Ключевая роль магния в замедлении эффектов старения

Старение связано со многими биологическими, физиологическими и психологическими изменениями, некоторые из которых включают снижение когнитивных функций, поседение волос, слабость и повышенный риск некоторых заболеваний. Старение также увеличивает риск хронических заболеваний, таких как диабет, высокое кровяное давление и сердечно-сосудистые заболевания.

Большинство пожилых людей страдают от хронического дефицита магния или гипомагниемии., Это может быть связано с низким содержанием магния в пище, снижением кишечной абсорбции и увеличением мочеиспускания. В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Питательные вещества, Исследователи обсуждают роль магния в старении.

Стади: Магний и признаки старения. Изображение предоставлено: Монтичелло / Shutterstock.com

Роль магния в истощении теломер

Теломеры расположены на обоих концах хромосом, тем самым защищая их от разрушения и слияния с другими хромосомами для сохранения генетической информации. После каждого деления клетки теряется от 50 до 100 пар оснований теломерной ДНК; Следовательно, теломеры с возрастом укорачиваются.

Когда теломеры достигают критической короткой длины, они распознаются клетками, и репликация нарушается, что приводит к старению клеток. Предыдущие исследования показали, что магний поддерживает структуру и целостность теломерного хроматина, а также поддерживает регуляцию теломеразы.

Генетическая нестабильность

Генетическая нестабильность, включающая повреждение ДНК, хромосомные аномалии и мутации, является основной движущей силой старения. Геномная нестабильность вызвана окислительным стрессом, эпигенетическими изменениями, недостаточной репарацией ДНК и сохранением теломер.

На протяжении всего клеточного цикла магний необходим для стабилизации сборки хроматина. Более того, бороздки ДНК содержат специфические сайты связывания Mg, что иллюстрирует его роль в синтезе ДНК.

Недостаточный уровень магния вызывает нестабильность ДНК из-за окислительного стресса, поскольку магний активирует различные ферменты, участвующие в восстановлении ДНК. Таким образом, магний играет решающую роль в процессе репликации ДНК и поддержании стабильности генома.

Эпигенетические изменения

Эпигенетические модификации относятся к модификации геномной экспрессии без изменений последовательности ДНК. Геном может быть изменен факторами образа жизни, диетой и фармацевтическими препаратами. Кроме того, возрастная воспалительная среда и ингибирующие молекулы, высвобождаемые из стрессированных клеток, могут привести к эпигенетическим изменениям, которые могут изменить клеточную функцию.

Несколько исследований подчеркнули связь магния с эпигенетикой. Например, гипомагниемия приводит к снижению активности промоторов 11-бета-гидроксистероиддегидрогеназы печени (Hsd11b2), влияя на метаболизм новорожденных детей.

Потеря простаты

Изменения стабильности белков связаны с плохой стабильностью белков и их неправильной укладкой. Многие возрастные хронические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, возникают из-за нарушения регуляции ингибирования протеасом. Самое главное, что низкий уровень магния в мозге может привести к ряду неврологических расстройств, включая эпилепсию, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и мигрень.

Магний подавляет выработку фактора некроза опухоли α (TNF-α) и интерлейкина 1β (IL-1β), а также поддерживает клиренс молекул-предшественников амилоида β (Aβ) через пути протеасомной деградации. Магний также ингибирует рецепторы N-метил-D-аспартата (NMDA) и увеличивает возбуждающую нейротрансмиссию.

Митохондриальная дисфункция

Митохондрии участвуют во многих клеточных сигнальных процессах, которые определяют судьбу клеток, включая выживание и смерть клеток посредством апоптоза. Дисфункциональные митохондрии могут привести к постоянно низким уровням клеточного аденозинтрифосфата (АТФ) в течение длительных периодов времени, что может привести к хроническому воспалению, повреждению клеток и окислительному стрессу. Эти состояния также связаны с возрастными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

Магний связывается с АТФ, образуя комплекс Mg-АТФ. Присутствие свободного внутриклеточного магния связано с развитием высокого кровяного давления и диабета, которые более распространены среди пожилых людей. Низкий уровень магния также связан с повреждением окислительным стрессом за счет снижения перекисного окисления липидов и активности антиоксидантных ферментов.

Клеточное старение

Клеточное старение связано с клеточным стрессом и необратимым повреждением ДНК. Дополнительные особенности старения включают связанную со старением митохондриальную дисфункцию, изменение передачи сигналов о питательных веществах и стрессе, а также аутофагию/дисфункцию аутофагии.

Некоторые клеточные изменения, происходящие во время старения, аналогичны тем, которые вызваны гипомагниемией, включая снижение защиты от окислительного стресса, жизнеспособности клеток, прогрессирования клеточного цикла и повышенный риск экспрессии факторов транскрипции.

Истощение стволовых клеток

Ткани человека поддерживаются стволовыми клетками благодаря их способности к самообновлению. Более конкретно, стволовые клетки могут дифференцироваться в клетки-предшественники, из которых развиваются различные ткани.

Предыдущие исследования показали, что снижение регенеративной способности гемопоэтических клеток из-за старения связано со снижением производства адаптивных иммунных клеток, что известно как иммуностарение.

Магний тесно связан с иммунными реакциями. Например, магний является кофактором продукции иммуноглобулина (Ig), антителозависимого цитолиза, ответа макрофагов на лимфокины и адгезии иммунных клеток.

Выводы

Поскольку ход старения варьируется, его можно изменить за счет потребления магния и изменения образа жизни. В настоящем обзоре обсуждается важность адекватного уровня магния на протяжении всей жизни, который может способствовать здоровому старению.