Przywróć młodzieńcze funkcje komórek stymulując autofagię
Wraz z wiekiem, wewnątrz komórek naszego organizmu gromadzą się odpady komórkowe, które obejmują uszkodzone białka oraz inne szczątki komórkowe. Odpady te upośledzają młodzieńcze funkcje komórek.
Aby umożliwić prawidłową regenerację wewnętrzną, w organizmie człowieka zachodzi naturalny, biologiczny proces, który umożliwia kontrolowany recykling resztek komórkowych.
Ten naturalny proces porządkowania odpadów komórkowych nazywa się autofagią.
Wraz z wiekiem ale także pod wpływem nieodpowiedniej diety, proces autofagii ulega osłabieniu, powodując coraz większe uszkodzenia komórek.2
Badania z udziałem zwierząt wykazują, że stymulowanie autofagii prowadzi do dłuższego życia i ogólnej poprawy stanu zdrowia.3-5
Naukowcy z Life Extension®, we współpracy z grupą badawczą Insilico Medicine, zidentyfikowali dwa ekstrakty roślinne stymulujące autofagię.
Czym jest autofagia?
Każda komórka organizmu zawiera białka i inne składniki, które są niezbędne dla prawidłowego metabolizmu komórkowego (od regulacji funkcji komórki po ułatwianie reakcji biochemicznych).
Kiedy jesteśmy młodzi, nasza wewnętrzna maszyneria komórkowa i jej naturalny proces utylizacji resztek komórkowych (autofagia) działają z najwyższą wydajnością, co umożliwia komórkom utylizację odpadów metabolicznych.
Dosłowna definicja autofagii to "samozjadanie". W procesie tym komórka zużywa i rozkłada stare, zużyte części komórkowe oraz szczątki komórkowe.
Ten naturalny proces, którym jest autofagia wspomaga zdrowe funkcjonowanie tkanek oraz ogólny, dobry stan zdrowia.
Jednak zarówno proces starzenia się, jak też niewłaściwa dieta przyczyniają się do obniżenia skuteczności autofagii.1,4
Gdy proces autofagii jest spowolniony, to wówczas dochodzi do gromadzenia się ubocznych produktów przemiany materii i toksyn. Spowolnienie procesu autofagii zagraża optymalnemu funkcjonowaniu komórek.
Przy spowolnionym procesie autofagii, zdrowie i prawidłowe funkcje komórek ulegają gwałtownemu pogorszeniu. Spowolnienie procesu autofagii zostało powiązane z wieloma chorobami wieku starszego.4,6-10
Stymulacja procesu autofagii wspomaga zdrowsze i dłuższe życie
W ostatnich latach naukowcy badający sposoby maksymalizacji długości życia i zmniejszenia ryzyka pojawienia się chorób przewlekłych coraz częściej skupiają się na procesie autofagii.4,6-9
W kilku badaniach z udziałem zwierząt, stymulacja autofagii prowadziła do wydłużenia życia.3-5
W jednym z przeprowadzonych badań, poprzez zmianę ekspresji genów aktywowano proces autofagii u myszy. Długość życia tych zwierząt zwiększyła się średnio o 17,2%.5
To wydłużenie życia u myszy jest równoznaczne z wydłużeniem średniej długości życia człowieka z 78,5 do 92 lat.
Zwierzęta biorące udział w badaniu nie tylko żyły dłużej ale były również zdrowsze.
Zwierzęta te, będąc w podeszłym wieku, utrzymywały również niższą masę ciała w porównaniu z pozostałymi myszami w tym samym wieku. Zwierzęta miały ponadto zwiększoną wrażliwość na insulinę, co sugeruje poprawę zdrowia metabolicznego oraz lepszą sprawność fizyczną.
Kiedy jednak naukowcy zahamowali proces autofagii, wówczas wszystkie te korzystne efekty zanikły. Wskazuje to jednoznacznie, że stymulacja autofagii była czynnikiem odpowiedzialnym za poprawę stanu zdrowia i wydłużenie życia.
Sposoby stymulacji autofagii
Badania wykazały, że podczas okresowego postu lub ograniczenia kalorii w diecie, komórki same aktywują autofagię.11,12
Wysiłek fizyczny również pobudza autofagię.13
Na poziomie komórkowym kluczową rolę w kontrolowaniu autofagii odgrywają dwa białka regulatorowe: mTOR i AMPK.
Białko mTOR działa jak czujnik składników odżywczych. Kiedy spożycie kalorii jest wysokie, a składniki odżywcze obfite, to wówczas aktywowany jest mTOR, który wyłącza autofagię.14 Z drugiej jednak strony, hamowanie nadmiernej aktywności mTOR może prowadzić do zwiększonej autofagii (usuwania odpadów komórkowych).
