Научници открили шта „гаси“ наше ћелије са годинама – и како би то могло да се преокрене

Да бисмо у потпуности разумели старење, морамо да разумемо шта се постепено распада у појединачним ћелијама, шта је то због чега наше ћелије временом постају мање ефикасне, осетљивије на болести и на крају почињу да отказују...

Нова студија, коју су предводили истраживачи са Института „Фриц Липман“ (FLI) у Немачкој, доноси нова сазнања о томе како енергетске централе ћелија – органеле познате као митохондрије – почињу да успоравају током година.

Анализом модела црва, људског ткива и људских ћелија, научници су открили да се током старења смањује ниво једног посебног молекула масти – фосфатидилхолина.

Њихови експерименти показали су и да обнављање нивоа фосфатидилхолина, путем исхране, може да оживи ослабљене митохондрије.

„Наше студије откриле су пад синтезе фосфатидилхолина као до сада недовољно препознат покретач природног старења митохондрија, који се може превазићи додацима исхрани“, навели су истраживачи.

Липид који одржава енергетске центре ћелија

Једна од главних улога фосфатидилхолина је да одржава мембране које окружују митохондрије у добром стању. Као и ћелијске мембране, и мембране митохондрија састоје се од липида, међу којима је и фосфатидилхолин.

Када залихе овог липида почну да се смањују, то директно утиче на начин на који митохондрије функционишу, показали су резултати истраживања.

Међутим, додавање фосфатидилхолина или холина – хранљиве материје која се природно претвара у фосфатидилхолин – у исхрану црва вратило је митохондрије у млађе, флексибилније стање.

„И сами смо били изненађени колико снажно овај молекул утиче на структуру, повезаност и функцију митохондрија“, рекла је биолошкиња ћелија са FLI, Тетијана Полиежајева, прва ауторка нове студије.

На основу узорака људског ткива, нижи нивои фосфатидилхолина били су чешћи код људи са дијабетесом или гојазношћу, док су виши нивои били повезани са бржим ходом и бољим памћењем – знацима здравијег старења.

Истраживачи су поредили младе, средовечне и старе црве и открили да се количина фосфатидилхолина смањује током времена јер се производња протеина који стварају овај липид постепено успорава са старењем.

Због тога митохондрије имају мање материјала за изградњу својих мембрана, па постају све више фрагментиране и мање функционалне.

„Електрична мрежа“ ћелије која са годинама губи снагу

У раним животним фазама и код здравих ћелија, митохондрије могу лако да се спајају и стварају дугачке, флексибилне структуре које помажу ћелији да распоређује енергију и друге материје.

Ипак, експерименти су показали да са годинама и падом нивоа фосфатидилхолина митохондрије постају мање прилагодљиве и теже одговарају на енергетске потребе ћелије.

„Можете замислити цео систем као фино разгранату електричну мрежу која са годинама постаје све оштећенија: везе се прекидају, а струјање успорава“, објаснила је биолошкиња ћелија Марија Ермолајева са FLI.

„Иако се производња енергије наставља, она постаје мање ефикасна и мање одржива, а енергија више не може флексибилно да се распоређује", додаје она.

У подацима добијеним из људског ткива појавила се још једна занимљива разлика: пад нивоа фосфатидилхолина није исти код мушкараца и жена.

Код мушкараца је забележено постепено смањење, док је код жена пад био много наглашенији, нарочито у периоду око менопаузе, која се најчешће јавља између средине четрдесетих и средине педесетих година.

Истраживачи сматрају да би ове хемијске промене и последичне промене у раду митохондрија могле имати значајну улогу у овом животном периоду.

„Ово запажање је посебно важно јер се поклапа са периодом када многе жене пријављују значајан пад нивоа енергије и појаву трајног умора“, рекла је Ермолајева.

Старење митохондрија можда није неповратан процес

Смањење нивоа фосфатидилхолина није једини разлог због којег енергетске централе наших ћелија временом слабе, али се показује као значајан фактор који научници желе даље да истраже.

Иако су људи далеко сложенији од црва, сазнање да повећање нивоа овог недостајућег липида може да преокрене неке знаке старења митохондрија представља охрабрујући резултат.

Следећи корак за истраживаче биће детаљније проучавање начина на који пад нивоа фосфатидилхолина утиче на митохондријске мембране на молекуларном нивоу – односно како се њихова структура мења.

Неисправне митохондрије повезују се са великим бројем болести и хроничних стања, укључујући дијабетес, рак и неуродегенеративне болести попут Паркинсонове болести.

Ово истраживање указује на још један могући начин да се поправе неки проблеми повезани са старењем митохондрија.

„Наш рад показује да су и старење митохондрија и шире старење организма, бар делимично, процеси који могу да се мењају“, каже Ермолајева и додаје: „Ако разумемо основне процесе, можда ћемо моћи да применимо циљане мере за њихово успоравање".

Истраживање је објављено у часопису Nature Communications.