Envelhecer é um processo biológico inevitável. Em um cenário ideal, essa fase da vida seria dedicada ao descanso e ao aproveitamento dos frutos do próprio trabalho. Mas o envelhecimento também tem um lado mais sombrio, frequentemente associado a doenças.
A cada segundo, as células realizam bilhões de reações bioquímicas que sustentam funções essenciais à vida e formam uma rede metabólica altamente interligada. Essa rede permite que as células cresçam, se multipliquem e se reparem; quando ela é afetada, pode impulsionar o processo de envelhecimento.
Mas será que o envelhecimento provoca o declínio metabólico, ou é a desregulação do metabolismo que acelera o envelhecimento? Ou acontecem as duas coisas?
Para investigar essa questão de causa e efeito, é preciso primeiro compreender como os processos metabólicos se deterioram durante o envelhecimento e as doenças.
Sou cientista e pesquisadora, e meu laboratório se dedica a explorar a complexa relação entre metabolismo, estresse e envelhecimento. Esperamos que esse trabalho ajude a desenvolver estratégias para promover um envelhecimento mais saudável e uma vida mais plena.
A relação entre metabolismo e envelhecimento
O envelhecimento é o principal fator de risco para muitas das doenças mais comuns na sociedade, entre elas diabetes, câncer, doenças cardiovasculares e distúrbios neurodegenerativos.
Um fator central para o surgimento desses problemas de saúde é a perda da homeostase, ou equilíbrio, celular e metabólica.
Quando a homeostase é afetada, o ambiente interno do organismo se torna instável. Os desequilíbrios resultantes podem desencadear uma série de problemas, como distúrbios metabólicos, doenças crônicas e prejuízos às funções celulares que contribuem para o envelhecimento e outras condições graves.
A desregulação do metabolismo está associada a várias características das células envelhecidas, como o encurtamento dos telômeros - danos às extremidades protetoras dos cromossomos - e a instabilidade genômica, isto é, a tendência ao surgimento de mutações genéticas.
Um metabolismo disfuncional também se relaciona ao mau funcionamento das mitocôndrias, à senescência celular, que ocorre quando as células deixam de se dividir, ao desequilíbrio dos microrganismos intestinais e à menor capacidade das células de detectar e responder a diferentes nutrientes.
Distúrbios neurológicos, como a doença de Alzheimer, são exemplos importantes de condições associadas à idade nas quais há uma forte ligação entre metabolismo desregulado e perda de função.
Em um estudo anterior, minha equipe descobriu, por exemplo, que a capacidade das células da medula óssea de camundongos envelhecidos de produzir, armazenar e utilizar energia é reduzida pelo aumento da atividade de uma proteína que modula a inflamação.
Esse estado de deficiência energética aumenta a inflamação, que se agrava porque essas células envelhecidas dependem da glicose como principal fonte de combustível.
Porém, ao inibir experimentalmente essa proteína nas células da medula óssea de camundongos envelhecidos, foi possível revitalizar a capacidade celular de produzir energia, reduzir a inflamação e melhorar a plasticidade de uma região cerebral envolvida na memória.
A descoberta sugere que parte do envelhecimento cognitivo poderia ser revertida por meio da reprogramação do metabolismo da glicose nas células da medula óssea, restaurando as funções imunológicas.
Reaproveitamento de medicamentos para tratar o Alzheimer
Em uma pesquisa recém-publicada, minha equipe e eu identificamos uma nova conexão entre a desregulação do metabolismo da glicose e as doenças neurodegenerativas. Isso nos levou a identificar um medicamento desenvolvido originalmente para o câncer que poderia ser usado no tratamento do Alzheimer.
Concentramos nossa atenção em uma enzima chamada IDO1, que tem papel fundamental na primeira etapa da decomposição do aminoácido triptofano.
Essa via produz um composto importante chamado quinurenina, que alimenta outras vias energéticas e respostas inflamatórias. Em excesso, porém, a quinurenina pode causar efeitos prejudiciais, inclusive aumentar o risco de desenvolver Alzheimer.
Constatamos que a inibição da IDO1 pode recuperar a memória e a função cerebral em diversos modelos pré-clínicos, incluindo culturas de células e camundongos. Para entender o motivo, analisamos o metabolismo das células cerebrais.
O cérebro está entre os tecidos do corpo mais dependentes de glicose. A incapacidade de usar adequadamente essa substância para sustentar processos cerebrais essenciais pode levar ao declínio metabólico e cognitivo.
Níveis elevados de IDO1 reduzem o metabolismo da glicose ao produzir quinurenina em excesso. Assim, os inibidores de IDO1, desenvolvidos inicialmente para tratar cânceres como melanoma, leucemia e câncer de mama, poderiam ser reaproveitados para diminuir a quinurenina e melhorar a função cerebral.
Ao utilizar diferentes modelos de laboratório, incluindo camundongos e células de pacientes com Alzheimer, também descobrimos que os inibidores de IDO1 podem restaurar o metabolismo da glicose nas células cerebrais.
Além disso, ao bloquear a IDO1, conseguimos restaurar o metabolismo da glicose em camundongos com acúmulo tanto de amiloide quanto de tau - proteínas anormais envolvidas em diversos distúrbios neurodegenerativos. Acreditamos que o reaproveitamento desses inibidores possa beneficiar o tratamento de diferentes distúrbios neurodegenerativos.
Como promover um envelhecimento cognitivo mais saudável
Os efeitos dos distúrbios neurológicos e do declínio metabólico representam um grande ônus para as pessoas, as famílias e a economia.
Embora muitos cientistas tenham se concentrado nas consequências dessas doenças, por exemplo, controlando os sintomas e retardando sua progressão, tratá-las mais cedo pode melhorar a cognição durante o envelhecimento.
Nossos resultados indicam que atuar sobre o metabolismo tem potencial não apenas para retardar o declínio neurológico, mas também para reverter a progressão de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer, Parkinson e demência.
Novas descobertas na interseção entre estresse, metabolismo e envelhecimento podem abrir caminho para um envelhecimento mais saudável. Mais pesquisas podem ampliar nossa compreensão sobre como o metabolismo afeta as respostas ao estresse e o equilíbrio celular ao longo da vida.
Melanie R. McReynolds, professora assistente de bioquímica da Penn State
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário