Month: Listopad 2020

Dlaczego anti aging to nie tylko przedłużona młodość, ale również – i przede wszystkim – optymalne zdrowie

Australijski genetyk specjalizujący się w badach nad długowiecznością dr David Sinclair w swojej książce Lifespan: why we age and why we don’t have to? dość odważnie dowodzi (bazując na wieloletnich badaniach), że starzenie jest chorobą i że jesteśmy w stanie ją wyleczyć. Jego podejście koncentruje się nie tyle na kalendarzowym przedłużaniu życia, co na wydłużaniu okresu pełnej sprawności i zdrowia. I tym samym odpowiada na bardzo aktualny problem współczesnego świata – problem utraty optymalnej funkcjonalności w ostatnich dekadach życia. Problem ten dotyka coraz większej liczby osób i według Australijczyka możemy mu zapobiegać.

Mit dobrych genów

Wraz z utratą młodości zmienia się nie tylko nasz wygląd. Powszechne przekonanie każe nam wierzyć, że wraz z upływem lat po prostu normą jest doświadczanie różnych bolączek – deficytów kognitywnych, chorób chronicznych i ogólnej utraty sprawności. Szalony postęp w pewnych obszarach medycyny (leczeniu infekcji, nagłych urazów czy też transplantologii) już znacznie wydłużył średnią długość życia. Niestety jego jakość – dla dużej części – pozostawia wiele do życzenia. Obserwując społeczeństwa cywilizowanego świata możemy wręcz dojść do wniosku, że podeszły wiek wyklucza pełnię zdrowia, zaś te jednostki, którym udało się doczekać osiemdziesiątki w dobrej kondycji są jedynie przysłowiowymi wyjątkami potwierdzającymi regułę. Ale czy te „wyjątki” nie powinny być raczej drogowskazem i cenną informacją o możliwościach dostępnych dla każdego? W tym miejscu zapewne czytelnik może pomyśleć, że ci szczęściarze po prostu dostali w pakiecie dobre geny i to właśnie one są kluczem do ich zdrowia. Jednak najnowsze badania pokazują co innego. Informacja zawarta w genach jest jedynie pewnym potencjałem. Wyobraźmy sobie genom jako ogromne pianino o tysiącach klawiszy1. Poszczególne geny to klawisze. Każdy klawisz daje jakiś dźwięk. I w zależności od pianina będą się one nieco różnić w brzmieniu. Dla zawodowego pianisty istnieje wiele sposobów, by odegrać każdy poszczególny klawisz oraz jeszcze więcej sposobów na zagranie ich kombinacji, czyli całej melodii. O tym, które z nich będą miały szansę wydać dźwięk, decyduje pianista. W tej metaforze pianistą jest epigenom i to właśnie on poprzez najróżniejsze procesy produkuje melodię naszego życia – wybierając, które geny aktywować, a które pozostawić w uśpieniu. Dlatego genom okazuje się jedynie pionkiem w tej grze i wiara w jego pełną sprawczość to zwykły fatalizm każący nam oddać nasze zdrowie w ręce czynników, na które nie mamy wpływu – to trochę tak, jakby obwiniać pianino, które może nie jest najlepszym modelem, ale nadaje się do powierzonej mu funkcji, w przypadku gdy to pianista nie potrafi wydobyć z niego żadnego sensownego dźwięku. Bo o ile na geny wpływu nie mamy, to już na epigenom – owszem. Dr Sinclair ocenia, że w kwestii naszego zdrowia i długości życia informacja genetyczna decyduje zaledwie w 20 %, epigenetyczna zaś w 80 %. Warto zatem mieć świadomość, co możemy zrobić dla naszego zdrowia i że o ile dobre geny pomagają w zdrowym życiu, przeważający wpływ na nie mają nasze nawyki, wybory żywieniowe i tryb życia, jaki prowadzimy.

