerea deteriorării ADN-ului, este că răspunsurile la stresul molecular sunt crescute la animalele cu deficit de ERCC1. Astfel de răspunsuri la solicitare sunt parțial modulate de semnalizarea mTOR 6. Tratamentul pe termen lung cu rapamicină, o moleculă care inhibă semnalizarea mTOR, reduce acumularea daunelor ADN într-o altă tulburare de instabilitate genomică, sindromul Werner 7. Există alte exemple de tratament zilnic cu rapamicină care determină o prelungire semnificativă a vieții - de exemplu, rapamicina triplează aproximativ viața șoarecilor cărora le lipsește o proteină mitocondrială numită Ndufs4, care este implicată în producerea de energie. .
Studiul realizat de Vermeij și colegii săi întărește semnificativ dovezile care susțin ideea că instabilitatea genomică este un mecanism major care stă la baza sindroamelor progeroide umane 9. În plus, pacienții cu aceste afecțiuni pot fi testați pentru restricții dietetice ușoare, rapid și ieftin. Nu există nicio îndoială că descoperirile autorilor vor duce la studii clinice revizuite de colegi cu restricție dietetică modestă și, eventual, cu inhibitori ai mTOR la pacienții cu sindroame progeroide care implică repararea ADN-ului defectuos.
În cele din urmă, studiul ar trebui să ofere ritmul atât de necesar pentru eforturile de a descoperi mimetice de restricție alimentară farmacologice care pot fi utilizate la om. Dar, datorită enormei diversități genetice și de mediu în rândul oamenilor și a răspunsurilor remarcabil de diverse ale diferitelor tulpini de șoareci la restricția alimentară 10, răspunsurile indivizilor la astfel de medicamente vor varia foarte mult. Vor fi necesare studii clinice extinse înainte ca restricția dietetică să poată fi recomandată ca tratament general pentru protejarea genelor în timpul îmbătrânirii normale.
Note
Vedeți toate știrile și opiniile
Link-uri conexe
Linkuri conexe în sondajul de natură
- Celule stem: sindromul Down este asociat cu îmbătrânirea
- Îmbătrânire: rezultate mixte pentru maimuțele la dietă
Comentarii
Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă găsiți ceva jignitor sau nu respectați termenii sau liniile directoare, marcați-l ca fiind nepotrivit.