Как опытный геймер, сражавшийся с бесчисленными цифровыми врагами и путешествующий по бесчисленным виртуальным мирам, я все больше заинтригован реальными проблемами старения и болезней. Точно так же, как каждому персонажу ролевой игры необходимо повышать уровень и улучшать свои навыки для прогресса, так и нам, людям, необходимо понимать и использовать наши биологические системы, чтобы стареть изящно.
Мы все сталкиваемся с тем, что старение является естественным, неизбежным биологическим прогрессом. Идеально, чтобы этот этап жизни позволял расслабиться и получить удовольствие от вознаграждения за свою работу. Однако есть и менее привлекательный аспект старения, часто связанный с проблемами со здоровьем.
В каждый момент ваши клетки постоянно осуществляют бесчисленные биохимические процессы, обеспечивая жизненно важные функции и создавая сложную сеть метаболизма. Эта сложная система позволяет клеткам расширяться, размножаться и исцеляться, но любое вмешательство в эту сеть может ускорить старение.
Но вызывает ли старение снижение метаболизма или нарушение обмена веществ ускоряет старение? Или оба?
Чтобы решить загадку: старение или болезнь вызывают изменения в метаболических процессах, вам сначала необходимо понять, как эти процессы изменяются в процессе старения и различных заболеваний. Как ученый и исследователь, моя лаборатория посвящена изучению сложной связи между обменом веществ, стрессом и старением. Наша конечная цель — посредством этого исследования разработать стратегии, которые будут способствовать более здоровому старению и более оживленной жизни.
Связь между обменом веществ и старением
По мере того, как мы становимся старше, наши тела становятся более восприимчивыми к различным широко распространенным заболеваниям, таким как диабет, рак, болезни сердца и дегенерация мозга. Основной причиной этих проблем со здоровьем является нарушение баланса внутри клеток и метаболических процессов, которые обычно поддерживают стабильную внутреннюю среду в нашем организме. Этот дисбаланс может вызвать цепную реакцию, приводящую к различным проблемам со здоровьем, таким как нарушения обмена веществ, хронические заболевания и ухудшение клеточных функций, которые ускоряют старение и другие тяжелые состояния.
Нарушение метаболизма связано с несколькими характерными особенностями стареющих клеток, включая укорочение теломер (защитных колпачков хромосом) и повышенную восприимчивость к генетическим изменениям или мутациям.
Нарушение метаболической системы часто сочетается с проблемами функции митохондрий, старением клеток, которые больше не делятся, дисбалансом кишечных бактерий и снижением способности клеток распознавать различные питательные вещества и реагировать на них.
Яркими примерами неврологических расстройств служат возрастные состояния, такие как болезнь Альцгеймера, характеризующаяся несбалансированным обменом веществ и функциональным снижением. Например, в предыдущем исследовании, проведенном моей командой, мы обнаружили, что возможности производства, хранения и использования энергии клетками костного мозга у стареющих мышей снижаются из-за повышенной активности белка, регулирующего воспаление. Этот дефицит энергии вызывает эскалацию воспаления, которое еще больше усугубляется сильной зависимостью этих старых клеток от глюкозы в качестве основного источника энергии.
Экспериментально ограничив этот белок в клетках костного мозга старых мышей, мы заметили омоложение их клеточной способности вырабатывать энергию, уменьшение воспаления и улучшение областей мозга, связанных с пластичностью памяти. Это открытие подразумевает, что некоторым аспектам когнитивного старения можно противодействовать, манипулируя метаболизмом сахара в клетках костного мозга для регенерации иммунных функций, что потенциально может обратить вспять некоторое снижение когнитивных функций.
Перепрофилирование лекарств для лечения болезни Альцгеймера
В нашем недавнем исследовании мы с моей группой обнаружили неожиданную связь между нарушением переработки сахара в организме и дегенерацией мозга. В результате мы нашли ранее разработанное лекарство от рака, которое может дать многообещающие результаты в борьбе с болезнью Альцгеймера.
Мы сосредоточились на ферменте под названием IDO1, который играет решающую роль на первом этапе расщепления аминокислоты триптофана. Этот путь производит ключевое соединение под названием кинуренин, которое питает дополнительные энергетические пути и воспалительные реакции. Однако чрезмерное употребление кинуренина может иметь пагубные последствия, в том числе повышать риск развития болезни Альцгеймера.
Мы обнаружили, что ингибирование IDO1 может восстановить память и функции мозга в ряде доклинических моделей, в том числе на клеточных культурах и мышах. Чтобы понять почему, мы изучили метаболизм клеток мозга. Мозг – одна из наиболее глюкозозависимых тканей организма. Неспособность правильно использовать глюкозу для поддержания важнейших процессов мозга может привести к ухудшению метаболизма и когнитивных функций.
Повышенное количество IDO1 приводит к увеличению выработки кинуренина, что, в свою очередь, снижает утилизацию глюкозы. Следовательно, ингибиторы IDO1, первоначально разработанные для лечения таких видов рака, как меланома, лейкемия и рак молочной железы, могут быть пересмотрены из-за их способности снижать уровень кинуренина и улучшать функции мозга.
Используя различные лабораторные модели, такие как мыши и клетки, полученные от пациентов с болезнью Альцгеймера, мы обнаружили, что ингибиторы IDO1 могут омолаживать метаболизм глюкозы в клетках головного мозга. Кроме того, нам удалось оживить метаболизм глюкозы у мышей, демонстрирующих агрегацию как амилоида, так и тау – белков, участвующих в многочисленных нейродегенеративных состояниях – путем блокирования IDO1. Мы предполагаем, что изменение положения этих ингибиторов может дать положительные результаты в лечении ряда нейродегенеративных заболеваний.
Содействие здоровому когнитивному старению
Последствия неврологических расстройств и снижения метаболизма тяжело сказываются на отдельных людях, семьях и экономике.
Вместо того, чтобы в первую очередь бороться с более поздними стадиями этих заболеваний путем контроля симптомов и задержки прогрессирования, сосредоточение внимания на раннем вмешательстве может улучшить когнитивные способности во время старения. Наше исследование показывает, что воздействие на метаболические процессы может не только предотвратить ухудшение неврологического состояния, но потенциально даже обратить вспять развитие нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и деменция.
Открытие свежих знаний о том, как стресс, обмен веществ и старение пересекаются, может привести к более здоровым процессам старения. Дальнейшие исследования могут улучшить наше понимание того, как метаболизм влияет на реакции на стресс и равновесие клеток на протяжении всей жизни.
Смотрите также
- Подождите, а Марчелло на самом деле лучший парень Эмили в «Эмили в Париже»?
- Плохая партия: почему во время «Мандалорца» над проектом «Некромант» все еще работают
- Бриджертон сильно отличается от книг с появлением Микаэлы Стирлинг.
- Марк Уолберг рассказал, что был большим поклонником Холли Берри еще до того, как объединился с ней в профсоюзе: «Мы были дружелюбны…»
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- «Это в сумке»: Лиам Галлахер намекает на воссоединение Oasis и выпуск нового альбома в преддверии тура 2025 года
- Элтон Джон рассказал о самом большом страхе и беспокойстве своих детей, связанных с его старостью: «Они думают о моей…»
- Орки, энты и вопрос мира на КОЛЬЦАХ ВЛАСТИ
- В финальном трейлере VENOM: THE LAST DANCE представлен злодей Кнулл
- Сцена с крипером Саурона предлагает нам крошки Халадриэли на КОЛЬЦАХ ВЛАСТИ
2024-09-01 00:28