NAD⁺ και σιρτουίνες: ενέργεια και κυτταρική γήρανση
NAD⁺ και σιρτουίνες: πώς η κυτταρική ενέργεια συνδέεται με την απόκριση στο στρες και την έρευνα της γήρανσης
Εισαγωγή
Τα κύτταρα πρέπει να ανταποκρίνονται συνεχώς σε αλλαγές. Η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών, η σωματική δραστηριότητα, το οξειδωτικό στρες, η βλάβη στο DNA και οι αλλαγές στην ενεργειακή ζήτηση μπορούν όλα να επηρεάσουν τον κυτταρικό μεταβολισμό.
Μια σημαντική σύνδεση μεταξύ της ενεργειακής κατάστασης ενός κυττάρου και της ρύθμισης κυτταρικών διαδικασιών σχηματίζεται από τις σιρτουίνες.
Οι σιρτουίνες είναι μια οικογένεια ενζύμων που εξαρτώνται για τη δραστηριότητά τους από το νικοτιναμίδιο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο, γνωστότερο ως NAD⁺.
Επειδή το NAD⁺ συνδέεται στενά με την κυτταρική ενεργειακή ισορροπία, οι σιρτουίνες μπορούν να συνδέουν πληροφορίες για την μεταβολική κατάσταση ενός κυττάρου με διαδικασίες όπως:
-
ρύθμιση γονιδίων·
-
μιτοχονδριακή λειτουργία·
-
επιδιόρθωση DNA·
-
αντιδράσεις στο οξειδωτικό στρες·
-
μεταβολισμός λιπών και γλυκόζης·
-
κυτταρική προσαρμογή.
Η σχέση μεταξύ NAD⁺ και σιρτουινών μελετάται εκτενώς στη μοριακή βιολογία, την επιστήμη των μιτοχονδρίων και την έρευνα της βιολογικής γήρανσης.
Αυτό το άρθρο συζητά τι είναι οι σιρτουίνες, πώς χρησιμοποιούν το NAD⁺ και τι λέει η σύγχρονη επιστήμη για τον πιθανό τους ρόλο στην κυτταρική υγεία.
Τι είναι οι σιρτουίνες;
Οι σιρτουίνες είναι ένζυμα που μπορούν να αφαιρούν ορισμένες χημικές ομάδες από πρωτεΐνες.
Μια σημαντική δραστηριότητα είναι η αφαίρεση ακετυλομάδων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται δεακετυλίωση.
Η ακετυλίωση και η δεακετυλίωση μπορούν να επηρεάσουν:
-
δραστηριότητα πρωτεϊνών·
-
τοποθεσία πρωτεϊνών·
-
σταθερότητα πρωτεϊνών·
-
γονιδιακή έκφραση·
-
μεταβολική σηματοδότηση.
Στους ανθρώπους έχουν ταυτοποιηθεί επτά σιρτουίνες:
-
SIRT1·
-
SIRT2·
-
SIRT3·
-
SIRT4·
-
SIRT5·
-
SIRT6·
-
SIRT7.
Κάθε σιρτουίνη έχει τη δική της κυτταρική θέση και βιολογική λειτουργία.
Ορισμένες βρίσκονται κυρίως στον πυρήνα του κυττάρου, άλλες στο κυτταρόπλασμα ή στα μιτοχόνδρια.
Γιατί οι σιρτουίνες χρειάζονται NAD⁺;
Οι σιρτουίνες ανήκουν στα NAD⁺-εξαρτώμενα ένζυμα.
Κατά τη διάρκεια της ενζυμικής τους δραστηριότητας χρησιμοποιούν το NAD⁺ ως υπόστρωμα.
Αυτό διακρίνει τις σιρτουίνες από πολλά άλλα ένζυμα δεακετυλάσης.
Η αντίδραση απλοποιημένα εξελίσσεται ως εξής:
-
μια πρωτεΐνη περιέχει μια ακετυλομάδα·
-
μια σιρτουίνη συνδέεται με την πρωτεΐνη·
-
το NAD⁺ χρησιμοποιείται·
-
η ακετυλομάδα αφαιρείται·
-
παράγονται νικοτιναμίδη και άλλα προϊόντα αντίδρασης·
-
η λειτουργία ή η δραστηριότητα της πρωτεΐνης μπορεί να αλλάξει.
