Abstract

Îmbătrânirea este o provocare pentru orice organism viu, iar longevitatea umană este un fenotip complex. Odată cu creșterea speranței de viață, menținerea sănătății, funcționalității și bunăstării pe termen lung în timpul îmbătrânirii a devenit un obiectiv esențial. Pentru a ne înțelege mai bine modul în care funcționează îmbătrânirea, poate fi avantajos să analizăm fenotipul centenarilor, poate unul dintre cele mai bune exemple de îmbătrânire cu succes. Îmbătrânirea sănătoasă implică interacțiunea dintre gene, mediu și factorii stilului de viață, în special dieta. Pe lângă evaluarea interacțiunilor specifice genă-mediu în raport cu longevitatea excepțională, este important să se concentreze atenția asupra factorilor modificabili ai stilului de viață, cum ar fi dieta și nutriția, pentru a realiza extinderea perioadei de sănătate. Mai mult, o mai bună înțelegere a longevității umane poate contribui la conceperea strategiilor pentru a prelungi durata sănătății umane optime. În acest articol discutăm pe scurt subiecte relevante privind îmbătrânirea și longevitatea, cu accent deosebit pe tiparele dietetice ale centenarilor și căile de detectare a nutrienților care au un rol esențial în reglarea duratei de viață. În cele din urmă, discutăm și despre rolul potențial al sistemului Nrf2 în semnalizarea pro-îmbătrânire, subliniind activarea sa fitohormetică.

Introducere

Modele nutriționale ale centenarilor: natura vs. hrăni

„Senzori nutrienți” care modulează îmbătrânirea

Fitochimicale hormetice și calea de semnalizare Nrf2 în îmbătrânirea sănătoasă

sensibile

Schema generală pentru inducerea căii de semnalizare Nrf2. Elementul de răspuns antioxidant (ARE) din regiunea promotoră a genelor selectate permite reglarea coordonată a enzimelor antioxidante și detoxifiante ca răspuns la fitochimicale dietetice. Această reglare ascendentă este mediată prin factorul nuclear (derivat eritroidian 2) -com 2 (Nrf2) care poate fi activat de molecule endogene și exogene sau de condiții stresante. Acești agenți perturbă asocierea dintre Nrf2 și Keap1 cu translocarea nucleară ulterioară a Nrf2. În nucleul celular Nrf2 interacționează cu proteina MAF mică, formând un heterodimer care se leagă de secvența ARE din regiunea promotorului și reglează în sus transcrierea multor gene care codifică enzimele detoxifiante. Speculăm că această cale de semnalizare este reglementată în mod constitutiv la persoanele cu durată lungă de viață, care asigură extinderea duratei de viață și a sănătății.

Concluzii

Referințe

Farrelly C: „Biologia pozitivă” ca o nouă paradigmă pentru științele medicale. Concentrarea asupra oamenilor care duc o viață lungă, fericită și sănătoasă ar putea deține cheia îmbunătățirii bunăstării umane. Rep. EMBO 2012, 13: 186-188. 10.1038/embor.2011.256.

Weiss G: Europa se trezește la îmbătrânire. Sci Aging Knowledge Environment. 2002, 48: ns10-

Proiecții ale populației mondiale: revizuirea din 2000. Divizia Populației Departamentul Afaceri Economice și Sociale, Națiunile Unite. [http://www.un.org/spanish/esa/population/wpp2000h.pdf]

Vijg J, Campisi J: Puzzle-uri, promisiuni și un remediu pentru îmbătrânire. Natură. 2008, 454: 1065-1071. 10.1038/nature07216.

Episcopul NA, Guarente L: Legături genetice între dietă și durata de viață: mecanisme comune de la drojdie la oameni. Nat Rev Genet. 2007, 8: 835-844.

Hansen M, Taubert S, Crawford D, Libina N, Lee SJ, Kenyon C: Extinderea duratei de viață prin condiții care inhibă traducerea în Caenorhabditis elegans. Celula de îmbătrânire. 2007, 6: 95-110. 10.1111/j.1474-9726.2006.00267.x.

