Cellesignalering og motstand mot oksidativt stress: Effekter av aldring og trening

Høy alder øker risikoen for en rekke sykdommer, inkludert hjerte- og karsykdommer, type 2 diabetes, Alzheimers sykdom og kreft. En viktig faktor som ser ut til å ligge til grunn for denne økte risikoen med alderen er redusert evne til å motstå oksidativ skade eller oksidativt stress. Derfor virker det å opprettholde eller øke kapasiteten til å motstå oksidativt stress avgjørende for å forebygge aldersrelatert sykdom og fremme vellykket aldring. En potensiell årsak til den lavere motstanden mot oksidativt stress med alderen er et gradvis skifte i redokstilstanden mot et mer oksidert cellulært miljø som potensielt kan forstyrre cellesignalering. Nukleær erytroid-2-p45-relatert faktor-2 (Nrf2) er hovedregulatoren for antioksidantforsvar. Nrf2 driver uttrykk for en rekke gener involvert i cellulær avgiftning og antioksidantforsvar. Det er sterke bevis fra dyrestudier på at Nrf2-signalering reduseres med aldring og i det minste delvis kan gjenopprettes med moderat treningstrening, men gapet i dagens kunnskap er om disse dataene faktisk oversettes til mennesker. Denne studien vil teste følgende hypoteser hos unge og eldre menn og kvinner: i) aldring er assosiert med svekket Nrf2-signalering som respons på akutt trening og ii) moderat treningstrening vil forbedre Nrf2-signalering hos eldre, inaktive individer, og dette vil øke deres motstand mot oksidativt stress. Disse hypotesene vil bli testet ved å sammenligne 25 unge (18-28y) og 25 eldre (≥60y) inaktive individer før og etter en 8-ukers treningsintervensjon (n=15 per aldersgruppe) og sammenlignet med ikke-trenende alderstilpasset kontrollgrupper (n=10 per aldersgruppe). Nrf2-signalering vil bli målt i perifere mononukleære blodceller (PBMC) som respons på akutt trening og vil inkludere genuttrykk (NRF2, NQO1, HO1, GCLC), proteinoverflod (NRF2, KEAP1, NQO1, HO1, GCLC) og Nrf2-ARE bindende kapasitet. Motstand mot oksidativt stress vil bli målt ved plasma F2-isoprostan respons på underarmsiskemi/reperfusjon. Resultatene vil øke forståelsen av mekanismene for redusert stressresiliens med aldring og plastisiteten til disse banene. Dette vil avgjøre om målretting av Nrf2-signalering vil være effektiv for forebygging eller behandling av disse aldersrelaterte endringene som har en enorm folkehelsepåvirkning på grunn av potensialet for å redusere sykdomsrisiko og medisinske kostnader. En ekstra betydning av dette prosjektet er å skape mulighet for studenter og hovedfagsstudenter til å bli involvert i forskning, et viktig formål med Academic Research Enhancement Award (AREA)-programmet og et oppdrag fra Northern Arizona University.