Επειδή το NAD⁺ είναι απαραίτητο για αυτή την αντίδραση, η διαθεσιμότητα του NAD⁺ μπορεί να επηρεάσει τη δραστηριότητα ορισμένων σιρτουινών.
Η σχέση όμως δεν είναι πλήρως γραμμική. Επίσης, η γονιδιακή έκφραση, η ποσότητα ενζύμων, ο τύπος κυττάρου και οι μεταβολικές συνθήκες παίζουν ρόλο.
NAD⁺ ως μεταβολικός αισθητήρας
Το NAD⁺ συνδέεται στενά με τη μετατροπή θρεπτικών ουσιών σε ενέργεια.
Κατά τις μεταβολικές αντιδράσεις, το NAD⁺ μπορεί να δεχτεί ηλεκτρόνια και να μετατραπεί σε NADH.
Η αναλογία μεταξύ NAD⁺ και NADH επηρεάζεται από:
-
μεταβολισμός γλυκόζης;
-
οξείδωση λιπαρών οξέων;
-
διαθεσιμότητα οξυγόνου·
-
μιτοχονδριακή δραστηριότητα;
-
σωματική άσκηση·
-
διαθεσιμότητα ενέργειας.
Επειδή οι σιρτουίνες χρησιμοποιούν NAD⁺, περιγράφονται μερικές φορές ως μεταβολικοί αισθητήρες.
Ο όρος αυτός σημαίνει ότι οι σιρτουίνες μπορούν να συνδέουν μεταβολικές πληροφορίες με αλλαγές στη δραστηριότητα πρωτεϊνών και στη ρύθμιση γονιδίων.
Οι σιρτουίνες δεν μετρούν την ενεργειακή κατάσταση όπως ένα ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης. Η δραστηριότητά τους επηρεάζεται από βιοχημικές συνθήκες μέσα στο κύτταρο.
SIRT1: η πιο μελετημένη σιρτουίνη
Η SIRT1 είναι μία από τις πιο εκτενώς μελετημένες ανθρώπινες σιρτουίνες.
Το ένζυμο βρίσκεται κυρίως στον πυρήνα του κυττάρου, αλλά μπορεί να εμφανιστεί και σε άλλα μέρη του κυττάρου.
Η SIRT1 μελετάται λόγω πιθανής εμπλοκής σε:
-
μεταβολικός έλεγχος·
-
μιτοχονδριακή βιογένεση·
-
μεταβολισμός γλυκόζης;
-
μεταβολισμός λιπαρών οξέων·
-
σήματα φλεγμονής·
-
επιδιόρθωση DNA·
-
απόκριση σε κυτταρικό στρες.
Η SIRT1 μπορεί να επηρεάσει διάφορους μεταγραφικούς παράγοντες και ρυθμιστικές πρωτεΐνες.
Ένας γνωστός τομέας έρευνας είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ SIRT1 και PGC-1α.
SIRT1 και PGC-1α
Το PGC-1α σημαίνει συνενεργοποιητής του υποδοχέα γάμμα που ενεργοποιείται από τον πολλαπλασιαστή περικοσμίου 1-άλφα.
Είναι σημαντικός ρυθμιστής της μεταβολικής προσαρμογής και της μιτοχονδριακής βιογένεσης.
Το PGC-1α μπορεί να επηρεάσει γονίδια που εμπλέκονται σε:
-
παραγωγή ενέργειας στα μιτοχόνδρια·
-
οξείδωση λιπαρών οξέων;
-
οξειδωτικός μεταβολισμός·
-
προσαρμογή στην αντοχή·
-
παραγωγή θερμότητας.
Η SIRT1 μπορεί υπό ορισμένες συνθήκες να αφαιρεί ακετυλομάδες από το PGC-1α.
Αυτή η αλλαγή μπορεί να επηρεάσει τη δραστηριότητα του PGC-1α.
Συχνά περιγράφεται η ακόλουθη ερευνητική οδός:
NAD⁺ → SIRT1 → PGC-1α → μιτοχονδριακή προσαρμογή
Αυτή η οδός είναι βιολογικά ενδιαφέρουσα, αλλά δεν αποτελεί απλό διακόπτη ενεργοποίησης-απενεργοποίησης.
