Autor Cocer Peptides 
prije 1 mjesec
SVI ČLANCI I INFORMACIJE O PROIZVODIMA PRUŽENE NA OVOM WEB STRANICU SU ISKLJUČIVO ZA ŠIRENJE INFORMACIJA I U EDUKATIVNE SVRHE.
Proizvodi koji se nalaze na ovoj web stranici namijenjeni su isključivo in vitro istraživanjima. Istraživanje in vitro (latinski: *in glass*, što znači u staklenom posuđu) provodi se izvan ljudskog tijela. Ovi proizvodi nisu lijekovi, nisu odobreni od strane američke Agencije za hranu i lijekove (FDA) i ne smiju se koristiti za prevenciju, liječenje ili liječenje bilo kojeg zdravstvenog stanja, bolesti ili bolesti. Zakonom je strogo zabranjeno unošenje ovih proizvoda u organizam čovjeka ili životinje u bilo kojem obliku.
Pregled
Stanično starenje važan je biološki proces u živim organizmima i usko je povezan s brojnim fiziološkim i patološkim pojavama. Kako starimo, postupno se akumulira starenje stanica, što dovodi do slabljenja funkcije tkiva i organa i izazivanja raznih bolesti povezanih sa starenjem. Peptidi, kao klasa važnih bioaktivnih molekula, posljednjih su godina privukli značajnu pozornost u području istraživanja staničnog starenja. Istraživanja pokazuju da peptidi igraju ključnu ulogu u regulaciji procesa starenja stanica. Istraživanje odnosa između peptida i staničnog starenja od velike je važnosti za rasvjetljavanje mehanizama starenja i razvoj intervencija protiv starenja.
Slika 1. Mehanizmi procesa starenja kože. (a) Slobodni radikali i teorija oksidativnog stresa. Mitohondriji proizvode ROS kroz oksidativni metabolizam. Prekomjerni ROS može oštetiti mitohondrijske i DNA strukture, što dovodi do smanjenja razine kolagena i povećanja razine MMP-a u tkivu kože. ( b ) Teorija upale. Starjeli fibroblasti i keratinociti izlučuju velik broj sekretornih fenotipova povezanih sa starenjem, uključujući TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ i MMP. Ovi proupalni citokini induciraju starenje stanica kože potičući proizvodnju ROS-a i aktivirajući ATM/p53/p21-signalni put. ( c ) Teorija fotostarenja. Ultraljubičasto zračenje inducira proizvodnju ROS i izlučivanje MMP, što razgrađuje komponente izvanstaničnog matriksa kože kao što je kolagen. ( d ) Teorija neenzimske glikozilne kemije. Neenzimska glikozilacija je reakcija između slobodnih reducirajućih šećera i slobodnih amino skupina proteina, DNA i lipida za proizvodnju AGE-a i ROS-a. Akumulacija AGE-a, zajedno s ROS-om, može dovesti do promjena u staničnoj homeostazi i strukturi proteina.
Stanično starenje
(1) Pojam i karakteristike staničnog starenja
Stanično starenje odnosi se na ireverzibilno stanje zastoja rasta u koje stanice ulaze nakon određenog broja dioba ili nakon što su izložene određenim stresorima. Pokazuje niz tipičnih karakteristika, kao što su promjene u staničnoj morfologiji, uključujući povećani volumen stanice, spljoštenost i vakuolizaciju citoplazme; zaustavljanje staničnog ciklusa, pri čemu se stanice više ne razmnožavaju; i povećana aktivnost β-galaktozidaze (SA-β-gal) povezane sa starenjem, koja je trenutno jedan od najčešće korištenih markera staničnog starenja. Izmijenjeni sekretorni fenotip, gdje stanice luče različite citokine, kemokine i proteaze, tvoreći sekretorni fenotip povezan sa starenjem (SASP).
