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Tension, épuisement de glycogène et durée de vie oxydants

Saut à :

Le glycogène a été lié à de divers procédés, le plus récent dont est son rôle dans la progression de la maladie et le vieillissement. Les études dans le Caenorhabditis elegans ont indiqué que le sucre élevé suit un régime qui négocie l'accumulation de glycogène, a comme conséquence deux effets contradictoires.

Vis sans fin de Caenorhabditis elegans. Crédit d
Vis sans fin de Caenorhabditis elegans. Crédit d'image : royaltystockphoto.com/Shutterstock

Le premier est la résistance aux oxydants, qui sont connus pour endommager des cellules et pour accélérer le processus de vieillissement. Paradoxalement, le deuxième effet est une durée de vie diminuée. Mécaniste, le glycogène réduit la forme active du glutathion antioxydant et influence l'activité de l'enzyme AMPK. AMPK est le 5' protéine kinase Ampère-activée, et une enzyme principale dans l'homéostasie de réglementation d'énergie. En soi, il combine de nombreuses voies métaboliques et équilibre la demande énergétique avec l'apport nutritif. Dans des elegans de C., l'épuisement des mémoires de glycogène augmente la durée de vie de l'organisme et élimine les effets de la toxicité de glucose.

Dans régler thérapeutique alors, l'épuisement du glycogène en augmentant des niveaux cellulaires des oxydants peut produire des bienfaits dans les patients hyperglycemic et ceux avec les maladies liées au stockage de glycogène. Le glycogène est, pour cette raison, plus qu'une macromolécule nutritive de stockage ; c'est un régulateur principal de métabolisme et de vieillissement.

Caenorhabditis elegans (elegans de C.) à un régime élevé de sucre

L'effet d'un régime élevé de sucre dans le Caenorhabditis elegans (elegans de C.) est comparable à d'autres animaux ; les nématodes peuvent augmenter leurs mémoires (TG) de triglycéride et de glycogène. Davantage de preuve de corroboration pour les changements de leur métabolisme viennent des études de transcriptome dans lesquelles les gènes pour le TG et la synthèse acide aminée -sont réglés, alors que ceux d'opposer des réactions cataboliques vers le bas-sont réglées.

Quand les gènes pour la synthèse des acides gras (FA) sont effacés, les elegans de C. explique la toxicité de glucose et dans dépôt accru par expérience de vis sans fin de nématode de mutant du ‐ 1 de sams (où la synthèse de fa hyperactivated) le gros qui se protège contre la toxicité de glucose.

Intéressant, la perte de glycogène synthase n'affecte pas la durée de vie, indiquant que le stockage de glycogène n'est pas exigé pour se protéger contre l'admission excédentaire de glucose.

La tension oxydante douce augmente la durée de vie et la santé d'elegans de C.

Comme indiqué, une concentration critique des espèces réactives de l'oxygène (ROS) peut être avantageuse. C'est particulièrement vrai du ROS associé par non-sucre', comme le ROS lié à l'exercice. L'exercice stimule les enzymes qui abordent l'effet de la tension oxydante, alors que la supplémentation avec des antioxydants peut miner cet effet.

le ROS Hyperglycémie-induit, en revanche, vers le bas-règle les enzymes responsables de la protection contre les dégâts oxydants, à savoir GAZON et peroxydase de glutathion (GPx). Ces effets différencient clairement entre le contexte dans lequel le ROS sont induit dans leur capacité de provoquer l'avantage ou la toxicité à l'animal.

Dans des elegans de C. on a observé la corrélation entre la tension oxydante et la durée de vie accrue. Ceci a été expliqué dans les études qui montrent directement comment l'exposition à basse altitude aux oxydants augmente la durée de vie, alors que le ROS intracellulaire accru produit un effet anti-vieillissement.

De même, le -règlement de ROS (comme provoqué par le métabolisme du glucose nui) ralentit également le vieillissement. L'effet opposé - l'exposition aux antioxydants, pour augmenter la durée de vie des elegans de C. Ensemble, ces observations indiquent qu'un à basse altitude du ROS est avantageux aux animaux, augmentant la durée de vie par des effets anti-vieillissement.

Quoique ces études ont déterminé une tige corrélative claire, un mécanisme causal unifié doit être déterminées encore. C'est particulièrement vrai car des multiples voies sont activées par ROS pour augmenter la longévité.