Η μιτοχονδριακή βιογένεση ρυθμίζεται από ένα εκτεταμένο δίκτυο ενζύμων, μεταγραφικών παραγόντων και μεταβολικών σημάτων.
SIRT3 και μιτοχονδριακή λειτουργία
Η SIRT3 βρίσκεται κυρίως στα μιτοχόνδρια.
Το ένζυμο μπορεί να επηρεάσει διάφορες μιτοχονδριακές πρωτεΐνες.
Οι διερευνώμενες λειτουργίες είναι:
-
οξείδωση λιπαρών οξέων;
-
κύκλος κιτρικού οξέος·
-
αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων·
-
αντιοξειδωτικές αντιδράσεις·
-
μεταβολική προσαρμογή.
Η SIRT3 μπορεί να αφαιρεί ακετυλομάδες από ορισμένα μιτοχονδριακά ένζυμα.
Αυτό μπορεί να αλλάξει τη δραστηριότητά τους.
Μια πολύ μελετημένη πρωτεΐνη είναι η μαγγανιούχος υπεροξειδική δισμουτάση, ή MnSOD.
Η MnSOD βοηθά στη μετατροπή ορισμένων αντιδραστικών ενώσεων οξυγόνου.
Μέσω αυτής της οδού εξετάζεται αν η SIRT3 εμπλέκεται στην αντίδραση των μιτοχονδρίων στο οξειδωτικό στρες.
Οι πραγματικές επιδράσεις πιθανώς διαφέρουν ανάμεσα σε τύπους κυττάρων και βιολογικές συνθήκες.
SIRT2: κυτταρόπλασμα και κυτταρικός διαχωρισμός
Το SIRT2 βρίσκεται κυρίως στο κυτταρόπλασμα, αλλά μπορεί να είναι παρόν και στον πυρήνα κατά ορισμένα στάδια του κυτταρικού κύκλου.
Οι διερευνώμενες λειτουργίες είναι:
-
ρύθμιση του κυτταροσκελετού;
-
διαίρεση κυττάρων;
-
μεταβολισμός γλυκόζης;
-
νευρωνικές διεργασίες;
-
απόκριση σε κυτταρικό στρες.
Το SIRT2 μπορεί να δεακετυλιώσει διάφορες πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένης της τουβουλίνης.
Η τουβουλίνη είναι σημαντικό συστατικό των μικροσωληναρίων.
Τα μικροσωληνάρια υποστηρίζουν μεταξύ άλλων:
-
κυτταρική δομή;
-
μεταφορά εντός του κυττάρου;
-
κατανομή χρωμοσωμάτων κατά τη διαίρεση κυττάρων.
Η ακριβής βιολογική σημασία του SIRT2 διαφέρει ανά ιστό και μοντέλο έρευνας.
SIRT4 και μεταβολική ρύθμιση
Το SIRT4 βρίσκεται στα μιτοχόνδρια.
Το ένζυμο μελετάται σε σχέση με:
-
μεταβολισμός αμινοξέων;
-
μεταβολισμός λιπαρών οξέων;
-
σήμανση ινσουλίνης·
-
μιτοχονδριακή ρύθμιση.
Το SIRT4 έχει διαφορετικές ενζυμικές ιδιότητες από το SIRT1 και το SIRT3.
Όχι όλες οι σιρτουίνες λειτουργούν αποκλειστικά ως κλασικές δεακετυλάσες.
Ορισμένες μπορούν επίσης να επηρεάσουν άλλες χημικές τροποποιήσεις πρωτεϊνών.
Αυτό δείχνει ότι η οικογένεια των σιρτουινών είναι βιολογικά πολυδύναμη.
SIRT5 και ρύθμιση μιτοχονδριακών πρωτεϊνών
Το SIRT5 βρίσκεται κυρίως στα μιτοχόνδρια.
Το ένζυμο μπορεί να αφαιρέσει διάφορες χημικές ομάδες από πρωτεΐνες.
Διερευνώμενες διαδικασίες είναι:
-
κύκλος ουρίας;
-
μεταβολισμός αμινοξέων;
-
οξείδωση λιπαρών οξέων;
-
οξειδωτικό στρες;
-
μιτοχονδριακή παραγωγή ενέργειας.