Starzenie jako choroba

Obecna medyczna definicja choroby podaje, że jest nią coś, co powoduje dysfunkcję lub niepełnosprawność i obejmuje mniej niż 50 % społeczeństwa. Ta definicja wykluczałaby starzenie ponieważ ono dotyczy większości ludzi. Dr Sinclair twierdzi, że podane rozgraniczenie jest arbitralne. I że starzenie, które powoduje postępującą utratę optymalnej funkcjonalności i ewentualnie śmierć powinno być rozpatrywane na takiej samej zasadzie, jak inne dysfunkcje dotykające mniejszości. Założenie, że wcale nie musimy się starzeć (a przynajmniej nie według znanego nam dotąd modelu) i że samo starzenie jest przyczyną pojawienia się większości chorób przekierowałoby naszą uwagę z wąskiego tunelu prewencji pewnych chorób na szerszy tunel optymalizowania zdrowia, zapobiegania procesom starzenia i tym samym prewencji większości chorób. Poprzez wyjaśnienie molekularnych i epigenetycznych mechanizmów odpowiedzialnych za starzenie dr Sinclair dowodzi, że możemy opóźnić, a nawet odwrócić ten pozornie nieodwracalny proces. Do tej pory naukowcy badający mechanizmy starzenia podawali coraz to nowe oznaki tego procesu podkreślając, że jeśli będziemy w stanie im zapobiegać, opóźnimy sam proces starzenia i towarzyszące mu choroby2. Tych oznak na przestrzeni lat wyłaniało się coraz więcej i obecnie jako najważniejsze wymieniane są:

-niestabilność genetyczna spowodowana zniszczeniami w DNA

-skracanie telomerów, czyli zakończeń chromosomów

-modyfikacje epigenomu kontrolującego, które geny mają być włączane a które wyłączane

-zaburzenia w proteostazie, czyli homeostazie białkowej

-rozregulowane wykrywanie składników odżywczych (ang. nutrient sensing) spowodowanie zmianami metabolicznymi

-dysfunkcje mitochondrialne

-akumulacja starych komórek zombi (ang. senescent zombielike cells), które powodują stan zapalny u zdrowych komórek

-wyczerpanie komórek macierzystych

-zakłócenia w komunikacji międzykomórkowej i produkcja molekuł zapalnych

I o ile dr Sinclair zgadza się, że nauka dzięki swej dociekliwości była w stanie wyłowić te oznaki starzenia i podawać nam coraz to nowsze metody radzenia sobie z nimi, to wciąż brakowało jej pewnej nadrzędnej odpowiedzi – a mianowicie, dlaczego w ogóle się starzejemy?

Starzenie jako utrata informacji

Dr Sinclair dość odważnie stwierdza, że odnalazł pierwotną przyczynę prowadzącą do pojawienia się wszystkich oznak starzenia. Tą przyczyną miałaby być utrata informacji – informacji, która czuwa nad zdrowiem naszych komórek mówiąc im, które geny powinna, na przestrzeni życia, odczytywać. Starzenie w takim rozumieniu byłoby utratą przez komórki ich zdolności do czytania odpowiednich genów w odpowiednim czasie przez co nie byłyby one w stanie pełnić swoich funkcji. W dłuższej perspektywie proces ten miałby skutkować utratą tożsamości przez komórki i ich degeneracją, a w konsekwencji tego – zaburzeniami w całych tkankach i organach. W organizmie mamy dwa rodzaje informacji – cyfrową (digital) i analogową. Informacją cyfrową jest nasz genom, którego trwałość wynosi ok. 80 lat. Ale informacja analogowa, którą jest nasz epigenom, jest mniej trwała i narażona na zakłócenia. Modyfikacje epigenetyczne są bardzo złożone i to one odgrywają kluczową rolę w ekspresji cech genetycznych. Inaczej niż genom, który pozostaje zasadniczo niezmienny w większości komórek organizmu, epigenom jest produktem o bardziej ograniczonych wzorcach ekspresji genów podczas całego rozwoju oraz jest także w pewnym sensie elastyczny i podlega dynamicznym zmianom w odpowiedzi na różne czynniki. Wykazuje też podatność na regulacje wewnątrz- i zewnątrzkomórkową w stanie fizjologicznym – na przykład regulacje przez interakcje komórka-komórka lub przez sąsiadujące komórki oraz w sytuacji zmian warunków środowiska, na które podatne są takie molekuły jak cytokiny, czynniki wzrostu czy hormony. Możemy zatem stwierdzić, że epigenom wyraża umiejętność adaptacyjną organizmu objawiającą się ekspresją wybranych cech fenotypowych. W celu zilustrowania reakcji epigenomu z genomem możemy posłużyć się metaforą komputera – składowe komputera byłyby genomem, modyfikacje epigenetyczne zaś stanowiłyby oprogramowanie, które kontroluje jego działanie3. Epigenom mówi nowo powstałym komórkom, jakimi komórkami mają być i pozostać, czasem przez dziesięciolecia – jak to ma miejsce w przypadku indywidualnych neuronów w mózgu czy pewnych komórek odpornościowych. To właśnie dzięki tej informacji neuron nie staje się pewnego dnia komórką wątroby, zaś dzieląca się komórka serca nie produkuje dwóch komórek nerek. Bez informacji epigenetycznej komórki bardzo szybko utraciłyby swoją tożsamość, a konsekwencją tego byłaby utrata funkcjonalności i stopniowa degeneracja tkanek i organów.

