Nesaturarea membranelor şi longevitatea
ARTICOLE RECOMANDATE
AUTORI: José L. Quiles, M.D., şi M. Carmen Ramírez-Tortosa, M.D.
Una dintre cele mai importante constatări privind acizii graşi şi îmbătrânirea, vine din efortul de colaborare dintre Dr. Pamplona, Lleida, şi Dr. Barja, Madrid, ambii din Spania. Aceşti savanţi au demonstrat în ultimul deceniu ceva ce pare a fi crucial să fie înţeles – aceasta fiind explicarea şi actualizarea teoriei mitocondriale a radicalilor liberi a îmbătrânirii. Pe scurt, s-a dovedit prin studii comparative că mamiferele şi păsările longevive, au regimuri mai scăzute ale producţiei mitocondriale de specii reactive de oxigen (ROS), şi nivel mai scăzut al distrugerii oxidative în ADN-ul mitocondrial (mtADN) (Pamplona et al., 2002). Acum este de asemeni posibil să afirmăm, că mamiferele şi păsarile longevive au un grad mai scăzut al nesaturării în membranele lor celulare (Sanz et al., 2006). Cu alte cuvinte, animalele cu speranţă de viaţă mai ridicată, au membrane cu un conţinut de acizi graşi mai puţin susceptibili la peroxidarea lipidică. Ceea ce conduce către un nivel mai scăzut al peroxidării lipidice, şi al modificării proteinelor provenite din oxidarea lipidelor la astfel de specii (Pamplona et al., 1998, 1999, 2000a,b, 2002, 2004; Herrero et al., 2001; Sanz et al., 2006).
După cum s-a afirmat anterior, distrugerea oxidativă a lipidelor din membrane, este extrem de importantă pentru îmbătrânire. Acizii graşi polinesaturaţi ai fosfolipidelor din membrane, sunt foarte vulnerabili la oxidare. Astfel, în această privinţă, membranele foarte bogate în PUFA ar trebui să fie mult mai vulnerabile pentru oxidare, decât cele având un nivel mai scăzut de acizi graşi foarte nesaturaţi (AGN). Un studiu asupra profilului membranelor mitocondriale hepatice de la opt specii animale cu o speranţă maximă de viaţă între 3.5 şi 46 de ani, a relevat că gradul de nesaturare al acizilor graşi, este invers corelat cu speranţa maximă de viaţă (Pamplona et al., 1998). Autorii au insistat că acest lucru nu a fost datorat unui conţinut scăzut de AGN, dar în primul rând redistribuţiei între componentele seriei acizilor graşi n-3. Ceea ce s-a întâmplat a fost că acidul docosahexaenoic (22:6n-3) era predominant la animalele cu o longevitate scăzută, în timp ce la speciile cu longevitate crescută, acidul gras n-3 predominant era acidul linolenic (18:3n-3). Această diferenţă ar putea explica de ce acizii graşi ai speciilor longevive, au cel mai scăzut indice de peroxidabilitate (numărul total de duble legături prezente în AGN din membrană). Ceva similar a fost descoperit de către aceşti autori în profilul acizilor graşi ai mitocondriilor celulelor cardiace pentru opt specii diferite (şoarece, şobolan, porc de Guineea, iepure, oaie, porc, vacă şi cal), la care AG intens nesaturat 22:6n-3 predomina la speciile cu longevitate scăzută, în timp ce 18:2n-6 era dominant la cele cu longevitate ridicată (Pamplona et al., 1999). Redistribuţia acestor acizi graşi între specii, poate fi atribuită diferenţelor între sistemele elongază şi desaturază, în principal la nivelul căilor de biosintetizare ale 20:4n-6 (acid arahidonic) şi 22:6n-3 din precursorii lor alimentari, 18:2n-6 (acidul linoleic) şi 18:3n-3. După cum este foarte bine cunoscut, un control precis al căilor elongării şi desaturării, este crucial pentru menţinerea funcţiei membranei prin fluidizare şi semnalizare corespunzătoare, şi alte căi (Sanz et al., 2006).