Greer EL, Dowlatshahi D, Banko MR, Villen J, Hoang K, Blanchard D, Gygi SP, Brunet A: O cale AMPK-FOXO mediază longevitatea indusă de o metodă nouă de restricție dietetică la C. elegans. Curr Biol. 2007, 17: 1646-1656. 10.1016/j.cub.2007.08.047.

Li Y, Xu W, McBurney MW, Longo VD: inhibarea SirT1 reduce semnalizarea IGF-I/IRS-2/Ras/ERK1/2 și protejează neuronii. Cell Metab. 2008, 8: 38-48. 10.1016/j.cmet.2008.05.004.

Honjoh S, Yamamoto T, Uno M, Nishida E: Semnalizarea prin RHEB-1 mediază longevitatea intermitentă indusă de post la C. elegans. Natură. 2009, 457: 726-730. 10.1038/nature07583.

Lebel M, Picard F, Ferland G, Gaudreau P: Droguri, substanțe nutritive și principii fitoactive care îmbunătățesc durata de sănătate a modelelor de rozătoare ale bolilor legate de vârsta umană. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2012, 67: 140-151.

Willcox DC, Willcox BJ, Todoriki H, Curb JD, Suzuki M: Restricție calorică și longevitate umană: ce putem învăța de la Okinawa? Biogerontologie. 2006, 7: 173-177. 10.1007/s10522-006-9008-z.

Román-Viñas B, Ribas Barba L, Ngo J, Martínez-González MA, Wijnhoven TM, Serra-Majem L: Valabilitatea modelelor dietetice pentru a evalua adecvarea aportului de nutrienți. Br J Nutr. 2009, 101: (Supliment 2): S12-S20.

Centrul Național pentru Statisticile Sănătății: Sănătate, Statele Unite, 2004 cu tabel de tendințe în sănătatea americanilor. 2004, Hyattsville, MD: Centrul Național pentru Statistici de Sănătate

Perls TT, Wilmoth J, Levenson R, Drinkwater M, Cohen M, Bogan H, Joyce E, Brewster S, Kunkel L, Puca A: Avantajul mortalității susținute pe tot parcursul vieții pentru frații centenarilor. Proc Natl Acad Sci SUA. 2002, 99: 8442-8447. 10.1073/pnas.122587599.

Sebastiani P, Solovieff N, Puca A, Hartley SW, Melista E, Andersen S, Dworkis DA, Wilk JB, Myers RH, Steinberg MH, Montano M, Baldwin CT, Perls TT: Semnături genetice de longevitate excepțională la om. Ştiinţă. 2010, 333: 404-

Rajpathak SN, Liu Y, Ben-David O, Reddy S, Atzmon G, Crandall J, Barzilai N: Factori ai stilului de viață al persoanelor cu longevitate excepțională. J Am Geriatr Soc. 2011, 59: 1509-1512. 10.1111/j.1532-5415.2011.03498.x.

Willcox DC, Willcox BJ, Todoriki H, Suzuki M: Dieta din Okinawan: implicații asupra sănătății unui model dietetic cu conținut scăzut de calorii, bogat în nutrienți, bogat în antioxidanți, cu un conținut scăzut de glicemie. J Am Coll Nutr. 2009, 28: 500S-516S.

Willcox BJ, Willcox DC, Todoriki H, Fujiyoshi A, Yano K, He Q, Curb JD, Suzuki M: Restricție calorică, dieta tradițională din Okinawa și îmbătrânire sănătoasă. Dieta celor mai longevivi oameni din lume și impactul său potențial asupra morbidității și duratei de viață. Ann N Y Acad Sci. 2007, 1114: 434-455. 10.1196/annals.1396.037.

Buettner D: Zona albastră: lecții pentru a trăi mai mult de la oamenii care au trăit cel mai mult. 2008, Washington, DC: National Geographic Society

Shimizu K, Takeda S, Noji H, Hirose N, Ebihara Y, Arai Y, Hamamatsu M, Nakazawa S, Gondo Y, Konishi K: Modele dietetice și supraviețuire suplimentară la centenarii japonezi. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2003, 49: 133-138. 10.3177/jnsv.49.133.

Kromhout D: Modele de consum alimentar în studiul celor șapte țări. Grupul de cercetare pentru șapte țări. Ann Med. 1989, 21: 237-238. 10.3109/07853898909149942.

