Lão hóa tế bào não do bức xạ ion hóa và các cơ chế phân tử tiềm ẩn bên dưới Phần 4
Apr 23, 2024
3.5. Viêm
Viêm là một phản ứng phòng thủ của cơ thể. Viêm mãn tính có liên quan đến sự khởi phát và/hoặc tiến triển của nhiều loại bệnh, chẳng hạn như các tổn thương liên quan đến tuổi tác và các bệnh thoái hóa thần kinh [177,178].
Viêm là phản ứng tự nhiên của cơ thể để chống lại mầm bệnh và chấn thương, nhưng tình trạng viêm mãn tính lâu dài có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe. Người ta thường tin rằng tình trạng viêm chỉ liên quan đến bệnh tật về thể chất, nhưng nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng tình trạng viêm cũng có thể liên quan đến trí nhớ của con người.
Một số lượng lớn nghiên cứu đã chỉ ra rằng tình trạng viêm mãn tính có tác động lớn đến não, dẫn đến chết tế bào thần kinh, tổn thương cấu trúc não và suy giảm khớp thần kinh. Và tất cả những điều này đều liên quan đến sự suy giảm trí nhớ và suy giảm nhận thức. Vì vậy, mọi người cần chú ý kiểm soát phản ứng viêm của cơ thể để cải thiện trí nhớ và khả năng nhận thức.
Mối quan hệ giữa tình trạng viêm và trí nhớ có thể được phân tích từ nhiều khía cạnh. Đầu tiên, tình trạng viêm dẫn đến cái chết của các tế bào thần kinh, ảnh hưởng đến việc hình thành và lưu giữ ký ức. Thứ hai, tình trạng viêm có thể dẫn đến suy giảm các khớp thần kinh, từ đó làm giảm khả năng truyền và nhận ký ức. Thứ ba, tình trạng viêm ảnh hưởng đến quá trình hình thành và hình thành thần kinh ở người trưởng thành, từ đó ảnh hưởng đến chức năng tổng thể của não và khả năng nhận thức.
Để tránh ảnh hưởng của tình trạng viêm mãn tính, chúng ta có thể áp dụng một số biện pháp hữu hiệu. Đầu tiên, hãy duy trì lối sống lành mạnh, bao gồm chế độ ăn uống cân bằng, ngủ đủ giấc và tập thể dục vừa phải. Ngoài ra, tránh nghiện thuốc lá và rượu vì những chất này có thể làm tăng phản ứng viêm trong cơ thể. Cuối cùng, chúng ta cũng có thể lựa chọn một số thực phẩm tự nhiên và thảo dược có tác dụng chống viêm như dầu cá, nghệ, vừng, v.v. để giúp chúng ta kiểm soát phản ứng viêm.
Nhìn chung, tình trạng viêm có liên quan chặt chẽ đến trí nhớ và khả năng nhận thức của con người. Chúng ta cần nhận thức được sự nguy hiểm của tình trạng viêm nhiễm và duy trì lối sống lành mạnh để cải thiện sức khỏe và chất lượng cuộc sống. Với chế độ ăn uống và quản lý lối sống phù hợp, chúng ta có thể giảm phản ứng viêm của cơ thể và duy trì một cơ thể khỏe mạnh và tinh thần minh mẫn. Có thể thấy, chúng ta cần cải thiện trí nhớ, và Cistanche Deserticola có thể cải thiện trí nhớ đáng kể vì Cistanche Deserticola là một dược liệu cổ truyền của Trung Quốc có nhiều tác dụng độc đáo, một trong số đó là cải thiện trí nhớ. Hiệu quả của Cistanche Deserticola đến từ nhiều hoạt chất có trong nó, bao gồm axit tannic, polysaccharides, flavonoid glycoside, v.v. Những thành phần này có thể tăng cường sức khỏe não bộ theo nhiều cách khác nhau.
Bấm Biết Trí Nhớ Ngắn Hạn để cải thiện
IR gây ra sự kích hoạt vi mô và giải phóng các cytokine và chemokine gây viêm. Viêm là đặc điểm chung của lão hóa vi mô và đóng vai trò quan trọng trong tổn thương não do bức xạ gây ra [179] và các bệnh liên quan đến lão hóa [55].
Như đã đề cập trước đây, việc tiếp xúc với bức xạ thường dẫn đến kích hoạt vi mô bất thường, khiến các tế bào này liên tục sản xuất ra các cytokine gây độc thần kinh, mức độ này tăng theo liều bức xạ [4]. Tín hiệu DDR cũng có thể được điều hòa bởi các cơ chế cận tiết/hệ thống hình thành nên môi trường hệ thống bằng cách điều chỉnh quá trình sửa chữa mô và phản ứng miễn dịch.