Το SIRT5 μελετάται μεταξύ άλλων για την αποσουκινυλίωση.
Αφαιρούνται σουκινυλομάδες από πρωτεΐνες.
Αυτές οι τροποποιήσεις μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των μεταβολικών ενζύμων.
SIRT6 και σταθερότητα DNA
Το SIRT6 βρίσκεται κυρίως στον πυρήνα του κυττάρου.
Το ένζυμο μελετάται λόγω πιθανής εμπλοκής σε:
-
επιδιόρθωση DNA·
-
ρύθμιση χρωματίνης;
-
σταθερότητα τελομερών;
-
μεταβολισμός γλυκόζης;
-
σήμανση φλεγμονής.
Το SIRT6 μπορεί να επηρεάσει τους ιστόνες.
Οι ιστόνες είναι πρωτεΐνες γύρω από τις οποίες οργανώνεται το DNA.
Χημικές αλλαγές στα ιστόνες μπορούν να επηρεάσουν την προσβασιμότητα της γενετικής πληροφορίας.
Έτσι, το SIRT6 μπορεί να εμπλέκεται στη ρύθμιση της γονιδιακής δραστηριότητας.
Πολλές γνώσεις για το SIRT6 προέρχονται από πειραματικά μοντέλα.
SIRT7 και ο πυρηνόλος
Το SIRT7 βρίσκεται κυρίως στον πυρηνόλο.
Ο πυρηνόλος είναι μια δομή στον πυρήνα του κυττάρου που εμπλέκεται στην παραγωγή ριβοσωμικών συστατικών.
Το SIRT7 μελετάται σε σχέση με:
-
βιογένεση ριβοσωμάτων;
-
σύνθεση πρωτεϊνών;
-
κυτταρικό στρες·
-
επιδιόρθωση DNA·
-
ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.
Ο τομέας έρευνας γύρω από το SIRT7 είναι λιγότερο εκτεταμένος από αυτόν του SIRT1 και SIRT3.
NAD⁺, σιρτουίνες και μιτοχονδριακή βιογένεση
Τα μιτοχόνδρια είναι δυναμικές κυτταρικές δομές.
Τα κύτταρα μπορούν να προσαρμόσουν την ικανότητα των μιτοχονδρίων στις αλλαγές της ενεργειακής ανάγκης.
Η σωματική άσκηση είναι ένα γνωστό παράδειγμα.
Κατά τη διάρκεια της αντοχής, η ενεργειακή ανάγκη των μυϊκών κυττάρων αυξάνεται.
Έτσι ενεργοποιούνται διάφορες σηματοδοτικές οδοί.
Οι μελετώμενοι παράγοντες είναι:
-
AMPK·
-
PGC-1α;
-
σηματοδότηση εξαρτώμενη από ασβέστιο;
-
μεταβολισμός NAD⁺·
-
SIRT1.
Αυτές οι οδοί μπορούν να συμβάλλουν σε αλλαγές στην μιτοχονδριακή ικανότητα.
Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι οι sirtuins αποτελούν μόνο ένα μέρος αυτού του εκτεταμένου ρυθμιστικού δικτύου.
NAD⁺, sirtuins και οξειδωτικό στρες
Το οξειδωτικό στρες προκύπτει όταν η παραγωγή αντιδραστικών μορίων υπερβαίνει την ικανότητα των κυτταρικών συστημάτων προστασίας.
Οι sirtuins μπορούν να επηρεάσουν ορισμένες πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε:
-
δραστηριότητα αντιοξειδωτικών ενζύμων;
-
μιτοχονδριακή αποδοτικότητα;
-
αντίδραση στο στρες;
-
μηχανισμοί επιδιόρθωσης.
Ο SIRT3 μελετάται, για παράδειγμα, λόγω πιθανών αλληλεπιδράσεων με μιτοχονδριακά αντιοξειδωτικά ένζυμα.
Ο SIRT1 μπορεί να επηρεάσει μεταγραφικούς παράγοντες που εμπλέκονται σε κυτταρικές αντιδράσεις στο στρες.
Αυτοί οι μηχανισμοί είναι πολύπλοκοι.
Υψηλότερη δραστηριότητα sirtuin δεν σημαίνει αυτόματα ότι αποφεύγεται όλη η οξειδωτική βλάβη.
NAD⁺, sirtuins και επιδιόρθωση DNA
Διάφοροι sirtuins μελετώνται σε σχέση με την επιδιόρθωση DNA.
Οι SIRT1, SIRT6 και SIRT7 μπορούν να επηρεάσουν πρωτεΐνες που εμπλέκονται σε:
-
ανίχνευση βλάβης DNA;
-
οργάνωση χρωματίνης;
-
επιδιόρθωση ρήξεων DNA;
-
σταθερότητα γενετικού υλικού.
Επιπλέον, τα ένζυμα PARP χρησιμοποιούν επίσης NAD⁺.
Έτσι υπάρχει πιθανή σύνδεση μεταξύ:
-
διαθεσιμότητα NAD⁺;
-
δραστηριότητα PARP;
-
δραστηριότητα sirtuin;
-
Επιδιόρθωση DNA.
Αυτές οι οικογένειες ενζύμων δεν λειτουργούν ανεξάρτητα.
Αυτοί αποτελούν μέρος εκτεταμένων κυτταρικών δικτύων.
Sirtuins και σηματοδότηση φλεγμονής
Η χρόνια χαμηλού βαθμού φλεγμονώδης δραστηριότητα μελετάται ως χαρακτηριστικό της βιολογικής γήρανσης.
Ο SIRT1 μπορεί να επηρεάσει ορισμένες σηματοδοτικές οδούς σχετικές με τη φλεγμονή.
Μια συχνά μελετημένη οδός είναι το NF-κB.
Το NF-κB είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που εμπλέκεται στη ρύθμιση διαφόρων γονιδίων φλεγμονής.
Σε πειραματικά μοντέλα, ο SIRT1 μπορεί να επηρεάσει ορισμένα μέρη του NF-κB.
Η σημασία αυτού στους ανθρώπους εξαρτάται από:
-
τύπος ιστού;
-
ανοσολογική κατάσταση;
-
μεταβολική υγεία·
-
ηλικία·
-
παρουσία ασθένειας.
Οι sirtuins δεν πρέπει επομένως να θεωρούνται απλοί αναστολείς φλεγμονής.
Sirtuins και μεταβολική ευελιξία
Η μεταβολική ευελιξία είναι η ικανότητα του σώματος να προσαρμόζει τη χρήση των πηγών ενέργειας.
Ανάλογα με τις συνθήκες, τα κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιήσουν περισσότερο:
-
γλυκόζη;
-
λιπαρά οξέα;
-
αμινοξέα;
-
αποθηκευμένα ενεργειακά αποθέματα.
Οι SIRT1 και SIRT3 μελετώνται σε σχέση με τον μεταβολικό προσαρμογέα.
Πιθανοί εμπλεκόμενοι μηχανισμοί είναι:
-
οξείδωση λιπαρών οξέων;
-
μιτοχονδριακή δραστηριότητα;
-
παραγωγή γλυκόζης·
-
αντιδράσεις εξοικονόμησης ενέργειας.
Η συνολική μεταβολική ευελιξία επηρεάζεται όμως από πολλούς παράγοντες.
Παραδείγματα είναι:
-
σωματική δραστηριότητα·
-
μυϊκή μάζα·
-
διατροφή·
-
ευαισθησία στην ινσουλίνη·
-
ύπνος·
-
ηλικία.
Σιρτουίνες και βιολογική γήρανση
Το ενδιαφέρον για τις σιρτουίνες προέκυψε εν μέρει από έρευνα για τη διάρκεια ζωής σε απλούς οργανισμούς.
Μελέτες σε ζύμες, σκουλήκια και άλλα μοντέλα εξέτασαν αν οι αλλαγές στη δραστηριότητα των σιρτουινών μπορούν να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής και την ανθεκτικότητα στο στρες.
Τα αποτελέσματα αποδείχθηκαν εξαρτώμενα από:
-
είδος οργανισμού·
-
γενετικό υπόβαθρο·
-
πειραματικές συνθήκες·
-
διατροφική κατάσταση.
