De Cocer Peptides 
acum 1 lună
TOATE ARTICOLELE ȘI INFORMAȚIILE PRODUSULUI PREVIZATE PE ACEST SITE WEB SUNT EXCLUSIV ÎN SCOPURI DE REZULTARE A INFORMAȚIILOR ȘI ÎN SCOP EDUCAȚIONAL.
Produsele furnizate pe acest site sunt destinate exclusiv cercetării in vitro. Cercetarea in vitro (în latină: *în sticlă*, adică în sticlărie) se desfășoară în afara corpului uman. Aceste produse nu sunt farmaceutice, nu au fost aprobate de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) și nu trebuie utilizate pentru a preveni, trata sau vindeca orice afecțiune, boală sau afecțiune. Este strict interzis�afecțiune. Este strict interzisă prin lege introducerea acestor produse în corpul uman sau animal sub orice formă.
Prezentare generală
Îmbătrânirea celulară este un proces biologic important în organismele vii și este strâns legată de numeroase fenomene fiziologice și patologice. Pe măsură ce vârsta crește, îmbătrânirea celulară se acumulează treptat, ducând la scăderea funcției țesuturilor și organelor și declanșând diferite boli legate de vârstă. Peptidele, ca o clasă de molecule bioactive importante, au atras o atenție semnificativă în domeniul cercetării îmbătrânirii celulare în ultimii ani. Cercetările indică faptul că peptidele joacă un rol cheie în reglarea procesului de îmbătrânire celulară. Explorarea relației dintre peptide și îmbătrânirea celulară este de mare importanță pentru elucidarea mecanismelor de îmbătrânire și dezvoltarea intervențiilor anti-îmbătrânire.
Figura 1. Mecanisme ale proceselor de îmbătrânire a pielii. (a) Teoria radicalilor liberi și a stresului oxidativ. Mitocondriile produc ROS prin metabolism oxidativ. ROS excesiv poate deteriora structurile mitocondriale și ADN, ducând la o scădere a nivelurilor de colagen și o creștere a nivelurilor de MMP în țesutul pielii. ( b ) Teoria inflamației. Fibroblastele și keratinocitele senescente secretă un număr mare de fenotipuri secretoare asociate senescenței, inclusiv TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ și MMP-uri. Aceste citokine proinflamatorii induc senescența celulelor pielii prin promovarea producției de ROS și prin activarea căii de semnalizare ATM/p53/p21. ( c ) Teoria fotoîmbătrânirii. Iradierea ultravioletă induce producerea de ROS și secreția de MMP, care degradează componentele matricei extracelulare ale pielii, cum ar fi colagenul. ( d ) Teoria chimiei glicozilului neenzimatică. Glicozilarea non-enzimatică este o reacție între zaharurile reducătoare libere și grupările amino libere ale proteinelor, ADN-ului și lipidelor pentru a produce AGE și ROS. Acumularea de AGE, împreună cu ROS, poate duce la modificări ale homeostaziei celulare și ale structurii proteinelor.
Îmbătrânirea celulară
(1) Conceptul și caracteristicile îmbătrânirii celulare
Îmbătrânirea celulară se referă la starea de oprire ireversibilă a creșterii în care intră celulele după ce au suferit un anumit număr de diviziuni sau au fost expuse la factori de stres specifici. Prezintă o serie de caracteristici tipice, cum ar fi modificări ale morfologiei celulare, inclusiv creșterea volumului celular, aplatizarea și vacuolizarea citoplasmei; oprirea ciclului celular, cu celulele care nu mai proliferează; și activitate crescută a β-galactozidazei asociate senescenței (SA-β-gal), care este în prezent unul dintre cei mai folosiți markeri ai senescenței celulare. Fenotip secretor alterat, în care celulele secretă diverse citokine, chemokine și proteaze, formând fenotipul secretor asociat senescenței (SASP).
(2) Consecințele senescenței celulare
Deteriorarea funcției țesuturilor și organelor
Celulele sunt blocurile de bază ale țesuturilor și organelor, iar senescența celulară duce la afectarea funcției țesuturilor și organelor. În țesutul pielii, fibroblastele senescente reduc sinteza de colagen și fibre elastice, determinând pielea să își piardă elasticitatea, să dezvolte ridurile și să aibă capacitatea de reparare afectată. În sistemul cardiovascular, celulele endoteliale senescente pot duce la rigidizarea pereților vaselor de sânge și la reducerea elasticității, crescând riscul de boli cardiovasculare. În sistemul imunitar, îmbătrânirea celulelor imunitare slăbește funcția de apărare imunitară a organismului, făcând indivizii mai susceptibili la invazia patogenilor și reducându-le răspunsul imunitar la vaccinuri.
