NAD⁺ και σιρτουίνες: ενέργεια και κυτταρική γήρανση
Εισαγωγή
Τα κύτταρα πρέπει να ανταποκρίνονται συνεχώς στις αλλαγές. Η διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών, η σωματική δραστηριότητα, το οξειδωτικό φορτίο, η βλάβη του DNA και οι αλλαγές στις ενεργειακές ανάγκες μπορούν να επηρεάσουν τον κυτταρικό μεταβολισμό.
Μια σημαντική σύνδεση μεταξύ της ενεργειακής κατάστασης ενός κυττάρου και της ρύθμισης των κυτταρικών διεργασιών διαμορφώνεται από τις sirtuins.
Οι sirtuins είναι μια οικογένεια ενζύμων που εξαρτώνται για τη δραστηριότητά τους από το νικοτιναμιδο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο, ευρύτερα γνωστό ως NAD⁺.
Επειδή το NAD⁺ συνδέεται στενά με την κυτταρική ενεργειακή ομοιόσταση, οι sirtuins μπορούν να συνδέουν πληροφορίες σχετικά με τη μεταβολική κατάσταση ενός κυττάρου με διαδικασίες όπως:
-
γονιδιακή ρύθμιση·
-
μιτοχονδριακή λειτουργία·
-
επιδιόρθωση του DNA·
-
απόκριση στο οξειδωτικό στρες·
-
μεταβολισμό των λιπών και της γλυκόζης·
-
κυτταρική προσαρμογή.
Η σχέση μεταξύ του NAD⁺ και των sirtuins μελετάται εκτενώς στη μοριακή βιολογία, την επιστήμη των μιτοχονδρίων και την έρευνα για τη βιολογική γήρανση.
Αυτό το άρθρο εξετάζει τι είναι οι sirtuins, πώς χρησιμοποιούν το NAD⁺ και τι δείχνει η σύγχρονη επιστήμη για τον πιθανό ρόλο τους στην κυτταρική υγεία.
Τι είναι οι sirtuins;
Οι sirtuins είναι ένζυμα που μπορούν να αφαιρούν ορισμένες χημικές ομάδες από τις πρωτεΐνες.
Μια σημαντική δραστηριότητα είναι η αφαίρεση ακετυλομάδων. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αποακετυλίωση.
Η ακετυλίωση και η αποακετυλίωση μπορούν να επηρεάσουν:
-
δραστηριότητα των πρωτεϊνών·
-
εντοπισμός των πρωτεϊνών·
-
σταθερότητα των πρωτεϊνών·
-
γονιδιακή έκφραση·
-
μεταβολική σηματοδότηση.
Στους ανθρώπους έχουν αναγνωριστεί επτά sirtuins:
-
SIRT1;
-
SIRT2;
-
SIRT3;
-
SIRT4;
-
SIRT5;
-
SIRT6;
-
SIRT7.
Κάθε sirtuin έχει τη δική της κυτταρική θέση και βιολογική λειτουργία.
Ορισμένες εντοπίζονται κυρίως στον κυτταρικό πυρήνα, ενώ άλλες στο κυτταρόπλασμα ή στα μιτοχόνδρια.
Γιατί χρειάζονται οι sirtuins NAD⁺;
Οι sirtuins ανήκουν στα NAD⁺-εξαρτώμενα ένζυμα.
Κατά την ενζυμική τους δραστηριότητα χρησιμοποιούν το NAD⁺ ως υπόστρωμα.
Αυτό διαφοροποιεί τις sirtuins από πολλά άλλα ένζυμα αποακετυλίωσης.
Η αντίδραση απλοποιημένα εξελίσσεται ως εξής:
-
μια πρωτεΐνη περιέχει μια ακετυλομάδα·
-
μια sirtuin προσδένεται στην πρωτεΐνη·
-
χρησιμοποιείται NAD⁺·
-
η ακετυλομάδα αφαιρείται·
-
σχηματίζονται νικοτιναμίδη και άλλα προϊόντα της 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 επηρεάζει τη δραστηριότητα ορισμένων sirtuins.
