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Sforzo, svuotamento del glicogeno e durata della vita ossidativi

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Il glicogeno è stato collegato ai diversi trattamenti, il più recente di quale è il suo ruolo nella progressione e nell'invecchiamento di malattia. Gli studi nei elegans di Caenorhabditis hanno rivelato che l'alto zucchero è a dieta che mediano la capitalizzazione di glicogeno, provoca due effetti contrastanti.

Verme dei elegans di Caenorhabditis. Credito di immagine: royaltystockphoto.com/Shutterstock
Verme dei elegans di Caenorhabditis. Credito di immagine: royaltystockphoto.com/Shutterstock

Il primo è la resistenza agli ossidanti, che sono conosciuti per danneggiare le celle ed accelerare il trattamento di invecchiamento. Paradossalmente, il secondo effetto è una durata della vita in diminuzione. Meccanicistico, il glicogeno diminuisce l'intervento concreto del glutatione antiossidante ed influenza l'attività dell'enzima AMPK. AMPK è il 5' chinasi proteica Ampère-attivata e un enzima principale nell'omeostasi di regolamentazione di energia. Come tale, coordina le numerose vie metaboliche e salda la domanda di energia con apporto nutritivo. Nei elegans del C., vuotare le memorie del glicogeno aumenta la durata della vita dell'organismo ed elimina gli effetti della tossicità del glucosio.

In una collocazione terapeutica poi, lo svuotamento di glicogeno aumentando i livelli cellulari di ossidanti può produrre gli effetti benefici in pazienti hyperglycemic ed in quelli con le malattie relative a stoccaggio del glicogeno. Il glicogeno, quindi, è più di una macromolecola nutriente di stoccaggio; è un regolatore chiave di metabolismo e di invecchiamento.

Elegans di Caenorhabditis (elegans del C.) su un'alta dieta dello zucchero

L'effetto di alta dieta dello zucchero nei elegans di Caenorhabditis (elegans del C.) è comparabile ad altri animali; i nematodi possono aumentare sia le loro memorie (TG) del glicogeno che del trigliceride. Ulteriore prova di conferma per i cambiamenti nel loro metabolismo viene dagli studi del transcriptome in cui i geni per il TG e la sintesi dell'amminoacido su-sono regolamentati, mentre quelli di opposizione delle reazioni cataboliche giù-sono regolamentati.

Quando i geni per la sintesi dell'acido (FA) grasso sono cancellati, i elegans del C. dimostra la tossicità del glucosio e nel deposito grasso aumentato esperienza mutante dei vermi del nematode del ‐ 1 dei sams (dove la sintesi di FA hyperactivated) che protegge dalla tossicità del glucosio.

Interessante, la perdita di sintasi del glicogeno non pregiudica la durata della vita, indicante che lo stoccaggio del glicogeno non è richiesto per proteggere dall'assunzione in eccesso del glucosio.

Lo sforzo ossidativo delicato aumenta la durata della vita e la salubrità dei elegans del C.

Come specificato, una concentrazione critica di specie reattive dell'ossigeno (ROS) può essere utile. Ciò è particolarmente vero per il ROS associato non zucchero', quale dal il ROS indotto da esercizio. L'esercizio stimola gli enzimi che affrontano l'effetto dello sforzo ossidativo, mentre il completamento con gli antiossidanti può insidiare questo effetto.

da ROS indotto Iperglicemia, al contrario, giù-regolamenta gli enzimi responsabili della protezione contro danno ossidativo, vale a dire ZOLLA e perossidasi del glutatione (GPx). Questi effetti si differenziano chiaramente fra il contesto in cui il ROS è indotto nella loro capacità di determinare il vantaggio o la tossicità all'animale.

Nei elegans del C. la correlazione fra lo sforzo ossidativo e la durata della vita aumentata è stata osservata. Ciò è stata dimostrata negli studi che direttamente mostrano come l'esposizione a basso livello agli ossidanti aumenta la durata della vita, mentre il ROS intracellulare aumentato produce un effetto antinvecchiamento.

Similmente, il su-regolamento di ROS (come causato dal metabolismo alterato del glucosio) egualmente rallenta l'invecchiamento. L'effetto opposto - l'esposizione agli antiossidanti, non riusciti per aumentare la durata della vita dei elegans del C. Insieme, queste osservazioni indicano che un a basso livello del ROS è utile agli animali, aumentanti la durata della vita con gli effetti antinvecchiamento.

Anche se questi studi hanno determinato un chiaro collegamento correlativo, un meccanismo causativo unificato deve ancora essere determinato. Ciò è particolarmente vera poichè le vie multiple sono attivate dal ROS per aumentare la longevità.

