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热休克蛋白和 HSP70 + 增加它们的因素

作者Aleksa Ristic, MS (Pharmacy) | 最近更新时间: 2021 年 11 月 3 日

普亚亚兹迪

经医学审查

普亚亚兹迪,医学博士

热休克蛋白是由细胞在压力条件下产生的。虽然它们有助于保护细胞和平衡免疫系统,但它们也在不同的慢性病中发挥作用。继续阅读以了解热休克蛋白在健康和疾病中的作用以及增加它们的因素。

热休克蛋白 (HSP) 存在于从细菌到人类的所有生物物种中。它们是细胞在压力情况下产生的蛋白质家族。它们可以保护细胞免受可能致命的情况和极端条件的影响 [ 1 ]。

HSP 被发现与热休克有关,但它们在不同类型的应激反应中发挥作用,包括冷暴露、伤口愈合、感染等 [ 2 ]。

HSPs 也是分子伴侣蛋白。伴侣蛋白调节蛋白质的折叠,这对其特定作用很重要。不能适当折叠的蛋白质会引发免疫反应和许多其他问题 [ 3 , 4 ]。

有太多错误折叠或未折叠的蛋白质会导致不正确的蛋白质分组/聚集,并可能导致不同的疾病,如亨廷顿病或阿尔茨海默病。热休克蛋白通过确保充分折叠来帮助防止蛋白质形成聚集体 [ 4 ]。

已知一种名为格尔德霉素的药物可调节热休克蛋白Hsp90。Hsp90 可以刺激细胞中Hsp70的产生,这有助于降低亨廷顿病中突变和错误折叠蛋白对细胞的毒性 [ 3 ]。

当细胞受到压力时,常见的反应是通过以下两种途径之一经历细胞死亡:坏死或细胞凋亡。热休克蛋白负责抑制凋亡和坏死途径 [ 5 ]。

当细胞癌变或被病原体感染时,它会产生体内通常不存在的蛋白质。这些蛋白质充当抗原,是引发免疫反应的外来物质。

必须使免疫细胞了解这些抗原。热休克蛋白,主要是Hsp70或 Hsp90,会提醒免疫细胞注意抗原。它们通过表面受体将抗原传递给免疫系统的抗原呈递细胞 (APC) [ 6 ]。

同时,热休克蛋白抑制某些炎症通路 [ 7 ]。

它们通过保护健康细胞免受压力和伤害而使它们变得更强壮 [ 8 ]。

Hsp90 主要负责糖皮质激素受体的功能。当受体与热休克蛋白相互作用时,基因的表达会增加 [ 9 ]。

Hsp90 还负责雌激素孕酮、雄激素和醛固酮与伴随受体的结合 [ 10 ]。

HSP 可以通过帮助心脏细胞适应压力来保护心脏 [ 11 , 12 ]。

Hsp90 结合内皮一氧化氮合酶和可溶性鸟苷酸环化酶,这些酶参与血管舒张 [ 13 ]。

Hsp20 磷酸化是心脏和血管功能的重要过程 [ 14 ]。

低水平的Hsp70可能与人类的[胰岛素抵抗有关  15 ]。

在大鼠中,热休克蛋白与胰岛素信号传导相互作用。这导致较少的胰岛素抵抗和较高的胰岛素敏感性16 ]。

动脉粥样硬化斑块由血液中的脂肪、胆固醇、和其他物质组成。随着时间的推移,斑块会变硬,从而使动脉变窄。动脉粥样硬化可导致心脏病发作或中风 [ 17 ]。

HSP在人类的动脉粥样硬化病变中高度产生。动脉粥样硬化的危险因素包括感染、[氧化应激、生物力学应激,都通过激活热休克转录因子 1  18 ]导致 HSPs 的过量产生。

阻止细胞死亡的热休克蛋白可能与癌症的形成有关 [ 5 ]。

它们在癌症中以高水平产生并为肿瘤发展提供环境,导致预后不良和对治疗的抵抗[ 19 ]。

HSP 产生可导致不受控制的生长、降低的肿瘤抑制、增强的细胞存活和转移特性。Hsp90 水平的增加通过允许在肿瘤中发展新的特征来帮助形成新的抗治疗细胞。它们还可以与不同的致癌基因相互作用,以帮助个体癌症的进展 [ 19 ]。

HSP 可促进不受控制的细胞生长,同时抑制死亡途径 [ 20 ]。

HSP 还可作为某些组织中癌症形成的生物标志物,并显示某些癌症的进展程度和侵袭性。此外,一些 HSP 的增加可以预测对某些抗癌治疗的反应 [ 21 ]。

人们产生热休克蛋白的自然能力各不相同。

HSP 数量由于蛋白质去折叠、错误折叠或聚集以及体内非天然蛋白质产量的增加而增加。

增加产量的其他原因包括氧化应激、营养缺乏、病毒感染、一些化学物质和暴露于细胞因子(免疫介质)[ 22 ]。

一些已知会引起细胞应激反应的条件与细胞对体育锻炼的反应相似。

热疗、局部缺血、氧化、细胞因子和肌肉应激、葡萄糖剥夺以及钙和 pH 值的改变是不同类型细胞和组织中 HSP 表达的有效诱导剂。运动和卡路里限制都是暂时增强 HSP 活性的轻度压力形式 [ 23 , 24 ]。

  • 感染 [ 25 ]

  • 炎症 [ 25 ]

  • 紫外线 [ 25 ]

  • 细胞暴露于毒素(乙醇、砷、微量金属等)[ 25 ]

  • 饥饿 [ 25 ]

  • 缺氧(缺氧)[ 25 ]

  • 缺水 [ 25 ]

HSP 是细胞应激的标志物。如果没有症状或者如果您的医生告诉您不要担心,低或高水平不一定表示有问题。提高 HSP 水平不一定会改善细胞压力,但它可以用作生物标志物。

以下是可能增加 HSP 水平的补充方法列表。尽管研究表明具有这种潜力的各种饮食和生活方式因素,但仍需要进行更多的大规模研究。在对您的日常生活进行任何重大改变之前,请记住与您的医生交谈。

Hsf1 缺陷小鼠的自由奔跑期更长,因此比野生型小鼠更活跃 [ 45 ]。

已显示细胞因子白细胞介素 6 (IL-6) 通过降低GSKb [ 46 ] 的活性来抑制 HSF1。

缺乏 HSF1 的细胞在暴露于热应激后易发生凋亡细胞死亡。此外,缺乏 HSF1 的小鼠的肿瘤坏死因子 (TNF-a) 水平也升高,这导致内毒素和炎症攻击后死亡率增加 [ 42 , 47 ]。

https://health.selfdecode.com/blog/heat-shock-proteins-hsp70-increase-decrease/

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