W tym tekście dotyczącym zdegradowanego pomiaru składników odżywczych jako piątego znaku starzenia musimy nieco głębiej zanurzyć się w biochemię komórki. Nie martw się, brzmi to gorzej niż w rzeczywistości, ale aby lepiej zrozumieć Hallmarks of Aging, potrzebujemy kilku terminów fachowych, takich jak mTOR, Sirtuiny, IGF-1 lub AMPK. Więcej na ten temat dowiesz się w naszym artykule o czterech ścieżkach długowieczności.
Ale nawet bez tego artykułu, na końcu tego tekstu będziesz wiedzieć, dlaczego restrykcja kaloryczna prowadziła do dłuższego życia u tak wielu zwierząt. Że pewne formy postu i restrykcji kalorycznej mają daleko idące znaczenie dla ogółu społeczeństwa, potwierdza przyznana w 2016 roku Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny.Yoshinori Ohsumi, japoński biolog komórkowy, otrzymał prestiżową nagrodę za swoje osiągnięcia związane z rozszerzonym zrozumieniem autofagii.
Jest to proces, w którym uszkodzone składniki komórkowe są rozkładane, gdy komórki przez pewien czas „głodują”. Dzięki temu starzejące się komórki odzyskują swoją funkcjonalność – to rodzaj programu recyklingu.
Post oznacza jednak więcej niż autofagia. W pytaniu o związek między postem a długowiecznością kryje się wiele w głębinach molekularności. Razem z tobą zagłębiamy się w temat i odkrywamy molekularne ścieżki stojące za postem.
Post hamuje szlak sygnałowy IGF-1 oraz mTOR. Post indukuje AMPK i sirtuiny i w ten sposób zwalcza starzenie.
Hormony i ich osie
W ciele znajduje się niezliczona ilość hormonów, które kontrolują procesy takie jak wzrost mięśni, menstruacja czy trawienie. Zazwyczaj hormony nie działają bezpośrednio. Często są zorganizowane w tzw. osie lub szlaki, co oznacza, że jeden hormon stymuluje kolejny hormon i tak dalej, aż do narządu docelowego, w którym hormon wywiera swoje działanie.
Abyś nie musiał studiować całego wykładu na ten temat, skupimy się na jednej osi hormonalnej, która ma związek z badaniami nad długowiecznością.
Czy wiedziałeś? Jeśli nasz organizm produkuje zbyt dużo hormonu wzrostu GH w wieku dorosłym, może to prowadzić do obrazu klinicznego akromegalii . Ręce i twarz są zazwyczaj pierwszymi dotkniętymi częściami ciała i stają się nienaturalnie duże. Przyczyną jest zazwyczaj autonomiczne nadprodukcja GH w przysadce mózgowej.
Oś somatotropowa: GH i IGF-1
Oś somatotropowa obejmuje hormon wzrostu (GH, z ang. growth hormone), który jest produkowany przez przysadkę mózgową oraz insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF-1, z ang. insulin-like growth factor). W ramach tej osi przysadka mózgowa wydziela GH, które z kolei stymuluje komórki (głównie komórki wątroby) do produkcji IGF-1.
Przekazywanie sygnału wewnątrz komórki przez IGF-1 jest takie samo jak to wywołane przez insulinę, które informuje komórki o obecności glukozy (cukru) – stąd IGF-1 ma charakterystyczną nazwę. Gdy więc jemy coś, poziom glukozy we krwi nieuchronnie wzrasta, a wraz z nim IGF-1 i insulina.
Dwa główne działania IGF-1, które są dla nas interesujące, pokazuje ci diagram.Z jednej strony hamowane są czynniki transkrypcyjne rodziny FOXO, a z drugiej strony aktywowane jest mTOR.
Zanim wprowadzimy cię w kolejne skomplikowane nazwy, najpierw krótkie wyjaśnienie. FOXO oznacza Forkhead box Class O i w tej formie odnosi się do szeregu czynników transkrypcyjnych. Takie cząsteczki mogą włączać lub wyłączać pewne miejsca na naszej DNA. Więcej na ten temat dowiesz się w artykule o zmianach epigenetycznych.
Nazwa mTOR oznacza ssaczące cel rapamycyny. Swoją nazwę zawdzięcza odkryciu, że lek rapamycyna wiąże się z tym receptorem. Więcej na ten temat później. Oba szlaki sygnałowe są zaangażowane w proces starzenia i zostały zachowane przez ewolucję, ponieważ oznaczały przewagę w przetrwaniu.