Sirtuiny

Sirtuiny (zwane również białkami Sir2, silent information regulator 2) to grupa białek enzymatycznych mających zdolność wyciszania genów starzenia. Pierwszą sirtuinę wyizolowano w 1984 r. z drożdży. Badania nad nimi zaczęto prowadzić w latach 90. XX wieku i dowodzą one ich obecności u prawie wszystkich organizmów. Sirtuiny odgrywają istotną rolę w bardzo wielu procesach w organizmie. Biorą udział w potranslacyjnej modyfikacji innych białek, wyciszaniu transkrypcji genów, stymulowaniu mechanizmów naprawczych jak również w regulacji dużej ilości procesów metabolicznych. Coraz to liczniejsze dowody pokazują, że odpowiednie sterowanie ich aktywnością za pomocą aktywatorów chemicznych czy też odpowiedniej diety może spowalniać procesy starzenia oraz wydłużać życie. Sirtuiny stoją na samym szczycie systemu kontroli komórkowej czuwając zarówno nad naszym rozmnażaniem, jak i naprawą DNA. Przez miliony lat wyewoluowały, by w sposób optymalny zarządzać naszym zdrowiem i przetrwaniem. Wyewoluowały również w ten sposób, że potrzebują cząsteczki zwanej NAD+. Związana z wiekiem utrata tej molekuły i konsekwentnie – zmniejszenie aktywności sirtuin zdaje się być główną przyczyną dlaczego nasze organizmy chorują w późniejszym wieku, a nie, gdy jesteśmy młodzi. NAD+ to dinukleotyd nikotynamidoadeninowy, a plus w nazwie oznacza formę utlenioną. Składa się z adeniny i nikotynamidu. Jest to rodzaj koenzymu znajdującego się w każdej komórce ludzkiego ciała. Jest on niezbędny do wytwarzania energii w organizmie, regulacji kluczowych procesów komórkowych oraz do prawidłowej pracy mitochondriów.

mTOR i AMPK

Okazuje się jednak, że nie tylko sirtuiny odgrywają kluczową rolę w procesach starzenia. Innym bardzo ważnym szlakiem jest kinaza mTOR, czyli ssaczy cel rapamycyny, której funkcją jest regulacja wzrostu i proliferacji komórki. Podobnie jak w przypadku sirtuin, aktywność mTOR jest regulowana poprzez podaż pokarmu. I tak samo jak w przypadku sirtuin, w sytuacji deficytu energetycznego mTOR daje komórkom sygnał do zwolnienia aktywności i poprawy mechanizmów przetrwania poprzez pobudzenie naprawy DNA, zmniejszenia stanów zapalnych wywoływanych przez starzejące się komórki i recykling zużytych białek. Kiedy warunki są sprzyjające mTOR nadzoruje wzrost komórki – sprawdza, ile aminokwasów jest dostępnych i ile w związku z tym może być zbudowanych białek. W sytuacji mniej sprzyjającej mTOR zmusza komórki do spowolnienia intensywności podziałów i zużywania starych komponentów komórki dla zachowania energii i przedłużenia przetrwania w procesie zwanym autofagią. Gdy nasi przodkowie miliony lat temu nie mieli co jeść i musieli przetrwać spożywając niewielkie ilości pożywienia to właśnie wyłączenie szlaku mTOR pozwalało im przeżyć.