Asociere cu boli legate de vârstă
Îmbătrânirea celulară este considerată un factor de conducere important în multe boli legate de vârstă. În bolile neurodegenerative precum boala Alzheimer și boala Parkinson, îmbătrânirea neuronală este strâns asociată cu procese patologice precum moartea neuronală și neuroinflamația. În diabet, îmbătrânirea celulelor β pancreatice poate duce la o secreție insuficientă de insulină, afectând reglarea normală a glicemiei. Senescența celulară are, de asemenea, o relație complexă cu tumorigeneza și progresia tumorii. Senescența celulară timpurie poate acționa ca un mecanism de suprimare a tumorii, prevenind proliferarea nelimitată a celulelor deteriorate. Cu toate acestea, în micromediul tumoral, componentele SASP secretate de celulele senescente pot promova creșterea celulelor tumorale, invazia și metastaza.
Peptide
(1) Definiția și structura peptidelor
Peptidele sunt compuși cu lanț scurt formați din aminoacizi legați prin legături peptidice. Pe baza numărului de reziduuri de aminoacizi pe care le conțin, acestea pot fi clasificate în dipeptide, tripeptide, tetrapeptide și polipeptide, printre altele. Polipeptidele sunt lanțuri peptidice mai lungi, continue și neramificate. De obicei, lanțurile peptidice care conțin nu mai mult de 50 de aminoacizi sunt clasificate ca peptide pentru a le distinge de proteine. Toate lanțurile peptidice, cu excepția peptidelor ciclice, au un rest N-terminal (amino-terminal) și un rest C-terminal (carboxi-terminal).
(2) Clasificarea peptidelor
Clasificare după sursă
Peptide endogene: sintetizate de organismul însuși și îndeplinesc diverse funcții fiziologice în organism. Neuropeptide, care participă la transmiterea și reglarea semnalului în sistemul nervos, inclusiv endorfinele și encefalinele, care au efecte analgezice și de reglare a dispoziției; peptide hormonale, cum ar fi insulina, care sunt esențiale pentru reglarea echilibrului zahărului din sânge.
Peptide exogene: obținute din alimente sau din alte surse externe. De exemplu, anumite proteine alimentare pot fi hidrolizate de enzimele digestive pentru a produce peptide bioactive, cum ar fi peptidele din lapte, care au funcții fiziologice multiple, inclusiv efecte antioxidante și de imunitate. Peptidele preparate prin sinteză chimică sau biotehnologie se încadrează, de asemenea, sub peptide exogene și sunt utilizate în mod obișnuit în dezvoltarea de medicamente și terapia clinică.
Clasificarea după funcție
Peptide antioxidante: Capabile de a elimina radicalii liberi din organism și de a reduce daunele celulare induse de stresul oxidativ. De exemplu, peptidele antioxidante din tărâțe de orez s-au dovedit că îmbunătățesc activitatea enzimelor antioxidante, cum ar fi catalaza (CAT) și glutation peroxidaza (GSH-Px) în mitocondriile inimii și țesuturilor cerebrale ale șoarecilor în vârstă induse de D-galactoză, reduc nivelul mutațiilor de ștergere a ADN-ului mitocondrial din creier și protejează celulele.
Peptide care modulează imunitatea: Acestea reglează funcția imunitară a organismului, sporind sau suprimând răspunsurile imune. Unele peptide derivate din organisme marine pot activa celulele imune, pot spori capacitățile de apărare imună a organismului și pot ajuta la rezistența infecțiilor patogenice și la dezvoltarea tumorii.
Peptide de reglare a creșterii celulare: Acestea influențează procesele celulare, cum ar fi proliferarea, diferențierea și apoptoza. De exemplu, factorul de creștere epidermică (EGF) promovează proliferarea și diferențierea celulelor epidermice, accelerând vindecarea rănilor.
