Ćelijama se signalizira da imaju višak hranljivih materija, a to dovodi do kvara i upale u organima kao što su pankreas, jetra i bubrezi. Otkriće istraživača CNIO-a objavljeno u časopisu Nature Aging sugeriše da samo intervencija na upalu može ublažiti simptome i povećati preživljavanje.
Istraživanje je sprovedeno na životinjskim modelima, ali poređenje njihovih molekularnih procesa sa uzorcima krvi ljudi u njihovim 70-im pokazuje da se rezultati mogu ekstrapolirati na starenje ljudi.
Realnost populacije koja ubrzano stari čini da je prioritet razumeti šta se dešava u telu tokom vremena, na molekularnoj skali. Poznato je da je kompleks proteina mTOR uključen u mnoge procese, kao ključni agens u višestrukim funkcijama tela, a posebno u metabolizmu.
Novi rad otkriva, na životinjskim modelima, da kada se aktivnost mTOR-a samo malo poveća, starenje počinje ranije, a životni vek životinja može se skratiti do 20%.
S obzirom na centralnu ulogu mTOR-a u metabolizmu, ovo istraživanje pruža neke naznake da se razume zašto se bolesti povezane sa starenjem pojavljuju ili pogoršavaju kod ljudi sa visokim indeksom telesne mase, indikatorom koji se odnosi na gojaznost i upale. Takođe baca svetlo na to zašto ograničenje kalorija — vrsta ishrane koja je povezana sa produženjem dugovečnosti kod životinja — može promovisati zdravo starenje, pošto određeni geni aktivirani ograničavanjem unosa hranljivih materija stupaju u interakciju sa mTOR-om.
Osim toga, oni proučavaju uvodi novi istraživački alat kreiran „da proučava odnos između povećanja nutrijenata i starenja različitih organa“, kaže glavni autor Alejo Efeian, šef grupe za metabolizam i ćelijske signale u Nacionalnom centru za istraživanje raka (CNIO) .
Aktivnost mTOR proteinskog kompleksa je regulisana prema količini hranljivih materija dostupnih u ćeliji. Autori ove studije osmislili su sistem da „prevare“ mTOR, i tako po želji regulišu njegovu aktivnost na životinjskim modelima.
Unutrašnjost ćelija je neprekidan dolazak i odlazak hemijskih signala, koji se prenose zahvaljujući proteinima (naravno, ćelije komuniciraju i jedna sa drugom, putem međućelijske signalizacije). Proteinski kompleks mTOR je ključni agens na velikom autoputu ćelijske komunikacije koji je uključen u iskorištavanje energije: ćelijski metabolizam. Takođe znamo da mTOR utiče na dugovečnost, iako još uvek ne razumemo u potpunosti kako.
Da bi manipulisao aktivnošću mTOR-a po volji, CNIO tim se fokusirao ne na sam mTOR, već na protein koji treba da pošalje signal koji ukazuje na količinu hranljivih materija dostupnih u ćeliji. Istraživači su genetski modifikovali ovaj protein da bi ga naterali da „laže“ i signalizirali mTOR-u da u ćeliji ima više hranljivih materija nego što ih zapravo ima.
Dakle, hemijski signalni put mTOR-a se aktivira kao da životinje jedu više, iako se u stvarnosti njihova ishrana ne razlikuje.
Kada životinje sa ovim proteinom, koji obmanjuje mTOR, dostignu zrelost, funkcionisanje ćelija počinje da opada i otkrivaju se karakteristični simptomi starenja: koža postaje tanja, a dolazi do oštećenja pankreasa, jetre, bubrega i drugih organa.
Ćelije imunog sistema dolaze da ih poprave, ali su preplavljene količinom oštećenja. Oni se akumuliraju i, umesto da se poprave, izazivaju upalu koja dodatno povećava probleme u tim organima.
Rezultat ovog začaranog kruga je da se životni vek ovih životinja u kojima mTOR radi više nego što je normalno skraćuje za 20%, što bi na ljudskoj skali bilo ekvivalentno oko 16 godina.
Studija je pokušala da preseče ovaj krug blokiranjem imunološkog odgovora koji izaziva upalu. Oštećenja u organima su se tada dovoljno poboljšala da dobiju ono što bi kod ljudi predstavljalo nekoliko godina života.
Iz tog razloga, autori navode da je delovanje na hroničnu upalu „potencijalna terapeutska mera koja kontroliše pogoršanje zdravlja“, kaže prvi autor Ortega-Molina.
Ono što se dešava kada se deluje na osnovu informacija koje mTOR dobija, simulirajući višak hranljivih materija, podseća na promenu koja se dešava tokom prirodnog starenja. Grupa CNIO uporedila je svoj model sa kolonijama miševa koji prirodno stare, kako sopstvenih tako i onih koji pripadaju Nacionalnom institutu za starenje (NIA).
Na primer, aktivnost lizozoma, koji su organele pomoću kojih ćelija uklanja i reciklira svoj otpad, smanjena je i kod prirodno starih i kod genetski modifikovanih životinja. „Kada postoji višak hranljivih materija, logično je da ćelija isključuje aktivnost reciklaže lizozoma, jer ovo recikliranje funkcioniše posebno kada nema hranljivih materija“, kaže Efejan.
Ovo smanjenje lizozomalne aktivnosti se takođe dešava u starenju ljudi, što je potvrdila grupa sa Univerziteta u Valensiji kada je uporedila uzorke krvi mladih ljudi i sedmogodišnjaka.
Osim ovog dokumenta, Efejan veruje da ovaj novi životinjski model nudi „dovoljno plodno tlo da se postavljaju dodatna pitanja o tome kako povećanje hranljivih materija, ili njihova signalizacija, olakšava procese u različitim organima koji nam omogućavaju da razumemo njihovo starenje posebno. Ili, na primer, istražiti vezu sa neurodegenerativnim bolestima, jer postoji neka upala u centralnom nervnom sistemu, to je alat koji može da koristi mnogo više ljudi.
