Señalización celular y resistencia al estrés oxidativo: efectos del envejecimiento y el ejercicio

La edad avanzada aumenta sustancialmente el riesgo de una serie de enfermedades, incluidas las enfermedades cardiovasculares, la diabetes tipo 2, la enfermedad de Alzheimer y el cáncer. Un factor importante que parece ser la base de este mayor riesgo con la edad es la capacidad reducida para resistir la lesión oxidativa o el estrés oxidativo. Por lo tanto, mantener o aumentar la capacidad de resistir el estrés oxidativo parece fundamental para la prevención de enfermedades relacionadas con la edad y la promoción de un envejecimiento exitoso. Una razón potencial de la menor resistencia al estrés oxidativo con la edad es un cambio gradual en el estado redox hacia un entorno celular más oxidado que potencialmente interrumpe la señalización celular. El factor 2 relacionado con eritroide-2-p45 nuclear (Nrf2) es el principal regulador de las defensas antioxidantes. Nrf2 impulsa la expresión de una serie de genes implicados en la desintoxicación celular y las defensas antioxidantes. Existe una fuerte evidencia de estudios en animales de que la señalización de Nrf2 se reduce con el envejecimiento y puede restaurarse al menos parcialmente con un entrenamiento físico moderado; sin embargo, la brecha en el conocimiento actual es si estos datos se traducen de hecho en humanos. Este estudio probará las siguientes hipótesis en hombres y mujeres jóvenes y mayores: i) el envejecimiento está asociado con una señalización Nrf2 deteriorada en respuesta al ejercicio agudo y ii) el entrenamiento con ejercicios moderados mejorará la señalización Nrf2 en individuos mayores e inactivos, y esto aumentará su resistencia al estrés oxidativo. Estas hipótesis se probarán comparando 25 jóvenes (18-28 años) y 25 personas mayores (≥ 60 años) inactivas antes y después de una intervención de ejercicio de 8 semanas (n = 15 por grupo de edad) y en comparación con personas de la misma edad que no hacen ejercicio. grupos de control (n=10 por grupo de edad). La señalización de Nrf2 se medirá en células mononucleares de sangre periférica (PBMC) en respuesta al ejercicio agudo e incluirá expresión génica (NRF2, NQO1, HO1, GCLC), abundancia de proteínas (NRF2, KEAP1, NQO1, HO1, GCLC) y Nrf2-ARE capacidad vinculante. La resistencia al estrés oxidativo se medirá mediante la respuesta plasmática de F2-isoprostano a la isquemia/reperfusión del antebrazo. Los resultados aumentarán la comprensión de los mecanismos de la disminución de la resiliencia al estrés con el envejecimiento y la plasticidad de estas vías. Esto determinará si apuntar a la señalización de Nrf2 será eficaz para la prevención o el tratamiento de estos cambios relacionados con la edad, que tienen un enorme impacto en la salud pública debido al potencial de reducir el riesgo de enfermedades y los costos médicos. Un significado adicional de este proyecto es crear oportunidades para que los estudiantes de pregrado y posgrado se involucren en la investigación, un propósito importante del programa Academic Research Enhancement Award (AREA) y una misión de la Universidad del Norte de Arizona.