Rolul peptidelor în îmbătrânirea celulară
(1) Reglarea funcției mitocondriale
Mitocondriile joacă un rol cheie în producerea de energie celulară și transducția semnalului, iar disfuncția lor este strâns legată de îmbătrânirea celulară. Peptidele derivate din mitocondrii (MDPs) precum humanina și MOTS-c joacă roluri importante de reglare în procesul de îmbătrânire celulară. În urma senescenței induse de epuizarea replicativă, doxorubicină sau tratament cu peroxid de hidrogen în fibroblastele umane primare, numărul mitocondrial crește, nivelurile respiratorii mitocondriale cresc, iar nivelurile de umanină și MOTS-c cresc, de asemenea. Administrarea de humanin și MOTS-c crește moderat respirația mitocondrială în celulele senescente induse de doxorubicină și reglează parțial componentele SASP prin calea JAK, ceea ce indică faptul că MDP-urile joacă un rol important în metabolismul energetic mitocondrial și producția de SASP în celulele senescente.
Figura 2 Masa mitocondrială și energia sunt modificate în timpul senescenței induse de doxorubicină. (A) Numărul de copii ADN mitocondrial (mtDNA) în celulele nesenescente (repaus) și senescente. (B) Imagini reprezentative ale imunocolorării Tom20 (verde; mitocondrii) și Hoechst 33258 (albastru; nucleu) în celulele non-senescente (quiescente) și senescente. Bară de scară, 20 μm. Aria de colorare Tom20 per celulă a fost măsurată folosind ImageJ. (C) Nivelurile de ATP celular în celulele nesenescente (repaus) și senescente. (D) Rata de consum de oxigen celular (OCR) în celulele nesenescente și senescente. Respirația bazală, capacitatea respiratorie de rezervă și producția de ATP sunt calculate pe baza injecției secvențiale de compus conform instrucțiunilor producătorului. (E) Rata de acidificare extracelulară (ECAR) în celulele nesenescente (repaus) și senescente.
(2) Efecte asupra căilor de semnalizare legate de îmbătrânire
calea p53-p21
Proteina p53 este un regulator cheie al senescenței celulare. Atunci când celulele sunt expuse la factori de stres, cum ar fi deteriorarea ADN-ului, p53 este activat, inducând expresia p21, ceea ce determină oprirea ciclului celular în faza G1, ceea ce duce la senescența celulară. Anumite peptide pot modula calea p53-p21, influențând astfel progresia senescenței celulare. Unele peptide cu molecule mici pot interacționa cu proteina p53, inhibă activitatea acesteia și, prin urmare, întârzie senescența celulară. Studiile au arătat că peptidele specifice pot bloca interacțiunea dintre p53 și MDM2 (o proteină care reglează negativ p53), stabilizând proteina p53 și menținând-o la un nivel adecvat pentru a evita activarea excesivă care duce la senescența celulară.
Calea Rb-E2F
Proteina Rb este o altă proteină importantă de reglare a ciclului celular care se leagă de factorul de transcripție E2F pentru a inhiba expresia genelor legate de ciclul celular. Când proteina Rb este fosforilată și inactivată, E2F este eliberat, promovând intrarea celulelor în faza S pentru replicarea ADN-ului. În timpul senescenței celulare, modificările căii Rb-E2F duc la oprirea ciclului celular. Anumite peptide pot regla senescența celulară prin modularea stării de fosforilare a proteinei Rb sau influențând activitatea E2F. Unele peptide pot inhiba fosforilarea proteinei Rb, menținând stabilitatea complexului Rb-E2F și astfel întârzierea senescenței celulare.
(III) Regulamentul SASP
SASP cuprinde diverse citokine, chemokine și proteaze, printre altele. Secreția sa nu afectează doar micromediul celulelor senescente în sine, dar influențează și țesuturile și celulele din jur, promovând răspunsuri inflamatorii și senescența tisulară. Unele peptide pot regla producția SASP și pot atenua efectele nocive ale acestuia. S-a descoperit, de asemenea, că anumite peptide derivate din plante reglează SASP prin inhibarea activării căilor de semnalizare specifice și prin reducerea expresiei factorilor legați de SASP.