Ωστόσο, η σχέση δεν είναι πλήρως γραμμική. Ρόλο παίζουν επίσης η γονιδιακή έκφραση, η ποσότητα των ενζύμων, ο τύπος του κυττάρου και οι μεταβολικές συνθήκες.
Το NAD⁺ ως μεταβολικός αισθητήρας
Το NAD⁺ συνδέεται στενά με τη μετατροπή των θρεπτικών συστατικών σε ενέργεια.
Κατά τη διάρκεια μεταβολικών αντιδράσεων, το NAD⁺ μπορεί να προσλάβει ηλεκτρόνια και να μετατραπεί σε NADH.
Η αναλογία μεταξύ NAD⁺ και NADH επηρεάζεται από:
-
μεταβολισμός της γλυκόζης·
-
οξείδωση λιπαρών οξέων
-
διαθεσιμότητα οξυγόνου·
-
μιτοχονδριακή δραστηριότητα
-
σωματική άσκηση·
-
διαθεσιμότητα ενέργειας.
Επειδή οι σιρτουΐνες χρησιμοποιούν NAD⁺, μερικές φορές περιγράφονται ως μεταβολικοί αισθητήρες.
Ο όρος αυτός σημαίνει ότι οι σιρτουΐνες μπορούν να συνδέουν μεταβολικές πληροφορίες με αλλαγές στη δραστηριότητα των πρωτεϊνών και στη γονιδιακή ρύθμιση.
Οι σιρτουΐνες δεν μετρούν την ενεργειακή κατάσταση όπως ένα ηλεκτρονικό όργανο μέτρησης. Η δραστηριότητά τους επηρεάζεται από τις βιοχημικές συνθήκες στο εσωτερικό του κυττάρου.
SIRT1: η πιο μελετημένη σιρτουΐνη
Η SIRT1 είναι μία από τις πιο εκτενώς μελετημένες ανθρώπινες σιρτουΐνες.
Το ένζυμο εντοπίζεται κυρίως στον πυρήνα του κυττάρου, αλλά μπορεί να υπάρχει και σε άλλα μέρη του κυττάρου.
Η SIRT1 μελετάται λόγω της πιθανής συμμετοχής της στα εξής:
-
μεταβολική ρύθμιση·
-
μιτοχονδριακή βιογένεση·
-
μεταβολισμός της γλυκόζης·
-
μεταβολισμός λιπαρών οξέων·
-
σηματοδότηση φλεγμονής·
-
επιδιόρθωση του DNA·
-
κυτταρική απόκριση στο 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 είναι η συντομογραφία του συνενεργοποιητή 1-άλφα του υποδοχέα γάμμα που ενεργοποιείται από τον πολλαπλασιαστή των υπεροξεισωμάτων.
Αποτελεί σημαντικό ρυθμιστή της μεταβολικής προσαρμογής και της μιτοχονδριακής βιογένεσης.
Το PGC-1α μπορεί να επηρεάσει γονίδια που εμπλέκονται στα:
-
μιτοχονδριακή παραγωγή ενέργειας·
-
οξείδωση λιπαρών οξέων
-
οξειδωτικός μεταβολισμός·
-
προσαρμογή στην προπόνηση αντοχής·
-
παραγωγή θερμότητας.
Η SIRT1 μπορεί, υπό ορισμένες συνθήκες, να αποακετυλιώσει το PGC-1α.
Αυτή η αλλαγή μπορεί να επηρεάσει τη δραστηριότητα του PGC-1α.
Για τον λόγο αυτό περιγράφεται συχνά η ακόλουθη ερευνητική οδός:
NAD⁺ → SIRT1 → PGC-1α → μιτοχονδριακή προσαρμογή
Αυτή η οδός παρουσιάζει βιολογικό ενδιαφέρον, αλλά δεν αποτελεί έναν απλό διακόπτη ενεργοποίησης-απενεργοποίησης.
Η μιτοχονδριακή βιογένεση ρυθμίζεται από ένα εκτεταμένο δίκτυο ενζύμων, μεταγραφικών παραγόντων και μεταβολικών σημάτων.
