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Esforço oxidativo, prostração do Glycogen e tempo

Faixa clara a:

O Glycogen foi ligado aos processos diversos, o mais recente de que é seu papel na progressão e no envelhecimento da doença. Os estudos nos elegans de Caenorhabditis revelaram que o açúcar alto faz dieta que negociam a acumulação de glycogen, conduz a dois efeitos de oposição.

Sem-fim dos elegans de Caenorhabditis. Crédito de imagem: royaltystockphoto.com/Shutterstock
Sem-fim dos elegans de Caenorhabditis. Crédito de imagem: royaltystockphoto.com/Shutterstock

O primeiro é a resistência aos oxidante, que são sabidos para danificar pilhas e acelerar o processo do envelhecimento. Paradoxal, o segundo efeito é um tempo diminuído. Mechanistically, o glycogen reduz o formulário activo da glutatione antioxidante e influencia a actividade da enzima AMPK. AMPK é o 5' quinase de proteína Ampère-ativada, e uma enzima principal na homeostase de regulamento da energia. Como tal, coordena caminhos metabólicos numerosos e equilibra a procura de energia com fonte nutriente. Em elegans do C., esgotar lojas do glycogen aumenta o tempo do organismo e elimina os efeitos da toxicidade da glicose.

Em um ajuste terapêutico então, a prostração do glycogen aumentando níveis celulares de oxidante pode produzir efeitos benéficos em pacientes hyperglycemic e naqueles com as doenças relativas ao armazenamento do glycogen. O Glycogen, é conseqüentemente mais do que uma macromolécula nutriente do armazenamento; é um regulador chave do metabolismo e do envelhecimento.

Elegans de Caenorhabditis (elegans do C.) em uma dieta alta do açúcar

O efeito de uma dieta alta do açúcar em elegans de Caenorhabditis (elegans do C.) é comparável a outros animais; os nemátodo podem aumentar suas lojas (TG) do triglyceride e do glycogen. Uma evidência de corroboração mais adicional para as mudanças em seu metabolismo vem dos estudos do transcriptome em que os genes para o TG e a síntese do ácido aminado acima-estão regulados, quando aqueles de opr reacções catabólicas para baixo-forem regulados.

Quando os genes para a síntese do ácido (FA) gordo são suprimidos, os elegans do C. demonstram a toxicidade da glicose e no depósito gordo aumentado experiência dos sem-fins do nemátodo do mutante do ‐ 1 dos sams (onde a síntese do FÁ hyperactivated) que protege contra a toxicidade da glicose.

Interessante, a perda de sintase do glycogen não afecta o tempo, indicando que o armazenamento do glycogen não está exigido para proteger contra a entrada adicional da glicose.

O esforço oxidativo suave aumenta o tempo e a saúde dos elegans do C.

Como indicado, uma concentração crítica de espécie reactiva do oxigênio (ROS) pode ser benéfica. Isto é particularmente verdadeiro do explorador de saída de quadriculação associado não-açúcar', como o explorador de saída de quadriculação exercício-induzido. O exercício estimula as enzimas que abordam o efeito do esforço oxidativo, quando o suplemento com antioxidantes puder minar este efeito.

o explorador de saída de quadriculação Hiperglicemia-induzido, pelo contraste, para baixo-regula as enzimas responsáveis para a protecção contra dano oxidativo, a saber RELVA e peroxidase da glutatione (GPx). Estes efeitos diferenciam-se claramente entre o contexto em que o explorador de saída de quadriculação é induzido em sua capacidade causar o benefício ou a toxicidade ao animal.

Em elegans do C. a correlação entre o esforço oxidativo e o tempo aumentado foi observada. Isto foi demonstrado nos estudos que mostram directamente como a exposição de baixo nível aos oxidante aumenta o tempo, quando o explorador de saída de quadriculação intracelular aumentado produzir um efeito antienvelhecimento.

Similarmente, o acima-regulamento do explorador de saída de quadriculação (como causado pelo metabolismo danificado da glicose) igualmente retarda o envelhecimento. O efeito oposto - a exposição aos antioxidantes, não são aumentados o tempo de elegans do C. Junto, estas observações indicam que um de baixo nível do explorador de saída de quadriculação é benéfico aos animais, aumentando o tempo com os efeitos antienvelhecimento.

