Behandlungsstrategie zur Verbesserung der Nrf2-Signalgebung bei älteren Erwachsenen

Das Redox-Gleichgewicht spielt eine Schlüsselrolle für das altersassoziierte erhöhte Risiko für Krankheiten. Ein Grund für die geringere Widerstandsfähigkeit gegenüber oxidativem Stress mit zunehmendem Alter ist eine allmähliche Verschiebung des Redoxzustands in Richtung einer stärker oxidierten zellulären Umgebung, die zu einer Unterbrechung der Zellsignalübertragung führt. Der mit dem nuklearen Erythroidfaktor 2 zusammenhängende Faktor 2 (Nrf2) ist der Hauptregulator der antioxidativen Abwehr. Nrf2 steuert die Expression einer Vielzahl von Genen, die an der Zytoprotektion und der antioxidativen Abwehr beteiligt sind. Das Traustadottir-Labor war das erste, das die Nrf2-Aktivierung als Reaktion auf akutes Training beim Menschen nachwies, und fand in Übereinstimmung mit Tierdaten eine altersbedingte Beeinträchtigung der belastungsinduzierten Nrf2-Signalübertragung. Dies unterstreicht ein wichtiges Problem im Zusammenhang mit dem Altern, nämlich dass ältere Personen im Vergleich zu jüngeren Kohorten weniger empfindlich auf einen Trainingsreiz reagieren. Der Schwerpunkt der vorgeschlagenen Studie liegt auf dem Versuch, dieses Problem zu lösen, indem das Signal verstärkt und die „Übungsdesensibilisierung“ gemildert wird, die ältere Menschen zeigen, um das Redoxgleichgewicht wiederherzustellen. Diese Studie wird die Hypothese testen, dass die Kombination von akutem Training mit Sulforaphan die Nrf2-Aktivierung und die nachgeschaltete Signalübertragung bei älteren Erwachsenen im Vergleich zu beiden allein verbessert. Sulforaphan (SFN) ist ein Phytonährstoff, der in hohen Konzentrationen in Kreuzblütlern vorkommt und ein starker Nrf2-Aktivator ist. Die Hypothese wird mit zwei verschiedenen Ansätzen getestet; Das erste Experiment wird einen In-vivo-Ex-vivo-Ansatz verwenden, bei dem periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs), die von älteren Männern und Frauen (≥ 60 Jahre, n = 30) vor und nach akuter körperlicher Betätigung (in vivo) gesammelt wurden, kultiviert werden stimuliert mit SFN (ex vivo). Dies ermöglicht eine größere experimentelle Kontrolle des SFN-Stimulus. Das zweite Experiment wird die klinische Umsetzung testen, indem der Sulforaphan-Stimulus in vivo durch eine orale Supplementierung von Sulforaphan in Form von ganzem Brokkolisprossenmaterial vor akuter körperlicher Betätigung bei denselben Personen angewendet wird. Dieses zweite Experiment wird ein randomisiertes placebokontrolliertes Crossover-Design sein. Für alle Studien wird die Nrf2-Signalisierung durch Nrf2-Aktivierung durch einen ARE-Bindungsassay, das Verhältnis von Kern zu Ganzzelle des Nrf2-Proteins und die Nrf2-abhängige Genexpression (HO-1, GCLC, NQO1, GR) gemessen. Mögliche Geschlechtsunterschiede werden untersucht. Die aus dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse sind, ob die Kombination einfacher Interventionen in der Kategorie gesunder Lebensstil und Präventivmedizin die Anpassungsreaktion auf Bewegung bei älteren Menschen verbessern kann. Dies könnte enorme Auswirkungen haben, indem es die Gesundheit und das Wohlbefinden älterer Amerikaner verbessert.