Tratamentul SkQ1 și restricția alimentară - două modalități de a întârzia un program de îmbătrânire a organismelor
Abstract
Efectele antioxidantului SkQ1 vizat de mitocondrie și restricția alimentară sunt comparate. În ambele cazuri există o creștere remarcabilă a duratei medii de viață a organismelor aparținând multor ranguri taxonomice diferite. În esență, atât tratamentul SkQ1, cât și restricția consumului de alimente întârzie dezvoltarea a numeroase trăsături adverse ale senescenței. Această relație ar putea fi prezisă presupunând că SkQ1 și restricția alimentară inhibă executarea unui program de îmbătrânire. Se presupune că restricția alimentară este percepută de organisme ca un semnal de foame, care poate fi catastrofal pentru populație. În aceste condiții, organismul oprește un program de îmbătrânire care este favorabil pentru evoluția speciei, dar contraproductiv pentru individ. Din păcate, restricția alimentară este însoțită de alte efecte, de exemplu, anxietate constantă și încercări de a scana un spațiu cât mai mare posibil pentru a căuta hrană. Astfel de efecte secundare par a fi absente în cazul inhibării programului de îmbătrânire de către SkQ1.
Ca geroprotectori, SkQ1 și restricția alimentară sunt similare în două aspecte foarte importante. Ambele prelungesc durata de viață a multor specii și întârzie dezvoltarea a numeroase trăsături ale îmbătrânirii [cf. 1-5 și 6, 7]. Mai mult, există o indicație că efectul de restricție alimentară include cel puțin o componentă caracteristică a mecanismului de acțiune al SkQ1, adică activitate antioxidantă la nivel mitocondrial. Fernandes și coautorii [8] au constatat că restricția calorică de 40% a dus la o creștere de 10 ori a duratei de viață a șoarecilor C57Bl/6 otrăviți de paraquat prooxidant, un cation cu sarcină delocalizată, care este direcționat către mitocondriile în forma sa redusă (I I Severina și colab., În pregătire) 1 .
Efectul restricției alimentare asupra longevității a fost descris în 1934, când McCay și colegii săi [10] au constatat că a prelungit durata de viață a șobolanilor (vezi și [11, 12]). Restricția a fost impusă în primele etape ale vieții și a dus inițial la întârzierea creșterii. Când s-a încheiat restricția de hrană, animalele au crescut rapid în dimensiuni pentru a atinge media, dar au trăit mai mult cu 70% (bărbați) și 48% (femele) decât șobolanii care au fost hrăniți ad libitum de-a lungul întregii lor vieți (cf. datele noastre pe o efectul SkQ1 asupra longevității la șoareci și la șobolani masculi decât femele [1]). A fost observată o scădere semnificativă a ratelor de deces din cauza bolilor pulmonare și a anumitor tumori (din nou similar cu SkQ1 [2, 3, 13]). De asemenea, s-a observat că animalele cu restricție alimentară au apărut active și tinere, indiferent de vârsta lor reală (o altă asemănare cu SkQ1 [2, 3]).
Cercetări suplimentare au arătat că efectul restricției alimentare implică atât componentele carbohidraților, cât și cele proteice ale alimentelor. Efectul restricției proteice este asociat cu un singur aminoacid, și anume. metionină [25-28]. Metionina este un aminoacid esențial care nu este sintetizat la mamifere, astfel încât alimentele sunt singura sursă a acestui compus. S-a constatat că o dietă în care proteinele sunt înlocuite cu un amestec de aminoacizi care nu conțin metionină nu numai că favorizează o durată mai lungă de viață, dar scade generarea de ROS mitocondrială și deteriorarea oxidativă a ADN-ului mitocondrial [27, 28]. Interesant este că restricția dietetică nu are niciun efect asupra oxidării ADN-ului nuclear [29].
În opinia noastră [5], restricția alimentară este percepută de un organism ca un semnal îngrijorător de lipsă de alimente. După cum se știe, foamea implică declinul multor funcții fiziologice și, în special, scăderea fecundității [6]. Iar acest lucru, la rândul său, pune în pericol însăși existența populației. Pentru a preveni, cel puțin parțial, o astfel de întorsătură a evenimentelor, ar putea fi suficient să anulăm programul de îmbătrânire, prelungind astfel perioada de reproducere a individului și crescând astfel numărul total de descendenți. Dacă acesta este cazul, impactul restricției alimentare asupra duratei de viață este legat doar indirect de ROS, fiind mai degrabă un efect de reglementare. De aceea, astfel de efecte de semnalizare evidentă, cum ar fi postul pe termen scurt (sau, invers, mirosul alimentelor), mai degrabă decât lipsa (sau excesul) de alimente pe întreaga viață, exercită un efect puternic asupra parametrilor ciclului de viață. Este remarcabil faptul că o restricție alimentară temporară (postul) este mai bună decât o restricție constantă. Cel mai probabil, semnalul lipsei de alimente poate fi dat pentru un timp destul de scurt, în timp ce înfometarea pentru o lungă perioadă de timp este dăunătoare pentru un organism.