 |
|
| Témakiírás |
| |
A kutatási téma leírása:
Az öregedési folyamat rendkívüli komplexitása az ellene való küzdelemben olyan beavatkozást igényel, mely nem az egyes tüneti kezeléseket célozza meg, hanem generalizált mechanizmusok révén képes az egész szervezetben kifejteni hatását. A rendszeres mozgás alap biokémiai folyamatokra hatva, a különböző szervekben eltérő módon veszi fel a harcot az öregedéssel szemben. Hatékony a Magyarországon vezető halálozási arányt elért szív és keringési betegségekkel szemben, hiszen képes mérsékelni az életkorral együtt járó szív és érfunkció hanyatlást és befolyásolja az érelmeszesedést is. A rendszeres mozgás tehát az egészséges öregedés célját szolgálja, hogy képesek legyünk az életminőségünket minél hosszabb ideig, magas szinten megtartani.
Az öregedés szervenként eltérő módon zajlik, melyben a vázizom különös helyet foglal el. A vázizom emlősök esetében a testtömeg jelentős százalékát teszi ki, ebből adódóan is a vázizomban bekövetkező, életkorral együtt járó változások feltételezhetően szinte az egész szervezetre kifejtik hatásukat. Ismert tény, hogy az öregedés függő izomtömeg csökkenés következtében az izomrostok elvesztése az őket ellátó nagy mennyiségű kapilláris érhálózat vesztésével párosul, ami ezáltal, az össze-ér keresztmetszet csökkenése révén hozzájárul az időskori perifériás ellenállás növekedéséhez. Másrészről az izom, mint az egyik legjelentősebb cukor felvevő szervünk, tömegcsökkenése révén időskorban már nem tud olyan mértékű szerepet vállalni a cukor felhasználásban, így az életkor előrehaladtával kialakuló inzulin-rezisztencia mellett tovább fokozza a cukor homeosztázis instabilitását. Mindemellett az általunk tesztelni kívánt fizikai aktivitás hatásai várhatóan először a vázizomban jelentkeznek.
A vázizom más szövetekhez hasonlóan megnövekedett mennyiségű oxidatív sérülést halmoz fel öregedéssel (9,11). A rendszeres edzés csökkenti az oxidatív sérülés mértékét az izom növekvő antioxidáns potenciálja révén, mely változást módosíthatja a SIRT1 mennyisége és aktivitása (6,9,12). Az életkor előrehaladtával a különböző szövetekben mitokondriális funkció csökkenés figyelhető meg, mely erős korrelációt mutat a zsír metabolikus zavarral és az inzulin rezisztenciával.
A testedzés hatására létrejövő metabolikus változások nem jelentenek meglepetést a vázizom esetében. A fizikai aktivitás és az agyfunkció változás közti kapcsolat tényleges biokémiája azonban még ismeretlen. Jól dokumentált tény, hogy a rendszeres edzés kedvezően hat az agy funkcióra olyan soktényezős mechanizmus révén, mely magában foglalja a neurogenezist (5,13), a növekvő Brain-derivedneurotrophicfactor (BDNF), Nervegrowthfactor (NGF) és Vascularendothelialgrowthfactor termelést (2-4,7) és a csökkenőoxidatív stresszt(10). Rendszeres edzés hatására a hippokampusz gyrusdentatus területén bizonyítottan új idegsejtek képződnek, melyek funkcionálisan is hasznosnak tűnnek, ezért az aktív életmódnak szerepe lehet az életkorral vagy a neurodegeneratív elváltozásokkal együtt járó kognitív funkció hanyatlás megelőzésében vagy csökkentésében(13). Az oxidatív stresszel kapcsolatos változások társulhatnak a sirtuinokhoz is, mivel az oxidatív kihívások módosíthatják őket (1,8,14).