Inaczej mówiąc, stałe spożywanie kalorii odbiera starzejącym się komórkom zdolność do utylizacji resztek komórkowych poprzez autofagię. Post trwający 16-18 godzin przez większość dni może usprawnić autofagię, jednak większość osób potrzebuje dodatkowego wsparcia w postaci suplementacji składników odżywczych, które niwelują nadmiar mTOR.
AMPK jest aktywatorem autofagii. Wykazano, że stymulacja AMPK poprawia zdrowie metaboliczne i wydłuża życie.14-16
Korzystając z tej wiedzy, naukowcy postanowili odkryć skuteczne sposoby stymulowania autofagii.
- Autofagia to proces, w którym komórki usuwają stare i uszkodzonych części oraz zastępują je nowymi. Proces ten pomaga utrzymać komórki wolne od zanieczyszczeń, młodzieńcze i w pełni funkcjonalne.
- Wraz z wiekiem następuje spowolnienie procesu autofagii, połączone ze wzrostem nagromadzonych uszkodzeń, przyspieszeniem procesu starzenia i zwiększeniem ryzyka pojawienia się wielu chorób przewlekłych.
- Naukowcy zidentyfikowali dwa składniki odżywcze, które mogą stymulować autofagię: flawonoid luteolina i piperlongumina - związek wyizolowany z pieprzu długiego.
- Działając w sposób synergistyczny, a także niezależnie od siebie, oba te składniki odżywcze mogą pomóc w utrzymaniu czystości komórek oraz prawidłowego ich funkcjonowania, co zdecydowanie wpływa korzystnie na zdrowie całego organizmu.
Pracując z zaawansowaną technologią sztucznej inteligencji (AI), naukowcy skupili się na dwóch składnikach odżywczych: luteolinie i piperlonguminie.
Starzenie się komórek jest główną przyczyną procesu starzenia. Starzejące się komórki stają się dysfunkcyjne, ale ponieważ nadal są żywe, to nie ma możliwości powstawania nowych, zdrowych komórek.
Związki zwane senolitykami mogą usuwać te zużyte, szkodliwe komórki z tkanek.
Jedną ze skutecznych terapii senolitycznych jest cotygodniowa kombinacja kwercetyny, teaflawiny i apigeniny wraz z biodostępną fisetyną.
Stosowanie senolityków wraz ze składnikami odżywczymi aktywującymi autofagię jest sposobem na spowolnienie procesu starzenia.
Proces autofagii wspomaga utrzymanie zdrowia komórek i ich potencjalnie dłuższe prawidłowe funkcjonowanie, senolityki natomiast usuwają uszkodzone, stare komórki.
Stosowanie senolityków wraz ze składnikami odżywczymi stymulującymi autofagię może pomóc w utrzymaniu tkanek w szczytowej formie a także zapobiec pogorszeniu stanu zdrowia oraz pojawieniu się schorzeń związanych z wiekiem.
Wykazano, że każdy ze wspomnianych wcześniej składników odżywczych indukuje autofagię indywidualnie zarówno poprzez nakładające się, a także odrębne mechanizmy działania.
Luteolina chroni nie tylko mózg, ale również cały organizm
Luteolina należy do grupy flawonoidów roślinnych. Występuje ona w niektórych owocach, warzywach i ziołach, w tym w brokułach, pietruszce i tymianku.
Wykazano, że luteolina zarówno zwiększa aktywność AMPK, jak i hamuje sygnalizację mTOR.17-20 Skumulowany efekt działania luteoliny polega na aktywacji autofagii i poprawie metabolizmu komórkowego.
Wykazano, że zarówno u zwierząt jak też w hodowli komórek, stosowanie luteoliny chroni mózg, serce oraz wyhodowane komórki.21-29
Na przykład, zwierzęta z uszkodzeniem mózgu po zastosowaniu luteoliny radziły sobie lepiej, niż ich nieleczone odpowiedniki.27
Autofagia została aktywowana, stan zapalny został zmniejszony, poprawie uległ ogólny stan zdrowia oraz powrót do zdrowia po urazie.
Piperlongumina pomaga utrzymać młodość komórek
Piperlongumina to związek wyizolowany z pieprzu długiego.
Podobnie jak w przypadku luteoliny, tak też w przypadku piperlonguminy, w badaniach z udziałem zwierząt i w hodowlach komórkowych wykazano, że poprzez hamowanie sygnalizacji mTOR aktywuje ona autofagię.30,31 Istnieją również dowody na to, że piperlongumina aktywuje także AMPK.32
Piperlongumina stymuluje autofagię w sposób odmienny od luteoliny.
Białko beklina-1 jest krytycznym aktywatorem autofagii. Grupa białek zwana Bcl-2, wiąże się z bekliną-1 blokując jej zdolność do aktywowania autofagii.