Dodge HH, Katsumata Y, Todoriki H, Yasura S, Willcox DC, Bowman GL, Willcox B, Leonard S, Clemons A, Oken BS, Kaye JA, Traber MG: Comparații ale micronutrienților de plasmă/ser între bătrânii din Okinawan și Oregonian: un pilot studiu. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2010, 65: 1060-1067.

Arai Y, Hirose N, Nakazawa S, Yamamura K, Shimizu K, Takayama M, Ebihara Y, Osono Y, Homma S: Metabolizarea lipoproteinelor la centenarii japonezi: efectele polimorfismului apolipoproteinei E și stării nutriționale. J Am Geriatr Soc. 2001, 49: 1434-1441. 10.1046/j.1532-5415.2001.4911234.x.

Johnson MA, Davey A, Hausman DB, Park S, Poon LW, Georgia Centenarian Study: Diferențe dietetice între centenarii care locuiesc în comunități și în facilitățile de asistență medicală calificate: Georgia Centenarian Study. Vârstă. 2000, 28: 333-341.

Pes GM, Tolu F, Poulain M, Errigo A, Masala S, Pietrobelli A, Battistini NC, Maioli M: Stilul de viață și nutriția legate de longevitatea masculină în Sardinia: un studiu ecologic. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2011,

Fraser GE: Dieta ca prevenție primordială la adventiștii de ziua a șaptea. Anterior Med. 1999, 29: S18-S23. 10.1006/pmed.1998.0415.

Willett W: Lecții din studii dietetice la adventiști și întrebări pentru viitor. Sunt J Clin Nutr. 2003, 78: 539S-543S.

Rizzo NS, Sabaté J, Jaceldo-Siegl K, Fraser GE: Tiparele dietetice vegetariene sunt asociate cu un risc mai mic de sindrom metabolic: studiul adventist de sănătate 2. Îngrijirea diabetului. 2011, 34: 1225-1227. 10.2337/dc10-1221.

Koch T, Power C, Kralik D: Cercetarea cu centenari. Int J Asistente pentru vârstnici. 2007, 2: 52-61. 10.1111/j.1748-3743.2007.00037.x.

Christensen K, Vaupel JW: Determinanți ai longevității: factori genetici, de mediu și medicali. J Intern Med. 1996, 240: 333-341. 10.1046/j.1365-2796.1996.d01-2853.x.

Chrysohoou C, Skoumas J, Pitsavos C, Masoura C, Siasos G, Galiatsatos N, Psaltopoulou T, Mylonakis C, Margazas A, Kyvelou S, Mamatas S, Panagiotakos D, Stefanadis C: Aderența pe termen lung la dieta mediteraneană reduce prevalența de hiperuricemie la persoanele în vârstă, fără boli cardiovasculare cunoscute: studiul Ikaria. Absolvire. 2011, 70: 58-64. 10.1016/j.maturitas.2011.06.003.

Rossetti L: Perspectivă: hexozamine și detectarea nutrienților. Endocrinologie. 2000, 141: 1922-1925. 10.1210/ro.141.6.1922.

Colman RJ, Anderson RM, Johnson SC, Kastman EK, Kosmatka KJ, Beasley TM, Allison DB, Cruzen C, Simmons HA, Kemnitz JW, Weindruch R: Restricția calorică întârzie debutul bolii și mortalitatea la maimuțele resus. Ştiinţă. 2009, 325: 201-204. 10.1126/science.1173635.

Bonafè M, Barbieri M, Marchegiani F, Olivieri F, Ragno E, Giampieri C, Mugianesi E, Centurelli M, Franceschi C, Paolisso G: Variante polimorfe ale receptorului factorului de creștere insulină-like I (IGF-I) și al fosfoinozidelor 3-kinazei genele afectează nivelurile plasmatice IGF-I și longevitatea umană: indicii pentru un mecanism conservat evolutiv de control al duratei de viață. J Clin Endocrinol Metab. 2003, 88: 3299-3304. 10.1210/jc.2002-021810.

