Cyklus kyseliny trikarboxylové (TCA), často označovaný jako Krebsův cyklus, je klíčovou součástí procesu, kterým mitochondrie produkují energii potřebnou pro fungování buněk. S věkem však dochází k poklesu mitochondriální funkce v celém těle, což narušuje funkci buněk a tkání, zejména těch energeticky náročných, jako jsou mozek a svaly. Tento úbytek mitochondriální aktivity je považován za důsledek kombinace poškození mitochondriální DNA a nevhodných změn v expresi genů, které jsou důležité pro produkci energie v mitochondriích. Vědci nyní ukazují, že s věkem klesá produkce proteinů Krebsova cyklu, což přispívá k celkové mitochondriální dysfunkci.
Pokles genové exprese v jaterních buňkách
Stárnutí je spojeno s úbytkem fyziologických funkcí a se zvýšeným rizikem metabolických poruch. Játra, která hrají klíčovou roli v metabolismu, procházejí během stárnutí významnými změnami, což může přispívat k celkové metabolické dysfunkci. Nedávná studie zkoumá, jak se mění exprese genů zapojených do cyklu TCA v játrech během stárnutí. Pomocí analýzy dat z projektu GTEx, který se zaměřuje na expresi genů v různých tkáních, vědci zhodnotili změny genové exprese související s věkem v lidských játrech. Pro potvrzení těchto výsledků provedli podobné experimenty na mladých a starých myších, kde měřili expresi klíčových genů cyklu TCA pomocí kvantitativní PCR.
Výsledky analýzy a význam pro metabolismus
Analýza dat GTEx ukázala výrazné snížení exprese mnoha genů, které jsou nezbytné pro metabolismus, jako například FTO (gen spojený s tukovou hmotou a obezitou) a ADIPOR1 (receptor pro adiponektin). Nejvíce zasaženým metabolickým procesem byl právě cyklus TCA, přičemž více genů bylo u starších lidí méně aktivních. Tento úbytek byl potvrzen i ve studii na stárnoucích myších, které také vykazovaly sníženou expresi několika genů cyklu TCA. Tyto výsledky naznačují, že pokles aktivity cyklu TCA je konzervovaný proces, který může vést ke snížené mitochondriální funkci a produkci energie v játrech. Tento úbytek v exprese genů cyklu TCA může přispívat k metabolické dysfunkci a ke zvýšené náchylnosti k nemocem spojeným s věkem.
Možnosti budoucího výzkumu a intervence
Lepší pochopení molekulárního základu těchto změn přináší nové poznatky o procesu stárnutí a zároveň poukazuje na potenciální cíle pro intervence zaměřené na podporu zdravého stárnutí a prevenci metabolických poruch. Zjištění týkající se konzistentního poklesu exprese genů cyklu TCA v játrech starších jedinců naznačují, že by mohla být vyvinuta cílená terapie na podporu mitochondriálních funkcí, čímž by se snížilo riziko metabolických poruch ve stáří.