Embora estes estudos determinaram uma relação correlativa clara, um mecanismo causal unificado devem ser determinada ainda. Isto é particularmente verdadeiro porque os caminhos múltiplos são activados pelo explorador de saída de quadriculação para aumentar a longevidade.

Nos sem-fins, as dietas altas da glicose em sem-fins velhos aumentam o explorador de saída de quadriculação, intrigantemente junto com uma ausência de genes oxidativos da resposta do esforço. Além disso, exposição prolongada aos níveis das diminuições do açúcar do ‐ antioxidante 3 da RELVA da enzima, uma das enzimas as mais importantes da desintoxicação do explorador de saída de quadriculação. Isto sugere que o efeito da glicose alta não cause o esforço oxidativo imediato, em vez da entrada da glicose tendo por resultado o esforço redutora inicial.

Como discutido mais cedo, este é o que distingue o explorador de saída de quadriculação hiperglicemia-induzido do outro explorador de saída de quadriculação dos formulários (isto é exercício-induzido).

Apesar da diminuição em SOD-3, os nemátodo são mais resistentes aos oxidante; este efeito não-congruente pode ser explicado por um mecanismo que seja independente do caminho oxidativo do esforço, em vez da determinação pelo fluxo metabólico alterado. a inibição de desidrogenase de glyceraldehyde-3-phosphate (GAPDH), que conduz à diversão ao caminho do pentaphosphate (PPP) e longe da glicólise para gerar o fosfato do dinucleotide de adenina de nicotinamida (NADPH). NADPH é usado para reduzir o formulário oxidado da glutatione (GSH) a seu formulário reduzido GSH. O GSH resultante neutraliza então o explorador de saída de quadriculação'.

Esta maior capacidade para proteger contra o efeito prejudicial dos oxidante em uma dieta hyperglycemic, contudo, não traduz a um tempo mais longo. Em resposta a uma dieta açúcar-rica, a resistência oxidativo do esforço é dependente da redução glycogen-negociada do bissulfeto da glutatione (GSSG).

A evidência que apoia a noção que a resistência oxidativo não conduz ao tempo aumentado é derivada dos estudos que demonstram esse supressão da produção das diminuições NADPH do ‐ 1 do gspd (a enzima que catalisa a etapa delimitação do caminho do fosfato do pentose ou do PPP), que abaixa então a conversão da glicose ao FÁ.

Extensão do tempo através da redução glycogen-negociada da glutatione

Os oxidante podem inverter o efeito da toxicidade da glicose. Um exemplo de um oxidante tão eficaz é o diamide que oxida GSH ou acetaminophen, que esgotam subseqüentemente sua concentração. Há um relacionamento recíproco entre oxidante e a entrada adicional da glicose; o tratamento com uma concentração alta do diamide pode ser salvado pela entrada alta da glicose. Estes efeitos sugerem que a oxidação de GSH (negociada por oxidante) represente o evento que determina o tempo aumentado.

Os efeitos a jusante da oxidação de GSH são como segue; as pilhas reorientam a glicose do caminho glycolytic no PPP para produzir NADPH. A reorientação do fosfato da glicose 6 (‐ do ‐ de G 6 P) no PPP impedem um fluxo metabólico mais adicional com a glicólise, que diminui subseqüentemente a relação+ de NADH/NAD. Isto aumenta a procura celular para G-6-P, e para encontrar isto, a pilha induz o glycogenolysis.

Glycogenolysis é eficazmente o oposto da síntese do glycogen, dividindo lojas existentes do glycogen para render os intermediários da glicólise - isto é G-6-P. Isto esgota subseqüentemente lojas do glycogen e a pilha lá incorpora uma relação alta de GSH/GSSG. Isto, conduz conseqüentemente à limpeza do explorador de saída de quadriculação. Daqui, aplicando quantidades pequenas de oxidante, as lojas do glycogen podem ser drenadas com o caminho do PPP. O tempo, é ligado então à prostração do glycogen armazenado.

Que é o papel da quinase de proteína Ampère-ativada (AMPK)?

a quinase de proteína Ampère-ativada (AMPK) é considerada como o regulador mestre do metabolismo e regulada em uma maneira altamente complexa. Para resumir amplamente, quando a pilha está sob o esforço metabólico, a disponibilidade reduzida da energia é indicada por uma relação alta de AMP/ATP.