(2) Posljedice staničnog starenja
Pogoršanje funkcije tkiva i organa
Stanice su temeljni građevni blokovi tkiva i organa, a stanično starenje dovodi do poremećaja funkcije tkiva i organa. U kožnom tkivu, senescentni fibroblasti smanjuju sintezu kolagena i elastičnih vlakana, uzrokujući gubitak elastičnosti kože, razvoj bora i smanjenu sposobnost oporavka. U kardiovaskularnom sustavu, stare endotelne stanice mogu dovesti do ukrućenja stijenki krvnih žila i smanjene elastičnosti, povećavajući rizik od kardiovaskularnih bolesti. U imunološkom sustavu, starenje imunoloških stanica slabi funkciju imunološke obrane tijela, čineći pojedince osjetljivijima na invaziju patogena i smanjujući njihov imunološki odgovor na cjepiva.
Povezanost s bolestima povezanim sa starenjem
Starenje stanica smatra se važnim pokretačkim čimbenikom kod mnogih bolesti povezanih sa starenjem. U neurodegenerativnim bolestima kao što su Alzheimerova bolest i Parkinsonova bolest, neuronsko starenje je usko povezano s patološkim procesima kao što su neuronska smrt i neuroinflamacija. U dijabetesu, starenje β stanica gušterače može dovesti do nedovoljnog lučenja inzulina, što utječe na normalnu regulaciju glukoze u krvi. Stanično starenje također ima složen odnos s tumorigenezom i progresijom tumora. Rano starenje stanica može djelovati kao mehanizam za suzbijanje tumora, sprječavajući neograničenu proliferaciju oštećenih stanica. Međutim, u mikrookruženju tumora, SASP komponente koje luče stare stanice mogu pospješiti rast tumorskih stanica, invaziju i metastaze.
Peptidi
(1) Definicija i struktura peptida
Peptidi su kratkolančani spojevi formirani od aminokiselina povezanih peptidnim vezama. Na temelju broja aminokiselinskih ostataka koje sadrže, mogu se klasificirati između ostalih u dipeptide, tripeptide, tetrapeptide i polipeptide. Polipeptidi su duži, kontinuirani i nerazgranati peptidni lanci. Obično se peptidni lanci koji ne sadrže više od 50 aminokiselina klasificiraju kao peptidi kako bi se razlikovali od proteina. Svi peptidni lanci, osim cikličkih peptida, imaju N-terminalni (amino-terminalni) i C-terminalni (karboksi-terminalni) ostatak.
(2) Klasifikacija peptida
Klasifikacija prema izvoru
Endogeni peptidi: sintetizira ih sam organizam i obavljaju različite fiziološke funkcije unutar tijela. Neuropeptidi, koji sudjeluju u prijenosu signala i regulaciji unutar živčanog sustava, uključujući endorfine i enkefaline, koji imaju analgetske učinke i učinke na regulaciju raspoloženja; hormonske peptide, poput inzulina, koji su ključni za regulaciju ravnoteže šećera u krvi.
Egzogeni peptidi: dobiveni iz hrane ili drugih vanjskih izvora. Na primjer, određene proteine hrane mogu hidrolizirati probavni enzimi kako bi se proizveli bioaktivni peptidi, poput mliječnih peptida, koji imaju višestruke fiziološke funkcije, uključujući antioksidativne i imunološke modulacijske učinke. Peptidi pripremljeni kemijskom sintezom ili biotehnologijom također spadaju u egzogene peptide i obično se koriste u razvoju lijekova i kliničkoj terapiji.
Klasifikacija prema funkciji
Antioksidativni peptidi: sposobni za uklanjanje slobodnih radikala u tijelu i smanjenje oštećenja stanica izazvanog oksidativnim stresom. Na primjer, pokazalo se da antioksidativni peptidi rižinih mekinja pojačavaju aktivnost antioksidativnih enzima kao što su katalaza (CAT) i glutation peroksidaza (GSH-Px) u mitohondrijima srca i moždanih tkiva starih miševa induciranih D-galaktozom, smanjuju razinu delecijskih mutacija mitohondrijske DNK u mozgu i štite stanice.
Peptidi koji moduliraju imunitet: oni reguliraju imunološku funkciju tijela, pojačavajući ili potiskujući imunološke odgovore. Neki peptidi dobiveni iz morskih organizama mogu aktivirati imunološke stanice, poboljšati sposobnost imunološke obrane tijela i pomoći u otpornosti na patogene infekcije i razvoj tumora.