Dans les vis sans fin, les régimes élevés de glucose dans de vieilles vis sans fin augmentent le ROS, intrigant avec une absence des gènes oxydants de réponse au stress. En outre, l'exposition prolongée au sucre diminue des niveaux du ‐ antioxydant 3, une de GAZON d'enzymes des enzymes de désintoxication de ROS les plus importantes. Ceci propose que l'effet du glucose élevé n'entraîne pas la tension oxydante immédiate, au lieu de l'admission de glucose ayant pour résultat la tension réductrice initiale.

Comme discuté plus tôt, c'est ce qui discerne le ROS hyperglycémie-induit d'autres formes (c.-à-d. lié à l'exercice) ROS.

En dépit de la diminution de SOD-3, les nématodes sont plus résistants aux oxydants ; cet effet non-conforme peut être expliqué par un mécanisme qui est indépendant de la voie oxydante de tension, au lieu de l'détermination par flux métabolique modifié. l'inhibition de la déshydrogénase de glyceraldehyde-3-phosphate (GAPDH), qui a comme conséquence le détournement à la voie de pentaphosphate (PPA) et à partir de la glycolyse pour produire du phosphate de dinucléotide de l'adénine nicotinamide (NADPH). Le NADPH est employé pour ramener la forme oxydée du glutathion (GSH) à sa forme réduite GSH. Le GSH donnant droit neutralise alors le ROS'.

Cette capacité plus grande de se protéger contre l'effet néfaste des oxydants à un régime hyperglycemic, cependant, ne traduit pas à une plus longue durée de vie. En réponse à un régime riche en sucre, la résistance oxydante de tension dépend de la réduction glycogène-assistée du bisulfure de glutathion (GSSG).

La preuve supportant la notion que la résistance oxydante n'a pas comme conséquence la durée de vie accrue est dérivée des études expliquant cette omission de la production des diminutions NADPH du ‐ 1 (l'enzyme de gspd qui catalyse l'opération régime-limiteuse de la voie de phosphate de pentose ou de la PPA), qui abaisse alors la conversion de glucose en fa.

Prolonge de durée de vie par l'intermédiaire de réduction glycogène-assistée de glutathion

Les oxydants peuvent renverser l'effet de la toxicité de glucose. Un exemple d'un oxydant si efficace est la diamide qui oxyde GSH ou paracétamol, qui épuisent par la suite sa concentration. Il y a une relation réciproque entre les oxydants et l'admission excédentaire de glucose ; la demande de règlement avec une concentration élevée en diamide peut être sauvée par l'admission élevée de glucose. Ces effets proposent que l'oxydation de GSH (assistée par des oxydants) représente l'événement qui détermine la durée de vie accrue.

Les effets en aval de l'oxydation de GSH sont comme suit ; les cellules dirigent à nouveau le glucose de la voie glytolytique dans la PPA pour produire le NADPH. La redirection du phosphate du glucose 6 (le ‐ de ‐ de G 6 P) dans la PPA évite davantage de flux métabolique par la glycolyse, qui diminue par la suite le rapport+ de NADH/NAD. Ceci augmente une demande cellulaire pour G-6-P, et pour contacter ceci, la cellule induit la glycogénolyse.

La glycogénolyse est effectivement l'opposé de la synthèse de glycogène, décomposant les mémoires existantes de glycogène pour fournir les clichés intermédiaires de glycolyse - c.-à-d. G-6-P. Ceci épuise par la suite des stocks de glycogène et la cellule là écrit un rapport du haut GSH/GSSG. Ceci a, pour cette raison, comme conséquence le balayage de ROS. Par conséquent, en appliquant de petites quantités d'oxydants, les mémoires de glycogène peuvent être drainées par la voie de PPA. La durée de vie, alors, est liée à l'épuisement du glycogène enregistré.

Quel est le rôle de la protéine kinase Ampère-activée (AMPK) ?

la protéine kinase Ampère-activée (AMPK) est considérée comme le régulateur principal du métabolisme et est réglée d'une façon hautement complexe. Pour récapituler grand, quand la cellule est sous la tension métabolique, la disponibilité réduite d'énergie est indiquée par un rapport du haut AMP/ATP.

L'ampère grippe la sous-unité de ‐ de γ d'AMPK heterotrimeric et introduit allosterically la phosphorylation de sous-unité de ‐ de α. L'effet opposé est obtenu par ATP. Cette forme phosphorylée d'AMPK empêche des réactions cellulaires ATP-exigeantes (c.-à-d. réactions biosynthétiques, réactions anaboliques) et stimule la production d'ATP.

