Antioxidanten tegen veroudering immuunsysteem*
Een nieuwe Amerikaanse studie geeft steun aan de "vrije-radicalen-theorie" van veroudering, waarbij
vrije radicalen als waterstofperoxide (H₂O₂), afvalproducten van de normale stofwisseling, schade aan cellen veroorzaken wat bijdraagt aan zowel veroudering en aan leeftijd gerelateerde ziekten. In de studie werd gekeken naar stromale cellen, cellen die steun en vorm geven, doch die ook binnen het
immuunsysteem veel cruciale functies vervullen. Als bij het ouder worden tekorten ontstaan in de cellen van het enzym katalase (dat o.m. zorgt dat waterstofperoxide omgezet wordt in water en zuurstof) zorgt dit voor verouderingsschade. Uit de studie blijkt nu dat
antioxidanten in de voeding het tekort aan
katalase kunnen tegengaan.
De studie.
(Oktober 2015)
Scripps Florida Scientists Show How Aging Cripples the Immune System, Suggesting Benefits of Antioxidants
The Scripps Research Institute
Scientists from the Florida campus of The Scripps Research Institute (TSRI) have shown how aging cripples the production of new immune cells, decreasing the immune system’s response to vaccines and putting the elderly at risk of infection. The study goes on to show that antioxidants in the diet slow this damaging process.
The research, published in the journal Cell Reports, focused on an organ called the thymus, which produces T lymphocytes, critical immune cells that must be continuously replenished to respond to new infections.
“The thymus begins to atrophy rapidly in very early adulthood, simultaneously losing its function,” said TSRI Professor Howard Petrie. “This new study shows for the first time a mechanism for the long-suspected connection between normal immune function and antioxidants.”
Scientists have been hampered in their efforts to develop specific immune therapies for the elderly by a lack of knowledge of the underlying mechanisms of this process.
To explore these mechanisms, Dr. Petrie and his team developed a computational approach for analyzing the activity of genes in two major thymic cell types—stromal cells and lymphoid cells—in mouse tissues, which are similar to human tissues in terms of function and age-related atrophy. The team found that stromal cells were specifically deficient in an antioxidant enzyme called catalase, which resulted in elevated levels of the reactive oxygen by-products of metabolism and, subsequently, accelerated metabolic damage.
To confirm the central role of catalase, the scientists increased levels of this enzyme in genetically altered animal models, resulting in preservation of thymus size for a much longer period. In addition, animals that were given two common dietary antioxidants, including vitamin C, were also protected from the effects of aging on the thymus.
Taken together, the findings provide support for the “free-radical theory” of aging, which proposes that reactive oxygen species such as hydrogen peroxide, produced during normal metabolism, cause cellular damage that contributes to aging and age-related diseases.
While other studies have suggested that sex hormones, particularly androgens such as testosterone, play a major role in the aging process, it fails to answer the key question—why does the thymus atrophy so much more rapidly than other body tissues?
“There’s no question that the thymus is remarkably responsive to androgens,” Dr. Petrie noted, “but our study shows that the fundamental mechanism of aging in the thymus, namely accumulated metabolic damage, is the same as in other body tissues. However, the process is accelerated in the thymus by a deficiency in the essential protective effects of catalase, which is found at higher levels in almost all other body tissues.”
The first author of the study, “Metabolic Damage and Premature Thymus Aging Caused by Stromal Catalase Deficiency,” is Ann V Griffith, currently on the faculty of the University of Texas and working at TSRI at the time of the study. Other authors include Jianjun Shi and Mohammad Fallahi of TSRI; Andrew Farr and Peter Rabinovitch of the University of Washington; and Holly van Remmen and Luke Szweda of the Oklahoma Medical Research Foundation.
This work was supported by U.S. Public Health Service (grants AG031576 and AI103340).