Τα αποτελέσματα από απλά οργανισμούς δεν μπορούν να μεταφραστούν άμεσα στη διάρκεια ζωής των ανθρώπων.
Στους ανθρώπους μελετάται κυρίως πώς οι σιρτουίνες σχετίζονται με:
-
μεταβολική υγεία·
-
μιτοχονδριακή λειτουργία·
-
σταθερότητα DNA·
-
κυτταρικό στρες·
-
ηλικιακές αλλαγές.
Δεν υπάρχουν αποδείξεις ότι η ενεργοποίηση μιας μόνο σιρτουίνης μπορεί να σταματήσει τη γήρανση στον άνθρωπο.
Περιορισμός θερμίδων και σιρτουίνες
Ο περιορισμός θερμίδων σημαίνει μακροχρόνια μείωση της πρόσληψης ενέργειας χωρίς υποσιτισμό.
Σε διάφορα ερευνητικά μοντέλα, ο περιορισμός θερμίδων μπορεί να επηρεάσει μεταβολικές οδούς σηματοδότησης.
Οι εξεταζόμενες οδοί είναι:
-
AMPK·
-
mTOR·
-
σήμανση ινσουλίνης·
-
μεταβολισμός NAD⁺·
-
σιρτουίνες.
Ορισμένες μελέτες υποδηλώνουν ότι οι αλλαγές στη διαθεσιμότητα του NAD⁺ μπορεί να συμβάλλουν σε ορισμένες κυτταρικές αντιδράσεις.
Οι επιδράσεις στους ανθρώπους είναι πολύπλοκες.
Η μακροχρόνια ενεργειακή περιοριστική δίαιτα μπορεί επίσης να έχει αρνητικές συνέπειες, όπως απώλεια μυϊκής μάζας ή ελλείψεις όταν δεν εφαρμόζεται προσεκτικά.
Σωματική δραστηριότητα και έρευνα για τις σιρτουίνες
Η σωματική δραστηριότητα επηρεάζει πολλαπλά μεταβολικά συστήματα.
Η προπόνηση μπορεί να συμβάλει σε:
-
μεγαλύτερη μιτοχονδριακή ικανότητα·
-
βελτιωμένη ευαισθησία στην ινσουλίνη·
-
αλλαγές στην οξείδωση λιπαρών οξέων·
-
προσαρμογή μυϊκού ιστού·
-
καρδιαγγειακή κατάσταση.
Οι ερευνητές μελετούν αν οι αλλαγές στον μεταβολισμό του NAD⁺ και τη δραστηριότητα των σιρτουινών αποτελούν μέρος αυτών των προσαρμογών στην προπόνηση.
Οι επιδράσεις της άσκησης προκαλούνται από ένα εκτεταμένο δίκτυο σημάτων.
Δεν μπορούν να αποδοθούν σε ένα μόνο ξεχωριστό ένζυμο.
Τι δείχνει η ανθρώπινη έρευνα;
Η ανθρώπινη έρευνα για το NAD⁺ και τις σιρτουίνες βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη.
Οι μελέτες εξετάζουν μεταξύ άλλων πρόδρομες ουσίες του NAD⁺ όπως:
-
νικοτιναμιδοριβόζη·
-
νικοτιναμιδομονονουκλεοτίδιο·
-
νικοτιναμίδη.
Ορισμένες μελέτες δείχνουν αλλαγές σε μεταβολίτες σχετιζόμενους με το NAD.
Οι επιδράσεις στη δραστηριότητα των σιρτουινών σε συγκεκριμένα ανθρώπινα όργανα είναι δύσκολο να μετρηθούν άμεσα.
Κλινικά αποτελέσματα δεν είναι συνεπή.
Τα εξεταζόμενα πεδία είναι:
-
λειτουργία μυών·
-
ευαισθησία στην ινσουλίνη·
-
μεταβολισμός ενέργειας·
-
καρδιαγγειακοί δείκτες·
-
σωματική απόδοση.
Απαιτούνται περισσότερες μακροχρόνιες και εκτεταμένες μελέτες.
Περιορισμοί της τρέχουσας έρευνας
Πολλές γνώσεις για τις σιρτουίνες προέρχονται από:
-
καλλιέργειες κυττάρων·
-
έρευνα σε ζύμες·
-
μοντέλα ζώων·
-
γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί.
