Il Ruolo di Nrf1 nella Sopravvivenza alla Sepsi
L'attività di Nrf1 nel fegato è fondamentale per sopravvivere alla sepsi.
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Indice
- La Difesa del Corpo Contro le Infezioni
- Cambiamenti Metabolici e Protezione degli Organi
- Risposte allo Stress e Sepsi
- Il Ruolo di Nrf1 nella Sopravvivenza Durante la Sepsi
- Risposta Infiammatoria e Metabolismo
- Potenziare l'Attività di Nrf1 Migliora la Sopravvivenza
- Proteggere Contro l'Ipotermia
- Meccanismi Dietro le Risposte del Fegato
- Direzioni Future per la Ricerca
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
La Sepsi è una condizione seria che succede quando la risposta del corpo a un'infezione va storta. Può portare a danni in diversi organi e può essere letale. Più del 10% delle persone ricoverate per sepsi non sopravvive, e quelli che si riprendono spesso affrontano problemi di salute a lungo termine. Mentre trattare l'infezione con antibiotici è importante, c'è anche bisogno di trattamenti aggiuntivi che possano aiutare a proteggere gli organi e migliorare il recupero.
La Difesa del Corpo Contro le Infezioni
Quando il corpo affronta un'infezione, usa due strategie principali di difesa: resistenza e tolleranza. La resistenza è quando il sistema immunitario reagisce aggressivamente per combattere l'infezione, il che a volte può causare danni al corpo, soprattutto nella sepsi. Questo danno può portare a problemi nel funzionamento degli organi. D'altra parte, la tolleranza è una strategia più equilibrata in cui il corpo cerca di minimizzare il danno, mantenendo la funzione degli organi anche quando affronta un'infezione. Gli scienziati sono molto interessati a come funziona la tolleranza, poiché potrebbe offrire nuovi modi per aiutare le persone con sepsi.
Cambiamenti Metabolici e Protezione degli Organi
In situazioni come la sepsi, il corpo può adattarsi metabolicamente per aiutare a proteggere gli organi. La ricerca mostra che certi cambiamenti nel modo in cui il corpo usa l'energia, scompone il cibo e gestisce i grassi possono portare a meno danni e tassi di sopravvivenza migliori. Questi adattamenti possono essere simili a ciò che accade durante la fame e sono controllati da varie sostanze nel corpo, comprese leHormoni.
Il fegato gioca un ruolo cruciale in questi adattamenti. Le cellule epatiche aiutano a gestire glucosio, grassi e proteine, tutti importanti durante un'infezione. Possono produrre sostanze importanti, rispondere allo stress e aiutare a mantenere l'equilibrio generale nel corpo. Un corretto funzionamento del fegato può portare a meno danni agli organi, a una migliore funzione cardiaca e persino aiutare a prevenire condizioni come l'ipotermia durante infezioni gravi.
Risposte allo Stress e Sepsi
Le reti di difesa dallo stress nel corpo lavorano per gestire i danni e promuovere adattamenti durante periodi di stress, come l'infezione. Alcune proteine importanti, conosciute come fattori di trascrizione, sono coinvolte in questo processo. I ricercatori stanno cercando di capire come queste proteine aiutino il fegato a rispondere a infezioni come la sepsi.
Due importanti fattori di trascrizione noti come Nrf1 e Nrf2 si pensa giochino un ruolo in come il fegato si protegge durante la sepsi. Nrf1 e Nrf2 possono controllare geni che aiutano con la difesa contro sostanze dannose e gestire come le cellule usano energia. Mentre il ruolo di Nrf1 nella sepsi è meno studiato, si è scoperto che Nrf2 è importante per la sopravvivenza durante infezioni gravi.
Esaminando topi con diversi livelli di Nrf1 e Nrf2, i ricercatori possono imparare di più su come questi fattori influenzano la risposta del corpo alla sepsi.
Il Ruolo di Nrf1 nella Sopravvivenza Durante la Sepsi
Gli esperimenti hanno mostrato che ridurre l'attività di Nrf1 nel fegato può portare a tassi di mortalità più alti in situazioni di infezione. Al contrario, potenziare l'attività di Nrf1 sembra migliorare i tassi di sopravvivenza. Quando sono stati studiati topi con diversi livelli di Nrf1, quelli con attività più bassa si sono trovati ad affrontare maggiori difficoltà durante le infezioni, mentre quelli con livelli più alti hanno avuto risultati migliori.
Quando i topi sono stati iniettati con dosi variabili di una sostanza che induce sepsi, i ricercatori hanno osservato come i cambiamenti in Nrf1 abbiano impattato i loro tassi di sopravvivenza. Dopo aver esaminato campioni di fegato, è stato trovato che l'attività di Nrf1 diminuisce con alti livelli di stress infettivo, risultando in meno protezione per il fegato.
Metabolismo
Risposta Infiammatoria eQuando i topi sono stati osservati dopo essere stati iniettati con sostanze per indurre sepsi, si è scoperto che l'aumento dell'attività di Nrf1 aveva vari effetti sull'Infiammazione e sul metabolismo. Ad esempio, alcune sostanze infiammatorie nel sangue non erano significativamente influenzate dai cambiamenti nell'attività di Nrf1. Tuttavia, c'erano alterazioni nel fegato che indicavano maggiori infiammazioni e stress quando l'attività di Nrf1 era bassa.
È interessante notare che i ricercatori hanno notato che mentre alcuni marcatori infiammatori sono cambiati, i livelli complessivi di glucosio e altri fattori metabolici non variavano significativamente con i cambiamenti di Nrf1. Questo indica che i meccanismi con cui Nrf1 protegge dalla sepsi potrebbero non coinvolgere direttamente questi percorsi metabolici.