Aplicații ale peptidelor în întârzierea îmbătrânirii celulare
(1) Aplicații în produse de îngrijire a pielii
Odată cu îngrijorarea tot mai mare a publicului cu privire la îmbătrânirea pielii, peptidele și-au găsit aplicații pe scară largă în industria de îngrijire a pielii. De exemplu, unele produse de îngrijire a pielii care conțin peptide pretind că au efecte antirid și de fermitate a pielii. Cercetările indică faptul că anumite peptide pot promova sinteza colagenului și pot îmbunătăți elasticitatea pielii. Peptidele pot, de asemenea, să regleze metabolismul celulelor pielii, să îmbunătățească funcția de barieră a pielii, să reducă deteriorarea celulelor pielii cauzate de factori externi, cum ar fi radiațiile UV și să încetinească procesul de îmbătrânire a pielii.
Figura 3 Îmbătrânirea în pielea mai tânără până la mai în vârstă.
(2) Aplicații în dezvoltarea medicamentelor
Tratamentul bolilor neurodegenerative
Dezvoltarea medicamentelor cu peptide este foarte promițătoare pentru abordarea îmbătrânirii neuronale în bolile neurodegenerative. Peptidele care reglează căile de semnalizare intracelulară, promovează supraviețuirea neuronală și facilitează repararea au fost dezvoltate pentru tratamentul bolii Alzheimer și al bolii Parkinson. Anumite peptide pot inhiba agregarea proteinelor anormale în neuroni, pot reduce neuroinflamația și pot întârzia îmbătrânirea neuronală și moartea. O peptidă numită AC-5216 poate inhiba agregarea proteinelor β-amiloide și poate îmbunătăți funcția cognitivă la șoarecii model de boala Alzheimer.
Tratamentul Bolilor Cardiovasculare
În tratamentul bolilor cardiovasculare, medicamentele peptidice pot viza procese patologice, cum ar fi îmbătrânirea celulelor endoteliale vasculare și îmbătrânirea celulelor miocardice. De exemplu, anumite peptide vasoactive pot regla tonusul vascular și funcția celulelor endoteliale, pot îmbunătăți starea de îmbătrânire a celulelor endoteliale vasculare și pot reduce riscul de boli cardiovasculare. Unele peptide pot promova, de asemenea, repararea și regenerarea celulelor miocardice, oferind potențiale aplicații în tratamentul unor afecțiuni precum infarctul miocardic.
Concluzie
Îmbătrânirea celulară, ca proces biologic complex, influențează sănătatea și procesul de îmbătrânire a organismului. Peptidele, ca o clasă importantă de molecule bioactive, joacă roluri multiple în reglarea îmbătrânirii celulare. Prin reglarea funcției mitocondriale, intervenind în căile de semnalizare legate de îmbătrânire și modulând SASP, peptidele demonstrează capacitatea de a întârzia îmbătrânirea celulară.
Surse
[1] Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Peptide[M]//Kalidas C, Sangaranarayanan M V. Biophysical Chemistry: Techniques and Applications. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023:129-141.
[2] He X, Wan F, Su W și colab. Progresul cercetării privind îmbătrânirea pielii și ingrediente active[J]. Molecules, 2023,28(14},ARTICLE-NUMBER = {5556).DOI:10.3390/molecules28145556.
[3] Altay Benetti A, Tarbox T, Benetti C. Current Insights in the Formulation and Delivery of Therapeutic and Cosmeceutical Agents for Aging Skin [J]. Cosmetics, 2023,10(2},ARTICLE-NUMBER = {54).DOI:10.3390/cosmetics10020054.
[4] Wong P F. Editorial: Cellular Senescence: Causes, Consequences and Therapeutic Opportunities[J]. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022,10:884910.DOI:10.3389/fcell.2022.884910.
[5] Zonari A, Brace LE, Al-Katib K, et al. Peptida senoterapeutică reduce vârsta biologică a pielii și îmbunătățește markerii sănătății pielii[J]. Biorxiv, 2020. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:226263850.
[6] Kim SJ, Mehta HH, Wan J, și colab. Peptidele mitocondriale modulează funcția mitocondrială în timpul senescenței celulare [J]. Aging (Albany Ny), 2018,10(6):1239-1256.DOI:10.18632/aging.101463.
[7] Garrido AM, Bennett M. Evaluarea și consecințele senescenței celulare în ateroscleroză[J]. Aviz actual în lipidologie, 2016,27(5):431-438.DOI:10.1097/MOL.0000000000000327.