In vermi, le alte diete del glucosio in vecchi vermi aumentano il ROS, intrigante insieme ad un'assenza di geni ossidativi di risposta di sforzo. Ancora, l'esposizione prolungata allo zucchero fa diminuire i livelli di ‐ antiossidante 3, uno della ZOLLA degli enzimi degli enzimi di disintossicazione di ROS più importanti. Ciò suggerisce che l'effetto di alto glucosio non causi lo sforzo ossidativo immediato, invece dell'assunzione del glucosio con conseguente sforzo riduttore iniziale.

Come discusso più presto, questo è che cosa distingue dal il ROS indotto iperglicemia da altri moduli (cioè indotto da esercizio) ROS.

Malgrado la diminuzione in SOD-3, i nematodi sono più resistenti agli ossidanti; questo effetto non conforme può essere spiegato da un meccanismo che è indipendente dalla via ossidativa di sforzo, invece di determinazione dal cambiamento continuo metabolico alterato. l'inibizione di deidrogenasi di glyceraldehyde-3-phosphate (GAPDH), che provoca la diversione alla via del pentaphosphate (PPA) ed a partire da glicolisi per generare il fosfato di nicotinamide adenindinucleotide (NADPH). NADPH è usato per ridurre il modulo ossidato di glutatione (GSH) al suo modulo diminuito GSH. Il GSH risultante poi neutralizza il ROS'.

Questa maggior capacità di proteggere dall'effetto nocivo degli ossidanti su una dieta hyperglycemic, tuttavia, non traduce ad una durata della vita più lunga. In risposta di una ad una dieta ricca di zucchero, la resistenza ossidativa di sforzo dipende da riduzione glicogeno-mediata del bisolfuro del glutatione (GSSG).

La prova che supporta la nozione che la resistenza ossidativa non provoca la durata della vita aumentata è derivata dagli studi che dimostrano quell'eliminazione di produzione di diminuzioni NADPH del ‐ 1 (l'enzima del gspd che catalizza il punto dilimitazione della via del fosfato del pentosio o della PPA), che poi abbassa la conversione del glucosio al FA.

Estensione di durata della vita via riduzione glicogeno-mediata del glutatione

Gli ossidanti possono invertire l'effetto della tossicità del glucosio. Un esempio di così efficace ossidante è diammide che ossida GSH o l'acetaminofene, che successivamente vuotano la sua concentrazione. C'è una relazione reciproca fra gli ossidanti e l'assunzione in eccesso del glucosio; il trattamento con un'alta concentrazione nella diammide può essere salvato dall'alta assunzione del glucosio. Questi effetti suggeriscono che l'ossidazione di GSH (mediata dagli ossidanti) rappresenti l'evento che determina la durata della vita aumentata.

Gli effetti a valle dell'ossidazione di GSH sono come segue; le celle riorientano il glucosio dalla via glicolitica nella PPA per produrre NADPH. Il nuovo indirizzo del fosfato del glucosio 6 (il ‐ del ‐ di G 6 P) nella PPA impediscono ulteriore cambiamento continuo metabolico con glicolisi, che successivamente fa diminuire il rapporto+ di NADH/NAD. Ciò aumenta la domanda cellulare per G-6-P ed incontrare questo, la cella induce il glycogenolysis.

Glycogenolysis è efficacemente l'opposto della sintesi del glicogeno, ripartente le memorie attuali del glicogeno per rendere i composti intermedi di glicolisi - cioè G-6-P. Ciò successivamente vuota le memorie di glicogeno e la cella là entra in un alto rapporto di GSH/GSSG. Ciò, quindi, provoca il lavaggio di ROS. Quindi, applicando le piccole quantità di ossidanti, le memorie del glicogeno possono essere vuotate con la via di PPA. La durata della vita, poi, è collegata a svuotamento del glicogeno memorizzato.

Che cosa è il ruolo della chinasi proteica Ampère-attivata (AMPK)?

la chinasi proteica Ampère-attivata (AMPK) è considerata come il regolatore matrice di metabolismo ed è regolamentata in un modo altamente complesso. Per riassumere largamente, quando la cella è nell'ambito dello sforzo metabolico, la disponibilità diminuita di energia è indicata da un alto rapporto di AMP/ATP.

L'ampère lega l'sottounità del ‐ del γ di AMPK heterotrimeric e allosterically promuove la fosforilazione dell'sottounità del ‐ del α. L'effetto opposto è suscitato dal trifosfato di adenosina. Questo modulo fosforilato di AMPK inibisce le reazioni cellulari Trifosfato di adenosina-richiedenti (cioè reazioni biosintetiche, reazioni anaboliche) e stimola la produzione del trifosfato di adenosina.

