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2021
01

血液中分子的波动可能预示着衰老的迹象

 科学家发现血液代谢副产品是衰老的迹象,这可能为通过补充药物预防与年龄有关的疾病提供目标。

先前的研究指出,使用热量限制--通过改变饮食减少每日平均卡路里摄入量--以及补充代谢物来对抗衰老。例如,减少卡路里摄取量20-30%,表明老鼠、苍蝇、鱼和蜘蛛等生物的寿命延长了20%或更多,我们还看到白藜芦醇等补充剂用于治疗肥胖症,雷帕霉素作为抗癌剂,二甲双胍治疗糖尿病。但我们只是探索了冰山一角,当涉及到化合物在人体中发挥抗衰老作用时,以及它们是如何起作用的。

近藤和日本同事最近在国际分子科学杂志人体血液老化标志物的探讨。他们重点研究了衰老过程中血液中存在的一系列代谢物,以确定与年龄相关的疾病相关代谢物。他们对已发表的研究的分析指出,14种作为代谢副产品(代谢产物)产生的小有机化合物,其中9种随着衰老而减少,5种在衰老过程中增加。这些发现可能改善与年龄相关疾病的诊断和临床干预。

(Kondoh等人,2020年)国际分子科学杂志) 14种血液标志物代谢物随年龄的增加或减少或增加。。9种用于衰老的血液代谢物标记物减少,其中5种增加。这14项血液指标中有5项在禁食时增加,5项因虚弱而减少。
衰老和禁食过程中血液代谢物标志物的重叠

(Kondoh等人,2020年)国际分子科学杂志) 禁食和限制卡路里可以延长实验动物的寿命。在禁食期间,信号模块,包括sirtuin、Tor激酶和AMPK,会被激活或失活。模拟限制热量(CR)条件的分子或化合物可提高实验动物的寿命,白藜芦醇用于sirtuin,雷帕霉素用于Tor激酶,二甲双胍用于AMPK。科学家们对于禁食和限制卡路里对人类寿命的影响仍然知之甚少。
在对代谢物谱的分析中,Kondoh和他的同事确定了五种随年龄增长而增加的代谢物。这些物质包括代谢物,从有毒氨转化为尿液中的一种物质,称为尿素,以及另一种名为二甲基鸟苷的尿液化合物。他们还发现了9种老年人血液代谢物标志物的减少。

其中,两种在肌肉维持中起作用(亮氨酸和异亮氨酸),两种参与维持细胞内电子平衡(NAD+和NADP+),一种是血糖,称为糖单核苷酸(UDP-乙酰-葡糖胺)。

其余四种随年龄增长而减少的血液代谢物是抗氧化剂,它们能对抗被称为活性氧的有害含氧分子(1,5-AG,OA,乙酰-肌肽和肌肽)。他们注意到血液代谢物的衰老标志包括抗氧化剂,这表明氧化应激可能是一个关键的生理压力源,可能导致衰老过程。因此,从禁食中增加抗氧化防御可以减轻衰老和与年龄有关的疾病。

在14种在衰老过程中发生变化的代谢物中,有5种也受到禁食热量限制的影响。其中4种代谢产物随衰老而降低--OA、肌肽、亮氨酸、异亮氨酸和泛酸,它们随着年龄的增长而增加。


(Kondoh等人,2020年)国际分子科学杂志) 禁食过程中衰老过程中四种代谢物标志物的降低。抗氧化性眼酸(OA)、肌肽、亮氨酸和异亮氨酸水平的降低代表了衰老的标志,与禁食期间水平的增加重叠。OA和肌肽是抗氧化剂,而亮氨酸和异亮氨酸在肌肉维持中起着重要作用。
代谢物血液标志物在衰老和虚弱中的重叠
五种随年龄增长而减少的血液代谢物也是脆弱的。这包括三种抗氧化剂(1,5-AG,OA和乙酰-肌肽)和两种在肌肉维持中起重要作用的抗氧化剂(亮氨酸和异亮氨酸)。发现血液代谢物标记物在衰老和脆弱中重叠,可能为研究人员在衰老期间补充代谢靶点,以预防与年龄有关的疾病提供依据。


(Kondoh等人,2020年)国际分子科学杂志) 代谢物衰老、虚弱和认知指标的血液标志物 表明老化和虚弱之间有五个标记重叠。。五种血液代谢物标志老化和脆弱重叠。1,5-AG、乙酰-肌肽和OA是抗氧化剂,而亮氨酸和异亮氨酸在肌肉维持中起着重要作用.认知损伤的抗氧化标记物乙酰肌肽作为衰老和虚弱的标志也重叠。在衰老过程中补充这些代谢物可以为研究人员减少衰老和与年龄有关的疾病的影响提供一种手段。
研究人员在他们的文章中说:“令人感兴趣的是,受脆弱影响的代谢物与衰老过程中减少的代谢物(乙酰-肌肽、OA、1,5-AG、异亮氨酸和亮氨酸)以及禁食期间增加的化合物(2-酮丁酸、OA、异亮氨酸、亮氨酸、尿酸盐等)重叠,表明脆弱与人类衰老之间存在着一种有趣的代谢联系。”

代谢物血液标志物对老年治疗靶点的观察
“作为人类衰老研究的一个线索,全血代谢组学的研究结果有助于更好地理解生物年龄,特别是考虑到衰老的变化性质。”随着引起老年人疾病的多种因素的增加,寻找易导致衰老和年龄相关疾病的常见血液代谢物标记物可能为科学家提供补充治疗的靶点。

关于补充代谢物的研究仍在继续。例如,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)前体烟酰胺单核苷酸(NMN)可能是一种干预人类衰老的手段。由于NAD+是衰老过程中代谢减少的物质之一,利用NMN补充增加NAD+可以提高衰老过程中的整体健康寿命。未来的代谢组学研究,血液可能指向新的补充剂,以改善代谢物配置健康衰老。

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