SIRT3 και μιτοχονδριακή λειτουργία
Η SIRT3 εντοπίζεται κυρίως στα μιτοχόνδρια.
Το ένζυμο μπορεί να επηρεάσει διάφορες μιτοχονδριακές πρωτεΐνες.
Οι λειτουργίες που μελετώνται είναι:
-
οξείδωση λιπαρών οξέων
-
κύκλος του κιτρικού οξέος·
-
αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων·
-
αντιοξειδωτικές αποκρίσεις·
-
μεταβολική προσαρμογή.
Η SIRT3 μπορεί να αποακετυλιώσει ορισμένα μιτοχονδριακά ένζυμα.
Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να αλλάξει η δραστηριότητά τους.
Μια πρωτεΐνη που έχει μελετηθεί εκτενώς είναι η υπεροξειδική δισμουτάση του μαγγανίου, γνωστή και ως MnSOD.
Η MnSOD συμβάλλει στη μετατροπή ορισμένων δραστικών ενώσεων οξυγόνου.
Μέσω αυτής της οδού διερευνάται αν η SIRT3 εμπλέκεται στη μιτοχονδριακή απόκριση στο οξειδωτικό φορτίο.
Οι πραγματικές επιδράσεις πιθανότατα διαφέρουν μεταξύ κυτταρικών τύπων και βιολογικών συνθηκών.
SIRT2: κυτταρόπλασμα και κυτταρική διαίρεση
Η SIRT2 εντοπίζεται κυρίως στο κυτταρόπλασμα, αλλά κατά τη διάρκεια ορισμένων φάσεων του κυτταρικού κύκλου μπορεί να βρίσκεται επίσης στον κυτταρικό πυρήνα.
Οι λειτουργίες που μελετώνται είναι:
-
ρύθμιση του κυτταροσκελετού·
-
κυτταρική διαίρεση·
-
μεταβολισμός της γλυκόζης·
-
νευρωνικές διεργασίες·
-
κυτταρική απόκριση στο στρες.
Η SIRT2 μπορεί να αποακετυλιώνει διάφορες πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένης της τουμπουλίνης.
Η τουμπουλίνη είναι σημαντικό συστατικό των μικροσωληνίσκων.
Οι μικροσωληνίσκοι υποστηρίζουν, μεταξύ άλλων:
-
κυτταρική δομή·
-
μεταφορά στο εσωτερικό του κυττάρου·
-
κατανομή των χρωμοσωμάτων κατά την κυτταρική διαίρεση.
Η ακριβής βιολογική σημασία της SIRT2 διαφέρει ανάλογα με τον ιστό και το ερευνητικό μοντέλο.
Η SIRT4 και η μεταβολική ρύθμιση
Η SIRT4 εντοπίζεται στα μιτοχόνδρια.
Το ένζυμο μελετάται σε σχέση με:
-
μεταβολισμός των αμινοξέων·
-
μεταβολισμός των λιπαρών οξέων·
-
σηματοδότηση της ινσουλίνης·
-
μιτοχονδριακή ρύθμιση.
Η SIRT4 έχει διαφορετικές ενζυμικές ιδιότητες από τις SIRT1 και SIRT3.
Δεν λειτουργούν όλες οι σιρτουίνες αποκλειστικά ως κλασικές αποακετυλάσες.
Ορισμένες μπορούν επίσης να επηρεάζουν άλλες χημικές τροποποιήσεις των πρωτεϊνών.
Αυτό δείχνει ότι η οικογένεια των σιρτουινών είναι βιολογικά πολυδιάστατη.
Η SIRT5 και η μιτοχονδριακή ρύθμιση των πρωτεϊνών
Η SIRT5 εντοπίζεται κυρίως στα μιτοχόνδρια.
Το ένζυμο μπορεί να αφαιρεί διάφορες χημικές ομάδες από τις πρωτεΐνες.
Οι διεργασίες που μελετώνται είναι:
-
κύκλος της ουρίας·
-
μεταβολισμός των αμινοξέων·
-
οξείδωση λιπαρών οξέων
-
οξειδωτικό στρες·
-
μιτοχονδριακή παραγωγή ενέργειας.