Scác tín hiệu gây tổn hại DNA được duy trì (tiêu hao telomere) có thể khiến DDR gửi tín hiệu ngoại bào và tạo ra SASP [180–182]. Con đường truyền tín hiệu DDR/SASP điều chỉnh một số chất trung gian gây viêm có hoạt tính sinh học, chẳng hạn như các enzyme phân hủy ma trận yếu tố tăng trưởng interleukin-chemokine và ROS [183]. Hơn nữa, sự phiên mã gây viêm của NF-kB và thể hồng cầu là những yếu tố cơ bản hình thành nên bí mật, làm nổi bật hơn nữa sự đóng góp chức năng của con đường này trong phản ứng với tổn thương mô [184–186].
Phiên mã NF-kB kích hoạt việc tạo ra một số đặc điểm gây viêm của SASP, chẳng hạn như IL-6, IL-1 và TNF-, là những chất điều biến tế bào tự trị quan trọng của quá trình lão hóa [187,188]. Hơn nữa, một liều 10-chiếu xạ Gy có thể làm tăng nồng độ IL-6 và IL-8 trong tế bào nội mô của con người trong ống nghiệm [189].
Ngoài ra, sự gia tăng các chất trung gian gây viêm TNF-, IL{1}} và IL-10 được quan sát thấy khi tăng liều bức xạ và tuổi tác ở những người sống sót sau bom nguyên tử [190]. Cả IR và tình trạng viêm đều liên quan đến tăng nồng độ ROS trong các mô. Trong mô hình thiếu máu cục bộ ở chi chuột, chiếu xạ cấp tính với 2 Gy đã được phát hiện là thúc đẩy việc huy động tế bào mast và tái tạo mạch máu mô [191].
Chiếu xạ liều cao vào bụng chuột dẫn đến việc thu hút bạch cầu trung tính vào mô được chiếu xạ [192]. Microglia được kích hoạt bằng bức xạ biểu hiện NO synthase cảm ứng và tạo ra một lượng lớn NO, dẫn đến tổn thương oxy hóa thần kinh. Ngoài ra, các thụ thể giống như thu phí vi mô (TLR) có liên quan đến tình trạng viêm thần kinh, do đó góp phần gây ra các bệnh về não liên quan đến tuổi tác [193].
Viêm mãn tính có thể dẫn đến sản xuất quá nhiều ROS và RNS, dẫn đến tổn thương DNA và bệnh tật. Sự hiện diện dai dẳng của ROS và RNS trong môi trường vi mô có thể dẫn đến sự phát triển hơn nữa của tình trạng viêm mãn tính, gây tổn thương oxy hóa đối với DNA và các con đường sửa chữa DNA, dẫn đến lão hóa và các bệnh liên quan đến tuổi tác.
Trong các mô hình bệnh thoái hóa thần kinh liên quan đến tuổi tác, việc kích hoạt thử nghiệm TLR vi mô có thể làm trầm trọng thêm tình trạng thoái hóa tế bào thần kinh và ức chế dược lý của kích hoạt vi mô cho thấy tác dụng bảo vệ thần kinh [194].
Ngoài việc kích hoạt vi mô, việc rút ngắn telomere do bức xạ cũng có thể góp phần gây viêm. Các đầu telomeric ngắn gây ra các phản ứng sửa chữa tổn thương DNA, dẫn đến sản xuất NF-kB, một chất điều hòa chính của các thành phần gây viêm như 3 thể siêu vi thụ thể giống nốt sần và sự tiết ra các cytokine gây viêm trong não [195].
3.6. bệnh tự thực
IR có thể gây tổn thương đại phân tử (chủ yếu là DNA) và gây ra căng thẳng cho mạng lưới nội chất (ER), cả hai đều có thể gây ra bệnh tự thực. [196]. Trong số các phân tử quan trọng được kích hoạt khi tiếp xúc với bức xạ, gen tổng hợp oxit nitric cảm ứng (iNOS) và oxit nitric (NO) có liên quan đến quá trình tự thực bào và apoptosis do bức xạ gây ra [197,198].
