يطور الباحثون مركبًا يمنع إنتاج الجذور الحرة في الميتوكوندريا

في عام 1956 ، اقترح دنهام هارمان أن الشيخوخة ناتجة عن تراكم الضرر التأكسدي للخلايا ، وأن هذا الضرر ناتج عن الجذور الحرة التي تم إنتاجها أثناء التنفس الهوائي. [1]. الجذور الحرة هي uذرة nstableالتي تحتوي على إلكترون غير مزدوج ، مما يعني أن الجذور الحرة تبحث باستمرار عن ذرة لديها إلكترون يمكنها ضغطه لملء الفراغ. هذا يجعلها شديدة التفاعل ، وعندما تسرق الذرات من خلايا جسمك ، يكون ذلك ضارًا جدًا.

طول العمر التكنولوجيا: بالإضافة إلى كونها تتولد في التمثيل الغذائي الطبيعي للخلايا ، يمكن الحصول على الجذور الحرة من مصادر خارجية (التلوث ، ودخان السجائر ، والإشعاع ، والأدوية ، وما إلى ذلك) وفي حين أن نظرية الجذور الحرة للشيخوخة كانت موضع نقاش كبير [2]، أدى فهم الخطر الذي تشكله الجذور الحرة إلى زيادة اهتمام الجمهور بالأطعمة الفائقة والفيتامينات والمعادن التي كانت من مضادات الأكسدة – المواد التي تحتوي على إلكترون احتياطي يسعدهم التخلي عنها لتمرير الجذور الحرة ، وبالتالي إزالتها من معادلة الخطر.

ولكن قبل أن تصل إلى التوت الأزرق ، من المهم أن تعرف أن القصة ، كما هو الحال في كثير من الأحيان في علم الأحياء ، ليست بالأبيض والأسود. مثل الشرير الكارتوني الذي يُساء فهمه ، فإن للجذور الحرة جانب مفيد أيضًا – وإن كان ذلك باعتدال. الجذور الحرة التي تولدها ميتوكوندريا الخلية مفيدة في التئام الجروح ، والبعض الآخر يعمل كمواد إشارة مهمة. تستخدم الجذور الحرة كأسلحة من قبل نظام الدفاع في الجسم ، وتدمر الميكروبات الغازية المسببة للأمراض للوقاية من المرض.

تحتاج الخلايا إلى مستوى تحكم أساسي معين من الجذور الحرة لأنها جزيئات ترسل إشارات ، وتنشط مسارات وقائية. لذلك إذا تم تنظيفها جميعًا بمضادات الأكسدة ، فسيتم أيضًا إزالة الدور الطبيعي والوقائي والمتحكم في التوازن للجذور في الخلية.

إن طبيعة الين واليانغ للجذور الحرة هي السبب في أن الدقة هي المفتاح – والآن توصل الباحثون في معهد باك لأبحاث الشيخوخة ومختبرات كاليكو إلى طريقة جديدة للتعامل معها: بدلاً من التخلص منها بمضادات الأكسدة ، خذ حبوب منع الحمل التي تمنعها بشكل انتقائي من الإنتاج في المقام الأول.

وجد الباحثون أن بإمكانهم على وجه التحديد منع إنتاج الجذور الحرة في الميتوكوندريا ، مراكز القوة في خلايانا ، والتي عندما تصبح مختلة وظيفيًا مع تقدم العمر أو التلف ، تبدأ في تقليل إنتاج الطاقة الخلوية وزيادة إنتاج الجذور الحرة.

النشر في علم الأحياء والطب الجذري المجاني، أظهر الباحثون أن تثبيط إنتاج الجذور الحرة على وجه التحديد في موقع معين من الميتوكوندريا يمنع ويعالج متلازمة التمثيل الغذائي في الفئران عن طريق منع وعكس الاعتماد على الأنسولين. [3].