Η SIRT5 μελετάται, μεταξύ άλλων, λόγω της αποσουκινυλίωσης.
Κατά τη διαδικασία αυτή αφαιρούνται σουκινυλομάδες από τις πρωτεΐνες.
Αυτές οι τροποποιήσεις μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των μεταβολικών ενζύμων.
Η SIRT6 και η σταθερότητα του DNA
Η SIRT6 εντοπίζεται κυρίως στον κυτταρικό πυρήνα.
Το ένζυμο μελετάται λόγω της πιθανής συμμετοχής του σε:
-
επιδιόρθωση του DNA·
-
ρύθμιση της χρωματίνης·
-
σταθερότητα των τελομερών·
-
μεταβολισμός της γλυκόζης·
-
σηματοδότηση της φλεγμονής.
Η SIRT6 μπορεί να επηρεάζει τις ιστόνες.
Οι ιστόνες είναι πρωτεΐνες γύρω από τις οποίες οργανώνεται το DNA.
Οι χημικές τροποποιήσεις των ιστονών μπορούν να επηρεάσουν την προσβασιμότητα της γενετικής πληροφορίας.
Ως εκ τούτου, η SIRT6 μπορεί να συμμετέχει στη ρύθμιση της γονιδιακής δραστηριότητας.
Πολλές γνώσεις για τη SIRT6 προέρχονται από πειραματικά μοντέλα.
Η SIRT7 και ο πυρηνίσκος
Η SIRT7 εντοπίζεται κυρίως στον πυρηνίσκο.
Ο πυρηνίσκος είναι μια δομή στον κυτταρικό πυρήνα που συμμετέχει στην παραγωγή ριβοσωμικών συστατικών.
Η SIRT7 μελετάται σε σχέση με:
-
βιογένεση ριβοσωμάτων·
-
σύνθεση πρωτεϊνών·
-
κυτταρικό στρες·
-
επιδιόρθωση του DNA·
-
ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.
Το ερευνητικό πεδίο γύρω από τη SIRT7 είναι λιγότερο εκτενές από εκείνο των SIRT1 και SIRT3.
NAD⁺, σιρτουίνες και μιτοχονδριακή βιογένεση
Τα μιτοχόνδρια είναι δυναμικές κυτταρικές δομές.
Τα κύτταρα μπορούν να προσαρμόζουν τη μιτοχονδριακή ικανότητα στις μεταβολές των ενεργειακών αναγκών.
Η σωματική άσκηση αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα.
Κατά την προπόνηση αντοχής αυξάνονται οι ενεργειακές ανάγκες των μυϊκών κυττάρων.
Έτσι, ενεργοποιούνται διάφορες σηματοδοτικές οδοί.
Οι παράγοντες που μελετώνται είναι:
-
AMPK·
-
PGC-1α·
-
σηματοδότηση εξαρτώμενη από το ασβέστιο·
-
μεταβολισμός του NAD⁺·
-
SIRT1.
Αυτές οι οδοί μπορούν να συμβάλλουν σε αλλαγές στη μιτοχονδριακή ικανότητα.
Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι οι σιρτουΐνες αποτελούν μόνο ένα μέρος αυτού του εκτεταμένου ρυθμιστικού δικτύου.
NAD⁺, σιρτουΐνες και οξειδωτικό στρες
Το οξειδωτικό στρες εμφανίζεται όταν η παραγωγή αντιδραστικών μορίων υπερβαίνει την ικανότητα των κυτταρικών προστατευτικών συστημάτων.
Οι σιρτουΐνες μπορούν να επηρεάζουν ορισμένες πρωτεΐνες που συμμετέχουν σε:
-
αντιοξειδωτική ενζυμική δραστηριότητα·
-
μιτοχονδριακή αποδοτικότητα·
-
αντίδραση στο στρες·
-
μηχανισμούς επιδιόρθωσης.