Αυτά τα μοντέλα είναι σημαντικά για την κατανόηση των μηχανισμών.
Ωστόσο, δεν προβλέπουν αυτόματα τις επιδράσεις στον άνθρωπο.
Επιπλέον, οι σιρτουίνες μπορεί να έχουν διαφορετικές λειτουργίες ανάλογα με:
-
τύπος κυττάρου·
-
ιστός·
-
ηλικία·
-
μεταβολική κατάσταση·
-
βιολογικό πλαίσιο.
Μια επίδραση που φαίνεται ευεργετική σε ένα ερευνητικό μοντέλο μπορεί να έχει διαφορετικά αποτελέσματα σε άλλη περίπτωση.
Ασφάλεια και κατάσταση έρευνας
Οι ενώσεις σχετιζόμενες με το NAD⁺ και οι σιρτουίνες μελετώνται στη βιοχημεία και τη μοριακή ιατρική.
Οι επιδράσεις μπορεί να εξαρτώνται από:
-
χρησιμοποιούμενη ένωση·
-
συγκέντρωση·
-
διάρκεια έρευνας·
-
μορφή χορήγησης·
-
ατομική υγεία·
-
ταυτόχρονη χρήση φαρμάκων.
Τα ερευνητικά προϊόντα δεν προορίζονται να αντικαταστήσουν την ιατρική θεραπεία.
Άτομα με προβλήματα υγείας ή χρήση φαρμάκων πρέπει να συζητούν ιατρικές αποφάσεις με εξουσιοδοτημένο γιατρό.
Συμπέρασμα
Οι σιρτουίνες είναι ένζυμα που εξαρτώνται από το NAD⁺ και εμπλέκονται σε διάφορες κυτταρικές διαδικασίες.
Οι επτά ανθρώπινες σιρτουίνες έχουν διαφορετικές θέσεις και λειτουργίες.
Οι διερευνηθείσες διαδικασίες περιλαμβάνουν:
-
παραγωγή ενέργειας στα μιτοχόνδρια·
-
μεταβολική προσαρμογή·
-
επιδιόρθωση DNA·
-
ρύθμιση γονιδίων·
-
αντιδράσεις στο οξειδωτικό στρες·
-
κυτταρική γήρανση.
Το NAD⁺ αποτελεί βιολογική σύνδεση μεταξύ της ενεργειακής κατάστασης ενός κυττάρου και ορισμένων ρυθμιστικών ενζυμικών αντιδράσεων.
Η σχέση μεταξύ NAD⁺ και σιρτουινών είναι όμως πολύπλοκη.
Μια αλλαγή στο NAD⁺ δεν σημαίνει αυτόματα ότι όλες οι σιρτουίνες ενεργοποιούνται ή ότι οι διαδικασίες γήρανσης αντιστρέφονται.
Παρόλο που η προκλινική έρευνα έχει εντοπίσει πολλούς ενδιαφέροντες μηχανισμούς, απαιτείται περισσότερη έρευνα στον άνθρωπο.
Το NAD⁺ και οι σιρτουίνες αποτελούν σημαντικό πεδίο έρευνας στη κυτταρική βιολογία, αλλά δεν είναι αποδεδειγμένη μέθοδος για τη διακοπή της ανθρώπινης γήρανσης.
Περίληψη
Σιρτουίνες:
-
είναι ένζυμα που εξαρτώνται από το NAD⁺·
-
υπάρχουν στον άνθρωπο από SIRT1 έως και SIRT7·
-
βρίσκονται σε διάφορα μέρη του κυττάρου·
-
επηρεάζουν τις πρωτεΐνες μέσω αποακετυλίωσης και άλλων αντιδράσεων·
-
εξετάζονται σε σχέση με τα μιτοχόνδρια·
-
μπορεί να εμπλέκονται στην μεταβολική προσαρμογή·
-
παίζουν πιθανό ρόλο στην επιδιόρθωση του DNA·
-
εξετάζονται στο πλαίσιο της επιστήμης της βιολογικής γήρανσης·
-
απαιτούνται επιπλέον κλινικές μελέτες.