Potenziare l'Attività di Nrf1 Migliora la Sopravvivenza
Per esplorare ulteriormente il ruolo di Nrf1, gli scienziati hanno condotto esperimenti per aumentare la sua attività e misurare gli effetti sui topi durante la sepsi. Potenziando l'attività di Nrf1 attraverso un metodo specifico, hanno scoperto che i tassi di sopravvivenza miglioravano significativamente quando questi topi erano esposti a sostanze che inducono sepsi.
Oltre a una migliore sopravvivenza, si sono notate anche modifiche nei livelli di trigliceridi plasmatici, dimostrando che un'attività più alta di Nrf1 può portare a un aumento del metabolismo lipidico, che potrebbe essere benefico durante un'infezione.
Proteggere Contro l'Ipotermia
Uno degli aspetti critici per sopravvivere alla sepsi è mantenere la temperatura corporea. Durante le infezioni, l'ipotermia può portare a complicazioni severe. La capacità del fegato di gestire i grassi e produrre sostanze che aiutano a mantenere la temperatura corporea è essenziale. La ricerca ha dimostrato che Nrf1 gioca un ruolo importante nel facilitare questo processo, che aiuta a proteggere contro gli effetti negativi della bassa temperatura corporea durante infezioni gravi.
Quando i topi sono stati iniettati con sostanze per indurre sepsi, le differenze nella temperatura corporea e nella salute generale erano strettamente legate al loro livello di attività di Nrf1. I topi con Nrf1 potenziato mostrano una migliore regolazione della temperatura, supportando ulteriormente l'idea che Nrf1 sia cruciale per gestire lo stress durante le infezioni.
Meccanismi Dietro le Risposte del Fegato
Sebbene i modi specifici in cui Nrf1 influisce sulla produzione di VLDL e sulla salute generale del fegato durante la sepsi siano ancora in fase di esplorazione, è chiaro che Nrf1 gioca un ruolo centrale. Un'attività di Nrf1 aumentata porta a una risposta ben regolata durante le infezioni, consentendo una migliore gestione dello stress corporeo e dei cambiamenti metabolici associati.
Inoltre, la relazione tra Nrf1 e vari geni coinvolti nelle risposte allo stress mostra che Nrf1 è cruciale per proteggere il fegato dai danni durante condizioni difficili come la sepsi.
Direzioni Future per la Ricerca
I risultati riguardanti il ruolo di Nrf1 nella sepsi aprono diverse strade per la ricerca futura. Servono più studi per capire come Nrf1 funzioni attraverso diversi tipi e stadi di infezioni, così come come interagisce con altri fattori protettivi nel corpo.
Capire i geni specifici che Nrf1 regola potrebbe fornire spunti su potenziali terapie per migliorare la funzione epatica durante la sepsi. Inoltre, esaminare come le terapie possano ripristinare l'attività di Nrf1 durante la sepsi potrebbe portare a metodi di trattamento migliori.
Infine, ulteriori esplorazioni su come i fattori derivati dal fegato come VLDL contribuiscano alla difesa del corpo durante le infezioni potrebbero rivelare nuove strategie per gestire la sepsi e le sue complicazioni.
Conclusione
In sintesi, la ricerca indica che il fattore di trascrizione Nrf1 gioca un ruolo significativo nell'aiutare il fegato a proteggersi dalla sepsi. Potenziando la sua attività, si ha un miglioramento nella secrezione di VLDL, che supporta una migliore regolazione della temperatura corporea e una sopravvivenza complessiva durante le infezioni. Comprendere questi meccanismi sottolinea ulteriormente la necessità di esplorare le difese epatiche e il loro impatto sulla gestione della sepsi.
Titolo: Hepatic Nrf1 (Nfe2l1) promotes VLDL dependent liver defense against sepsis
Estratto: Sepsis causes mortality by triggering organ damage. Interest has emerged in stimulating disease tolerance to reduce organ damage. Liver plays a role in disease tolerance by mediating defensive adaptations, but sepsis-induced liver damage limit these effects. Here, we investigated whether stress defending transcription factors nuclear factor erythroid 2 related factor-1 (Nrf1) and -2 (Nrf2) in hepatocytes protect against sepsis. Using mice, we evaluated responses by hepatic Nrf1 and Nrf2 during sepsis triggered by lipopolysaccharide or Escherichia coli. We also genetically altered hepatic Nrf1 and Nrf2 activity to determine the protective role of these factors in sepsis. Our results show hepatic Nrf1 and Nrf2 activity is reduced in severe sepsis and hepatic Nrf1, but not Nrf2, deficiency predisposes for hypothermia and mortality. In contrast, enhancing hepatic Nrf1 activity protects against hypothermia and improves survival. Moreover, in sepsis hepatic Nrf1 deficiency reduces VLDL secretion whereas enhancing hepatic Nrf1 increases VLDL secretion, and inhibiting VLDL secretion with lomitapide obstructs protective actions of hepatic Nrf1. Gene expression profiles suggest Nrf1 promotes this effect by inducing stress defenses. Hence, we show mortality in sepsis may result from impaired stress defense and that hepatic Nrf1 improves disease tolerance during sepsis by promoting VLDL dependent liver defense.
Autori: Scott B Widenmaier, M. J. Trites, L. Li, M. G. Akl, A. Hydomako
Ultimo aggiornamento: 2024-07-29 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602118
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602118.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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