Care este semnificaţia fiziologică a gradului mai scăzut de nesaturare la animalele longevive? Couture şi Hulbert (1995) au afirmat că indexul scăzut al dublei legături (IDL) prezent la mamiferele de mari dimensiuni, este corelat cu necesitatea descreşterii ratei lor metabolice. Acest lucru se presupune că se întâmplă fiindcă un IDL scăzut conduce către o permeabilitate mai scăzută pentru ioni, pompa de ioni fiind unul din principalii determinanţi ai ratei metabolice. Dimensiunea corporală a fost de asemeni negativ corelată cu permeabilitatea pentru Na+ şi K+ în hepatocitele ficatului (Porter şi Brand, 1995), şi pentru H+ în membranele mitocondriale interioare (Porter and Brand, 1993). În orice caz, deşi această explicaţie ar putea fi plauzibilă pentru mamifere de mărimi diferite, Pamplona şi colab. (2202) afirmă ca nu poate explica IDL scăzut al păsărilor, dat fiind că au o rată metabolică similară sau chiar mai ridicată decât cea a mamiferelor cu dimensiuni similare. Aceşti autori presupun că există în schimb o legătură între IDL şi rata metabolică, o corelaţie legitimă între IDL, peroxidarea lipidică, şi distrugerea oxidativă.
Diferenţele de peroxidabilitate între specii, ar trebui să conducă la diferenţe de oxidare la nivelul lipidelor, ADN-ului sau proteinelor. De fapt, acest lucru a fost confirmat. De exemplu, au fost făcute studii ale diferenţelor acizilor graşi între o specie cu durata vieţii scurtă, cum ar fi şobolanul (speranţa maximă de viaţă (SPMV) = 4 ani), vs. o specie cu durată de viaţa lungă, precum porumbelul (SPMV) = 35 ani), apropo de peroxidarea lipidelor şi modificarea proteinelor asociată lipo-oxidării mitocondriilor cardiace (Pamplona et al., 1999). Rezultatele au fost cele preconizate, în sensul că prezenţa scăzută a mai puţine duble legături pentru diverse lipide ale porumbelului (cu înlocuirea AG intens netsaturat 22:6n-3 sau 20:4n-6, pentru AG mai puţin nesaturat 18:1n-9 sau 18:2n-6), erau asociate cu o concentraţie mai scăzută a produşilor de peroxidare lipidică in vivo, şi un nivel mai scăzut de aduct proteic malondialdehidă-lisină în mitocondriile cardiace la porumbei, decât la şobolani. Conform acestor rezultate, autorii sugerează că nivelul constitutiv de nesaturare al animalelor longevive ajută la protejarea ţesuturilor lor şi a mitocondriilor împotriva peroxidării lipidice şi modificării oxidative a proteinelor, şi poate fi un factor contribuitor pentru ritmul scăzut al îmbătrânirii. Rezultate comparabile au fost de asemeni descrise pentru mitocondriile hepatice la şoarec, şobolan, porc de Guinea, câine, porc, vacă şi cal (potenţialul maxim al speranţei de viaţă se întinde de la 3.5 la 46 ani) legat de peroxidarea lipidelor, precum şi prezenţa nivelurilor staţionare de aduct malondialdehidă-lisină şi Nε-carboximetil-lisină.
Pe scurt, studiile mai sus menţionate oferă o corelaţie între longevitatea maximă a animalelor, şi gradul de nesaturare al acizilor graşi din membrane. Această corelaţie se alătură celei anterior stabilite între rata de generare a oxigen-radicalilor mitocondriali, şi longevitatea maximă a animalelor. La vertebratele homeotermice longevive, atât producţia de radicali liberi, cât şi nesaturarea acizilor graşi din membrane, sunt mai scăzute, oferind o explicaţie pentru unele din principalele cauze ale ritmului de îmbătrânire scăzut, specific acestor animale. Nu au fost derulate studii asupra acestor aspecte în ce priveşte grăsimile alimentare, şi după cum va fi determinat mai jos, acesta este un alt aspect remarcabil al acizilor graşi şi îmbătrânirii.
longevitate; specii; îmbătrânire; nesaturare; membrane
SURSA: V. Membrane Unsaturation and Longevity -pag 960, cap 40
Fatty Acids in Foods and their Health Implications,