Η SIRT3, για παράδειγμα, μελετάται λόγω πιθανών αλληλεπιδράσεων με μιτοχονδριακά αντιοξειδωτικά ένζυμα.
Η SIRT1 μπορεί να επηρεάζει μεταγραφικούς παράγοντες που συμμετέχουν στις κυτταρικές αντιδράσεις στο στρες.
Αυτές οι διαδικασίες είναι σύνθετες.
Η αυξημένη δραστηριότητα των σιρτουϊνών δεν σημαίνει αυτόματα ότι αποτρέπεται κάθε οξειδωτική βλάβη.
NAD⁺, σιρτουΐνες και επιδιόρθωση του DNA
Διάφορες σιρτουΐνες μελετώνται σε σχέση με την επιδιόρθωση του DNA.
Οι SIRT1, SIRT6 και SIRT7 μπορούν να επηρεάζουν πρωτεΐνες που συμμετέχουν σε:
-
ανίχνευση βλαβών του DNA·
-
οργάνωση της χρωματίνης·
-
επιδιόρθωση θραύσεων του DNA·
-
σταθερότητα του γενετικού υλικού.
Επιπλέον, τα ένζυμα PARP χρησιμοποιούν επίσης NAD⁺.
Έτσι, υπάρχει μια πιθανή σύνδεση μεταξύ:
-
διαθεσιμότητα NAD⁺·
-
δραστηριότητα PARP·
-
δραστηριότητα σιρτουϊνών·
-
επιδιόρθωση του DNA.
Αυτές οι οικογένειες ενζύμων δεν λειτουργούν ανεξάρτητα.
Αποτελούν μέρος εκτεταμένων κυτταρικών δικτύων.
Σιρτουΐνες και σηματοδότηση της φλεγμονής
Η χρόνια φλεγμονώδης δραστηριότητα χαμηλού βαθμού μελετάται ως χαρακτηριστικό της βιολογικής γήρανσης.
Η SIRT1 μπορεί να επηρεάζει ορισμένες σηματοδοτικές οδούς που σχετίζονται με τη φλεγμονή.
Μια ευρέως μελετώμενη οδός είναι ο NF-κB.
Ο NF-κB είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που συμμετέχει στη ρύθμιση διαφόρων γονιδίων φλεγμονής.
Σε πειραματικά μοντέλα, η SIRT1 μπορεί να επηρεάζει ορισμένα συστατικά του NF-κB.
Η σημασία αυτού στους ανθρώπους εξαρτάται από:
-
τύπος ιστού·
-
ανοσολογική κατάσταση·
-
μεταβολική υγεία·
-
ηλικία·
-
παρουσία ασθένειας.
Επομένως, οι σιρτουΐνες δεν πρέπει να θεωρούνται απλά αντιφλεγμονώδη.
Σιρτουΐνες και μεταβολική ευελιξία
Η μεταβολική ευελιξία είναι η ικανότητα του οργανισμού να προσαρμόζει τη χρήση ενεργειακών πηγών.
Ανάλογα με τις συνθήκες, τα κύτταρα μπορούν να χρησιμοποιούν περισσότερο:
-
γλυκόζη
-
λιπαρά οξέα
-
αμινοξέα
-
αποθηκευμένα ενεργειακά αποθέματα.
Οι SIRT1 και SIRT3 μελετώνται σε σχέση με τη μεταβολική προσαρμογή.
Πιθανές εμπλεκόμενες διαδικασίες είναι:
-
οξείδωση λιπαρών οξέων
-
μιτοχονδριακή δραστηριότητα
-
παραγωγή γλυκόζης
-
αντιδράσεις εξοικονόμησης ενέργειας.
Ωστόσο, η συνολική μεταβολική ευελιξία επηρεάζεται 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 έρευνες σχετικά με τη διάρκεια ζωής σε απλούς οργανισμούς.
Μελέτες σε ζύμες, σκώληκες και άλλα μοντέλα εξέτασαν αν οι μεταβολές στη δραστηριότητα των σιρτουινών μπορούσαν να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής και την ανθεκτικότητα στο στρες.
