新陳代謝錯誤可能是衰老和疾病背后的隱藏罪魁禍?zhǔn)?/h1>

衰老是一種生物過程沒有人可以避免。理想情況下，變老應(yīng)該是放松和享受勞動成果的時候。然而，衰老也有陰暗面，通常與疾病有關(guān)。

每一秒，您的細(xì)胞都在進(jìn)行數(shù)十億次生化反應(yīng)，這些反應(yīng)為生命的基本功能提供動力，形成一個高度互連的代謝網(wǎng)絡(luò).該網(wǎng)絡(luò)使細(xì)胞能夠生長、增殖和自我修復(fù)，及其顛覆可以驅(qū)動老化過程.

但是衰老會導(dǎo)致新陳代謝下降，還是新陳代謝紊亂會加速衰老？還是兩者兼而有之？

要解決這個先有雞還是先有蛋的問題，您首先需要了解代謝過程在衰老和疾病過程中是如何分解的。

我是科學(xué)家和研究人員和我的實驗室專注于探索新陳代謝、壓力和衰老之間的復(fù)雜關(guān)系。最終，我們希望這項工作將提供促進(jìn)更健康老齡化和更充滿活力的生活的策略。

新陳代謝與衰老之間的聯(lián)系

老齡化是許多社會最重要的風(fēng)險因素最常見的疾病包括糖尿病,癌癥、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病。

這些健康問題發(fā)作背后的一個關(guān)鍵因素是細(xì)胞和代謝的破壞體內(nèi)平衡或平衡.

破壞體內(nèi)平衡會破壞身體的內(nèi)部環(huán)境，導(dǎo)致失衡，從而引發(fā)一系列健康問題，包括代謝紊亂、慢性疾病和細(xì)胞功能受損，從而導(dǎo)致衰老和其他嚴(yán)重疾病。

新陳代謝紊亂與衰老細(xì)胞的許多標(biāo)志有關(guān)，例如端?？s短，這是對染色體保護(hù)端的損傷，以及基因組不穩(wěn)定性，形成基因突變的趨勢。

功能失調(diào)的新陳代謝也與功能不佳有關(guān)線粒體;細(xì)胞衰老，或當(dāng)細(xì)胞停止分裂時;腸道微生物失衡;以及細(xì)胞檢測并響應(yīng)不同的營養(yǎng)物質(zhì).

神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如阿爾茨海默病疾病是與年齡相關(guān)的疾病的主要例子，新陳代謝失調(diào)和功能下降之間存在密切聯(lián)系。

例如，我的研究團(tuán)隊之前發(fā)現(xiàn)，在衰老小鼠中，骨髓細(xì)胞生產(chǎn)、儲存和使用能源受到抑制由于調(diào)節(jié)炎癥的蛋白質(zhì)的活性增加。

這種能量不足的狀態(tài)會導(dǎo)致炎癥增加，而這些衰老細(xì)胞對葡萄糖作為主要燃料來源的依賴會加劇這種炎癥。

然而，在衰老小鼠的骨髓細(xì)胞中通過實驗抑制這種蛋白質(zhì)，可以恢復(fù)細(xì)胞產(chǎn)生能量的能力，減少炎癥并改善大腦中涉及記憶的區(qū)域的可塑性。

這一發(fā)現(xiàn)表明，可以通過重新編程骨髓細(xì)胞的葡萄糖代謝來恢復(fù)免疫功能來逆轉(zhuǎn)一些認(rèn)知衰老。

重新利用治療阿爾茨海默病的藥物

在我們新發(fā)表的研究中，我和我的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)新連接在葡萄糖代謝中斷和神經(jīng)退行性疾病之間。這促使我們確定了一種最初為癌癥設(shè)計的藥物，該藥物可能用于治療阿爾茨海默病。

我們專注于稱為 IDO1 的酶這在分解氨基酸色氨酸的第一步中起著關(guān)鍵作用。

該途徑產(chǎn)生一種稱為犬尿氨酸的關(guān)鍵化合物，它為額外的能量途徑和炎性反應(yīng)提供燃料。然而過量的犬尿氨酸可以有有害影響，包括增加患阿爾茨海默病的風(fēng)險。

我們發(fā)現(xiàn)抑制 IDO1 可以恢復(fù)記憶和大腦功能在一系列臨床前模型中，包括在細(xì)胞培養(yǎng)物和小鼠中。為了了解原因，我們研究了腦細(xì)胞的新陳代謝。

大腦是其中之一大多數(shù)葡萄糖依賴性組織在體內(nèi)。無法正確使用葡萄糖為關(guān)鍵的大腦過程提供燃料會導(dǎo)致新陳代謝和認(rèn)知能力下降。

高水平的 IDO1 通過產(chǎn)生過量的犬尿氨酸來降低葡萄糖代謝。因此，IDO1 抑制劑——最初旨在治療黑色素瘤、白血病和乳腺癌等癌癥——可以重新用于減少犬尿氨酸并改善大腦功能。

使用一系列實驗室模型，包括來自阿爾茨海默病患者的小鼠和細(xì)胞，我們還發(fā)現(xiàn) IDO1 抑制劑可以恢復(fù)腦細(xì)胞中的葡萄糖代謝.

此外，我們能夠通過阻斷 IDO1 來恢復(fù)淀粉樣蛋白和 tau 蛋白積累（參與許多神經(jīng)退行性疾病的異常蛋白質(zhì)）小鼠的葡萄糖代謝。我們相信重新利用這些抑制劑可能對各種神經(jīng)退行性疾病有益。

促進(jìn)更健康的認(rèn)知老齡化

神經(jīng)系統(tǒng)疾病和代謝下降的影響重量重對個人、家庭和經(jīng)濟(jì)的影響。

雖然許多科學(xué)家專注于針對這些疾病的下游影響，例如控制癥狀和減緩進(jìn)展，但及早治療這些疾病可以改善對衰老的認(rèn)知。

我們的研究結(jié)果表明，靶向代謝不僅有可能減緩神經(jīng)功能衰退，而且有可能逆轉(zhuǎn)神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展，例如阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥和癡呆。

在壓力、新陳代謝和衰老的交叉點上發(fā)現(xiàn)新的見解，可以為更健康的老齡化鋪平道路。更多的研究可以提高我們對新陳代謝如何影響整個生命中的壓力反應(yīng)和細(xì)胞平衡的理解。

梅蘭妮·麥克雷諾茲， 生物化學(xué)助理教授，賓夕法尼亞州立大學(xué)

本文轉(zhuǎn)載自對話根據(jù) Creative Commons 許可。閱讀原創(chuàng)文章.

寶寶起名