Suh Y, Atzmon G, Cho MO, Hwang D, Liu B, Leahy DJ, Barzilai N, Cohen P: Mutații semnificative din punct de vedere funcțional ale receptorului factorului de creștere I de insulină la centenari. Proc Natl Acad Sci SUA. 2008, 105: 3438-3442. 10.1073/pnas.0705467105.

Kojima T, Kamei H, Aizu T, Arai Y, Takayama M, Nakazawa S, Ebihara Y, Inagaki H, Masui Y, Gondo Y, Sakaki Y, Hirose N: Analiza asocierii între longevitatea populației japoneze și variantele polimorfe ale genelor implicate în insulină și căile de semnalizare ale factorului de creștere asemănător insulinei. Exp Gerontol. 2004, 39: 1595-1598. 10.1016/j.exger.2004.05.007.

Willcox BJ, Donlon TA, He Q, Chen R, Grove JS, Yano K, Masaki KH, Willcox DC, Rodriguez B, Curb JD: genotipul FOXO3A este puternic asociat cu longevitatea umană. Proc Natl Acad Sci SUA. 2008, 105: 13987-13992. 10.1073/pnas.0801030105.

Pawlikowska L, Hu D, Huntsman S, Sung A, Chu C, Chen J, Joyner AH, Schork NJ, Hsueh WC, Reiner AP, Psaty BM, Atzmon G, Barzilai N, Cummings SR, Browner WS, Kwok PY, Ziv E, Studiul fracturilor osteoporotice: Asocierea variației genetice comune a căii de semnalizare insulină/IGF1 cu longevitatea umană. Celula de îmbătrânire. 2009, 8: 460-472. 10.1111/j.1474-9726.2009.00493.x.

Anselmi CV, Malovini A, Roncarati R, Novelli V, Villa F, Condorelli G, Bellazzi R, Puca AA: Asociația locusului FOXO3A cu longevitate extremă într-un studiu centenar din sudul Italiei. Întinerire Res. 2009, 12: 95-104. 10.1089/rej.2008.0827.

Flachsbart F, Caliebe A, Kleindorp R, Blanché H, von Eller-Eberstein H, Nikolaus S, Schreiber S, Nebel A: Asociația variației FOXO3A cu longevitatea umană confirmată la centenarii germani. Proc Natl Acad Sci SUA. 2009, 106: 2700-2705. 10.1073/pnas.0809594106.

Li Y, Wang WJ, Cao H, Lu J, Wu C, Hu FY, Guo J, Zhao L, Yang F, Zhang YX, Li W, Zheng GY, Cui H, Chen X, Zhu Z, He H, Dong B, Mo X, Zeng Y, Tian XL: Asociere genetică a FOXO1A și FOXO3A cu trăsătură de longevitate la populațiile chineze Han. Hum Mol Genet. 2009, 18: 4897-4904. 10.1093/hmg/ddp459.

Donlon TA, Curb JD, He Q, Grove J, Masaki KH, Rodriguez B, Elliot A, Willcox DC, Willcox BJ: variantele genei FOXO3 și îmbătrânirea umană: variantele de codificare nu pot fi jucători cheie. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2012,

Sengupta S, Peterson TR, Sabatini DM: Reglarea căii complexului mTOR 1 prin nutrienți, factori de creștere și stres. Mol Cell. 2010, 40: 310-322. 10.1016/j.molcel.2010.09.026.

Blagosklonny MV: De ce durata de viață a omului crește rapid: rezolvarea „enigmei de longevitate” cu ipoteza „dezvăluită-de-îmbătrânire lentă”. Îmbătrânire (Albany NY). 2010, 2: 177-182.

Cao K, Graziotto JJ, Blair CD, Mazzulli JR, Erdos MR, Krainc D, Collins FS: Rapamicina inversează fenotipurile celulare și îmbunătățește clearance-ul proteinelor mutante în celulele sindromului Hutchinson-Gilford progeria. Sci Transl Med. 2011, 3: 89ra58

Lopez-Lluch G, Irusta PM, Navas P, de Cabo R: Biogeneza mitocondrială și îmbătrânirea sănătoasă. Exp Gerontol. 2008, 43: 813-819. 10.1016/j.exger.2008.06.014.

