Metabolismo defeituoso pode ser um culpado oculto por trás do envelhecimento e das doenças: WebCuriosos

O envelhecimento é um processo biológico que ninguém pode evitar. Idealmente, envelhecer deveria ser um momento para relaxar e aproveitar os frutos do seu trabalho. O envelhecimento também tem um lado mais sombrio, muitas vezes ligado a doenças.

A cada segundo, suas células realizam bilhões de reações bioquímicas que alimentam funções essenciais à vida, formando uma rede altamente interconectada. rede metabólica. Esta rede permite que as células cresçam, proliferem e se reparem, e seu a interrupção pode dirigir o processo de envelhecimento.

Mas será que o envelhecimento causa declínio metabólico ou a perturbação metabólica acelera o envelhecimento? Ou ambos?

Para responder a esta questão do ovo ou da galinha, primeiro você precisa entender como os processos metabólicos são interrompidos durante o envelhecimento e as doenças.

eu sou um cientista e pesquisadore meu laboratório concentra-se em explorar a complexa relação entre metabolismo, estresse e envelhecimento. Em última análise, esperamos que este trabalho forneça estratégias para promover um envelhecimento mais saudável e vidas mais vibrantes.

Ligação entre metabolismo e envelhecimento

O envelhecimento é o fator de risco mais significativo para muitos dos problemas da sociedade doenças mais comunsincluindo diabetes, câncer, doenças cardiovasculares e distúrbios neurodegenerativos.

Um factor-chave por detrás do aparecimento destes problemas de saúde é a perturbação do funcionamento celular e metabólico. homeostase ou equilíbrio.

A perturbação da homeostase desestabiliza o ambiente interno do corpo, conduzindo a desequilíbrios que podem desencadear uma cascata de problemas de saúde, incluindo distúrbios metabólicos, doenças crónicas e funções celulares prejudicadas que contribuem para o envelhecimento e outras doenças graves.

O metabolismo interrompido está ligado a muitas características do envelhecimento das células, como encurtamento dos telômerosque é dano às extremidades protetoras dos cromossomos, e instabilidade genômicaa tendência de formar mutações genéticas.

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Um metabolismo disfuncional também está ligado ao mau funcionamento mitocôndrias; senescência celularou quando as células param de se dividir; desequilíbrios nos micróbios intestinais; e a capacidade reduzida das células de detectar e responder a diferentes nutrientes.

As doenças neurológicas, como a doença de Alzheimer, são excelentes exemplos de condições relacionadas com a idade, com uma forte ligação entre o metabolismo desregulado e o declínio funcional.

Por exemplo, a minha equipa de investigação descobriu anteriormente que, em ratos idosos, a capacidade das células da medula óssea de se produzir, armazenar e usar energia é suprimida devido ao aumento da atividade de uma proteína que modula a inflamação.

Este estado de deficiência energética leva a um aumento da inflamação que é agravado pela dependência destas células envelhecidas da glicose como principal fonte de combustível.

A inibição experimental desta proteína nas células da medula óssea de ratos idosos, no entanto, revitaliza a capacidade das células de produzir energia, reduz a inflamação e melhora a plasticidade de uma área do cérebro envolvida na memória.

Esta descoberta sugere que algum envelhecimento cognitivo poderia ser revertido através da reprogramação do metabolismo da glicose nas células da medula óssea para restaurar as funções imunológicas.

Reaproveitando medicamentos para tratar Alzheimer

Em nossa pesquisa recém-publicada, minha equipe e eu descobri uma nova conexão entre o metabolismo interrompido da glicose e a doença neurodegenerativa. Isto levou-nos a identificar um medicamento originalmente concebido para o cancro que poderia ser potencialmente utilizado no tratamento da doença de Alzheimer.

Nós nos concentramos em um enzima chamada IDO1 que desempenha um papel crítico na primeira etapa da decomposição do aminoácido triptofano.

Esta via produz um composto chave chamado quinurenina, que alimenta vias energéticas adicionais e respostas inflamatórias. No entanto, quinurenina excessiva pode ter efeitos prejudiciaisinclusive aumentando o risco de desenvolver Alzheimer.

Descobrimos que a inibição do IDO1 pode recuperar a memória e a função cerebral em uma variedade de modelos pré-clínicos, inclusive em culturas de células e camundongos. Para entender por quê, analisamos o metabolismo das células cerebrais.

O cérebro é um dos a maioria dos tecidos dependentes de glicose no corpo. A incapacidade de usar adequadamente a glicose para alimentar processos cerebrais críticos pode levar ao declínio metabólico e cognitivo.

Altos níveis de IDO1 reduzem o metabolismo da glicose, produzindo excesso de quinurenina. Assim, os inibidores de IDO1 – originalmente concebidos para tratar cancros como o melanoma, a leucemia e o cancro da mama – poderiam ser reaproveitados para reduzir a quinurenina e melhorar a função cerebral.

Utilizando uma série de modelos de laboratório, incluindo ratos e células de pacientes com Alzheimer, também descobrimos que os inibidores de IDO1 podem restaurar o metabolismo da glicose nas células cerebrais.

Além disso, conseguimos restaurar o metabolismo da glicose em ratos com acumulação de amiloide e tau – proteínas anormais envolvidas em muitas doenças neurodegenerativas – bloqueando o IDO1. Acreditamos que o reaproveitamento desses inibidores pode ser benéfico em vários distúrbios neurodegenerativos.

Promover um envelhecimento cognitivo mais saudável

Os efeitos dos distúrbios neurológicos e do declínio metabólico pesar muito nos indivíduos, nas famílias e na economia.

Embora muitos cientistas tenham se concentrado em atacar os efeitos posteriores dessas doenças, como controlar os sintomas e retardar a progressão, o tratamento precoce dessas doenças pode melhorar a cognição com o envelhecimento.

Nossas descobertas sugerem que direcionar o metabolismo tem o potencial não apenas de retardar o declínio neurológico, mas também de reverter a progressão de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer, Parkinson e demência.

Descobrir novos insights na interseção entre estresse, metabolismo e envelhecimento pode abrir caminho para um envelhecimento mais saudável. Mais pesquisas podem melhorar nossa compreensão de como o metabolismo afeta as respostas ao estresse e o equilíbrio celular ao longo da vida.

Melanie R. McReynoldsProfessor Assistente de Bioquímica, Estado da Pensilvânia

Este artigo foi republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.