Wycieczka: Konserwacja ewolucyjna
Konserwacja ewolucyjna nie ma nic wspólnego z konserwacją żywności, ale w znaczeniu słowa przypomina nam znany termin. Dokładniej: W ewolucji nieustannie występuje presja selekcyjna i tylko najbardziej funkcjonalne organizmy przetrwają.
Jeśli pewne sekwencje genetyczne lub szlaki sygnałowe występują przez miliony lat, oznacza to, że organizm zyskuje przewagę selekcyjną, a inne wymierają. Obecnie ta presja selekcyjna jest nieco osłabiona przez wysoko rozwinięte możliwości medyczne. Kto w epoce kamienia miał zawał serca, z dużym prawdopodobieństwem umierał – dzisiaj mamy intensywną terapię i szereg leków, które to zapobiegają.
Badania wykazały w tym kontekście kilka interesujących odkryć. Małe mutacje genetyczne, które zmniejszają funkcję IGF-1, zostały powiązane z długowiecznością zarówno u ludzi, jak i u organizmów modelowych. To jest godne uwagi i pokazuje również znaczenie takich szlaków dla długiego i zdrowego życia.
Szlak sygnałowy IGF-1
W licznych badaniach wielokrotnie powtarzano następujący wynik: Osłabienie szlaku sygnałowego IGF-1 konsekwentnie wydłuża długość życia na przykład muszek, robaków i także myszy. Ma to między innymi związek z czynnikiem transkrypcyjnym FOXO, który również był szeroko badany. W normalnych warunkach IGF-1 hamuje rodzinę FOXO, a czynniki transkrypcyjne nie mogą zatem rozwinąć swojego działania.Jeśli teraz szlak sygnałowy IGF-1 jest hamowany, to FOXO może działać i zapewnić, że na podstawie DNA produkowane są białka, które przeciwdziałają procesowi starzenia.
Paradoks
Jednak byłoby zbyt prosto, gdyby to było wszystko. Kiedy się starzejemy, na podstawie powyższych odkryć oczekiwalibyśmy, że znajdziemy wysoki poziom IGF-1, ponieważ ten szlak sygnałowy jest między innymi przyczyną starzenia. Dokładnie tutaj tkwi problem.
Niektóre inne badania opisały bowiem, że w trakcie normalnego procesu starzenia poziomy GH i IGF-1 spadają. Nawet u myszy z przyspieszonym starzeniem stężenie spadło. Czy więc musimy odrzucić naszą teorię o starzeniu się i wyższych poziomach IGF-1?
Nie, jeśli chodzi o przedstawicieli następującej teorii.Zatem organizmy o niższej funkcjonalności IGF-1 mogą żyć dłużej w starszym wieku, ponieważ prowadzi to do wolniejszego wzrostu komórek i spokojniejszego metabolizmu. Ostatecznie oznacza to mniej uszkodzeń komórek, co jest dla nas korzystne.
Ciało ponownie pomaga sobie, regulując szlak sygnałowy wraz z wiekiem, aby zminimalizować uszkodzenia. Jak często, również zdolności równoważne naszego ciała są potrzebne, ponieważ ekstremalnie niskie poziomy IGF-1 są niezgodne z życiem. To jest całkowicie logiczne, gdy przypomnimy sobie wpływ IGF-1 na metabolizm i wzrost komórek. Różne wyniki badań nie wykluczają się już nawzajem, lecz uzupełniają się.
Wiedziałeś? Zróżnicowana i bogata w rośliny dieta w znacznym stopniu przyczynia się do naszego zdrowego starzenia się.Ścieżki sygnałowe, które mogą być aktywowane przez żywność, są różnorodne. Jedną z nich jest szlak IGF-1. Zawarte w brokule Sulforafan mogło w badaniu nad indukcją niższych wartości IGF-1 przedłużyć życie C.elegans .
mTOR, AMPK, sirtuiny i post
Niezależnie od szlaku sygnałowego IGF-1, który jest znany z udziału w pomiarze glukozy, w centrum uwagi znajdują się trzy inne powiązane i ze sobą związane systemy zbierania składników odżywczych:
- mTOR służy do zbierania wysokich stężeń aminokwasów – więc wzrasta po posiłku bogatym w białko.
- AMPK rozpoznaje niskie stany energetyczne poprzez wysokie wartości AMP. AMP powstaje podczas zużycia najważniejszego nośnika energii w organizmie, ATP.