Vizsgálatainkhoz elsősorban az agynak azon részeit választjuk, melyekről már ismert, hogy olyan agyi tevékenységekért felelősek, mint a memória, vagy a tanulás, és olyan öregedés függő betegségekben, mint amilyen az Alzheimer-kór is, ezen agyi területek érintettsége kifejezett. A rendszeres mozgás agyra kifejtett kedvező hatása már jó néhány kutató által bizonyított, a pontos molekuláris mechanizmusok és a rendszeres fizikai aktivitás hatására létrejövő változások, illetve a sirtuinok esetleges szerepének bizonyítása még csak részleteiben feltárt.
A témám célja a fizikai aktivitás és öregedés kapcsolatának sejtszintű tanulmányozása, melynek során két szövettípusra, a vázizomra és az agyra koncentrálnánk. Feltételezéseink szerint az öregedés során a szervezetet általánosságban sújtó szervfunkció-csökkenés mögött felfedezhetünk olyan molekuláris mechanizmusokat, melyek aztán az általunk alkalmazott rendszeres fizikai aktivitás által pozitív irányba befolyásolhatók.
Felhasznált irodalom
1. Arunachalam G, Yao H, Sundar IK, Caito S, Rahman I. SIRT1 regulates oxidant- and cigarette smoke-induced eNOS acetylation in endothelial cells: Role of resveratrol. Biochem Biophys Res Commun 393: 66-72, 2010.
2. Cotman CW, Berchtold NC, Christie LA. Exercise builds brain health: key roles of growth factor cascades and inflammation. Trends Neurosci 30: 464-72, 2007.
3. Duman RS. Neurotrophic factors and regulation of mood: role of exercise, diet and metabolism. Neurobiol Aging 26 Suppl 1: 88-93, 2005.
4. During MJ, Cao L. VEGF, a mediator of the effect of experience on hippocampal neurogenesis. Curr Alzheimer Res 3: 29-33, 2006.
5. Fabel K, Kempermann G. Physical activity and the regulation of neurogenesis in the adult and aging brain. Neuromolecular Med 10: 59-66, 2008.
6. Ferrara N, Rinaldi B, Corbi G, Conti V, Stiuso P, Boccuti S, Rengo G, Rossi F, Filippelli A. Exercise training promotes SIRT1 activity in aged rats. Rejuvenation Res 11: 139-50, 2008.
7. Gomez-Pinilla F, Vaynman S, Ying Z. Brain-derived neurotrophic factor functions as a metabotrophin to mediate the effects of exercise on cognition. Eur J Neurosci 28: 2278-87, 2008.
8. Nakamaru Y, Vuppusetty C, Wada H, Milne JC, Ito M, Rossios C, Elliot M, Hogg J, Kharitonov S, Goto H, Bemis JE, Elliott P, Barnes PJ, Ito K. A protein deacetylase SIRT1 is a negative regulator of metalloproteinase-9. FASEB J 23: 2810-9, 2009.
9. Radak Z, Chung HY, Goto S. Systemic adaptation to oxidative challenge induced by regular exercise. Free Radic Biol Med 44: 153-9, 2008.
10. Radak Z, Hart N, Sarga L, Koltai E, Atalay M, Ohno H, Boldogh I. Exercise plays a preventive role against Alzheimer's disease. J Alzheimers Dis 20: 777-83, 2010.
11. Radak Z, Kumagai S, Nakamoto H, Goto S. 8-Oxoguanosine and uracil repair of nuclear and mitochondrial DNA in red and white skeletal muscle of exercise-trained old rats. J Appl Physiol 102: 1696-701, 2007.
12. Suwa M, Nakano H, Radak Z, Kumagai S. Endurance exercise increases the SIRT1 and peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1alpha protein expressions in rat skeletal muscle. Metabolism 57: 986-98, 2008.
13. van Praag H. Exercise and the brain: something to chew on. Trends Neurosci 32: 283-90, 2009.
14. Yu W, Fu YC, Zhou XH, Chen CJ, Wang X, Lin RB, Wang W. Effects of resveratrol on H(2)O(2)-induced apoptosis and expression of SIRTs in H9c2 cells. J Cell Biochem 107: 741-7, 2009.
felvehető hallgatók száma: 3
felvehető hallgatók száma: 3
Jelentkezési határidő: 2018-12-14 |
|
|
|
|
Bejelentkezés
