Передача сигналов клетками и устойчивость к окислительному стрессу: влияние старения и физических упражнений

Пожилой возраст существенно увеличивает риск множества заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, диабет 2 типа, болезнь Альцгеймера и рак. Основным фактором, который, по-видимому, лежит в основе этого повышенного риска с возрастом, является снижение способности противостоять окислительному повреждению или окислительному стрессу. Таким образом, поддержание или увеличение способности противостоять окислительному стрессу имеет решающее значение для предотвращения возрастных заболеваний и стимуляции успешного старения. Одной из возможных причин более низкой устойчивости к окислительному стрессу с возрастом является постепенный сдвиг окислительно-восстановительного состояния в сторону более окисленной клеточной среды, потенциально нарушающей передачу клеточных сигналов. Ядерный эритроид-2-p45-родственный фактор-2 (Nrf2) является основным регулятором антиоксидантной защиты. Nrf2 управляет экспрессией множества генов, участвующих в клеточной детоксикации и антиоксидантной защите. Исследования на животных убедительно свидетельствуют о том, что передача сигналов Nrf2 снижается с возрастом и может быть, по крайней мере, частично восстановлена ​​при умеренных физических нагрузках, однако пробел в современных знаниях заключается в том, действительно ли эти данные применимы к людям. В этом исследовании будут проверены следующие гипотезы у молодых и пожилых мужчин и женщин: i) старение связано с нарушением передачи сигналов Nrf2 в ответ на острые физические нагрузки и ii) умеренные физические нагрузки улучшат передачу сигналов Nrf2 у пожилых, неактивных людей, и это повысит их устойчивость к окислительному стрессу. Эти гипотезы будут проверены путем сравнения 25 молодых (18-28 лет) и 25 пожилых (≥60 лет) неактивных людей до и после 8-недельного вмешательства (n = 15 в каждой возрастной группе) и в сравнении с не тренирующимися людьми того же возраста. контрольные группы (n=10 в каждой возрастной группе). Передача сигналов Nrf2 будет измеряться в мононуклеарных клетках периферической крови (PBMC) в ответ на острую физическую нагрузку и будет включать экспрессию генов (NRF2, NQO1, HO1, GCLC), содержание белка (NRF2, KEAP1, NQO1, HO1, GCLC) и Nrf2-ARE. связующая способность. Устойчивость к окислительному стрессу будет измеряться по реакции F2-изопростана в плазме на ишемию/реперфузию предплечья. Результаты улучшат понимание механизмов снижения стрессоустойчивости с возрастом и пластичности этих путей. Это определит, будет ли нацеливание на передачу сигналов Nrf2 эффективным для профилактики или лечения этих возрастных изменений, которые имеют огромное влияние на общественное здравоохранение из-за потенциального снижения риска заболеваний и медицинских расходов. Дополнительным значением этого проекта является создание возможности для студентов и аспирантов участвовать в исследованиях, что является важной целью программы академических исследований (AREA) и миссией Университета Северной Аризоны.