Резюме

Стареенето е основният рисков фактор за много метаболитни хронични заболявания. Няколко метаболитни пътища страдат от прогресивно увреждане по време на стареенето, включително телесния състав и инсулиновата резистентност, които са свързани с дисфункция на автофагията и повишено възпаление. Много от тези промени се влошават от нездравословен начин на живот като затлъстяване и хиперкалорична диета, за които е доказано, че ускоряват стареенето. Тук показваме, че пагубният ефект на хиперкалоричните диети се връща от инхибирането на инфламазома на NLRP3. Недостигът на NLRP3 удължава средната продължителност на живота на възрастни мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини. Това удължаване на продължителността на живота е придружено от метаболитни ползи за здравето, включително намалена чернодробна стеатоза и сърдечно увреждане, подобрен метаболизъм на глюкоза и липиди и подобрени профили на експресия на протеини на SIRT-1, mTOR, автофагичен поток и апоптоза. Тези открития показват, че потискането на NLRP3 предотвратява много свързани с възрастта промени в метаболизма, нарушени от ефекта на хиперкалоричните диети.

Това е визуализация на абонаментното съдържание, влезте, за да проверите достъпа.

Опции за достъп

Купете единична статия

Незабавен достъп до пълната статия PDF.

Изчисляването на данъка ще бъде финализирано по време на плащане.

Абонирайте се за списание

Незабавен онлайн достъп до всички издания от 2019 г. Абонаментът ще се подновява автоматично ежегодно.

Изчисляването на данъка ще бъде финализирано по време на плащане.

nlrp3

Препратки

Ashpole NM, Logan S, Yabluchanskiy A, Mitschelen MC, Yan H, Farley JA, Hodges EL, Ungvari Z, Csiszar A, Chen S, Georgescu C, Hubbard GB, Ikeno Y, Sonntag WE (2017) IGF-1 има сексуално диморфни, плейотропни и зависими от времето ефекти върху здравето, патологията и продължителността на живота. Герология. 39: 129–145

Bennis MT, Schneider A, Victoria B, Do A, Wiesenborn DS, Spinel L, Gesing A, Kopchick JJ, Siddiqi SA, Masternak MM (2017) Ролята на трансплантираната висцерална мазнина от дълготрайните мишки, нокаутиращи рецептора на растежен хормон върху инсулин сигнализация. Герология. 39: 51–59

Brandhorst S, Choi IY, Wei M, Cheng CW, Sedrakyan S, Navarrete G, Dubeau L, Yap LP, Park R, Vinciguerra M, di Biase S, Mirzaei H, Mirisola MG, Childress P, Ji L, Groshen S, Penna F, Odetti P, Perin L, Conti PS, Ikeno Y, Kennedy BK, Cohen P, Morgan TE, Dorff TB, Longo VD (2015) Периодичната диета, имитираща гладуването, насърчава регенерацията на много системи, подобрената когнитивна ефективност и здравето. Cell Metab 22: 86–99

Bullón P, Cano-García FJ, Alcocer-Gómez E, Varela-López A, Roman-Malo L, Ruiz-Salmerón RJ, Quiles JL, Navarro-Pando JM, Battino M, Ruiz-Cabello J, Jiménez-Borreguero LJ, Cordero MD (2017) Може ли NLRP3-инфламазомът да бъде биомаркер за сърдечно-съдов риск при пациенти с остър миокарден инфаркт? Антиоксиден редокс сигнал 27: 269–275

Chia CW, Egan JM, Ferrucci L (2018) Свързани с възрастта промени в метаболизма на глюкозата, хипергликемия и сърдечно-съдов риск. Circ Res 123 (208): 886–904

Cordero MD, Williams MR, Ryffel B (2018) АМР-активирана протеин киназна регулация на NLRP3 инфламазома по време на стареене. Тенденции Ендокринол Метаб 29: 8–17

Corica F, Bianchi G, Corsonello A, Mazzella N, Lattanzio F, Marchesini G (2015) Затлъстяването в контекста на стареенето: съображения за качеството на живот. Фармакоекономика. 33: 655–672

Csipo T, Fulop GA, Lipecz A, Tarantini S, Kiss T, Balasubramanian P, Csiszar A, Ungvari Z, Yabluchanskiy A (2018) Краткосрочната загуба на тегло обръща индуцирана от затлъстяването микроваскуларна ендотелна дисфункция. Geroscience 40: 337–346. https://doi.org/10.1007/s11357-018-0028-9

DiNicolantonio JJ et al (2016) Доказателствата за наситени мазнини и за захар, свързани с коронарна болест на сърцето. Prog Cardiovasc Dis 58: 464–472