Việc kích hoạt chất kích thích iNOS sẽ làm tăng sản xuất NO, dẫn đến việc gây ra hiện tượng tự thực qua trung gian quá trình nitrat hóa protein. Việc kích hoạt trình khởi động iNOS có liên quan đến việc nó chứa nhiều họa tiết yếu tố phiên mã như NF-κB và Kruppel-likefactor 6 (KLF6). [197]. Căng thẳng oxy hóa do bức xạ gây ra không chỉ gây tổn thương DNA mà còn gây ra căng thẳng ER, suy giảm chức năng của ty thể và protein không được gấp nếp.
Hầu hết các yếu tố này đã được chứng minh là gây ra bệnh tự thực [199.200]. Rối loạn chức năng ty thể và sinh học do bức xạ gây ra được biết là có liên quan đến bệnh tự thực của ty thể [201].
Trong điều kiện ty thể bị tổn thương rộng rãi, tế bào trải qua quá trình nguyên phân để loại bỏ các ty thể bị tổn thương và rối loạn chức năng. Bức xạ gây ra nhiều phản ứng khác nhau, bao gồm cả bệnh tự thực và lão hóa. Người ta thường nghĩ rằng quá trình tự thực bào và lão hóa có thể thúc đẩy sự sống của tế bào.
Tuy nhiên, các nghiên cứu tiền lâm sàng đã chứng minh rằng quá trình tự thực đôi khi có thể có tác dụng ngược, chẳng hạn như gây độc tế bào hoặc các tác dụng không bảo vệ khác [202]. Các axit amin tự do được giải phóng bởi lysosome trong quá trình lão hóa hỗ trợ sản xuất các cytokine gây viêm tổng hợp SASP [203]. Điều hòa quá trình tự thực là mối liên hệ cốt lõi giữa lão hóa, các bệnh liên quan đến tuổi tác và các bệnh thoái hóa thần kinh.
Trong quá trình lão hóa và thoái hóa thần kinh, quá trình điều hòa quá trình tự thực sẽ có những khiếm khuyết từng bước, dẫn đến sự tích tụ các cơ quan và tập hợp protein bị tổn thương, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào và cân bằng nội môi, do đó làm trầm trọng thêm rối loạn chức năng liên quan đến quá trình tự thực và hình thành một vòng luẩn quẩn, cuối cùng dẫn đến tổn thương thần kinh và tế bào. cái chết. [204].
Khả năng tự thực bào bị suy giảm trong tế bào thần kinh góp phần vào sự tổng hợp các protein độc hại và các bào quan bị tổn thương liên quan đến các bệnh thoái hóa thần kinh [205]. Tuổi tác là một yếu tố nguy cơ quan trọng đối với nhiều bệnh thoái hóa thần kinh, chẳng hạn như bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson và bệnh tauopathy [206].
Theo thời gian, sự suy giảm khả năng tự thực phụ thuộc vào tuổi tác và sự suy giảm tương ứng trong quá trình chuyển hóa protein cũng như sự tích tụ độc tính của protein cùng góp phần vào sự phát triển và/hoặc tiến triển của bệnh. Vì các tế bào thần kinh sau phân bào không thể loại bỏ tổn thương do protein gây ra ở tế bào con trong quá trình nguyên phân nên chúng dễ bị nhiễm độc protein do tuổi tác hơn [207].
Khả năng tự thực bào bị suy giảm trong các tế bào thần kinh đệm, có vai trò cân bằng nội môi quan trọng trong hệ thần kinh trung ương, có thể ảnh hưởng đến các hoạt động tự thực bào trong tế bào thần kinh [208]. Nhìn chung, các yếu tố này có thể tương tác và thúc đẩy sự thoái hóa của các tế bào thần kinh cụ thể trong các bệnh thoái hóa thần kinh khác nhau, cho thấy rằng các phương pháp điều trị dành riêng cho quần thể tế bào thần kinh có thể được bảo đảm [204].
4. Kết luận và hướng nghiên cứu trong tương lai
Các nghiên cứu thực nghiệm hiện nay trên não động vật cho thấy bức xạ gây ra lão hóa tế bào gốc thần kinh; tế bào thần kinh trưởng thành và chưa trưởng thành; tế bào thần kinh đệm, bao gồm tế bào hình sao, tế bào microglia và tế bào ít nhánh; và tế bào nội mô của mạch não.
Tích lũy, những tác động này dẫn đến lão hóa não, dẫn đến suy giảm nhận thức và phát triển các rối loạn não liên quan đến lão hóa ở những người tiếp xúc với bức xạ, chẳng hạn như những người sống sót sau vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chornobyl hoặc những người được xạ trị.
