Το κρύο ενεργοποιεί έναν κυτταρικό μηχανισμό καθαρισμού που διασπά τις επιβλαβείς συσσωματώσεις πρωτεϊνών που ευθύνονται για διάφορες ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση. Τα τελευταία χρόνια, μελέτες σε διαφορετικούς οργανισμούς-μοντέλους έχουν ήδη δείξει ότι το προσδόκιμο ζωής αυξάνεται σημαντικά όταν η θερμοκρασία του σώματος μειώνεται. Ωστόσο, το πώς ακριβώς λειτουργεί αυτό είναι ακόμα ασαφές σε πολλούς τομείς. Μια ερευνητική ομάδα στο CECAD Cluster of Excellence in Aging Research του Πανεπιστημίου της Κολωνίας ξεκλείδωσε τώρα έναν υπεύθυνο μηχανισμό. Η μελέτη εμφανίζεται στο Nature Aging.
Ο καθηγητής Δρ David Vilchez και η ομάδα εργασίας του χρησιμοποίησαν έναν οργανισμό-μοντέλο μη σπονδυλωτών, τον νηματώδη Caenorhabditis elegans και καλλιέργησαν ανθρώπινα κύτταρα. Και οι δύο έφεραν τα γονίδια για δύο νευροεκφυλιστικές ασθένειες που εμφανίζονται συνήθως σε μεγάλη ηλικία: την αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) και τη νόσο του Huntington. Και οι δύο ασθένειες χαρακτηρίζονται από συσσωρεύσεις επιβλαβών και επιβλαβών πρωτεϊνικών εναποθέσεων — τις λεγόμενες παθολογικές πρωτεϊνικές συσσωματώσεις. Και στους δύο μοντέλους οργανισμούς, το κρύο αφαίρεσε ενεργά τις συστάδες πρωτεΐνης, αποτρέποντας έτσι τη συσσώρευση πρωτεΐνης που είναι παθολογική τόσο στη νόσο του ALS όσο και στη νόσο του Huntington.
Πιο συγκεκριμένα, οι επιστήμονες διερεύνησαν την επίδραση του κρύου στη δραστηριότητα των πρωτεασωμάτων, ενός κυτταρικού μηχανισμού που αφαιρεί τις κατεστραμμένες πρωτεΐνες από τα κύτταρα. Η έρευνα αποκάλυψε ότι ο ενεργοποιητής πρωτεασώματος PA28γ/PSME3 μετριάζει τα ελλείμματα που προκαλούνται από τη γήρανση τόσο στα νηματώδη όσο και στα ανθρώπινα κύτταρα. Και στις δύο περιπτώσεις, ήταν δυνατό να ενεργοποιηθεί η πρωτεασωμική δραστηριότητα μέσω μιας μέτριας μείωσης της θερμοκρασίας.
“Συνολικά, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν πώς κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, το κρύο έχει διατηρήσει την επιρροή του στη ρύθμιση των πρωτεασωμάτων – με θεραπευτικές επιπτώσεις για τη γήρανση και τις ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση”, δήλωσε ο καθηγητής Vilchez. Η γήρανση είναι ένας σημαντικός παράγοντας κινδύνου για αρκετές νευροεκφυλιστικές ασθένειες που σχετίζονται με τη συσσώρευση πρωτεϊνών, όπως:
- Αλτσχάιμερ,
- Πάρκινσον,
- Χάντινγκτον,
- ALS.
Ο Vilchez πρόσθεσε, «Πιστεύουμε ότι αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να εφαρμοστούν σε άλλες νευροεκφυλιστικές ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία καθώς και σε άλλα είδη ζώων». Ένα βασικό εύρημα ήταν ότι η δραστηριότητα του πρωτεασώματος μπορεί επίσης να αυξηθεί με γενετική υπερέκφραση του ενεργοποιητή. Με αυτόν τον τρόπο, οι πρωτεΐνες που προκαλούν ασθένειες μπορούν να αποβληθούν ακόμη και σε φυσιολογική θερμοκρασία σώματος των 37 βαθμών Κελσίου. Αυτά τα αποτελέσματα μπορεί να παρέχουν θεραπευτικούς στόχους για τη γήρανση και τις ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση.
Είναι από καιρό γνωστό ότι ενώ οι εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες μπορεί να είναι επιβλαβείς για τους οργανισμούς, μια μέτρια μείωση της θερμοκρασίας του σώματος μπορεί να έχει πολύ θετικά αποτελέσματα. Για παράδειγμα, μια χαμηλότερη θερμοκρασία σώματος παρατείνει τη μακροζωία ψυχρόαιμων ζώων όπως τα σκουλήκια, οι μύγες ή τα ψάρια, των οποίων η θερμοκρασία σώματος κυμαίνεται ανάλογα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
Ωστόσο, το ίδιο φαινόμενο ισχύει και για τα θηλαστικά, τα οποία διατηρούν τη θερμοκρασία του σώματός τους σε στενό εύρος, ανεξάρτητα από το πόσο κρύο ή ζεστό είναι το περιβάλλον τους. Για παράδειγμα, ο νηματώδης ζει πολύ περισσότερο εάν μετακινηθεί από την τυπική θερμοκρασία των 20 βαθμών Κελσίου σε μια ψυχρότερη θερμοκρασία των 15 βαθμών Κελσίου. Και στα ποντίκια, μια ελαφρά μείωση της θερμοκρασίας του σώματος κατά μόλις 0,5 βαθμούς παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους. Αυτό υποστηρίζει την υπόθεση ότι η μείωση της θερμοκρασίας παίζει κεντρικό ρόλο στη μακροζωία στο ζωικό βασίλειο και είναι ένας καλά διατηρημένος εξελικτικός μηχανισμός.
Ακόμη και στον άνθρωπο, έχει αναφερθεί συσχέτιση μεταξύ της θερμοκρασίας του σώματος και της διάρκειας ζωής. Η κανονική θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος είναι μεταξύ 36,5 και 37 βαθμών Κελσίου. Ενώ μια οξεία πτώση της θερμοκρασίας του σώματος κάτω από τους 35 βαθμούς οδηγεί σε υποθερμία, η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος κυμαίνεται ελαφρά κατά τη διάρκεια της ημέρας και φτάνει ακόμη και τους 36 βαθμούς κατά τη διάρκεια του ύπνου.
Είναι ενδιαφέρον ότι μια προηγούμενη μελέτη ανέφερε ότι η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος μειώνεται σταθερά κατά 0,03 βαθμούς Κελσίου ανά δεκαετία από τη Βιομηχανική Επανάσταση, υποδηλώνοντας μια πιθανή σχέση με την προοδευτική αύξηση του προσδόκιμου ζωής του ανθρώπου τα τελευταία 160 χρόνια. Η έρευνα διεξήχθη στο CECAD Cluster of Excellence in Aging Research του Πανεπιστημίου της Κολωνίας.