Metabolizmi dhe plakja e trurit

Plakja manifestohet si një rënie e pakthyeshme e funksionit të të gjitha sistemeve të organeve për shkak të çrregullimit dhe dëmtimit të komponentëve të tyre qelizorë. Shkencëtarët kanë identifikuar disa ndryshime që ndodhin në qelizat në të gjithë trupin dhe trurin gjatë plakjes-moshimit. Këto përfshijnë: paqëndrueshmëri gjenomike; dëmtim oksidativ të ADN-së, proteinave dhe membranave qelizore; akumulim të proteinave të agreguara dhe mitokondrive jofunksionale; aftësi të dëmtuar të qelizave për të riparuar dëmtimet molekulare; autofagi të dëmtuar; dhe reduktim të rrugëve të sinjalizimit që normalisht forcojnë aftësinë e një qelize për t'u përballur me stresin (1). Këto procese plakjeje i bëjnë njerëzit të prekshëm ndaj një sërë sëmundjesh, mes të cilave kanceri, diabeti, sëmundjet kardiovaskulare, çrregullimet neurodegjenerative dhe infeksionet.

Ngjashëm me rënien e aftësive fizike, performanca e trurit të njeriut fillon të bjerë gjatë dekadës së tretë dhe të katërt të jetës. Shumë njerëz zhvillojnë një çrregullim katastrofik neurodegjenerativ siç është sëmundja e Alzheimerit (AD) ose sëmundja e Parkinsonit (PD), kur arrijnë në të 70-at dhe 80-at. Në fakt, deri në moshën 85 vjeç, rreth gjysma e të gjithë njerëzve mund të kenë një nga këto çrregullime. Neuronet në tru janë veçanërisht të ndjeshme ndaj mosfunksionimit dhe degjenerimit gjatë plakjes, pjesërisht sepse aktiviteti i tyre elektrik gjeneron nivele të larta të stresit oksidativ dhe metabolik. Truri përbëhet nga rrjete komplekse prej qindra miliarda neuronesh, qelizash gliale dhe enësh gjaku që duhet të komunikojnë me njëra-tjetrën në një mënyrë shumë të integruar për të mbështetur kërkesat dhe funksionet e energjisë të këtij organi. Ekziston një lidhje e ngushtë e aktivitetit të neuroneve dhe rrjedhjes së gjakut, me qelizat gliale, që kanë një rol ndërmjetës në këtë proces (2). Këto kompleksitete paraqesin një sfidë të madhe për trurin gjatë plakjes, por është e paqartë se si metabolizmi i energjisë ndërpritet gjatë plakjes dhe nëse dhe si kjo ndërprerje kontribuon në rënien funksionale ose ndjeshmërinë ndaj AD dhe PD.

Një krahasim i rrjeteve të ndërveprimit mes trurit të të rinjve dhe të moshuarve zbuloi një efekt të ri dhe shumë interesant të përgjithshëm të plakjes. Në trurin e të rinjve, ndikimi i një rruge në të gjitha rrugët e tjera është i shpërndarë në mënyrë të barabartë, ndërsa në trurin e moshave të mëdha, rrugët e ndërveprimit shfaqin grupim. Autorët(i referohet artikullit: “Breakdown and repair of the metabolic system of the aging brain” me autorë Polina Shichkova, Henry Markram) e interpretojnë si mënyrë që metabolizmi i trurit është më i fuqishëm te truri i të rinjve sepse ka mënyra për t'u përshtatur me sfidat fiziologjike si stresi ose ushtrimet fizike (domethënë, fleksibilitet më i madh). Një rënie në fleksibilitetin metabolik gjatë plakjes është në përputhje me provat për rezistencën e trurit ndaj insulinës dhe shfrytëzimin e dëmtuar të glukozës neuronale. Përveç zbulimit të pasojave të plakjes në rrugët metabolike të trurit dhe ndikimit të tyre në kontrollin e aktivitetit të rrjetit neuronal, gjetjet e Shichkova-s mund të shpjegojnë pse rezistenca ndaj stresit dhe rikuperimi nga dëmtimi traumatik i trurit ose goditja në tru janë përgjithësisht më të mira tek të rinjtë sesa tek të moshuarit.

