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La exposición a la luz azul puede acelerar el envejecimiento
Un estudio de nueva frontera en la edad proporciona información sobre los nuevos mecanismos mediante los cuales la exposición a la luz azul (BL) en moscas interfiere con las vías metabólicas celulares no retinianas. Estos resultados indican que es probable que la exposición a BL tenga efectos similares en las células humanas, como por ejemplo en la piel, la grasa y otros tejidos. Aprenda: La luz azul crónica provoca un envejecimiento acelerado en Drosophila al alterar el metabolismo energético y los niveles de neurotransmisores. Crédito de la foto: Aleksy Boyko / Shutterstock.com Antecedentes BL, un componente común de los diodos emisores de luz (LED), es una luz de alta energía y longitud de onda corta que puede causar daño a la retina. Estudios anteriores sugieren que el BL puede causar degeneración de la retina, maculopatía relacionada con la edad...
La exposición a la luz azul puede acelerar el envejecimiento
uno nuevo Límites en la vejez El estudio proporciona información sobre los nuevos mecanismos por los cuales la exposición a la luz azul interfiere con las vías metabólicas celulares no retinianas en las moscas. Estos resultados indican que es probable que la exposición a BL tenga efectos similares en las células humanas, como por ejemplo en la piel, la grasa y otros tejidos.
Aprender: La luz azul crónica provoca un envejecimiento acelerado en Drosophila al alterar el metabolismo energético y los niveles de neurotransmisores.Crédito de la foto: Aleksy Boyko / Shutterstock.com
fondo
BL, un componente común de los diodos emisores de luz (LED), es una luz de alta energía con longitudes de onda cortas que puede causar daño a la retina. Estudios anteriores sugieren que la BL puede causar degeneración de la retina, maculopatía relacionada con la edad y glaucoma; Sin embargo, los mecanismos responsables de la fototoxicidad asociada a BL aún no están claros.
Drosophila melanogaster, más comúnmente conocida como mosca de la fruta, también exhibe fototoxicidad aguda por BL. La exposición de ojos compuestos a BL produce peroxidación lipídica, estrés oxidativo y degeneración de la retina debido a la fototransducción. Estos efectos se han informado en moscas salvajes y mutantes con ojos extirpados (eya2).
Sobre estudiar
El estudio actual tuvo como objetivo determinar los efectos de la exposición crónica a BL en las vías metabólicas dentro de los tejidos extrarretinianos de eya2.
En este caso, las moscas se mantuvieron en completa oscuridad o exposición constante a BL durante 10 o 14 días. Los perfiles de metabolitos celulares se evaluaron mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS) y cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS).
Resultados del estudio
La exposición constante a BL redujo significativamente la longevidad de eya2. Investigaciones adicionales revelaron una disminución más significativa en la longevidad de las moscas expuestas a BL durante 14 días en comparación con aquellas expuestas a BL durante 10 días.
No se registraron muertes en ninguno de estos momentos. Sin embargo, algunas moscas que permanecieron bajo exposición constante a BL murieron después de 16 días, mientras que otras sobrevivieron en oscuridad constante (DD). Esta observación implica que las moscas pueden sufrir daños irreversibles o reversibles debido a la exposición constante a BL.
Luego, los investigadores evaluaron la neurodegeneración en moscas macho mutantes expuestas a BL durante 10, 14 o 16 días y compararon estos resultados con los controles de DD en los mismos momentos. Con este fin, 10 días de exposición constante a BL tuvieron una vacuolización insignificante similar a la observada en los controles DD. Sin embargo, después de 14 días, se observó una vacuolización cerebral significativa en las moscas expuestas a BL en comparación con los controles DD en ese momento.
Se llevaron a cabo investigaciones adicionales de los perfiles metabólicos de eya2 masculino después de una exposición constante a BL a los 10 y 14 días utilizando LC-MS y GC-MS. LC-MS de moscas expuestas a BL durante 10 días identificó 175 metabolitos, nueve de ellos significativamente alterados en comparación con los controles DD.
El análisis de componentes principales (PCA) reveló una separación débil y una tasa de cobertura mínima. Además, los niveles de la mayoría de los metabolitos se redujeron después de una exposición constante a BL.
La LC-MS de moscas expuestas a BL durante 14 días dio como resultado la identificación de 176 metabolitos, 30 de los cuales estaban significativamente alterados en comparación con los controles DD. Esto indica que se indujeron cambios metabólicos más significativos a medida que aumentaba la duración de la exposición a BL.