Kolejnym szlakiem zaangażowanym w długowieczność jest AMPK (kinaza aktywowana 5’AMP), który wyewoluował aby działać w warunkach niskiego poziomu energii. Podobnie jak w przypadku sirtuin i mTOR wiemy wiele, jak kontrolować jego aktywność. Wszystkie te mechanizmy obronne aktywowane są w odpowiedzi na stres biologiczny. Nie chodzi tu jednak o bardzo silny stres, który ma niszczące działanie na komórkę. Chodzi tu o taki rodzaj stresu, który aktywuje geny długowieczności bez uszkadzania komórki. A takim stresem są odpowiednie ćwiczenia fizyczne, głodówki, diety niskobiałkowe oraz ekspozycja na zimno i gorąco. Wszystkie te metody są metodami hormetycznymi i pomimo tego, że stresują organizm, to wcale mu nie szkodzą, wręcz przeciwnie – wyzwalając odpowiednie mechanizmy obronne wzmacniają go.

Wszystkie te wyżej wymienione szlaki pełnią podobne role, reagują na deficyt energetyczny oraz wspomagają naprawę komórkową i DNA. Starzenie zaburza te szlaki prowadząc do rozwoju chorób. Co ciekawe, wszystkie one aktywowane są w warunkach deficytu energetycznego – biologiczny stres płynący z otoczenia jest dla organizmu sygnałem zaprzestania podziału komórek i włączenia programu naprawy. Metody modulujące te szlaki dają nam zatem klucz od zarządzania starzeniem na poziomie komórkowym.

Resweratrol i ksenohormeza

Pomysł, jakoby niskie dawki stresu (hormeza) działały protekcyjnie na organizmy nie odnosi się jedynie do świata zwierząt. Okazuje się, że również rośliny dojrzewające w niesprzyjających warunkach stają się silniejsze. Rośliny, które wystawiane są na działanie stresogennych czynników produkują specjalne molekuły uruchamiające ich endogenne mechanizmy obronne w celach protekcyjnych. Niektóre z czynników stresogennych dla roślin to odwodnienie, głód, inwazja szkodników czy też intensywne zmiany pogodowe. W momencie kiedy spożywamy pokarmy bogate w takie substancje również nasze mechanizmy zostają uruchamiane. Zjawisko to nazywa się ksenohormezą i wyjaśnia korzystne działanie polifenoli roślinnych na spożywające je organizmy. Chyba najbardziej popularną substancją, która działa na takiej właśnie zasadzie jest resweratrol pozyskiwany z winogron. Te substancje stymulują sirtuiny i pomagają nam osiągnąć podobne korzyści, jakie daje na przykład restrykcja kaloryczna bez konieczności ograniczania pokarmu.

A co możemy zrobić?

To teraz, gdy wiemy już, czym – według najnowszych badań – spowodowane jest starzenie, możemy świadomie podejmować takie wybory, które będą spowalniać lub przyspieszać ten proces. A co dokładnie możemy zrobić? Dr Sinclair spytany o jedną najskuteczniejszą praktykę, którą mógłby zarekomendować w celu przedłużenia młodości bez wahania stwierdził – jeść rzadziej. Według niego standardowa, współczesna dieta składająca się z trzech posiłków wzbogaconych dodatkowo przekąskami na pewno nie służy aktywacji mechanizmów długowieczności. Oczywiście zalecenie to nie odnosi się do dzieci czy młodych osób, których organizm wciąż pozostaje w fazie wzrostu. Jednak osoby dorosłe, które ten etap mają już dawno za sobą powinny raczej z umiarem podchodzić do jedzenia. Być może stąd taka popularność w ostatnich czasach nurtu propagującego głodówki czy też Intermittent Fasting – takie modele żywienia, które pozwalają naszemu organizmowi uruchomić procesy naprawy komórkowej poprzez aktywację sirtuin, autofagii, szalików mTOR i AMPK. Warto też oczywiście zadbać o to, by nasza dieta była zdrowa i bogata w pokarmy sprzyjające tym procesom. A jakie są to produkty? Przede wszystkim rośliny bogate w polifenole stymulujące sirtuiny. Lista jest dość długa i znajdują się na niej: papryczka chili, kapary, oliwa z oliwek, czerwone wino, jarmuż, seler naciowy, gryka, rukola, lubczyk, daktyle, truskawki, orzechy włoskie, kurkuma, czerwona cykoria, czerwona cebula, natka pietruszki, zielona herbata.

Innymi metodami sprzyjającymi optymalizacji procesów długowieczności jest hormeza.