Kur neuronet janë aktive, ato prodhojnë më shumë adenozinë trifosfat (ATP), e cila është kritike për to për të rivendosur dhe ruajtur potencialin e ngarkesës elektrike përgjatë membranës së tyre të jashtme.

Neuronet duhet të "pompojnë" jone natriumi të ngarkuara pozitivisht (Na+) nga brenda tyre në pjesën e jashtme për të ruajtur potencialin e membranës në qetësi, duke kërkuar sasi të mëdha të ATP-së. Piketimi i ndryshimeve të lidhura me moshën në rrugët e aktivitetit neuronal, Shichkova dhe kolegët Identifikuan shprehjen e reduktuar të proteinës pompë Na+ si një shkak kryesor të çrregullimit të shkrepjes neuronale^* që lidhet me moshën. Një rënie në aktivitetin e pompës Na+, për shkak të moshës, mund të ndihmojë gjithashtu në shpjegimin pse disa njerëz zhvillojnë AD, por të tjerët jo. Në të vërtetë, linja konvergjente provash sugjerojnë se ngacmueshmëria jonormale e rrjetit neuronal dhe dëmtimi i neuroneve ngacmuese-toksike luajnë role të rëndësishme në AD, me neuronet që kanë shkallët më të larta të shkrepjes - d.m.th., neuronet frenuese të acidit gama-aminobutirik (GABA)ergjik - që janë më të prekshmet ndaj plakjes dhe AD.

Çuditërisht, Shichkova dhe kolegët identifikuan një faktor transkriptimi të quajtur receptori A, i lidhur me estrogjenin (ESRRA) si një pikë kryesore fokale në ndryshimet e lidhura me moshën në rrjetet metabolike të trurit. ESRRA njihet për rolin si rregullator i gjeneve që kodojnë proteinat e përfshira në metabolizmin e acideve yndyrore, funksionin mitokondrial dhe autofaginë. Rishqyrtimi i bazës së të dhënave të rrjetit të shoqërimit të proteinave funksionale STRING zbuloi proteina të shumta të shoqëruara me ESRRA, mes të cilave edhe ato të përfshira në përgjigjet adaptive qelizore ndaj stresit, funksionin mitokondrial dhe kontrollin e cilësisë, dhe rregullimin epigjenetik të neuroplasticitetit. Kjo është prova e parë që ESRRA luan një rol të madh në plakjen e trurit dhe aktivitetin e rrjetit neuronal. Megjithatë, një krahasim paraprak i shprehjes rajonale të gjeneve të trurit te minjtë e identifikoi ESRRA si një rregullator të mundshëm të përgjigjeve adaptive të trurit ndaj stresit social. Do të jetë me interes të konsiderueshëm të përcaktohet nëse rritja eksperimentale e ESRRA mund ta mbrojë trurin nga stresi dhe plakja.

Ndërsa shkalla e plakjes së trurit ndryshon midis individëve, trajektorja për të gjithë njerëzit tenton drejt një rënieje metabolike neuronale dhe demencës. Përpjekjet për të shmangur ose edhe për të shkuar drejt ngritjes me ndërhyrje që forcojnë sistemet bioenergjetike të trurit janë në progres.

Duke përdorur një kërkim optimizimi të paudhëzuar, Shichkova dhe kolegët zbuluan disa strategji terapeutike që tashmë po ndiqen, duke përfshirë trajtimet që rrisin nivelet e ketonit b-hidroksibutirat ose nikotinamid adenin dinukleotidit (NAD+), të cilat luajnë role të ndryshme kyçe në metabolizëm. Modeli i tyre gjithashtu mbështet prova se ushtrimet fizike, agjërimi me ndërprerje dhe pjesëmarrja e rregullt në sfidat intelektuale mund të nxisin, secila prej tyre, një profil më rinor të rrjeteve metabolike të trurit (9-11). Ky model i ri dhe i disponueshëm falas ofron një mundësi për studiuesit në disiplina të ndryshme për të testuar hipotezat në lidhje me pikëpyetjen nëse dhe si gjenet specifike, faktorët mjedisorë, sëmundjet, agjentët farmakologjikë dhe faktorët e stilit të jetës ndikojnë në rrjetet metabolike nervore dhe funksionin e trurit.

*Komunikimi midis neuroneve përmes impulseve elektrike dhe neurotransmetuesve

Burimi: Frontiers

Përkthimi për ResPublica: Gazmira Sokoli