· Full bibliographic informationCell Reports, 2015
Ann V. Griffith,1,5; Thomas Venables,1; Jianjun Shi,1; Andrew Farr,2; Holly van Remmen,3; Luke Szweda,3; Mohammad Fallahi,1; Peter Rabinovitch,4; and Howard T. Petrie, 1,*
1. Department of Immunology and Microbial Sciences, The Scripps Research Institute, 130 Scripps Way, Jupiter, FL 33458, USA
2. Departments of Biological Structure and Immunology, The University of Washington, South Lake Union E-411, 750 Republican Street, Box 358059, Seattle, WA 98109, USA
3. Free Radical Biology and Aging Research Program, The Oklahoma Medical Research Foundation, MS 21, 825 NE 13th Street, Oklahoma City, OK 73104, USA
4. Department of Pathology, The University of Washington, 1959 NE Pacific Avenue, HSB K-081, Box 357705, Seattle, WA 98195, USA
5. Present address: Department of Microbiology and Immunology, School of Medicine, University of Texas Health Science Center at San Antonio, 7703 Floyd Curl Drive-MC 7758, San Antonio, TX 78229, USA
*Correspondence: htpetrie@scripps.edu
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Scripps Florida Wetenschappers Toon
Aging Kreupelen het immuunsysteem, wat suggereert Voordelen van Antioxidanten
Het Scripps Research Institute
Wetenschappers van de campus van Florida van het Scripps Research Institute (TSRI)
hebben laten zien hoe de vergrijzing verlamt de productie van nieuwe
afweercellen, het verminderen van de reactie van het immuunsysteem op vaccins
en de invoering van de ouderen het risico van infectie. Het onderzoek laat
bovendien zien dat de antioxidanten in de voeding vertragen dit schadelijk
proces.
Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports, gericht op een
orgaan genaamd de thymus, die T-lymfocyten, kritische immuuncellen die
voortdurend moet worden aangevuld om te reageren op nieuwe infecties
veroorzaakt.
"De thymus snel begint te atrofie in een zeer vroege volwassenheid,
tegelijkertijd zijn functie te verliezen," zei TSRI professor Howard
Petrie. "Deze nieuwe studie toont voor de eerste keer een mechanisme voor
de lang verdachte verbinding tussen normale immuunfunctie en antioxidanten. '
Wetenschappers zijn belemmerd in hun inspanningen om specifieke immuun therapieën
voor ouderen ontwikkelen door een gebrek aan kennis van de onderliggende
mechanismen van dit proces.
Om deze mechanismen te verkennen, Dr. Petrie en zijn team ontwikkelde een
computationele benadering voor het analyseren van de activiteit van genen in
twee grote thymus celtypes-stromale cellen en lymfoïde cellen in de muis
weefsels, die vergelijkbaar zijn met menselijke weefsels zijn in termen van
functie en leeftijd gerelateerde atrofie. Het team gevonden dat stromale cellen
deficiënt in een specifiek antioxidant enzyme catalase, waardoor verhoogde
niveaus van reactieve zuurstof bijproducten van de stofwisseling en vervolgens
versnelde metabolische beschadiging.
De centrale rol van catalase bevestigen de wetenschappers verhoogde niveaus van
dit enzym in genetisch gemanipuleerde diermodellen, waardoor behoud van thymus
grootte voor een veel langere periode. Daarnaast werden dieren kregen twee
gemeenschappelijke voeding antioxidanten, zoals vitamine C, beschermd tegen de
effecten van veroudering op de thymus.
Samengevat, de bevindingen ondersteunen de "vrije radicalen theorie 'van
veroudering, waarin wordt voorgesteld dat reactieve zuurstofspecies zoals
waterstofperoxide, geproduceerd tijdens normaal metabolisme, cellulaire schade
veroorzaakt die bijdraagt aan veroudering en leeftijd
gerelateerde ziekten.
Terwijl andere studies hebben gesuggereerd dat geslachtshormonen, met name
androgenen zoals testosteron, spelen een belangrijke rol in het
verouderingsproces, het niet te antwoorden op de belangrijkste vraag, waarom de
thymus atrofie zo veel sneller dan andere lichaamsweefsels doet?
'Er is geen twijfel dat de thymus opmerkelijk reageert op androgenen, "Dr.
Petrie opgemerkt," maar onze studie blijkt dat het fundamentele mechanisme
van veroudering in de thymus, namelijk geaccumuleerde metabolische beschadiging
is hetzelfde als in andere lichaamsweefsels. Echter, het proces versneld in de
thymus van een tekort aan essentiële beschermende effecten van catalase, die
is gevonden op hogere niveaus in bijna alle andere lichaamsweefsels. "
De eerste auteur van de studie, "Metabolic Schade en Thymus voortijdige
huidveroudering door Stromal Catalase Deficiency," is Ann V Griffith, die
momenteel op de faculteit van de Universiteit van Texas en het werken op TSRI
op het moment van de studie. Andere auteurs behoren Jianjun Shi en Mohammad
Fallahi van TSRI; Andrew Farr en Peter Rabinovitch van de Universiteit van
Washington; en Hulst van Remmen en Luke Szweda van de Oklahoma Medical Research
Foundation.
Dit werk werd ondersteund door de US Public Health Service (subsidies AG031576
en AI103340).
Reacties: