Jeden interesujący obszar badań nad długowiecznością koncentruje się na telomerach, które są "końcówkami" na końcach naszych chromosomów, złożonymi z sekwencji niekodujących DNA. Telomery odgrywają kluczową rolę w zdrowiu ludzi, a naukowcy, którzy je odkryli, zdobyli Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2009 roku.
Kiedy komórki mają się dzielić, DNA musi być replikowane.
Enzymy, które wykonują proces replikacji, rozpoczynają się od zatrzaśnięcia na końcu chromosomu. Część chromosomu, do której przywiązuje się mechanizm replikacji, nie może być skopiowana, dlatego w przypadku każdego podziału komórki chromosom teoretycznie stałby się krótszy. Skrócenie telomeru jest wskaźnikiem starzenia się komórek. Telomery są segmentami DNA na końcach chromosomów, które zapewniają miejsce dla mechanizmu replikacji do przyłączenia, tak że nić DNA może być skopiowana w całości. Aby mogła nastąpić kolejna replikacja, musi pozostać wystarczająco dużo telomeru, aby zapewnić miejsce dla enzymów replikacyjnych do przyłączenia, zachowując nienaruszone pary zasad kodu genetycznego i dostępne do skopiowania. Jeśli telomery stają się zbyt krótkie, replikacja DNA zostaje naruszona, a komórka nie może się dzielić. Komórki mają wbudowane mechanizmy utrzymujące telomery. Enzym telomeraza odbudowuje telomery, aby zrekompensować skrócenie, które występuje w każdym przedziale komórkowym.
Komórkowe starzenie prowadzi do starzenia się komórek
Starzenie się komórek, które obejmuje skracanie telomerów i uszkodzenie DNA, ostatecznie prowadzi do starzenia, stanu komórkowego zatrzymania wzrostu. Komórka wciąż żyje, ale nie jest zdrowa i nie może się dzielić. W miarę starzenia się coraz większej liczby komórek w tkance, w istocie tkanka ulega starzeniu, jej funkcja ulega upośledzeniu.
Komórki senesu nie są w stanie przeprowadzić normalnych procesów komórkowych, osłabić zdolności tkankowej do naprawy uszkodzeń i wydzielać czynniki, które negatywnie wpływają na funkcję sąsiadujących komórek i promują rozwój raka.
Krótsze telomery są powiązane z chorobą
Długość telomerów i aktywność telomerazy można mierzyć w ludzkich krwinkach białych, co umożliwiło naukowcom badanie czynników i stanów chorobowych związanych z tymi markerami starzenia komórkowego.
W badaniach na ludziach krótsza długość telomerów lub niższa aktywność telomerazy była powiązana z szeregiem chronicznych, możliwych do uniknięcia chorób, w tym nadciśnienia, choroby sercowo-naczyniowej, insulinooporności, cukrzycy typu 2, depresji, osteoporozy i otyłości.
Czynniki związane z dietą i stylem życia wpływają na długość telomerów
Na długość telomerów i aktywność telomerazy wpływają zarówno czynniki genetyczne, jak i środowiskowe, w tym wybór diety i stylu życia. Wyższe poziomy spożycia warzyw i owoców, spożycie błonnika, spożycie witamin i minerałów oraz ćwiczenia fizyczne są czynnikami związanymi z dłuższymi telomerami i większą aktywnością telomerazy. Utrzymywanie telomerów wydaje się być jednym z wielu mechanizmów, za pomocą których zachowania zdrowego stylu życia promują długowieczność.
Źródła:
Burton DG, Krizhanovsky V. Fizjologiczne i patologiczne konsekwencje starzenia się komórek. Cell Mol Life Sci 2014, 71: 4373-4386.
Cassidy A, De Vivo I, Liu Y, i in. Związki między dietą, czynnikami stylu życia i długością telomerów u kobiet. Am J Clin Nutr 2010, 91: 1273-1280.
Deng W, Cheung ST, Tsao SW, et al. Aktywność telomerazy i jej związek ze stresem psychologicznym, zaburzeniami psychicznymi, czynnikami stylu życia i interwencjami: Przegląd systematyczny. Psychoneuroendocrinology 2016, 64: 150-163.
Wpływ kompleksowych zmian stylu życia na aktywność telomerazy i długość telomerów u mężczyzn z rakiem prostaty wykazującym ryzyko biopsji o niskim ryzyku: 5-letnia obserwacja opisowego badania pilotażowego.
Marcon F, Siniscalchi E, Crebelli R i in. Związane z dietą skracanie się telomerów i stabilność chromosomów. Mutagenesis 2012, 27: 49-57.