Peptidi koji reguliraju rast stanica: oni utječu na stanične procese kao što su proliferacija, diferencijacija i apoptoza. Na primjer, epidermalni faktor rasta (EGF) potiče proliferaciju i diferencijaciju epidermalnih stanica, ubrzavajući zacjeljivanje rana.
Uloga peptida u staničnom starenju
(1) Regulacija mitohondrijske funkcije
Mitohondriji igraju ključnu ulogu u staničnoj proizvodnji energije i prijenosu signala, a njihova disfunkcija usko je povezana sa staničnim starenjem. Peptidi izvedeni iz mitohondrija (MDP) kao što su humanin i MOTS-c igraju važnu regulatornu ulogu u procesu staničnog starenja. Nakon starenja induciranog replikativnom iscrpljenošću, doksorubicinom ili tretmanom vodikovim peroksidom u primarnim ljudskim fibroblastima, povećava se broj mitohondrija, dišne razine mitohondrija, a razine humanina i MOTS-c također rastu. Primjena humanina i MOTS-c umjereno povećava mitohondrijsko disanje u doksorubicinom izazvanim senescentnim stanicama i djelomično regulira SASP komponente putem JAK puta, što ukazuje da MDP igraju važnu ulogu u mitohondrijskom energetskom metabolizmu i proizvodnji SASP u senescentnim stanicama.
Slika 2 Mitohondrijska masa i energija mijenjaju se tijekom starenja izazvanog doksorubicinom. (A) Broj kopija mitohondrijske DNA (mtDNA) u ne-senescentnim (mirujućim) i senescentnim stanicama. (B) Reprezentativne slike imunološkog bojenja Tom20 (zeleno; mitohondriji) i Hoechst 33258 (plavo; jezgra) u ne-senescentnim (mirujućim) i senescentnim stanicama. Mjerna traka, 20 μm. Područje bojenja Tom20 po stanici izmjereno je pomoću ImageJ. (C) Stanične razine ATP-a u ne-senescentnim (mirujućim) i senescentnim stanicama. (D) Stopa stanične potrošnje kisika (OCR) u nestarjelim i starim stanicama. Bazalno disanje, rezervni respiratorni kapacitet i proizvodnja ATP-a izračunavaju se na temelju sekvencijalnog ubrizgavanja spoja prema uputama proizvođača. (E) Stopa ekstracelularnog zakiseljavanja (ECAR) u ne-senescentnim (mirujućim) i senescentnim stanicama.
(2) Učinci na signalne putove povezane sa starenjem
p53-p21 put
Protein p53 ključni je regulator staničnog starenja. Kada su stanice izložene stresorima kao što je oštećenje DNA, p53 se aktivira, inducirajući ekspresiju p21, što uzrokuje zaustavljanje staničnog ciklusa u G1 fazi, što dovodi do staničnog starenja. Određeni peptidi mogu modulirati put p53-p21, čime utječu na napredovanje staničnog starenja. Neki peptidi malih molekula mogu stupiti u interakciju s proteinom p53, inhibirajući njegovu aktivnost i time odgađajući stanično starenje. Studije su pokazale da specifični peptidi mogu blokirati interakciju između p53 i MDM2 (proteina koji negativno regulira p53), stabilizirajući protein p53 i održavajući ga na odgovarajućoj razini kako bi se izbjegla pretjerana aktivacija koja dovodi do staničnog starenja.
Rb-E2F put
Rb protein je još jedan važan regulatorni protein staničnog ciklusa koji se veže na transkripcijski faktor E2F kako bi inhibirao ekspresiju gena povezanih sa staničnim ciklusom. Kada se Rb protein fosforilira i inaktivira, oslobađa se E2F, potičući ulazak stanice u S fazu za replikaciju DNA. Tijekom staničnog starenja, promjene u putu Rb-E2F dovode do zaustavljanja staničnog ciklusa. Određeni peptidi mogu regulirati stanično starenje modulirajući stanje fosforilacije Rb proteina ili utječući na aktivnost E2F. Neki peptidi mogu inhibirati fosforilaciju Rb proteina, održavajući stabilnost kompleksa Rb-E2F i time odgađajući stanično starenje.
