Липофусцин - пигмент старения и его влияние на организм

Что такое липофусцин

Липофусцин – желто-коричневый пигмент, накапливающийся в лизосомах клеток, отвечающих за расщепление и переработку клеточных отходов. По мере старения клеток они становятся менее эффективными при переработке и удалении клеточных отходов, что приводит к накоплению липофусцина. 

Он состоит из сложной смеси липидов, белков и углеводов и относительно устойчив к деградации -  может сохраняться в клетках в течение многих лет. 

Его часто называют “пигментом старения”, поскольку считается, что он является результатом накопления клеточных остатков и окислительного стресса с течением времени. 

Липофусцин содержится во многих различных типах клеток по всему организму, включая нервные клетки, сердце и печень, это  надежный биомаркер возраста нейронов и, соответственно, их обладателей.

В мозге стареющего человека отложения липофусцина распределены неравномерно, а концентрируются в определенных областях. Преобладает мнение, что основным источником липофусцина является неполная лизосомальная деградация поврежденных митохондрий. Накопленные данные свидетельствуют о том, что липофусцин не безвреден, поскольку может нарушать функционирование, казалось бы, несвязанных клеточных систем, включая  убиквитин-протеасомный путь. 

По мере накопления липофусцина может возникнуть разрушительная петля обратной связи лизосомального и протеасомного ингибирования, что приводит к так называемой «мусорной катастрофе». 

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Узнать подробнее

Как образуется липофусцин?

Считается, что это результат сочетания факторов, включая окислительный стресс, митохондриальную дисфункцию и нарушение лизосомальной функции. 

Окислительный стресс возникает, когда существует дисбаланс между выработкой активных форм кислорода (АФК) и способностью клеток их нейтрализовать. АФК — это высокореактивные молекулы, которые могут повредить клеточные компоненты, включая липиды, белки и ДНК. По мере старения клеток они становятся менее эффективными в нейтрализации АФК, что приводит к усилению окислительного стресса и накоплению липофусцина.

Митохондриальная дисфункция также может способствовать образованию липофусцина. Митохондрии отвечают за выработку энергии внутри клеток, но они также производят АФК в качестве побочного продукта. По мере старения митохондрий они становятся менее эффективными в выработке энергии и более склонными к выработке АФК, что приводит к усилению окислительного стресса и накоплению липофусцина. 

Наконец, нарушенная функция лизосом также может способствовать накоплению липофусцина. Лизосомы отвечают за расщепление и переработку клеточных отходов, но со временем работают хуже. Это может привести к накоплению липофусцина в лизосомах, что еще больше ухудшает их функцию.

Влияние липофусцина на здоровье и старение организма

Липофусцин также классифицируется как тип липохромного пигмента, который обеспечивает окраску определенных частей тела, например глаз. Так, исследователи полагают, что чрезмерное накопление этой пигментации может вызвать возрастную дегенерацию желтого пятна. Это дегенеративное заболевание часто возникает у пожилых людей.

Избыточное накопление липофусцина связано и с другими заболеваниями.  Например, нейрональный цероидный липофусциноз, болезнь Баттена, которая описывается как заболевание, связанное с аномальным накоплением липофусцина в тканях организма. Это редкое смертельное заболевание, начинающееся в детстве. 

Другие нейродегенеративные расстройства, связанные с липофусцином, включают болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз, известный как болезнь Лу Герига.

Методы борьбы с накоплением липофусцина

В настоящее время не существует специфического лечения накопления липофусцина. Исследователи изучают ряд стратегий по предотвращению или уменьшению его накопления и связанных с ним рисков для здоровья.

Один из подходов заключается в использовании антиоксидантов для снижения окислительного стресса внутри клеток. Антиоксиданты, такие как витамин Е, витамин С и бета-каротин, могут нейтрализовать активные формы кислорода и уменьшить окислительное повреждение клеток. Хотя исследования показали неоднозначные результаты, существует мнение, что антиоксидантные добавки могут снизить риск возрастных заболеваний, таких как возрастная дегенерация желтого пятна и сердечно-сосудистые заболевания.

Другой подход заключается в усилении функции лизосом для улучшения деградации липофусцина и других продуктов клеточных отходов. Этого можно достичь за счет использования препаратов, воздействующих на лизосомы, таких как цистеамин, который, как было показано, снижает накопление липофусцина в клетках и улучшают лизосомальную функцию. Другие изучаемые стратегии включают использование препаратов, индуцирующих аутофагию для улучшения клеточного клиренса поврежденных органелл и белков. 

Кроме того, факторы образа жизни, такие как физические упражнения, здоровое питание и избегание токсинов окружающей среды, также могут помочь уменьшить накопление липофусцина и другие возрастные повреждения клеток.

Краткие выводы

Липофусцин — это пигмент, который накапливается в клетках по мере их старения, и это накопление связано с несколькими возрастными заболеваниями. 

Специального лечения накопления липофусцина не существует, ученые все еще  исследуют различные методы предотвращения или уменьшения его накопления. 

Они включают прием антиоксидантов, препаратов, воздействующих на лизосомы, и препаратов, вызывающих аутофагию, а также ведение здорового образа жизни.

Список использованной литературы

1. Brunk UT, Terman A. Lipofuscin: mechanisms of age-related accumulation and influence on cell function. Free Radic Biol Med. 2002 Sep 01;33(5).

2. Salmonowicz H, Passos JF. Detecting senescence: a new method for an old pigment. Aging Cell. 2017 Jun;16(3).

3. Skoczyńska A, Budzisz E, Trznadel-Grodzka E, Rotsztejn H. Melanin and lipofuscin as hallmarks of skin aging. Postepy Dermatol Alergol. 2017 Apr;34(2).

4. Moreno-García A, Kun A, Calero O, Medina M, Calero M. An Overview of the Role of Lipofuscin in Age-Related Neurodegeneration. Front Neurosci. 2018;12.

5. Terman A, Brunk UT. Aging as a catabolic malfunction. Int J Biochem Cell Biol. 2004 Dec;36(12).

6. Jung T, Bader N, Grune T. Lipofuscin: formation, distribution, and metabolic consequences. Ann N Y Acad Sci. 2007 Nov;1119. 

7. Seehafer SS, Pearce DA. You say lipofuscin, we say ceroid: defining autofluorescent storage material. Neurobiol Aging. 2006 Apr;27(4).