Ở cấp độ phân tử, căng thẳng oxy hóa và viêm thần kinh do bức xạ gây ra có thể kích hoạt các đường dẫn truyền tín hiệu khác nhau, dẫn đến sự ngắn lại của telomere trong tế bào não và cuối cùng là lão hóa não.
Sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về lão hóa não do bức xạ vẫn còn khá hạn chế. Với sự gia tăng trong việc khám phá không gian sâu, bao gồm du lịch vũ trụ và sử dụng chẩn đoán và điều trị y tế IR, cần có các nghiên cứu sâu rộng để có được sự hiểu biết sâu sắc về mức độ thấp của lão hóa não do bức xạ. -bức xạ liều lượng ảnh hưởng đến sự lão hóa của não và các cơ chế phân tử làm nền tảng cho quá trình này.
Hơn nữa, hầu hết các nghiên cứu về lão hóa não liên quan đến bức xạ đều liên quan đến liều lượng bức xạ cao và một số nghiên cứu đã kiểm tra độ nhạy cảm của từng loại tế bào CNS và các tế bào tiền thân của nó đối với bức xạ và lão hóa do bức xạ gây ra. Các tế bào bạch cầu được coi là mục tiêu điều trị hiệu quả vì chúng tích tụ do lão hóa và các bệnh lý khác. tác động ngoại sinh.
Thuốc trị liệu senotherapy, một nhóm thuốc mới, có thể tiêu diệt có chọn lọc các tế bào bạch cầu (senolytics) hoặc ngăn chặn các kiểu hình gây bệnh của chúng (senomorphics/senostatics). Kể từ năm 2015, một số chất lão hóa đã được xác định và kiểm tra thông qua các thử nghiệm lâm sàng.
Dữ liệu tiền lâm sàng chỉ ra rằng thuốc lão hóa làm giảm tác dụng liên quan đến bệnh tật ở nhiều cơ quan, cải thiện chức năng thể chất và khả năng phục hồi, đồng thời ngăn chặn mọi nguyên nhân gây tử vong, ngay cả ở những bệnh nhân lớn tuổi [209]. Ngoài ra, các loại thuốc mới có thể trì hoãn sự tái phát bệnh của bệnh nhân. Đánh giá chính xác phản ứng bức xạ có thể mang lại khả năng tăng độ nhạy cảm của tế bào ung thư với xạ trị đồng thời giảm tổn thương cho các mô bình thường [202].
Nhiều chất senolytic đã được chứng minh là có hiệu quả khi chúng làm trung gian cho việc kích hoạt hoặc bất hoạt các trung tâm nhạy cảm với oxy hóa khử. Do đó, các con đường phụ thuộc vào ROS làm trung gian cụ thể cho quá trình tự hủy của các tế bào bạch cầu có thể là các mục tiêu phòng ngừa/điều trị mới để tăng hiệu quả điều trị. Khi tế bào phân chia, telomere ngắn lại, một quá trình liên quan đến sự lão hóa tế bào xảy ra.
Do đó, mặc dù chất lão hóa tạm thời làm giảm bớt sự lão hóa của tế bào và các tác động có hại của nó, nhưng chúng có khả năng gây ra tình trạng lão hóa nhanh hơn và rối loạn chức năng liên quan [210]. Các loại thuốc nhắm mục tiêu rối loạn chức năng ty thể liên quan đến lão hóa hoặc nhắm mục tiêu cụ thể đến ROS của ty thể cũng có thể cho phép thay đổi SASP và các kết quả tiêu cực ở hạ lưu.
Tuy nhiên, cần phải làm sáng tỏ thêm các cơ chế phức tạp mà qua đó các đường truyền tín hiệu được điều chỉnh bằng oxi hóa khử hoặc ty thể ảnh hưởng đến SASP. Cần lưu ý rằng quá trình chống oxy hóa trầm trọng hơn cũng có thể dẫn đến các tác dụng phụ nghiêm trọng. Cuối cùng, chỉ có sự kiểm soát chặt chẽ cân bằng nội môi oxy hóa khử mới có thể cho phép các liệu pháp dựa trên xenomorphic hiệu quả [211].
Do đó, chúng tôi đề xuất rằng việc thăm dò trong tương lai nên tập trung vào các lĩnh vực sau: (1) ảnh hưởng của IR liều thấp đến sự lão hóa của các loại tế bào khác nhau; (2) tính nhạy cảm với bức xạ của các tế bào tiền thân và tế bào biệt hóa khác nhau trong não đối với sự lão hóa do bức xạ; (3) dịch tễ học về lão hóa não ở những bệnh nhân được chẩn đoán và xạ trị thường xuyên đối với các rối loạn não; và (4) việc áp dụng các phương pháp tiếp cận -omics khác nhau để hiểu các cơ chế phân tử gây lão hóa não do bức xạ liều thấp. Thông tin này có thể hỗ trợ đáng kể trong việc phát triển các phương pháp bảo vệ và trị liệu chống lại lão hóa não do bức xạ và các rối loạn thần kinh và tâm lý thần kinh liên quan khác .
