Τα όργανα γερνάνε με διαφορετικό ρυθμό

Η γήρανση συνήθως θεωρείται ως η σταδιακή πτώση ολόκληρου του σώματος, αλλά μία νέα έρευνα δείχνει ότι η ηλικία επηρεάζει τα όργανα με εντυπωσιακά διαφορετικούς τρόπους. Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε χθες στο επιστημονικό περιοδικό Cell Systems παρέχει την πρώτη ολοκληρωμένη άποψη για το πώς οι κυτταρικές πρωτεΐνες εξελίσσονται σε κάθε ηλικία σε διαφορετικά όργανα, αποκαλύπτοντας σημαντικές διαφορές μεταξύ του ήπατος και του εγκεφάλου σε νέα και ηλικιωμένα ποντίκια.

Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η γήρανση των οργάνων μπορεί να εξαρτάται από τις μοναδικές κυτταρικές ιδιότητες και τη φυσιολογική λειτουργία τους, στο σώμα.”Οι αλλαγές που συμβαίνουν κατά τη διαδικασία της γήρανσης μπορεί να είναι ποικίλες και είναι δύσκολο να γίνουν αντιληπτές, σημειώνει ο συνεπικεφαλής της έρευνας Brandon Τοyama του Ινστιτούτου Salk στις βιολογικές μελέτες..

Το αποτέλεσμα, σύμφωνα με τον Toyama, είναι “μια πλούσια πηγή πληροφοριών που θα πρέπει να ενθαρρύνει τη δημιουργία νέων πειραματικών ελέγξιμων υποθέσεων, που θα οδηγήσουν σε μια καλύτερη κατανόηση της γήρανσης του πληθυσμού σε επίπεδο οργανισμού.”

Η γήρανση προκαλεί την προοδευτική επιδείνωση της λειτουργίας των οργάνων, καθώς επίσης και τις λειτουργίες των κυττάρων και πρωτεϊνών μέσα σε αυτά. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι το επίπεδο δραστικότητας των γονιδίων αλλάζει με την ηλικία, με τα περισσότερα γονίδια που δείχνουν παρόμοιες αλλαγές στην έκφρασή τους απέναντι στα όργανα. Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη μεγάλης κλίμακας έδειξε ότι η συντριπτική πλειοψηφία των πρωτεϊνών κατά μήκος διαφόρων οργάνων δεν αλλάζουν σε αφθονία κατά τη διάρκεια της γήρανσης. Αυτά τα ευρήματα δημιουργούν ασάφειες στο πώς η γήρανση επηρεάζει τις κυτταρικές πρωτεΐνες και κατά πόσο η ηλικιακή αλλαγή επηρεάζει τις πρωτεΐνες σε διάφορα όργανα.

Για να απαντηθούν αυτά τα ερωτήματα, οι επιστήμονες έπρεπε να εστιαστούν σε μία προσέγγιση που περιελάμβανε ολόκληρο το σώμα, αντί να εστιάσουν σε μία απομονωμένη πτυχή της γονιδιακής έκφρασης, όπως σε παλαιότερες μελέτες. Ο συνδυασμός της γονιδιωματικής και πρωτεομικής, τους επέτρεψε να αναλύσουν ταυτόχρονα τις αλλαγές στη μεταγραφή, τη μετάφραση, τα επίπεδα της πρωτεΐνης, το εναλλακτικό μάτισμα, και τη πρωτεΐνη φωσφορυλίωσης και να αποκτήσουν μια ολοκληρωμένη άποψη των διαφορών πρωτεϊνών στο ήπαρ και τον εγκέφαλο, νέων και γηραιότερων ποντικιών.

Εντόπισαν 468 διαφορές στην ποσότητα της πρωτεΐνης μεταξύ νέων και γηραιότερων ζώων, κυρίως εξαιτίας των αλλαγών στη σύνθεση των πρωτεϊνών. Ένα άλλο σύνολο 130 πρωτεϊνών έδειξαν μεταβολές που σχετίζονται με την ηλικία και τη θέση τους στο εσωτερικό των κυττάρων, φωσφορυλίωση, οι αλλαγές αναμένεται να επηρεάσουν το επίπεδο δραστηριότητας ή τη λειτουργία των πρωτεϊνών. «Η δουλειά μας, διευρύνει σημαντικά τον κατάλογο των πρωτεϊνών που επηρεάζονται από την χρονολογική ηλικία σε θηλαστικά,” αναφέρουν οι επιστήμονες. “Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα μεμονωμένα σύνολα δεδομένων δεν θα ήταν αρκετά για να προεκτείνουν αυτά τα δίκτυα, αναδεικνύοντας την πολυπλοκότητα των επιπτώσεων της χρονολογικής ηλικίας στο πρωτέωμα και τα οφέλη της ολιστικής προσέγγισής μας.”

Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά, καθώς οι διαφορές στην ποσότητα πρωτεΐνης, εντοπίζονταν πολλές φορές μέσα σε ένα όργανο. Τα πρότυπα γήρανσης των πρωτεϊνών φαίνεται να σχετίζονται με συγκεκριμένες κυτταρικές ιδιότητες ή τη λειτουργία του οργάνου. Για παράδειγμα, επειδή τα κύτταρα στο ήπαρ αντικαθίστανται συχνά σε όλη την ενήλικη ζωή, το όργανο αυτό έχει την ευκαιρία να τροφοδοτήσει τις πρωτεΐνες του. Αντιθέτως, οι περισσότεροι νευρώνες στον ενήλικο εγκέφαλο είναι μη διαιρούμενα κύτταρα που πρέπει να επιβιώσουν καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής ενός οργανισμού, έτσι οι μακροβιότερες πρωτεΐνες στον εγκέφαλο είναι πιο ευάλωτες στη συσσώρευση της βλάβης και την απώλεια της λειτουργίας με τη πάροδο του χρόνου.

«Η μελέτη, μας έδειξε ότι τα όργανα έχουν διαφορετικούς μηχανισμούς γήρανσης και ότι η γήρανση συμβαίνει σε μεγάλο βαθμό από τις αλλαγές στην παραγωγή πρωτεϊνών, ενώ εξαρτάται και από τον κύκλο εργασιών του οργάνου».

Πληροφορίες για την κίρρωση του ήπατος και για το αν αντιμετωπίζεται;

Πώς ξεκινά η διαδικασία της γήρανσης;