De los 30 metabolitos, 21 estaban regulados negativamente y nueve estaban regulados positivamente. Con la excepción de uridina difosfato-glucosa (UPD-glucosa), hidroxipropionato y 3-ureidopropanoato, la mayoría de los metabolitos que se alteraron después de 10 días de exposición constante a BL permanecieron significativamente alterados después de 14 días. Los niveles de riboflavina y succinato mostraron las reducciones y aumentos más significativos, respectivamente, de todos los metabolitos.
La GC-MS de moscas expuestas a BL durante 14 días detectó un total de 87 metabolitos, 10 de los cuales estaban significativamente alterados. La exposición constante a BL también redujo los niveles de metabolitos.
Se detectaron un total de cinco metabolitos regulados negativamente y cinco metabolitos regulados positivamente. Hubo diferencias significativas en las concentraciones de beta-alanina, glicerol-3-fosfato (G3P) y succinato. También se observaron cambios significativos en los metabolitos del ácido 3-aminoisobutanoico, treonina, citrato, isoleucina y homoserina.
Tanto la LC-MS como la GC-MS en moscas con exposición constante a BL mostraron que el succinato es uno de los metabolitos más elevados, lo que sugiere una actividad alterada de la enzima succinato deshidrogenasa (SDH). Cuando se evaluó la actividad de SDH tanto en el control DD como en las moscas expuestas a BL durante 10 y 14 días, se observó una reducción significativa en la actividad de SDH después de la exposición a BL en ambos momentos. Por tanto, los niveles de SDH se pueden utilizar para determinar el deterioro metabólico.
El metabolismo de la alanina, el aspartato y el glutamato (AAG), así como el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), el metabolismo del butanoato y el metabolismo de la riboflavina fueron las vías metabólicas más alteradas después de la exposición a BL. La exposición a BL también redujo significativamente los niveles de muchos aminoácidos no esenciales como aspartato, glutamato, asparagina, alanina y arginosuccinato.
Los metabolitos del ciclo del TCA, como el acetoacetato, el citrato y el piruvato derivado de la glucosa, se redujeron significativamente después de una exposición constante a BL, lo que indica graves alteraciones en la producción de energía después de la exposición a BL.
La exposición a BL también resultó en un aumento significativo en los niveles de difosfato de adenina (ADP). Por el contrario, los niveles de trifosfato de adenina (ATP) se redujeron en mayor medida después de 14 días de exposición constante a BL que después de 10 días de exposición a BL. Ambas reducciones de ATP fueron relativas a las de las moscas de control DD.
También se observó una neurodegeneración significativa en moscas después de 14 días de exposición a BL. En particular, se observaron reducciones significativas en los niveles inhibidores del ácido gamma-aminobutírico (GABA), del glutamato excitador, de la histamina y de la alanina.
No se observaron diferencias significativas entre los niveles de dopamina y acetilcolina en las moscas de control DD y las moscas expuestas a BL. Sin embargo, los niveles de serotonina aumentaron ligeramente en las moscas expuestas a BL. Estos hallazgos sugieren un desequilibrio de neurotransmisores en D. melanogaster mutante sin ojos.
El glutamato, que desempeña un papel importante en la homeostasis metabólica, también fue deficiente en las moscas expuestas a BL. Para confirmar el papel de la deficiencia de glutamato en la aceleración del envejecimiento de las moscas expuestas a BL, la dieta de las moscas se complementó con 200 y 400 microgramos (μg)/ml de glutamato.
Una dosis de 200 µg/ml de glutamato no tuvo ningún efecto significativo sobre la vida útil de las moscas expuestas a BL. En comparación, la suplementación con 400 mcg/ml acortó la vida útil de las moscas en comparación con los controles que no recibieron glutamato.
La riboflavina, también conocida como vitamina B2, fue el metabolito que disminuyó más después de la exposición constante a BL. Se probaron los efectos de la suplementación con riboflavina en moscas mutantes después de una exposición crónica a BL. Con este fin, tanto 200 como 400 µg/ml de riboflavina acortaron la vida útil de las moscas en comparación con los controles que no recibieron suplementos.
Conclusiones
El estudio actual proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos por los cuales BL influye en las vías metabólicas vitales y en procesos específicos en Drosophila melanogaster, particularmente en células que no están especializadas en la fototransducción.
Referencia:
- Yang, J., Song, Y., Law, A., et al. (2022). Chronisches blaues Licht führt bei Drosophila zu einer beschleunigten Alterung, indem es den Energiestoffwechsel und die Neurotransmitterspiegel beeinträchtigt. Grenzen im Alter. doi:10.3389/fragi.2022.983373.
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