Piperlongumina powoduje natomiast uwolnienie bekliny-1 z grupy białek Bcl-2, umożliwiając tym samym aktywację autofagii.30
Luteolin i piperlongumina zapewniają maksymalizację procesu autofagii, odnowę komórkową i utrzymanie optymalnych funkcji komórek.
Podsumowanie
Wraz z wiekiem oraz przy stosowaniu niewłaściwej diety, proces autofagii ulega spowolnieniu. W komórkach gromadzą się uszkodzenia, toksyny oraz odpady metaboliczne, co prowadzi do przyspieszenia procesu starzenia i zwiększonego ryzyka pojawienia się chorób przewlekłych.
W badaniach z udziałem zwierząt, stymulowanie autofagii chroniło organizm przed przyspieszonym procesem starzenia, poprawiało ogólny stan zdrowia i wydłużało życie zwierząt.
Naukowcy z grupy Insilico Medicine we współpracy z Life Extension® odkryli dwa składniki odżywcze aktywujące autofagię: luteolinę i piperlonguminę.
Działając w sposób synergistyczny, a także niezależnie od siebie, oba te składniki mogą pomóc w utrzymaniu czystości komórek oraz prawidłowego ich funkcjonowania, co wpływa korzystnie na zdrowie całego organizmu.
Opracowywanie nowych leków i nutraceutyków zwykle trwa latami. Insilico Medicine, dzięki wykorzystaniu zaawansowanej sztucznej inteligencji, znacznie skróciło czas i ograniczyło koszty badań nowych preparatów. Dzięki zaawansowanej sztucznej inteligencji, przeanalizowano tysiące danych w celu zidentyfikowania składników odżywczych spowalniających proces starzenia.
Z udziałem ponad 120 naukowców, grupa Insilico Medicine wykorzystuje technologię głębokiego uczenia sztucznej inteligencji dla identyfikacji związków mających zredukować negatywne skutki procesu starzenia.
Unikalne badania Insilico nad składnikami odżywczymi określane są jako badania nad „geroprotektorami” - składnikami odżywczymi naśladującymi młodzieńczą sygnalizację wewnątrzkomórkową w starszych tkankach organizmu człowieka. Badania te pozwoliły zidentyfikować składniki odżywcze ukierunkowane na czynniki starzenia, takie jak starzenie się komórek, pogarszające się zdrowie komórek macierzystych oraz osłabiony proces autofagii. Te oparte na składnikach odżywczych „geroprotektory” dostarczają szeregu danych naukowych umożliwiających opracowanie preparatów, które sprzyjają zarówno dłuższemu jak i zdrowszemu życiu.
Poza zaangażowaniem w odkrywanie składników odżywczych, Insilico współpracuje ponadto z globalną farmacją i biotechnologią, w celu wypracowania nowych terapii w leczeniu nowotworów, dysfunkcji układu odpornościowego i oraz spowolnienia procesu starzenia.
Materiał wykorzystany za zgodą Life Extension. Wszelkie prawa zastrzeżone.
- Cuervo AM, Bergamini E, Brunk UT, et al. Autophagy and aging: the importance of maintaining “clean” cells. Autophagy. 2005 Oct-Dec;1(3):131-40.
- Martinez-Lopez N, Athonvarangkul D, Singh R. Autophagy and aging. Adv Exp Med Biol. 2015;847:73-87.
- Fernandez AF, Sebti S, Wei Y, et al. Disruption of the beclin 1-BCL2 autophagy regulatory complex promotes longevity in mice. Nature. 2018 Jun;558(7708):136-40.
- Hansen M, Rubinsztein DC, Walker DW. Autophagy as a promoter of longevity: insights from model organisms. Nat Rev Mol Cell Biol. 2018 Sep;19(9):579-93.
- Pyo JO, Yoo SM, Ahn HH, et al. Overexpression of Atg5 in mice activates autophagy and extends lifespan. Nat Commun. 2013;4:2300.
- Abdellatif M, Sedej S, Carmona-Gutierrez D, et al. Autophagy in Cardiovascular Aging. Circ Res. 2018 Sep 14;123(7):803-24.
- Nakamura S, Yoshimori T. Autophagy and Longevity. Mol Cells. 2018 Jan 31;41(1):65-72.
- Ren J, Zhang Y. Targeting Autophagy in Aging and Aging-Related Cardiovascular Diseases. Trends Pharmacol Sci. 2018 Dec;39(12):1064-76.
- Wong SQ, Kumar AV, Mills J, et al. Autophagy in aging and longevity. Hum Genet. 2020 Mar;139(3):277-90.
- Xie Z, Klionsky DJ. Autophagosome formation: core machinery and adaptations. Nat Cell Biol. 2007 Oct;9(10):1102-9.