L'sottounità del ‐ del β di AMPK contiene un dominio obbligatorio del ‐ del glicogeno (GBD), che, una volta rilegato da glicogeno, inibisce l'attività di AMPK depurativo. Ciò è pensata per sorgere dallo stimolo del movimento di AMPK vicino al GS, che è poi fosforilato ed inibito.

L'effetto di inibizione di AMPK mediata glicogeno è di assicurarsi che AMPK, che è responsabile delle reazioni biosintetiche, rimanga inattivo quando le reazioni cataboliche (cioè ripartizione del glicogeno) per fornire il glucosio per il trifosfato di adenosina, stanno accadendo. Finalmente, la ripartizione di glicogeno fornisce ad abbastanza generazione del trifosfato di adenosina in moda da attivare il AMPK.

L'idea che l'alto glicogeno causa una durata della vita in diminuzione via i meccanismi di AMPK ha bisogno di ulteriore chiarimento. Ciò è perché gli animali del ‐ 2 di DAF, che memorizzano più glicogeno, sembrano avere un enzima dell'attivo AMPK, ma più lungo in tensione.

Potenziale terapeutico

Il danno suscitato dall'assunzione in eccesso dello zucchero in adulti può attenuarsi sopprimendo la capitalizzazione del glicogeno - se attraverso la sintasi d'inibizione del glicogeno o promuovendo lo svuotamento del glicogeno con gli ossidanti. Effettivamente, l'effetto dallo dello sforzo ossidativo delicato indotto da esercizio ha un effetto benefico piuttosto che gli antiossidanti extolled.

Le grandi memorie del glicogeno permettono alla riduzione di incursione di GSSG e quindi, spazio rapido di ROS in risposta agli ossidanti. Quindi, il trattamento con gli ossidanti permetterà allo svuotamento delle memorie del glicogeno con l'attivazione della via di PPA e salvare l'inibizione di AMPK per riparare collettivamente la longevità in animali con l'alto zucchero è a dieta.

Lo svuotamento di glicogeno è con la terapia dell'ossidante è contro-intuitivo, eppure questo articolo ha spiegato come può attenuare gli effetti dell'iperglicemia. Evidentemente, gli ossidanti sono nocivi; una volta incontrollati, causano l'ossidazione del lipido e della proteina, il danno del DNA e potenzialmente la morte delle cellule.

I bassi livelli poi sarebbero dal punto di vista terapeutico possibili, permettendo all'ottimizzazione diretta di GSH. Muoversi di G-6-P nella PPA diminuisce la tariffa di glicolisi e di altre vie per fare diminuire il NADH, diminuisce i prodotti finiti di glycation e l'attivazione delle vie infiammatorie che precedono l'invecchiamento e la malattia.

Gli effetti più a lungo termine si presentano come conseguenza del fare diminuire AMPK reattivo e non fosforilato, che promuoverà l'entrata del glucosio nelle celle e nel catabolismo di FAs che finalmente diminuirebbero l'iperglicemia e l'iperlipidemia.

Conclusioni

L'eccessivo consumo dello zucchero è conosciuto per accelerare lo sviluppo non solo di un intervallo delle malattie umane. Più recentemente, gli studi in animali di modello quali i elegans del C. hanno rivelato che è una causa dell'invecchiamento accelerato.

Il glucosio in eccesso è memorizzato principalmente come glicogeno a breve termine o lipidi a lungo termine; il contributo degli ultimi alla malattia è ben recepito, ma l'impatto di glicogeno memorizzato in gran parte è stato trascurato.

I risultati recenti hanno indicato che la capitalizzazione del glicogeno nei elegans del C. come conseguenza di alto zucchero è a dieta, provoca AMPK sequestrato e la durata della vita in diminuzione.

Il glicogeno accumulato su un'alta dieta dello zucchero sembra fornire i mezzi per riduzione del glutatione e quindi protegge i nematodi dallo sforzo ossidativo. Tuttavia, il glicogeno in eccesso accorcia la durata della vita del nematode. Ciò è perché il glicogeno impedisce l'tiolo-ossidazione che interferisce con alla la segnalazione redox sensibile del tiolo; è il non l'alto rapporto di GSH/GSSG o ROS basso, ma la segnalazione piuttosto endogena del glicogeno che diminuisce la durata della vita.

In conclusione, lo svuotamento di glicogeno via gli ossidanti si presenta via la via di PPA GSH, quindi impedendo durata della vita-diminuendo gli effetti per avere luogo.

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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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