Reakcja komórki na stres: nowatorski cel dla chemoprewencji i neuroprotekcji żywieniowej w starzeniu się, zaburzeniach neurodegeneracyjnych oraz długowieczności.

Dominującym komórkowym symptomem starzenia się jest akumulacja zmodyfikowanych produktów genowych. Co więcej, pewne warunki obejmujące oksydację białek, tłuszczów i glukozy zaburzają homeostazę redoks i prowadzą do akumulowania niesfałdowanych lub nieprawidłowo sfałdowanych białek w starzejącym się mózgu.

Choroby Alzheimera i Parkinsona oraz ataksja Friedreicha są chorobami neurologicznymi, których wspólną cechą jest produkcja nieprawidłowych białek, dysfunkcja mitochondrialna oraz stres oksydacyjny, co prowadzi do patogenezy tych tzw. „chorób konformacyjnych białek”.

Ośrodkowy układ nerwowy wytworzył mechanizm ochronny odpowiedzi na białko niesfałdowane, by radzić sobie z akumulacją niewłaściwie sfałdowanych białek. Jako jeden z kluczowych układów wewnątrzkomórkowego redoksu zaangażowanego w neuroprotekcję, układ witagenów jawi się jako potencjalny neurohormetyczny obiekt nowatorskich interwencji w zakresie cytoprotekcji. Witageny zawierają w sobie cytoochronne białka szoku cieplnego (Hsp) Hsp70 i oksygenazę hemową-1, a także reduktazę tioredoksyny oraz sirtuiny.

Badania żywieniowe wykazują, że starzenie się u zwierząt może być znacząco spowolnione poprzez ograniczenia dietetyczne. Z tego względu wpływ czynników dietetycznych na zdrowie i długowieczność jest w coraz bardziej docenianym obszarem badań. Zmniejszenie poboru energii poprzez kontrolowane ograniczenie kalorii lub czasowe wstrzymywanie się od przyjmowania pokarmu zwiększa długość życia i chroni różne tkanki przed chorobami.

Genetycy wykazali, że starzenie się może być kontrolowane poprzez zmiany w wewnątrzkomórkowym współczynniku NAD/NADH regulującym sirtuiny, grupę białek związanych ze starzeniem się, metabolizmem i tolerancją na stres występujących w szeregu organizmów.

Wcześniejsze badania wskazują, że szereg fitochemikaliów wykazuje dwufazową zależność dawka-reakcja w komórkach przy niskich dawkach aktywujących szlaki sygnałowe, co prowadzi do zwiększonej ekspresji witagenów odpowiadających za przetrwanie białek, podobnie jak w przypadku szlaku Keap1/Nrf2/ARE aktywowanego przez kurkuminę oraz szlaku NAD/NADH-sirtuina-1 aktywowanego przez resweratrol.

Neuroprotekcyjna rola antyoksydantów zawartych w diecie, takich jak kurkumina, acetyl-L-karnityna i karnozyna konsekwentnie demonstrowana jest poprzez aktywację tych szlaków wewnątrzkomórkowych, które są wrażliwe na redoks. Choć teza o neuroprotekcyjnym działaniu białek stresowych jest powszechnie akceptowana, powiązanie neuroprotekcji z określonym wzorcem reakcji na stres wymaga jeszcze wiele pracy. W niniejszym przeglądzie dyskusji poddano znaczenie witagenów w komórkowej reakcji na stres oraz potencjalne zastosowanie antyoksydantów żywieniowych w zapobieganiu i leczeniu zaburzeń neurodegeneracyjnych.    

Źródło: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18629638 (dosłowne tłumaczenie).