Đóng góp của tác giả: Tất cả các tác giả đã đọc và đồng ý với phiên bản đã xuất bản của bản thảo.
Tài trợ: Nghiên cứu hiện tại được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Tự nhiên của tỉnh Hồ Bắc (cấp số 2017CFB786), Dự án Nghiên cứu Khoa học Kế hoạch hóa Gia đình và Sức khỏe Tỉnh Hồ Bắc (cấp số WJ2016Y10), Dự án Cục Khoa học và Công nghệ Kinh Châu (cấp số 2). 2017-93), Quỹ đổi mới sau đại học của Trung tâm Khoa học Y tế, Đại học Dương Tử (200201), Chương trình đào tạo khởi nghiệp và đổi mới quốc gia dành cho sinh viên đại học (cấp số 202010489017) và Quỹ nghiên cứu quốc gia Singapore cho Cơ quan nghiên cứu hạt nhân Singapore và Sáng kiến An toàn (TFR).
Tuyên bố về tính sẵn có của dữ liệu: Việc chia sẻ dữ liệu không áp dụng cho bài viết này vì không có bộ dữ liệu nào được tạo hoặc phân tích trong nghiên cứu hiện tại.
Xung đột lợi ích: Các tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích.
Người giới thiệu
1. Martin, LG Chính sách già hóa dân số ở Đông Á và Hoa Kỳ. Khoa học 1991, 251, 527–531. [CrossRef] [PubMed]
2. McLean, AJ; Le Couteur, DG Sinh học lão hóa và dược lý lâm sàng lão khoa. Dược phẩm. Rev. 2004, 56, 163–184. [CrossRef][PubMed]
3. Kritsilis, M.; Rizou, SV; Koutsoudaki, PN; Evangelou, K.; Gorgoulis, VG; Papadopoulos, D. Lão hóa, Lão hóa tế bào và Bệnh thoái hóa thần kinh. Int. J. Mol. Khoa học. 2018, 19. [Tham khảo chéo]
4. Nước mưa, Liên doanh; Wyss-Coray, T. Các yếu tố hệ thống đóng vai trò trung gian cân bằng nội môi não, lão hóa và thoái hóa thần kinh. Nat. Rev.Neurosci. 2020, 21, 93–102. [CrossRef] [PubMed]
5. Alexander, GE; Ryan, L.; Bowers, D.; Nuôi dưỡng, TC; Bizon, JL; Geldmacher, DS; Glisky, EL Đặc điểm của quá trình lão hóa nhận thức ở người có liên quan đến mô hình động vật. Đằng trước. Khoa học thần kinh lão hóa. 2012, 4, 21. [Tham khảo chéo]
6. Mendonca, GV; Pezarat-Correia, P.; Vaz, JR; Silva, L.; Heffernan, KS Tác động của lão hóa đến sức bền và hoạt động thể chất thần kinh cơ: Vai trò của lão hóa mạch máu. Y tế thể thao. 2017, 47, 583–598. [Tham khảo chéo]
7. Lopez-Otin, C.; Blasco, MA; Gà gô, L.; Serrano, M.; Kroemer, G. Dấu hiệu lão hóa. Ô 2013, 153, 1194–1217. [Tham khảo chéo]
8. Bueler, H. Điều hòa ty thể và tự thực của quá trình hình thành thần kinh ở người trưởng thành ở não khỏe mạnh và bị bệnh. Int. J. Mol. Sci.2021, 22. [CrossRef] [PubMed]
9. Jo, D.; Kim, BC; Cho, KA; Song, J. Tác động lên não của Amoniac trong quá trình lão hóa não: Phá vỡ hàng rào máu não, Rối loạn chức năng ty thể và Viêm thần kinh. J. Lâm sàng. Med. 2021, 10. [Tham khảo chéo]
10. Aliper, AM; Bozdaganyan, ME; Orekhov, PS; Zhavoronkov, A.; Osipov, AN Lão hóa do nhân bản và bức xạ: So sánh hồ sơ biểu hiện gen. Lão hóa 2019, 11, 2378–2387. [Tham khảo chéo]
For more information:1950477648nn@gmail.com