La sous-unité de ‐ de β d'AMPK contient un domaine obligatoire de ‐ de glycogène (GBD), qui, si attaché par le glycogène, empêche l'activité d'AMPK épuré. Ceci est pensé pour surgir par la stimulation du mouvement d'AMPK près du GS, qui est alors phosphorylé et inhibé.

L'effet de l'inhibition assistée du glycogène AMPK est de s'assurer qu'AMPK, qui est responsable des réactions biosynthétiques, reste inactif quand les réactions cataboliques (c.-à-d. perte de glycogène) pour fournir le glucose pour l'ATP, se produisent. Éventuellement, la dégradation du glycogène fournit assez de rétablissement d'ATP de sorte que l'AMPK soit activé.

L'idée que le glycogène élevé entraîne une durée de vie diminuée par l'intermédiaire des mécanismes d'AMPK a besoin davantage de d'éclaircissement. C'est parce que les animaux du ‐ 2 de DAF, qui enregistrent plus de glycogène, semblent avoir une enzyme active d'AMPK, mais plus long sous tension.

Possibilité thérapeutique

Le tort obtenu par l'admission excédentaire de sucre dans les adultes peut être atténué en supprimant l'accumulation de glycogène - si par le glycogène synthase inhibant ou en introduisant l'épuisement de glycogène avec des oxydants. En effet, l'effet de la tension oxydante douce liée à l'exercice a un bienfait plutôt que les antioxydants exaltés.

Les grandes mémoires de glycogène activent la réduction d'incursion de GSSG, et pour cette raison, jeu rapide de ROS en réponse aux oxydants. Par conséquent, la demande de règlement avec des oxydants activera l'épuisement des mémoires de glycogène par l'activation de la voie de PPA et sauver l'inhibition d'AMPK pour remettre collectivement la longévité chez les animaux avec du sucre élevé suit un régime.

L'épuisement du glycogène est avec le traitement d'oxydant est riposte-intuitif, pourtant cet article a expliqué comment il peut atténuer les effets de l'hyperglycémie. Évidemment, les oxydants sont nuisibles ; si excessifs, ils entraînent l'oxydation de protéine et de lipide, les dégâts d'ADN et potentiellement la mort cellulaire.

Les concentrations faibles alors seraient thérapeutiquement viables, activant la désignation d'objectifs dirigée de GSH. Faire la navette de G-6-P dans la PPA réduit le régime de la glycolyse et d'autres voies pour diminuer le nadh, réduit des produits finaux de glycation et l'activation des voies inflammatoires qui précèdent le vieillissement et la maladie.

Des effets plus à long terme se produisent en raison de diminuer AMPK réactif et non-phosphorylé, qui introduira l'entrée de glucose dans les cellules et le catabolisme de FLB qui diminueraient éventuellement l'hyperglycémie et la hyperlipidémie.

Conclusions

La consommation excessive de sucre est connue pour accélérer le développement non seulement d'une gamme des maladies humaines. Plus récent, les études chez les animaux modèles tels que des elegans de C. ont indiqué que c'est une cause du vieillissement accéléré.

Le glucose excédentaire est enregistré principalement en tant que le glycogène à court terme ou lipides à long terme ; la cotisation de ce dernier à la maladie bien-est comprise, mais le choc du glycogène enregistré a été en grande partie ignoré.

Les découvertes récentes ont prouvé que l'accumulation de glycogène dans des elegans de C. en raison de sucre élevé suit un régime, a comme conséquence AMPK séquestré et durée de vie diminuée.

Le glycogène accumulé à un régime élevé de sucre semble fournir des moyens pour la réduction de glutathion, et protège pour cette raison des nématodes contre la tension oxydante. Cependant, le glycogène excédentaire diminue la durée de vie de nématode. C'est parce que le glycogène évite la thiol-oxydation qui nuit la signalisation redox-sensible de thiol ; ce n'est pas le rapport du haut GSH/GSSG ou le ROS inférieur, mais la signalisation plutôt endogène de glycogène qui réduit la durée de vie.

En conclusion, l'épuisement du glycogène par l'intermédiaire des oxydants se produit par l'intermédiaire de la voie de la PPA GSH, pour cette raison évitant des effets durée de vie-décroissants pour avoir lieu.

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Last Updated: Aug 30, 2019

Hidaya Aliouche

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Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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