- Madeo F, Carmona-Gutierrez D, Hofer SJ, et al. Caloric Restriction Mimetics against Age-Associated Disease: Targets, Mechanisms, and Therapeutic Potential. Cell Metab. 2019 Mar 5;29(3):592-610.
- Mattson MP, Moehl K, Ghena N, et al. Intermittent metabolic switching, neuroplasticity and brain health. Nat Rev Neurosci. 2018 Feb;19(2):63-80.
- Vainshtein A, Hood DA. The regulation of autophagy during exercise in skeletal muscle. J Appl Physiol (1985). 2016 Mar 15;120(6):664-73.
- Kim J, Kundu M, Viollet B, et al. AMPK and mTOR regulate autophagy through direct phosphorylation of Ulk1. Nat Cell Biol. 2011 Feb;13(2):132-41.
- Burkewitz K, Weir HJ, Mair WB. AMPK as a Pro-longevity Target. Exp Suppl. 2016;107:227-56.
- Li Y, Chen Y. AMPK and Autophagy. Adv Exp Med Biol. 2019;1206: 85-108.
- Ou HC, Pandey S, Hung MY, et al. Luteolin: A Natural Flavonoid Enhances the Survival of HUVECs against Oxidative Stress by Modulating AMPK/PKC Pathway. Am J Chin Med. 2019;47(3): 541-57.
- Wang Q, Wang H, Jia Y, et al. Luteolin reduces migration of human glioblastoma cell lines via inhibition of the p-IGF-1R/PI3K/AKT/mTOR signaling pathway. Oncol Lett. 2017 Sep;14(3):3545-51.
- Zhang L, Han YJ, Zhang X, et al. Luteolin reduces obesity-associated insulin resistance in mice by activating AMPKalpha1 signalling in adipose tissue macrophages. Diabetologia. 2016 Oct;59(10):2219-28.
- Zhang X, Zhang QX, Wang X, et al. Dietary luteolin activates browning and thermogenesis in mice through an AMPK/PGC1alpha pathway-mediated mechanism. Int J Obes (Lond). 2016 Dec;40(12):1841-9.
- Cao Z, Zhang H, Cai X, et al. Luteolin Promotes Cell Apoptosis by Inducing Autophagy in Hepatocellular Carcinoma. Cell Physiol Biochem. 2017;43(5):1803-12.
- Gelabert-Rebato M, Wiebe JC, Martin-Rincon M, et al. Enhancement of Exercise Performance by 48 Hours, and 15-Day Supplementation with Mangiferin and Luteolin in Men. Nutrients. 2019 Feb 6;11(2).
- Hu J, Man W, Shen M, et al. Luteolin alleviates post-infarction cardiac dysfunction by up-regulating autophagy through Mst1 inhibition. J Cell Mol Med. 2016 Jan;20(1):147-56.
- Liao Y, Xu Y, Cao M, et al. Luteolin Induces Apoptosis and Autophagy in Mouse Macrophage ANA-1 Cells via the Bcl-2 Pathway. J Immunol Res. 2018;2018:4623919.
- Luo Y, Shang P, Li D. Luteolin: A Flavonoid that Has Multiple Cardio-Protective Effects and Its Molecular Mechanisms. Front Pharmacol. 2017;8:692.
- Verschooten L, Barrette K, Van Kelst S, et al. Autophagy inhibitor chloroquine enhanced the cell death inducing effect of the flavonoid luteolin in metastatic squamous cell carcinoma cells. PLoS One. 2012;7(10):e48264.
- Xu J, Wang H, Lu X, et al. Posttraumatic administration of luteolin protects mice from traumatic brain injury: implication of autophagy and inflammation. Brain Res. 2014 Sep 25;1582:237-46.
- You Y, Wang R, Shao N, et al. Luteolin suppresses tumor proliferation through inducing apoptosis and autophagy via MAPK activation in glioma. Onco Targets Ther. 2019;12:2383-96.
- Aziz N, Kim MY, Cho JY. Anti-inflammatory effects of luteolin: A review of in vitro, in vivo, and in silico studies. J Ethnopharmacol. 2018 Oct 28;225:342-58.
- Liu J, Liu W, Lu Y, et al. Piperlongumine restores the balance of autophagy and apoptosis by increasing BCL2 phosphorylation in rotenone-induced Parkinson disease models. Autophagy. 2018;14(5):845-61.
- Makhov P, Golovine K, Teper E, et al. Piperlongumine promotes autophagy via inhibition of Akt/mTOR signalling and mediates cancer cell death. Br J Cancer. 2014 Feb 18;110(4):899-907.
- Ryu J, Kim MJ, Kim TO, et al. Piperlongumine as a potential activator of AMP-activated protein kinase in HepG2 cells. Nat Prod Res. 2014;28(22):2040-3.