(III) Regulacija SASP-a
SASP uključuje različite citokine, kemokine i proteaze, među ostalima. Njegovo izlučivanje ne utječe samo na mikrookruženje samih stanica koje stare, već također utječe na okolna tkiva i stanice, potičući upalne reakcije i starenje tkiva. Neki peptidi mogu regulirati proizvodnju SASP-a i ublažiti njegove štetne učinke. Također je utvrđeno da određeni peptidi biljnog podrijetla reguliraju SASP inhibicijom aktivacije specifičnih signalnih putova i smanjenjem ekspresije čimbenika povezanih sa SASP-om.
Primjena peptida u odgađanju starenja stanica
(1) Primjene u proizvodima za njegu kože
Uz sve veću zabrinutost javnosti o starenju kože, peptidi su našli široku primjenu u industriji njege kože. Na primjer, neki proizvodi za njegu kože koji sadrže peptide tvrde da djeluju protiv bora i učvršćuju kožu. Istraživanja pokazuju da određeni peptidi mogu pospješiti sintezu kolagena i povećati elastičnost kože. Peptidi također mogu regulirati metabolizam stanica kože, poboljšati funkciju kožne barijere, smanjiti oštećenja stanica kože uzrokovana vanjskim čimbenicima poput UV zračenja i usporiti proces starenja kože.
Slika 3. Starenje kod mlađe u stariju kožu.
(2) Primjena u razvoju lijekova
Liječenje neurodegenerativnih bolesti
Razvoj peptidnog lijeka ima veliko obećanje za rješavanje neuronalnog starenja kod neurodegenerativnih bolesti. Peptidi koji reguliraju unutarstanične signalne putove, potiču preživljavanje neurona i olakšavaju popravak razvijeni su za liječenje Alzheimerove bolesti i Parkinsonove bolesti. Određeni peptidi mogu inhibirati agregaciju abnormalnih proteina unutar neurona, smanjiti neuroinflamaciju i odgoditi starenje i smrt neurona. Peptid nazvan AC-5216 može inhibirati agregaciju β-amiloidnih proteina i poboljšati kognitivnu funkciju kod miševa modela Alzheimerove bolesti.
Liječenje kardiovaskularnih bolesti
U liječenju kardiovaskularnih bolesti, peptidni lijekovi mogu ciljano utjecati na patološke procese kao što su starenje vaskularnih endotelnih stanica i starenje stanica miokarda. Na primjer, određeni vazoaktivni peptidi mogu regulirati vaskularni tonus i funkciju endotelnih stanica, poboljšati stanje starenja vaskularnih endotelnih stanica i smanjiti rizik od kardiovaskularnih bolesti. Neki peptidi također mogu pospješiti popravak i regeneraciju stanica miokarda, nudeći potencijalnu primjenu u liječenju stanja kao što je infarkt miokarda.
Zaključak
Starenje stanica, kao složen biološki proces, utječe na zdravlje i proces starenja organizma. Peptidi, kao važna klasa bioaktivnih molekula, imaju višestruku ulogu u regulaciji starenja stanica. Regulacijom mitohondrijske funkcije, interveniranjem u signalne putove povezane sa starenjem i moduliranjem SASP-a, peptidi pokazuju sposobnost odgađanja starenja stanica.
Izvori
[1] Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Peptides[M]//Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Biofizička kemija: Tehnike i primjene. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023:129-141.
[2] He X, Wan F, Su W, et al. Napredak istraživanja o starenju kože i aktivnim sastojcima[J]. Molecules, 2023,28(14},BROJ ČLANKA = {5556).DOI:10.3390/molecules28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Current Insights into the Formulation and Delivery of Therapeutical and Cosmeceutical Agents for Aging Skin [J]. Kozmetika, 2023,10(2},BROJ ČLANKA = {54).DOI:10.3390/cosmetics10020054.
[4] Wong P F. Uvodnik: Stanično starenje: uzroci, posljedice i terapijske mogućnosti [J]. Granice u staničnoj i razvojnoj biologiji, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, et al. Senoterapijski peptid smanjuje biološku starost kože i poboljšava markere zdravlja kože [J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, et al. Mitohondrijski peptidi moduliraju funkciju mitohondrija tijekom staničnog starenja[J]. Starenje (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/starenje.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Procjena i posljedice starenja stanica u aterosklerozi [J]. Current Opinion in Lipidology, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.0000000000000327.