O ampère liga a subunidade do ‐ do γ de AMPK heterotrimeric e promove allosterically a fosforilação da subunidade do ‐ do α. O efeito oposto é induzido pelo ATP. Este formulário phosphorylated de AMPK inibe reacções celulares deexigência (isto é reacções biossintéticas, reacções anabólicas) e estimula a produção do ATP.

A subunidade do ‐ do β de AMPK contem um domínio obrigatório do ‐ do glycogen (GBD), que, quando encadernado pelo glycogen, iniba a actividade de AMPK refinado. Isto é pensado para elevarar pela estimulação do movimento de AMPK perto do GS, que é então phosphorylated e inibido.

O efeito da inibição negociada glycogen de AMPK é assegurar-se de que AMPK, que é responsável para reacções biossintéticas, permaneça inactivo quando as reacções catabólicas (isto é divisão do glycogen) para fornecer a glicose para o ATP, estão ocorrendo. Eventualmente, a divisão do glycogen fornece bastante geração do ATP de modo que o AMPK seja activado.

A ideia que o glycogen alto cause um tempo diminuído através dos mecanismos de AMPK precisa um esclarecimento mais adicional. Isto é porque os animais do ‐ 2 do daf, que armazenam mais glycogen, parecem ter uma enzima activa de AMPK, mas mais longo vivo.

Potencial terapêutico

O dano induzido pela entrada adicional do açúcar nos adultos pode ser abrandado suprimindo a acumulação do glycogen - se através da sintase de inibição do glycogen ou promovendo a prostração do glycogen com oxidante. Certamente, o efeito do esforço oxidativo suave exercício-induzido tem um efeito benéfico um pouco do que os antioxidantes extolled.

As grandes lojas do glycogen permitem a redução da invasão de GSSG, e conseqüentemente, afastamento rápido do explorador de saída de quadriculação em resposta aos oxidante. Daqui, o tratamento com oxidante permitirá a prostração de lojas do glycogen com a activação do caminho do PPP e salvar a inibição de AMPK para restaurar colectivamente a longevidade nos animais com açúcar alto faz dieta.

A prostração do glycogen é com terapia do oxidante é contador-intuitiva, contudo este artigo explicou como pode abrandar os efeitos da hiperglicemia. Evidente, os oxidante são prejudiciais; quando descontrolados, causam a oxidação da proteína e do lipido, o dano do ADN e potencial a morte celular.

Os baixos níveis então seriam terapêutica viáveis, permitindo a escolha de objectivos dirigida de GSH. Shuttling de G-6-P no PPP reduz a taxa de glicólise e de outros caminhos para diminuir o NADH, reduz produtos finais do glycation e a activação dos caminhos inflamatórios que precedem o envelhecimento e a doença.

Uns efeitos mais a longo prazo ocorrem em conseqüência de diminuir AMPK reactivo, não-phosphorylated, que promoverá a entrada da glicose nas pilhas e no catabolismo de FAs que diminuiriam eventualmente a hiperglicemia e o hyperlipidemia.

Conclusões

O consumo excessivo do açúcar é sabido para acelerar a revelação não somente de uma escala de doenças humanas. Mais recentemente, os estudos nos animais modelo tais como elegans do C. revelaram que é uma causa do envelhecimento acelerado.

A glicose adicional é armazenada predominante como o glycogen a curto prazo ou lipidos a longo prazo; a contribuição dos últimos à doença bem-é compreendida, mas o impacto do glycogen armazenado foi ignorado pela maior parte.

Os resultados recentes mostraram que a acumulação do glycogen em elegans do C. em conseqüência do açúcar alto faz dieta, conduzem a AMPK confiscado e ao tempo diminuído.

O Glycogen acumulado em uma dieta alta do açúcar parece fornecer meios para a redução da glutatione, e protege conseqüentemente nemátodo do esforço oxidativo. Contudo, o glycogen adicional encurta o tempo do nemátodo. Isto é porque o glycogen impede a tiolato-oxidação que interfere com a sinalização redox-sensível do tiolato; é o não a relação alta de GSH/GSSG ou baixo explorador de saída de quadriculação, mas a sinalização um pouco endógena do glycogen que reduz o tempo.

Em conclusão, a prostração do glycogen através dos oxidante ocorre através do caminho do PPP/GSH, conseqüentemente impedindo tempo-diminuindo efeitos para ocorrer.

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Last Updated: Aug 30, 2019

Hidaya Aliouche

Written by

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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