Τα αποτελέσματα αποδείχθηκε ότι εξαρτώνται από:
-
είδος οργανισμού·
-
γενετικό υπόβαθρο·
-
πειραματικές συνθήκες·
-
διατροφική κατάσταση.
Τα αποτελέσματα από απλούς 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 του DNA·
-
κυτταρικό στρες·
-
μεταβολές που σχετίζονται με την ηλικία.
Δεν υπάρχουν στοιχεία ότι η ενεργοποίηση μίας μόνο σιρτουίνης μπορεί να σταματήσει τη γήρανση στους ανθρώπους.
Θερμιδικός περιορισμός και σιρτουίνες
Ο θερμιδικός περιορισμός σημαίνει μακροχρόνια μείωση της ενεργειακής πρόσληψης χωρίς υποσιτισμό.
Σε διάφορα ερευνητικά μοντέλα, ο θερμιδικός περιορισμός μπορεί να επηρεάζει μεταβολικές οδούς σηματοδότησης.
Οι οδοί που μελετώνται είναι:
-
AMPK·
-
mTOR·
-
σηματοδότηση της ινσουλίνης·
-
μεταβολισμός του NAD⁺·
-
σιρτουίνες.
Ορισμένες μελέτες υποδηλώνουν ότι οι μεταβολές στη διαθεσιμότητα του NAD⁺ μπορεί να συμβάλλουν σε ορισμένες κυτταρικές αποκρίσεις.
Οι επιδράσεις στους ανθρώπους είναι σύνθετες.
Ο μακροχρόνιος περιορισμός ενέργειας μπορεί επίσης να έχει μειονεκτήματα, όπως απώλεια μυϊκής μάζας ή ελλείψεις, όταν δεν εφαρμόζεται προσεκτικά.
Σωματική δραστηριότητα και έρευνα για τις σιρτουίνες
Η σωματική δραστηριότητα επηρεάζει πολλά μεταβολικά συστήματα.
Η προπόνηση μπορεί να συμβάλει σε:
-
αυξημένη μιτοχονδριακή ικανότητα·
-
βελτιωμένη ευαισθησία στην ινσουλίνη·
-
μεταβολές στην οξείδωση λιπαρών οξέων·
-
προσαρμογή του μυϊκού ιστού·
-
καρδιαγγειακή φυσική κατάσταση.
Οι ερευνητές μελετούν αν οι μεταβολές στον μεταβολισμό του NAD⁺ και στη 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 ένζυμο.
Τι δείχνει η έρευνα σε ανθρώπους;
Η έρευνα σε ανθρώπους για το NAD⁺ και τις σιρτουίνες βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη.
Οι μελέτες εξετάζουν, μεταξύ άλλων, πρόδρομες ουσίες του NAD⁺, όπως:
-
ριβοσίδη νικοτιναμίδης·
-
μονονουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης·
-
νικοτιναμίδη.
Ορισμένες μελέτες δείχνουν μεταβολές σε μεταβολίτες που σχετίζονται με το NAD.
Οι επιδράσεις στη δραστηριότητα των σιρτουινών σε συγκεκριμένα ανθρώπινα όργανα είναι δύσκολο να μετρηθούν άμεσα.
Τα κλινικά αποτελέσματα δεν είναι συνεπή.
Τα πεδία που μελετώνται είναι:
-
μυϊκή λειτουργία·
-
ευαισθησία στην ινσουλίνη·
-
ενεργειακό μεταβολισμό·
-
καρδιαγγειακούς δείκτες·
-
σωματικές επιδόσεις.
Απαιτούνται περισσότερες μακροχρόνιες και μεγάλης κλίμακας μελέτες.
Περιορισμοί της τρέχουσας έρευνας
Πολλές γνώσεις σχετικά με τις σιρτουίνες προέρχονται από:
-
κυτταροκαλλιέργειες·
-
έρευνα σε ζύμες·
-
ζωικά μοντέλα·
-
γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς.
Αυτά τα μοντέλα είναι σημαντικά για την κατανόηση των μηχανισμών.
