Стареењето и исхраната имаат влијание врз протеините во цревата - општ лекар
Тенкото црево е едно од најважните интерфејси помеѓу околината и нашето тело. Тој е одговорен за навлегувањето на хранливи материи и претставува бариера против потенцијално штетните влијанија врз животната средина. Предводен од истражувачи од Институтот за истражување на стареење во Лајбниц (ФЛИ) во Јена, меѓународен тим го испита влијанието на стареењето и исхраната врз цревниот епител на глувците. Во зависност од делот на цревата, тие беа во можност да демонстрираат специфични ефекти врз протеомот и тешкотиите поврзани со стареењето при прилагодување на промените на хранливите материи. Студијата дава слика за просторната структура на протеомот на тенкото црево во глувчето и е објавена во списанието Cell Reports.
Тенкото црево, најдолгиот дел од дигестивниот тракт, претставува еден од најважните интерфејси помеѓу животната средина и нашето тело. Има две главни функции: од една страна, тој е одговорен за апсорпција на хранливи материи од храната што ја јадеме и, од друга страна, функционира како бариера за ограничување на влегувањето на загадувачите во организмот. Органот е многу прилагодлив и реагира динамично на промените во хранливите материи или диетата со намалена калорија. Клеточниот слој што ја формира површината на тенкото црево, т.н. цревен епител, е предмет на процес на континуирано обновување кој трае околу 3-5 дена.
Проучени се некои од ефектите на стареењето и исхраната врз тенкото црево. Познато е дека процесот на стареење доведува до намалена апсорпција на хранливите материи од страна на епителот и со тоа може да придонесе за неухранетост кај постарите луѓе. Покрај тоа, може да се демонстрираат анатомски разлики помеѓу различни делови на тенкото црево. Ефектите зависни од стареењето и исхраната врз целото протеини (протеом) кои се дел од цревниот епител сè уште не се испитани.
Студија на меѓународен истражувачки тим од Институтот за истражување на стареење во Лајбниц - Институт Фриц Липман (ФЛИ) во Јена и нивни колеги од Институтот за истражување на рак на Кох од Кох на МИТ, Кембриџ, САД; Genentech Inc., Сан Франциско, САД и Универзитетот Фридрих Шилер Јена, сега се посветени на оваа тема. Користејќи најсовремени анализи на протеомите со помош на масена спектрометрија, истражувачите испитале возрасни зависни и зависни од сегменти разлики во клеточниот состав на цревните крипти, анатомски депресии во цревниот епител, во кои се наоѓаат цревните матични клетки и некои диференцирани клетки, неопходни за регенерација на цревата. Нивните резултати даваат целосна слика за просторната структура на протеомот во тенкото црево на глувчето.
Влијание на стареење на цревниот епител
Со анализа на промените во протеомот во 12 различни делови на тенкото црево, истражувачите беа во можност да ги карактеризираат разликите во изобилството на протеини долж органот и да ги идентификуваат регионалните разлики во клеточниот состав на цревните крипти. Резултатите покажуваат, на пример, дека бројот на пехарски клетки, тип на клетка кој главно придонесува за формирање на цревната лигавица, е значително зголемен во крајниот дел на тенкото црево. Разликите во протеомот во цревните крипти од различни цревни делови одговараат на познатата анатомска поделба на цревата во трите главни делови на дуоденумот, празното црево и илеумот.
Во следниот чекор, тимот ги испита ефектите на стареењето врз цревните крипти од различни делови и спореди над 5000 протеини од млади и стари глувци. Анализите покажаа дека протеините кои се под влијание на процесот на стареење се јавуваат со различни фреквенции во зависност од делот на цревата. Ова значи дека процесот на стареење има различни ефекти врз различните анатомски региони на обвивката на тенкото црево.
"Нашите резултати покажуваат јасно влијание на стареењето врз составот на протеините и клетките на цревните крипти. Откривме сериозни промени во протеините поврзани со воспаленија и намалени вредности на обележувачи на матични клетки кај стари глувци. Ова покажува дека чувствителната структура на епителот е нарушена за време на процесот на стареење, Ова доведува до воспаление и намалена саморегенерација. Особено делот за илеум покажува изразени знаци на стареење “, вели Надја Геберт, прва авторка на студијата, објаснувајќи ги најважните резултати што ги открила за време на својата докторска теза.
Ефект на диета врз цревата на млади и стари глувци
Во понатамошен чекор, истражувачкиот тим испита како младите и старите глувци реагираат на промените во исхраната. Тие ставаат млади и стари животни на диета еден месец (позната интервенција против стареење со намален внес на храна без неухранетост) и им овозможија на некои животни повторно да имаат неограничен пристап до храна по диетата. И краткорочната диета и диетата со последователно хранење покажаа ефекти врз стотици протеини кај млади животни, додека помалку протеини беа погодени кај стари животни. Ова укажува на намалена способност на старите животни да се прилагодат на промената на исхраната. Особено старите животни имаа проблеми со стабилизирање на нивната телесна тежина: тие продолжија да губат телесната тежина неколку дена по почетокот на промената на диетата, додека помладите животни беа во можност да ја стабилизираат својата телесна тежина по неколку дена. Сепак, авторите откриле дека диеталниот циклус проследен со неограничен пристап до храна е доволен за делумно враќање на клеточниот состав на цревните крипти на стари глувци, што укажува на можни ефекти против стареење на оваа мерка.
"Особено, префрлањето помеѓу диета и нормална исхрана, а не само диета само, има позитивни ефекти врз цревната лигавица и доведува до делумно подмладување на протеините во цревните крипти на стари глувци. Ова може да се протолкува како поткрепа на позитивните ефекти на интермитентниот пост метод Од друга страна, посиромашната прилагодливост на цревниот епител кај старите глувци ги покажува драстичните ефекти што можат да бидат предизвикани кај постарите лица со промени во исхраната или третмани со лекови “, вели др. Алесандро Ори, водач на групата во ФЛИ.
Улога на цревните матични клетки
Поблиското испитување покажа дека со краткотрајна диета проследена со нормална исхрана, матичните клетки во цревниот епител се развиваат поинтензивно во специјализирани пехарски клетки (диференцијација). Истражувачите успеале да идентификуваат ензим (Hmgcs2) кој реагира на промените во исхраната и со тоа влијае на овој процес на диференцијација на матичните клетки. Диетата доведува до зголемена концентрација на овој ензим во матичните клетки во тенкото црево, што со тоа го менува нивното однесување.
Гледајќи пошироко во метаболичките промени, истражувачите откриле регионални разлики во бројот на ензими кои ги ограничуваат другите важни метаболички патишта, како што е метаболизмот на гликозата. Ова сугерира дека метаболизмот на цревните епителни клетки и количината на средни производи што се создаваат варираат долж тенкото црево, а со тоа и здравјето и прилагодливоста на цревната лигавица.
"Со оваа студија за широка основа на протеомика, успеавме да создадеме еден вид атлас што ја покажува просторната структура на протеомот на тенкото црево во глувчето. Резултатите се достапни како бесплатен ресурс на Интернет и може да се користат за понатамошни студии", вели Ори. Во понатамошните студии, истражувачите сега бараат медицински опции кои можат да ја вратат цревната способност да се регенерира во староста и со тоа да придонесат за здрав век на траење на постарите луѓе.