- Sirtuiny, nazywane również genami długowieczności, rozpoznają niskie stany energetyczne poprzez wykrywanie wysokich NAD poziomów.
Jeśli mTOR jest downregulowany, to u drożdży, robaków i much dłuższe życie jest wynikiem. Farmakologicznie można celowo hamować mTOR za pomocą substancji czynnej Rapamycyna . Ten mechanizm działania wykorzystuje się w chirurgii transplantacyjnej. Po przeszczepach nerek Rapamycyna jest ważnym tłumicielem układu odpornościowego, aby obca nerka nie została natychmiast odrzucona przez organizm.
Tak obiecujące, jak są badania nad hamowaniem mTOR i długością życia, tak niepokojące są skutki uboczne długotrwałego leczenia Rapamycyną. Gorsze gojenie ran, oporność na insulinę i zaćma dają o sobie znać.
Mimo to, rapamycyna jest najskuteczniejszą chemiczną interwencją odkrytą dotąd w celu wydłużenia życia ssaków. Dlatego tak ważne jest zrozumienie zaangażowanych mechanizmów, aby określić, w jakim stopniu szkodliwe i korzystne skutki hamowania mTOR mogą być od siebie oddzielone
Wiedziałeś? Amerykański lekarz i Longevity ekspert Peter Attia poświęca w swojej udanej książce „Outlive” rapamycynie cały rozdział. Pierwsze badania na ten temat są obiecujące, ale ponieważ rapamycyna ma bardzo silne skutki uboczne i jest na receptę, nie należy w żadnym wypadku eksperymentować z nią.
Inną metodą na utrzymanie niskiego poziomu mTOR jest z.B. post.Ale także tzw. mimetyki postu (cząsteczki, które oszukują organizm, że znajduje się w sytuacji postu) mogą utrzymywać niski poziom mTOR. Należy do nich między innymi berberyna.
Od bogactwa składników odżywczych do niedoboru składników odżywczych
mTOR musi być więc regulowany w dół, podobnie jak IGF-1, aby wywołać odpowiednio pozytywne efekty na starzenie się. Podczas gdy IGF-1 (obecność glukozy) i mTOR (obecność aminokwasów) sygnalizują bogactwo składników odżywczych, AMPK i sirtuiny sygnalizują niedobór składników odżywczych (brak energii). W związku z tym silniejszy wpływ AMPK i sirtuin sprzyja zdrowemu starzeniu się.
Poziom AMPK jest na przykład zwiększany przez Metformin. Lek ten jest jednym z najstarszych i najlepiej zbadanych leków na cukrzycę. U robaków i myszy bez wcześniejszych chorób cukrzycowych podawanie Metforminy wydłużało życie.
Czy wiedziałeś? Zielona herbata od wieków uważana jest za zdrową, a naukowcy zdołali zidentyfikować substancje czynne, które za tym stoją. Zawarte w zielonej herbacie teanina ma działanie uspokajające i może, podobnie jak EGCG , pozytywnie wpływać na metabolizm glukozy. Czysta teanina z zielonej herbaty znajduje się również w naszych kapsułkach L-teaniny .
Gandhi, post i przyszłość
Ogólnie rzecz biorąc, dostępne obecnie informacje naukowe wspierają ideę, że regulacja spożycia składników odżywczych przyczynia się do dłuższego zdrowego życia. Co więcej, wyniki badań dotyczące substancji czynnych Rapamycyny i Metforminy są równie imponujące, co obiecujące.
Chociaż wciąż pozostaje wiele szczegółowych badań do przeprowadzenia, z obecnej perspektywy można stwierdzić, że nasza piąta cecha starzenia się jest również obiecującym punktem wyjścia do wpływania na proces starzenia – i to już teraz. W końcu pozytywne skutki postu są już w tej chwili oczywiste i zrozumiałe.
Mahatma Gandhi powiedział kiedyś:
„Czasy postu są częścią mojej istoty.Nie mogę się bez nich obejść tak samo, jak bez moich oczu. To, co oczy są dla zewnętrznego świata, to post dla wewnętrznego.”
To, co było duchowe wtedy, jest dzisiaj biochemiczną rzeczywistością… przynajmniej druga część.
W następnym artykule z tej serii omówimy szósty znak starzenia się: Dysfunkcja mitochondrialna.
MoleQlar ONE łączy 13 starannie wybranych cząsteczek, witamin i minerałów oraz harmonijny smak cytryny. Wspólnie składniki mają na celu Hallmarks of Aging .