Salminen A, Kaarniranta K: proteina kinază activată cu AMP (AMPK) controlează procesul de îmbătrânire printr-o rețea de semnalizare integrată. Îmbătrânirea Res Rev. 2012, 11: 230-241. 10.1016/j.arr.2011.12.005.

Mattson MP: Factori dietetici, hormeză și sănătate. Îmbătrânirea Res Rev. 2008, 7: 43-48. 10.1016/j.arr.2007.08.004.

Rattan SI: Hormeză în timpul îmbătrânirii. Îmbătrânirea Res Rev. 2008, 7: 63-78. 10.1016/j.arr.2007.03.002.

Masoro EJ: Rolul hormezei în extinderea vieții prin restricție dietetică. Interdiscip Top Gerontol. 2007, 35: 1-17.

Scapagnini G, Vasto S, Abraham NG, Caruso C, Zella D, Fabio G: Modularea căii Nrf2/ARE de polifenoli alimentari: o strategie neuroprotectoare nutrițională pentru tulburările cognitive și neurodegenerative. Mol Neurobiol. 2011, 44: 192-201. 10.1007/s12035-011-8181-5.

Sykiotis GP, Bohmann D: Factori de transcripție cap'n'collar activați prin stres în îmbătrânire și boli umane. Sci Signal. 2010, 3: re3-10.1126/scisignal.3112re3.

Maher J, Yamamoto M: Creșterea semnalizării antioxidante - evoluția și acțiunile hormetice ale Nrf2. Toxicol Appl Pharmacol. 2010, 244: 4-15. 10.1016/j.taap.2010.01.011.

Kim J, Lee HJ, Lee KW: Fitochimicale naturale pentru prevenirea bolii Alzheimer. J Neurochem. 2010, 112: 1415-1430. 10.1111/j.1471-4159.2009.06562.x.

Calabrese V, Cornelius C, Dinkova-Kostova AT, Iavicoli I, Di Paola R, Koverech A, Cuzzocrea S, Rizzarelli E, Calabrese EJ: Răspunsuri la stres celular, fitochimice hormetice și vitagene în timpul îmbătrânirii și longevității. Biochim Biophys Acta. 2012, 1822: 753-783.

Galland L: Dieta și inflamația. Nutr Clin Pract. 2010, 25: 634-640. 10.1177/0884533610385703.

Morgan TE, Wong AM, Finch CE: Mecanisme antiinflamatorii ale restricției dietetice în procesul de încetinire a îmbătrânirii. Interdiscip Top Gerontol. 2007, 35: 83-97.

De la Fuente M, Miquel J: O actualizare a teoriei oxidării-inflamației a îmbătrânirii: implicarea sistemului imunitar în îmbătrânirea oxi-inflamatorie. Curr Pharm Des. 2009, 15: 3003-3026. 10.2174/138161209789058110.

Khor TO, Yu S, Kong AN: Agenți chimiopreventivi ai cancerului dietetic - care vizează inflamația și calea de semnalizare Nrf2. Planta Med. 2008, 74: 1540-1547. 10.1055/s-0028-1088303.

Reuter S, Gupta SC, Chaturvedi MM, Aggarwal BB: Stres oxidativ, inflamație și cancer: Cum sunt ele legate? Radic liber Biol Med. 2010, 49: 1603-1616. 10.1016/j.freeradbiomed.2010.09.006.

Mulțumiri

Dr. D. Craig Willcox recunoaște cu recunoștință sprijinul studiului Kuakini Hawaii Healthspan (1R01AG038707-01A1) și al studiului Kuakini Hawaii Lifespan II (5R01AG027060-06).

Informatia autorului

Afilieri

Departamentul de Științe ale Sănătății, Universitatea Molise, Campobasso, Italia

Sergio Davinelli și Giovanni Scapagnini

Departamentul de bunăstare umană, Universitatea Internațională Okinawa, Ginowan, Japonia

D Craig Willcox

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

autorul corespunzator

Informatii suplimentare

Interese concurente

Autorii declară că nu au interese concurente.

Contribuțiile autorilor

SD, DCW, GS a scris proiectul; toți autorii au editat lucrarea și au aprobat versiunea sa finală.

Fișierele originale trimise de autori pentru imagini

Mai jos sunt linkurile către fișierele originale trimise de autori pentru imagini.