Soğuk havalar, yaşlanma ve yaşa bağlı hastalıklarla ilişkili zararlı protein kümelerini parçalayan bir hücresel temizleme mekanizmasını etkinleştirir. Köln Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, nematodlar ve insan hücrelerinde ALS ve Huntington gibi nörodejeneratif hastalıklarla ilgili zararlı protein birikintilerini ortadan kaldıran, sıcaklıkla etkinleştirilen proteazom aktivitesinde orta düzeyde bir düşüşün olduğunu buldular.
Soğuk sıcaklıklar, yaşa bağlı çeşitli hastalıklardan sorumlu olan tehlikeli protein kümelerini parçalayan hücresel temizleme işlemi. Çeşitli model organizmalar üzerinde yapılan son araştırmalar, vücut ısısının düşürülmesinin yaşam süresinde önemli bir artışa yol açtığını da ortaya çıkardı.
Ancak, bu sürecin ardındaki kesin mekanizmalar pek çok açıdan belirsizliğini koruyor. Şimdi, Köln Üniversitesi CECAD Yaşlanma Araştırmalarında Mükemmeliyet Kümesi’ndeki bir araştırma ekibi yakın zamanda bu mekanizmalardan birini ortaya çıkardı. Bulguları yakın zamanda Nature Aging dergisinde yayınlandı.
Profesör Dr. David Vilchez ve çalışma grubu, omurgasız bir model organizma, nematod Caenorhabditis elegans ve ekili insan hücreleri kullandı. Her ikisi de tipik olarak yaşlılıkta ortaya çıkan iki nörodejeneratif hastalığın genlerini taşıyordu: amyotrofik lateral skleroz (ALS) ve Huntington hastalığı. Her iki hastalık da, patolojik protein agregasyonları olarak adlandırılan zararlı ve zarar verici protein birikintilerinin birikmesiyle karakterize edilir. Her iki model organizmada da soğuk, protein kümelerini etkin bir şekilde uzaklaştırdı ve böylece hem ALS hem de Huntington hastalığında patolojik olan protein kümelenmesini önledi.
Soğuk sıcaklıklar, kusurlu parçalayıcıları parçalayan bir hücresel temizleme mekanizmasını etkinleştirir protein agregasyonları: Germ hattında, nöronlarda ve nematod bağırsağında PSME3’ün ifadesi. Kredi: David Vilchez ve Hyun Ju Lee
Daha doğrusu, bilim adamları soğuğun, hücrelerden hasarlı proteinleri uzaklaştıran hücresel bir mekanizma olan proteazomların aktivitesi üzerindeki etkisini araştırdılar. Araştırma, proteazom aktivatörü PA28γ/PSME3’ün hem nematod hem de insan hücrelerinde yaşlanmanın neden olduğu eksiklikleri hafiflettiğini ortaya koydu. Her iki durumda da, sıcaklıkta orta düzeyde bir düşüşle proteazom aktivitesini etkinleştirmek mümkün oldu.
“Birlikte ele alındığında, bu sonuçlar, soğuğun evrim süreci boyunca proteazom düzenlemesi üzerindeki etkisini terapötik sonuçlarla birlikte nasıl koruduğunu gösteriyor. yaşlanma ve yaşlanmayla ilişkili hastalıklar için” dedi.
Yaşlanma, Alzheimer, Parkinson, Huntington ve ALS dahil olmak üzere protein toplanmasıyla ilişkili birçok nörodejeneratif hastalık için önemli bir risk faktörüdür. Vilchez şunları ekledi: “Bu sonuçların diğer yaşa bağlı nörodejeneratif hastalıklara ve diğer hayvan türlerine uygulanabileceğine inanıyoruz.” Önemli bir bulgu, proteazom aktivitesinin, aktivatörün genetik aşırı ekspresyonu ile de artırılabileceğiydi.
Bu şekilde, hastalığa neden olan proteinler, 37 santigrat derecelik normal vücut sıcaklığında bile ortadan kaldırılabilir. Bu sonuçlar, yaşlanma ve yaşlanmayla ilişkili hastalıklar için terapötik hedefler sağlayabilir.
Aşırı düşük sıcaklıkların organizmalar için zararlı olabileceği, ancak vücut sıcaklığındaki orta dereceli bir düşüşün çok olumlu etkileri olabileceği uzun zamandır bilinmektedir. Örneğin, daha düşük vücut ısısı, vücut ısısı ortamın sıcaklığına göre dalgalanan solucanlar, sinekler veya balıklar gibi soğukkanlı hayvanların ömrünü uzatır. Ancak aynı durum, ortamları ne kadar soğuk veya sıcak olursa olsun vücut sıcaklıklarını dar bir aralıkta tutan memeliler için de geçerlidir.
Örneğin, nematod standarttan çıkarılırsa çok daha uzun yaşar. 20 santigrat derece sıcaklıktan 15 santigrat derece daha soğuk bir sıcaklığa. Ve farelerde, vücut sıcaklığındaki sadece 0,5 derecelik hafif bir düşüş, yaşam sürelerini önemli ölçüde uzatır. Bu, sıcaklık düşüşünün hayvanlar aleminde uzun ömürde merkezi bir rol oynadığı ve iyi korunmuş bir evrim mekanizması olduğu varsayımını desteklemektedir.
İnsanlarda bile, vücut sıcaklığı ile yaşam süresi arasında bir korelasyon olduğu rapor edilmiştir. Normal insan vücut ısısı 36,5 ile 37 santigrat derece arasındadır. Vücut ısısının 35 derecenin altına aniden düşmesi hipotermiye yol açarken, insan vücut ısısı gün içinde hafif dalgalanmalar gösterir ve hatta uyku sırasında 36 dereceye kadar soğuğa ulaşır. İlginç bir şekilde, önceki bir araştırma insan vücut sıcaklığının Sanayi Devrimi’nden bu yana her on yılda 0,03 santigrat derece düştüğünü bildirdi ve bu da son 160 yılda insan ömrü beklentisindeki kademeli artışla olası bir bağlantı olduğunu düşündürüyor.
Referans: Hyun Ju Lee, Hafiza Alirzayeva, Seda Koyuncu, Amirabbas Rueber, Alireza Noormohammadi ve David Vilchez, 3 Nisan 2023, Nature Aging.
{11 }DOI: 10.1038/s43587-023-00383-4
Araştırma, Köln Üniversitesi CECAD Yaşlanma Araştırmalarında Mükemmeliyet Kümesi’nde yürütülmüştür.