Ratunek dla białek

środa 17 grudzień 2014

Nasza skóra, jak większość ciała, składa się głównie z białek. Ich dobra kondycja zależy od wielu czynników, w tym braku uszkodzeń i terminowej ich wymianie. Mechanizmy antyoksydacyjne naszego organizmu nie potrafią samodzielnie zapewnić pełnej ochrony proteinom. Drugą linią obrony przed konsekwencjami ich uszkodzeń są więc systemy naprawy i wymiany białek. Te słabną jednak z wiekiem. Czy istnieje sposób na zatrzymanie procesów starzenia u jego podstaw?

Choć istnieją mechanizmy naprawcze białek, nie są one kompletne i nawet proste uszkodzenia oksydacyjne aminokwasów, będących ich budulcem, bywają problematyczne. Dlatego tak ważna jest druga linia obrony - usuwanie zmienionych lub niepotrzebnych białek, za pomocą procesu zwanego proteolizą. Głównymi enzymami odpowiedzialnymi za nią są proteasomy. Usuwają one białka, które zostały oznaczone przez peptyd ubikwitynę jako przeznaczone do rozkładu. Poprzez swoją funkcję nadzorczą nad proteinami, kanał działania proteasomów i ubikwityny pełni ważną rolę w regulacji podstawowych procesów komórkowych - jak jej podział, cykl życia, zróżnicowanie, przekazywanie sygnałów, metabolizm i naprawa DNA. Dlatego jakiekolwiek zaburzenia w funkcjonowaniu tego mechanizmu mogą mieć bardzo rozległe konsekwencje.

W procesie starzenia się komórki, po wielu jej podziałach, aktywność proteasomów maleje. W międzyczasie, coraz więcej białek ulega uszkodzeniu poprzez tzw. karbonylowanie. Z tego powodu mechanizm proteolizy staje się niewystarczający i zwiększa się ilość niestandardowych lub zmutowanych białek, przy jednoczesnym wzmożeniu nienaturalnych ich zachowań. Nowe badania dowiodły, że procesy te są od siebie zależne - lawinowe procesy degeneracyjne osłabiają naturalne procesy obronne i tak produktem ostatecznym jest zatrzymanie cyklu życiowego komórki oraz gwałtowne starzenie. Czy jest więc sposób, by tę tendencję odwrócić? Organizm posiada w orężu dipeptyd - karnozynę - który potrafi wpłynąć na oba te procesy. Dokonuje tego wstrzymując karbonylowanie aminokwasów, jak również wzmagając proteolizę. 

Analogicznie do starzejącego się organizmu, proteoliza występuje również w komórkach wyhodowanych laboratoryjnie. Australijscy naukowcy zauważyli, że karnozyna reaktywowała w sztucznych kulturach komórek ludzkiej tkanki łącznej, procesy proteolizy międzykomórkowej. Co więcej, działała w ten sposób głównie na stare komórki, niemal pomijając te w kwiecie wieku. Prowadziło to do "wyrównania sił" między nimi. Karnozyna, powszechnie stosowana w suplementach diety, spotykana jest głównie w mięśniach i mózgu (carne - hiszp. mięso). Jej potencjał terapeutyczny jest aktualnie badany przez naukowców na całym świecie, m.in. pod kątem leczenia katarakty. Rezultaty są zachęcające, jednak - jak w przypadku popularnej L-karnityny, którą zaczęto ostatnio podejrzewać o udział w powstawaniu chorób serca - warto poczekać na ostateczne wyniki, nim zaczniemy łykać tabletki z karnozyną.