Solujen signalointi ja vastustuskyky oksidatiiviselle stressille: ikääntymisen ja harjoituksen vaikutukset

Pitkä ikä lisää merkittävästi riskiä sairastua moniin sairauksiin, kuten sydän- ja verisuonisairauksiin, tyypin 2 diabetekseen, Alzheimerin tautiin ja syöpään. Tärkeä tekijä, joka näyttää olevan tämän lisääntyneen riskin taustalla iän myötä, on heikentynyt kyky vastustaa oksidatiivista vauriota tai oksidatiivista stressiä. Siksi oksidatiivisen stressin vastustuskyvyn ylläpitäminen tai lisääminen näyttää ratkaisevan tärkeältä ikään liittyvien sairauksien ehkäisyssä ja onnistuneen ikääntymisen edistämisessä. Yksi mahdollinen syy alempaan vastustuskykyyn oksidatiivista stressiä vastaan ​​iän myötä on asteittainen muutos redox-tilassa kohti hapettuneempaa soluympäristöä, mikä saattaa häiritä solujen signalointia. Ydinerytroidi-2-p45:een liittyvä tekijä-2 (Nrf2) on antioksidanttipuolustuksen pääsäätelijä. Nrf2 ohjaa useiden geenien ilmentymistä, jotka osallistuvat solujen myrkkyjen poistoon ja antioksidanttiseen puolustukseen. Eläintutkimuksista on saatu vahvaa näyttöä siitä, että Nrf2-signalointi vähenee ikääntymisen myötä ja että se voidaan ainakin osittain palauttaa kohtuullisella harjoittelulla, mutta nykytiedon aukko on kuitenkin se, käyvätkö nämä tiedot todella ihmisille. Tässä tutkimuksessa testataan seuraavia hypoteeseja nuorilla ja vanhemmilla miehillä ja naisilla: i) ikääntyminen liittyy heikentyneeseen Nrf2-signalointiin vasteena akuutille harjoitukselle ja ii) kohtalainen harjoittelu parantaa Nrf2-signalointia vanhemmilla, inaktiivisilla henkilöillä ja tämä lisää vastustuskyky oksidatiiviselle stressille. Näitä hypoteeseja testataan vertaamalla 25 nuorta (18-28v) ja 25 vanhempaa (≥60v) passiivista henkilöä ennen ja jälkeen 8 viikon harjoitustoimenpiteen (n=15 per ikäryhmä) ja verrattuna harjoittelemattomiin ikäryhmiin. vertailuryhmät (n = 10 ikäryhmää kohti). Nrf2-signalointi mitataan perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa (PBMC) vasteena akuutille rasitukselle, ja se sisältää geeniekspression (NRF2, NQO1, HO1, GCLC), proteiinien runsauden (NRF2, KEAP1, NQO1, HO1, GCLC) ja Nrf2-ARE. sitova kapasiteetti. Resistenssi oksidatiiviselle stressille mitataan plasman F2-isoprostaanin vasteella kyynärvarren iskemialle/reperfuusioon. Tulokset lisäävät ymmärrystä ikääntymisen myötä heikentyneen stressinsietokyvyn mekanismeista ja näiden reittien plastisuudesta. Tämä määrittää, onko Nrf2-signaloinnin kohdistaminen tehokas näiden ikääntymiseen liittyvien muutosten ehkäisyssä tai hoidossa, joilla on valtava vaikutus kansanterveyteen, koska se voi alentaa sairausriskiä ja lääkekustannuksia. Tämän hankkeen lisämerkitys on luoda mahdollisuus perustutkinto- ja jatko-opiskelijoille osallistua tutkimukseen, mikä on tärkeä AREA (Academic Research Enhancement Award) -ohjelman tarkoitus ja Northern Arizonan yliopiston tehtävä.