قال مارتن براند ، دكتوراه ، أستاذ باك الفخري وكبير الباحثين في الدراسة: “نعتقد أن الإنتاج الجذري للميتوكوندريا يؤدي إلى العديد من الأمراض المزمنة للشيخوخة ، وأن منع إنتاج الجذور الحرة هو علاج فعال للأمراض ومكافحة الشيخوخة”. .

“لقد وجدنا طريقة لإبقاء الجذور الحرة المسببة للمشاكل قيد الفحص بشكل انتقائي دون المساس بإنتاج الطاقة الطبيعي في الميتوكوندريا. تعمل هذه المركبات مثل الفلين في زجاجة نبيذ. يقومون بتوصيل موقع معين بحيث لا ينتج الجذور الحرة ، دون إعاقة الوظيفة الحاسمة للميتوكوندريا في استقلاب الطاقة. نحن نتطلع إلى مواصلة هذا المجال البحثي الرائد “.

المركب المتوفر حيوياً الذي تم تطويره ، S1QEL1.719 (“S1QEL” جديد – مانع تسرب موقع IQ Electron Leak) ، تم إعطاؤه بشكل وقائي وعلاجي للفئران التي تغذت على نظام غذائي غني بالدهون يسبب متلازمة التمثيل الغذائي. يقلل العلاج من تراكم الدهون ، ويحمي بشدة من انخفاض تحمل الجلوكوز ويمنع أو يعكس الزيادة في مستويات الأنسولين أثناء الصيام من خلال الحماية من تطور مقاومة الأنسولين.

اليوم ، مجمع الميتوكوندريا الأول ؛ غدا العالم

يعمل S1QEL1 على معدل الذكاء في الموقع في معقد الميتوكوندريا I (تتكون سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا من أربعة مجمعات بروتينية مدمجة في غشاء الميتوكوندريا الداخلي. معًا ، ينفذون عملية متعددة الخطوات تستمد من خلالها الخلايا 90٪ من طاقتها.)

يقول المؤلف الأول وعالم فريق باك مارك واتسون ، دكتوراه ، إن الأدبيات الحالية تشير بقوة إلى المركب الأول في عدد من الأمراض المختلفة ، من متلازمة التمثيل الغذائي إلى مرض الزهايمر ، ومرض الكبد الدهني ، وفقدان السمع الناجم عن الضوضاء ، بالإضافة إلى عملية الشيخوخة الأساسية نفسها .

“لا تنزع S1QELs المؤكسدات أو الجذور. بدلا من ذلك ، فإنها تمنع على وجه التحديد الإنتاج الجذري في موقع الذكاء في المعقد الأول دون التدخل في المواقع الأخرى ، “قال واتسون. “لذا فإن إشارات الأكسدة والاختزال الطبيعية التي نحتاجها في خلايانا ستستمر. تقوم S1QELs فقط بتعديل هذا الموقع الواحد. إنها نظيفة للغاية ومحددة للغاية ولا تعطل عمل الميتوكوندريا مثل مثبطات الميتوكوندريا “.

تقول براند إن البيانات تُظهر أن إنتاج الجذور الحرة من المركب 1 هو محرك أساسي لمقاومة الأنسولين ومتلازمة التمثيل الغذائي ، وهو مرض رئيسي يتعلق بخيارات نمط الحياة السيئة والشيخوخة. ويقول إن هذه الميزة هي سبب قوي لإعادة النظر في نظرية الميتوكوندريا للشيخوخة.

وقال: “هذه المركبات تعمل على ضبط إنتاج الميتوكوندريا للجذور الحرة”. “وهذا مثير للاهتمام حقًا ؛ إن مجرد تثبيط هذا الموقع المحدد يحسن بيئة الأكسدة والاختزال بأكملها ويمنع أمراض التمثيل الغذائي ، وهذا أمر مذهل “.

[1] https://escholarship.org/content/qt3w86c4g7/qt3w86c4g7.pdf
[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0531556505002032
[3] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0891584923004458

الصورة الرئيسية: Julee Ashmead / Vecteezy.
صور إضافية: معهد باك لأبحاث الشيخوخة