Videó: Dolgozik a változásért - Hogyan tudja az étrend fenntartani génjeit és egészségét? (2021. február)
elemeket
- öregedés
- betegségek
- anyagcsere
Ismert, hogy az étrendi korlátozások sok fajnál meghosszabbítják az életet. Most kimutatták, hogy csökkenti a DNS károsodását és meghosszabbítja az egerek életét, amelyek modellezik az emberi DNS helyreállítási rendellenességeit. Lásd: o. 427
A DNS károsodás felhalmozódása az élet szükséges mellékhatása, és a sejtek és szervezetek öregedésének egyik fő oka. A kompromisszum DNS helyreállítása állandó DNS károsodáshoz vezet, ami az életkorral kapcsolatos rendellenességeket okoz és lerövidíti az élettartamot. Az embereknél ez progeroid szindrómaként nyilvánulhat meg, amelyben a gyermekek vagy a felnőttek nagyon gyorsan öregszenek. A 427. oldalon Vermeij et al. Az 1. ábra azt mutatja, hogy az étrendi korlátozás viszonylag enyhe foka jelentősen megnövelheti ezen emberi szindrómák két egérmodelljének élettartamát.
A szerzők egér törzsei mutációkat hordoznak olyan génekben, amelyek részt vesznek egy nukleotid excíziós helyreállításnak (NER) nevezett DNS-helyreállítási folyamatban. Az egyik törzsben a mutáció csökkenti az ERCC1 fehérje termelését, amely általában komplexet képez a DNS endonukleáz enzimmel, hogy DNS töréseket képezzen és kivágja a sérült szekvenciákat. Az ERCC1 mutációk három betegséget okozhatnak embernél 2 - felgyorsult öregedési rendellenességek Cockay-szindróma és proferoid szindróma XFE és xeroderma pigmentosum, amelyekben az emberek nagyon érzékenyek a napfény által okozott DNS-károsodásokra. A második egér törzsben a mutáció gátolja egy másik DNS endonukleáz, az úgynevezett XPG termelését. Az emberi XPG mutációi xeroderma pigmentosumként és Cockay-szindrómaként fordulhatnak elő 3 .
Korábban kimutatták, hogy 4 olyan egér, amelyek mutációkat mutatnak az Ercc1-ben, sok metabolikus stressz-választ mutatnak, amelyek étrendi korlátozásnak kitett egészséges egereknél megfigyelhetők. Úgy gondolják, hogy ez egy túlélési válasz, amely segít megvédeni a NER-hiányos egereket. Vermeij és mtsai. ezért megvizsgálta, hogy az étrendi korlátozás növelheti-e ezeket a védő válaszokat állatmodelljeikben. Valójában a 30% -os korlátozás mindkét egértörzs élettartamának jelentős meghosszabbodásához vezetett ahhoz a testvérekhez képest, akik korlátlan hozzáférést kaptak az élelmiszerekhez (ad libitum táplálva).
A táplálkozási korlátozásokra vonatkozó számos tanulmány gyengesége, hogy nem képesek gondosan megvizsgálni a vizsgált szervezet élettani és szerkezeti tulajdonságait, amelyek együttesen felhasználhatók az egészséges életmód meghatározásához. A Vermeij-nel és munkatársaival folytatott tanulmány örvendetes kivétel, mivel számos releváns jellemzőt vizsgál - köztük az agy és a neuromuszkuláris rendszerrel kapcsolatosakat, amelyek különösen sérülékenyek az emberi DNS-helyreállítási rendellenességek károsodásával szemben5. Figyelemre méltó megállapítás az volt, hogy az étrendi korlátozásnak alávetett mutáns egerek 50% -kal több idegsejtet tartottak meg, mint az ad libitum táplált testvérek. Ezenkívül a táplálékkal élő állatokban csökkentek a DNS károsodásának markerei (1. ábra), és a transzkripciós profilok jobban megmaradtak.
a, A nukleotid kivágás helyreállítása (NER) az a folyamat, amelynek során a DNS károsodása helyreáll. Azok az egerek, amelyek genetikai mutációkat mutatnak az Ercc1 vagy Xpg génekben, nem hiányosak a NER-ben. A DNS károsodás felhalmozódik, az IGF1 jelátvitel elnyomódik, és az egerek gyorsított ütemben öregszenek. Nem világos, hogy ezek a folyamatok hogyan befolyásolják az öregedést (szaggatott nyilak). b, Vermeij és mtsai. Az 1. ábra azt mutatja, hogy a NER-hiányos egerek étrendi korlátozása csökkenti a DNS károsodását és tovább elnyomja az IGF jelátvitelt. Az egerek átlagos élettartama jelentősen megnő azokhoz a társaikhoz képest, amelyek szabadon étkeznek és hosszabb ideig egészségesek maradnak.