Ωστόσο, δεν προβλέπουν αυτόματα τις επιδράσεις στους ανθρώπους.
Επιπλέον, οι σιρτουίνες μπορεί να έχουν διαφορετικές λειτουργίες ανάλογα με:
-
κυτταρικός τύπος·
-
ιστός·
-
ηλικία·
-
μεταβολική κατάσταση·
-
βιολογικό πλαίσιο.
Μια επίδραση που φαίνεται ευεργετική σε ένα ερευνητικό μοντέλο μπορεί να έχει διαφορετική έκβαση σε άλλη κατάσταση.
Ασφάλεια και ερευνητική κατάσταση
Οι ενώσεις που σχετίζονται με το NAD⁺ και οι σιρτουίνες μελετώνται στο πλαίσιο της βιοχημείας και της μοριακής ιατρικής.
Οι επιδράσεις μπορεί να εξαρτώνται από:
-
χρησιμοποιούμενη ένωση·
-
συγκέντρωση·
-
διάρκεια της έρευνας·
-
μορφή χορήγησης·
-
ατομική υγεία·
-
ταυτόχρονη λήψη φαρμάκων.
Τα ερευνητικά προϊόντα δεν προορίζονται να υποκαταστήσουν την ιατρική θεραπεία.
Τα άτομα με προβλήματα υγείας ή που λαμβάνουν φαρμακευτική αγωγή θα πρέπει να συζητούν τις ιατρικές αποφάσεις με αδειούχο ιατρό.
Συμπέρασμα
Οι σιρτουίνες είναι ένζυμα εξαρτώμενα από το NAD⁺ που συμμετέχουν σε διάφορες κυτταρικές διαδικασίες.
Οι επτά ανθρώπινες σιρτουίνες έχουν διαφορετικές θέσεις και λειτουργίες.
Οι διαδικασίες που μελετώνται περιλαμβάνουν:
-
μιτοχονδριακή παραγωγή ενέργειας·
-
μεταβολική προσαρμογή·
-
επιδιόρθωση του DNA·
-
γονιδιακή ρύθμιση·
-
απόκριση στο οξειδωτικό στρες·
-
κυτταρική γήρανση.
Το NAD⁺ αποτελεί έναν βιολογικό σύνδεσμο μεταξύ της ενεργειακής κατάστασης ενός κυττάρου και ορισμένων ρυθμιστικών ενζυμικών αντιδράσεων.
Ωστόσο, η σχέση μεταξύ NAD⁺ και σιρτουινών είναι σύνθετη.
Μια αλλαγή στο NAD⁺ δεν σημαίνει αυτόματα ότι ενεργοποιούνται όλες οι σιρτουίνες ή ότι αντιστρέφονται οι διαδικασίες γήρανσης.
Παρότι η προκλινική έρευνα έχει εντοπίσει πολλούς ενδιαφέροντες μηχανισμούς, απαιτείται περισσότερη έρευνα σε ανθρώπους.
Επομένως, το NAD⁺ και οι σιρτουίνες αποτελούν σημαντικό πεδίο έρευνας στο πλαίσιο της κυτταρικής βιολογίας, αλλά δεν αποτελούν αποδεδειγμένη μέθοδο για την αναστολή της ανθρώπινης γήρανσης.
Σύνοψη
Σιρτουίνες:
-
είναι ένζυμα εξαρτώμενα από το NAD⁺·
-
στους ανθρώπους αποτελούνται από τις SIRT1 έως και τις SIRT7·
-
βρίσκονται σε διαφορετικά τμήματα του κυττάρου·
-
επηρεάζουν πρωτεΐνες μέσω αποακετυλίωσης και άλλων αντιδράσεων·
-
μελετώνται σε σχέση με τα μιτοχόνδρια·
-
ενδέχεται να συμμετέχουν στη μεταβολική προσαρμογή·
-
ενδέχεται να διαδραματίζουν ρόλο στην επιδιόρθωση του DNA·
-
μελετώνται στο πλαίσιο της επιστήμης της βιολογικής γήρανσης·
-
απαιτείται επιπλέον κλινική έρευνα.