Naučnici otkrili šta „gasi“ naše ćelije sa godinama – i kako bi to moglo da se preokrene

Da bismo u potpunosti razumeli starenje, moramo da razumemo šta se postepeno raspada u pojedinačnim ćelijama, šta je to zbog čega naše ćelije vremenom postaju manje efikasne, osetljivije na bolesti i na kraju počinju da otkazuju...

Nova studija, koju su predvodili istraživači sa Instituta „Fric Lipman“ (FLI) u Nemačkoj, donosi nova saznanja o tome kako energetske centrale ćelija – organele poznate kao mitohondrije – počinju da usporavaju tokom godina.

Analizom modela crva, ljudskog tkiva i ljudskih ćelija, naučnici su otkrili da se tokom starenja smanjuje nivo jednog posebnog molekula masti – fosfatidilholina.

Njihovi eksperimenti pokazali su i da obnavljanje nivoa fosfatidilholina, putem ishrane, može da oživi oslabljene mitohondrije.

„Naše studije otkrile su pad sinteze fosfatidilholina kao do sada nedovoljno prepoznat pokretač prirodnog starenja mitohondrija, koji se može prevazići dodacima ishrani“, naveli su istraživači.

Lipid koji održava energetske centre ćelija

Jedna od glavnih uloga fosfatidilholina je da održava membrane koje okružuju mitohondrije u dobrom stanju. Kao i ćelijske membrane, i membrane mitohondrija sastoje se od lipida, među kojima je i fosfatidilholin.

Kada zalihe ovog lipida počnu da se smanjuju, to direktno utiče na način na koji mitohondrije funkcionišu, pokazali su rezultati istraživanja.

Međutim, dodavanje fosfatidilholina ili holina – hranljive materije koja se prirodno pretvara u fosfatidilholin – u ishranu crva vratilo je mitohondrije u mlađe, fleksibilnije stanje.

„I sami smo bili iznenađeni koliko snažno ovaj molekul utiče na strukturu, povezanost i funkciju mitohondrija“, rekla je biološkinja ćelija sa FLI, Tetijana Poliežajeva, prva autorka nove studije.

Na osnovu uzoraka ljudskog tkiva, niži nivoi fosfatidilholina bili su češći kod ljudi sa dijabetesom ili gojaznošću, dok su viši nivoi bili povezani sa bržim hodom i boljim pamćenjem – znacima zdravijeg starenja.

Istraživači su poredili mlade, sredovečne i stare crve i otkrili da se količina fosfatidilholina smanjuje tokom vremena jer se proizvodnja proteina koji stvaraju ovaj lipid postepeno usporava sa starenjem.

Zbog toga mitohondrije imaju manje materijala za izgradnju svojih membrana, pa postaju sve više fragmentirane i manje funkcionalne.

„Električna mreža“ ćelije koja sa godinama gubi snagu

U ranim životnim fazama i kod zdravih ćelija, mitohondrije mogu lako da se spajaju i stvaraju dugačke, fleksibilne strukture koje pomažu ćeliji da raspoređuje energiju i druge materije.

Ipak, eksperimenti su pokazali da sa godinama i padom nivoa fosfatidilholina mitohondrije postaju manje prilagodljive i teže odgovaraju na energetske potrebe ćelije.

„Možete zamisliti ceo sistem kao fino razgranatu električnu mrežu koja sa godinama postaje sve oštećenija: veze se prekidaju, a strujanje usporava“, objasnila je biološkinja ćelija Marija Ermolajeva sa FLI.

„Iako se proizvodnja energije nastavlja, ona postaje manje efikasna i manje održiva, a energija više ne može fleksibilno da se raspoređuje", dodaje ona.

U podacima dobijenim iz ljudskog tkiva pojavila se još jedna zanimljiva razlika: pad nivoa fosfatidilholina nije isti kod muškaraca i žena.

Kod muškaraca je zabeleženo postepeno smanjenje, dok je kod žena pad bio mnogo naglašeniji, naročito u periodu oko menopauze, koja se najčešće javlja između sredine četrdesetih i sredine pedesetih godina.

Istraživači smatraju da bi ove hemijske promene i posledične promene u radu mitohondrija mogle imati značajnu ulogu u ovom životnom periodu.

„Ovo zapažanje je posebno važno jer se poklapa sa periodom kada mnoge žene prijavljuju značajan pad nivoa energije i pojavu trajnog umora“, rekla je Ermolajeva.

Starenje mitohondrija možda nije nepovratan proces

Smanjenje nivoa fosfatidilholina nije jedini razlog zbog kojeg energetske centrale naših ćelija vremenom slabe, ali se pokazuje kao značajan faktor koji naučnici žele dalje da istraže.

Iako su ljudi daleko složeniji od crva, saznanje da povećanje nivoa ovog nedostajućeg lipida može da preokrene neke znake starenja mitohondrija predstavlja ohrabrujući rezultat.

Sledeći korak za istraživače biće detaljnije proučavanje načina na koji pad nivoa fosfatidilholina utiče na mitohondrijske membrane na molekularnom nivou – odnosno kako se njihova struktura menja.

Neispravne mitohondrije povezuju se sa velikim brojem bolesti i hroničnih stanja, uključujući dijabetes, rak i neurodegenerativne bolesti poput Parkinsonove bolesti.

Ovo istraživanje ukazuje na još jedan mogući način da se poprave neki problemi povezani sa starenjem mitohondrija.

„Naš rad pokazuje da su i starenje mitohondrija i šire starenje organizma, bar delimično, procesi koji mogu da se menjaju“, kaže Ermolajeva i dodaje: „Ako razumemo osnovne procese, možda ćemo moći da primenimo ciljane mere za njihovo usporavanje".

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.