Dutta D, Calvani R, Bernabei R, Leeuwenburgh C, Marzetti E (2012) Принос на нарушената митохондриална автофагия към сърдечното стареене: механизми и терапевтични възможности. Circ Res 110: 1125–1138

Fang Y et al (2017) Диференциални ефекти на ограничаването на хранителните вещества в ранния живот при дълголетни GHR-KO и нормални мишки. Geroscience 39: 347–356

Finkel T (2015) Метаболитната регулация на стареенето. Nat Med 21: 1416–1423

Fontana L, Vinciguerra M, Longo VD (2012) Растежни фактори, хранителна сигнализация и сърдечно-съдово стареене. Circ Res 110: 1139–1150

Fulop GA, Kiss T, Tarantini S, Balasubramanian P, Yabluchanskiy A, Farkas E, Bari F, Ungvari Z, Csiszar A (2018) Дефицитът на Nrf2 при възрастни мишки изостря клетъчното стареене, насърчавайки цереброваскуларното възпаление. Герология. 40: 513–521

Haneklaus M, O'Neill LA (2015) NLRP3 на границата на метаболизма и възпалението. Immunol Rev 265: 53–62

Hsu HC et al (2016) Диетата с високо съдържание на мазнини предизвиква апоптоза на кардиомиоцитите чрез инхибиране на автофагията. Eur J Nutr 55: 2245–2254

Latz E, Duewell P (2018) NLRP3 активиране на инфламазома при възпаление. Semin Immunol 40: 61–73

Liu D et al (2017) Роля на NLRP3 инфламазома в патогенезата на сърдечно-съдовите заболявания. Basic Res Cardiol 113: 5

López-Otín C, Galluzzi L, Freije JMP, Madeo F, Kroemer G (2016) Метаболитен контрол на дълголетието. Клетка 166: 802–821

McBride MJ et al (2017) NLRP3 инфламазома допринася за саркопения и по-нисък мускулен гликолитичен потенциал при стари мишки. Am J Physiol Endocrinol Metab 313: E222 – E232

Neuhaus B, Niessen CM, Mesaros A, Withers DJ, Krieg T, Partridge L (2012) Експериментален анализ на рисковите фактори за улцерозен дерматит при мишки. Exp Dermatol 21: 712–713

Nogueiras R et al (2012) Сиртуин 1 и сиртуин 3: физиологични модулатори на метаболизма. Physiol Rev 92 (3): 1479–1514

North BJ, Sinclair DA (2012a) Пресечната точка между стареенето и сърдечно-съдовите заболявания. Circ Res 110: 1097–1108

North BJ, Sinclair DA (2012b) Пресечната точка между стареенето и сърдечно-съдовите заболявания. Circ Res 110: 1097–1108

Pavillard LE, Cañadas-Lozano D, Alcocer-Gómez E, Marín-Aguilar F, Pereira S, Robertson AAB, Muntané J, Ryffel B, Cooper MA, Quiles JL, Bullón P, Ruiz-Cabello J, Cordero MD (2017) NLRP3 -инфламазомното инхибиране предотвратява увреждане на сърцето, причинено от диети с високо съдържание на мазнини и захар чрез индукция на автофагия. Oncotarget. 8: 99740–99756

Podlutsky A et al (2017) Оста GH/IGF-1 в критичен период в началото на живота определя способността за възстановяване на клетъчната ДНК чрез промяна на транскрипционната регулация на гените, свързани с ремонта на ДНК: последици за произхода на рака в развитието. Geroscience 39: 147–160

Pyo JO et al (2013) Свръхекспресията на Atg5 при мишки активира автофагията и удължава продължителността на живота. Nat Commun 4: 2300

Ren J, Sowers JR, Zhang Y (2018) Метаболитен стрес, автофагия и сърдечно-съдово стареене: от патофизиология до терапевтици. Тенденции Ендокринол Метаб 29: 699–711

Stienstra R, van Diepen J, Tack CJ, Zaki MH, van de Veerdonk F, Perera D, Neale GA, Hooiveld GJ, Hijmans A, Vroegrijk I, van den Berg S, Romijn J, Rensen PC, Joosten LA, Netea MG, Kanneganti TD (2011) Inflammasome е централен играч в индукцията на затлъстяване и инсулинова резистентност. Proc Natl Acad Sci U S A 108: 15324–15329

Wu JJ, Liu J, Chen EB, Wang JJ, Cao L, Narayan N, Fergusson MM, Rovira II, Allen M, Springer DA, Lago CU, Zhang S, DuBois W, Ward T, deCabo R, Gavrilova O, Mock B, Finkel T (2013a) Увеличена продължителност на живота на бозайниците и сегментно и тъканно-специфично забавяне на стареенето след генетично намаляване на експресията на mTOR. Cell Rep 4: 913–920

Wu JJ, Liu J, Chen EB, Wang JJ, Cao L, Narayan N, Fergusson MM, Rovira II, Allen M, Springer DA, Lago CU, Zhang S, DuBois W, Ward T, deCabo R, Gavrilova O, Mock B, Finkel T (2013b) Увеличена продължителност на живота на бозайниците и сегментно и тъканно-специфично забавяне на стареенето след генетично намаляване на експресията на mTOR. Cell Rep 4: 913–920

Youm YH, Grant RW, McCabe L, Albarado DC, Nguyen KY, Ravussin A, Pistell P, Newman S, Carter R, Laque A, Münzberg H, Rosen CJ, Ingram DK, Salbaum JM, Dixit VD (2013) Canonical Nlrp3 inflammasome свързва системното нискостепенно възпаление с функционалния спад в стареенето. Cell Metab 18: 519–532

Zhang J, Xia L, Zhang F, Zhu D, Xin C, Wang H, Zhang F, Guo X, Lee Y, Zhang L, Wang S, Guo X, Huang C, Gao F, Liu Y, Tao L (2017) Нов механизъм на диабетна съдова ендотелна дисфункция: индуцирана от хипоадипонектинемия NLRP3 активация на инфламазома. Biochim Biophys Acta Mol основа Dis 1863: 1556–1567

Финансиране

Това проучване беше подкрепено с безвъзмездна помощ от андалуското регионално правителство (Grupo de Investigacion Junta de Andalucia CTS113). FMA се възползва от стипендия за FPU (FPU 13/03173) от Министерството на образованието, науката и спорта. JRC се подпомага от безвъзмездни средства от Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (MEIC) (SAF2017-84494-C2-R), Programa Red Guipuzcoana de Ciencia, Tecnología e Información 2018-CIEN-000058-01 и от Gobierno Vasco, Dpto . Industria, Innovación, Comercio y Turismo по програма ELKARTEK (грант № KK-2019/bmG19). JRC получи финансиране от фондация BBVA (Ayudas a Equipos de investigación científica Biomedicina 2018). CIC biomaGUNE се поддържа от Програмата за върхови постижения на Мария де Маесту от Испанската държавна агенция за изследвания - грант № MDM-2017-0720.

Информация за автора

Принадлежности

Изследователска лаборатория, Катедра по орална медицина, Университет в Севиля, Севиля, Испания

Диего Канадас-Лозано, Фабиола Марин-Агилар, Беатрис Кастехон-Вега и Педро Булон

Лаборатория по експериментална и молекулярна имунология и неврогенетика (INEM), UMR 7355 CNRS-Университет в Орлеан, Орлеан, Франция

IDM, Университет в Кейптаун, Кейптаун, Южна Африка

Cátedra de Reproducción y Genética Humana del Instituto para el Estudio de la Reproducción Humana (INEBIR), Universidad Europea del Atlántico (UNEATLANTICO) -Fundación Universitaria Iberoamericana (FUNIBER), Сантандер, Испания

Хосе М. Наваро-Пандо и Марио Д. Кордеро

CIC biomaGUNE, Сан Себастиан-Доностия, Испания

IKERBASQUE, Баска фондация за наука, Билбао, Испания

CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES), Мадрид, Испания

Universidad Complutense Мадрид, Мадрид, Испания

Departamento de Psicología Experimental, Facultad de Psicología, Universidad de Sevilla, Севиля, Испания

Институт за стареене в Нюкасъл и Институт за клетъчна молекулярна биология, Университет за стареене и здраве, Университет Нюкасъл, Университет Нюкасъл, NE4 5PL, Нюкасъл на Тайн, Великобритания

Марио Д. Кордеро

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Автора за кореспонденция

Етични декларации

Етични изявления

Проучванията върху животни са извършени в съответствие с насоките на Европейския съюз (2010/63/EU) и съответните испански регламенти за използването на лабораторни животни при хронични експерименти (RD 53/2013 относно грижите за опитни животни). Всички експерименти бяха одобрени от местната институционална комисия за грижи за животните.

Конфликт на интереси

Авторите заявяват, че няма конфликт на интереси.

Допълнителна информация

Бележка на издателя

Springer Nature остава неутрален по отношение на юрисдикционните претенции в публикувани карти и институционални принадлежности.