Teljes méretű kép
Több más érdekes megállapítás is felmerült. Például a szerzők kimutatták, hogy az ad libitummal táplált ERCC1-hiányos egerekben a nagy fehérjéket kódoló gének jobban károsodtak, mint a kis fehérjéket kódoló gének. Ennek van értelme, mert a DNS károsodása véletlenül következik be. Mint ilyen, a hosszú gének aránytalanul sok sztochasztikus károsodást szenvednek. Másik példaként az ad libitummal táplált NER-hiányos egerek súlya az idő múlásával fokozatosan csökkent, és Vermeij et al. megállapította, hogy ezek az állatok elpusztultak, amikor megközelítőleg ugyanolyan súlyt értek el, mint az étrendi mutánsok, amelyek kezdetben gyorsan lefogytak, de aztán állandó súlyt tartottak. Ennek megint van értelme - az ad libitum-mal táplált mutánsok súlycsökkenése fiziológiai csökkenést tükröz, míg a tervezett étrendi korlátozással járó kezdeti súlycsökkenés valóban növeli a fiziológiát.
Táplálkozási korlátozások ismertek, amelyek meghosszabbítják számos faj egészséges életét 5. Normális öregedés során hatásait főként az IGF1 és mTOR 6 molekuláris jelátviteli útjának gátlásával modulálják, amelyek szerepet játszanak a tápanyagok érzékelésében. Az NG-hiányos egerekben 2 az IGF-jelátvitel már elnyomott, ezért meglepő, hogy az ezekben az állatokban megfigyelt hibák részben kiküszöbölhetők étrendi korlátozással. Mindazonáltal a szerzők megerősítették, hogy az IGF1 és mTOR útvonalak tovább represszálódnak a táplálkozásilag korlátozott mutánsokban, ami arra utal, hogy az utak visszaszorítása legalább részben modulálja az élet meghosszabbítását.
De hogyan korlátozza az étrendi korlátozás a DNS károsodás felhalmozódását? Bár Vermeij et al. tegyük fel, hogy elképzelhetetlen, hogy szerepe van a kompenzációs utaknak, amelyek javítják a DNS-helyreállítást, ez egy spekuláció, amely szerintünk további kutatásokat érdemel. A szerzők azt is feltételezik, hogy a NER-hiányos egerekben a DNS-károsodásokra túlzott válasz adódik, valószínűleg a test különféle stresszjelekre adott fokozott reakciójának részeként. Az anyagcsere szabályozásának egyidejű kiigazítása, valamint az energiatermelő organellák működésének változásai, az úgynevezett mitokondrium szintén elmozdíthatják a sejtek anyagcseréjét olyan feladatok felé, amelyek megvédik a genomot a károsodástól.
Vermeij és munkatársai egy másik megfigyelése, amely a táplálékfüggő mechanizmusra utalhat a DNS károsodásának csökkentésére, az, hogy az ERCC1-hiányos állatokban fokozódnak a molekuláris stresszre adott válaszok. Az ilyen stresszválaszokat részben modulálja az mTOR 6 jelzés. Hosszú távú kezelés rapamicinnel, egy molekulával, amely gátolja az mTOR jelátvitelt, csökkenti a DNS károsodásának felhalmozódását a genomiális instabilitás másik rendellenességében, a Werner-szindrómában 7. A rapamicinnel végzett napi kezelésnek más példái is vannak, amelyek jelentősen meghosszabbítják az életet - például a rapamicin hozzávetőlegesen megháromszorozza az egerek életét, amelyekből hiányzik az energiatermelésben részt vevő Ndufs4 nevű mitokondriális fehérje. .
Vermeij és munkatársai tanulmánya jelentősen megerősíti azokat a bizonyítékokat, amelyek alátámasztják azt az elképzelést, hogy a genomiális instabilitás a fő mechanizmus az emberi progeroid szindrómák mögött 9. Ezen túlmenően az ilyen betegségben szenvedő betegeknél enyhe étrendi korlátozásokat lehet gyorsan és olcsón megvizsgálni. Kétségtelen, hogy a szerzők megállapításai a szerény étrendi korlátozás és esetleg az mTOR-gátlók szakértői által áttekintett klinikai kísérleteihez vezetnek olyan betegeknél, akik progeroid szindrómában szenvednek, és amelyek hibás DNS-helyreállítással járnak.
Végül a tanulmánynak meg kell adnia az emberek számára alkalmazható farmakológiai étrend-korlátozási utánzó szerek feltárására irányuló erőfeszítéseket. De az emberek közötti óriási genetikai és környezeti sokféleség, valamint az egerek különböző törzseinek táplálékkorlátozásra adott rendkívül eltérő válaszai miatt 10 az egyének válaszai az ilyen gyógyszerekre valószínűleg nagyban változnak. Széleskörű klinikai vizsgálatokra lesz szükség, mielőtt az étrend korlátozása általános kezelésként ajánlható lenne a gének normális öregedés során történő védelme érdekében.
Megjegyzések
Az összes hír és vélemény megtekintése
Kapcsolódó linkek
Kapcsolódó linkek a természetfelmérésben
- Őssejtek: A Down-szindróma az öregedéssel jár
- Öregedés: Vegyes eredmények diétás majmoknál
Hozzászólások
Megjegyzés benyújtásával elfogadja az Általános Szerződési Feltételeinket és a közösségi irányelveket. Ha bármi sértőnek vagy összeegyeztethetetlennek tűnik a feltételeinkkel vagy irányelveinkkel, jelölje meg nem megfelelőként.