Tajemnice GENETYKI: czy możemy być DŁUGOWIECZNI?

Może już niedługo nie trzeba będzie zawierać paktu z diabłem, by zyskać długowieczność. Z tego co dziś wiadomo trzeba stosować niskokaloryczną dietę, żyć w nieskażonym środowisku i mieć odpowiednie geny. Co genetyka ma do powiedzenia o naszej długowieczności?

Spis treści

1. Rozpoznane mechanizmy starzenia
2. Życie wydłuża niskokaloryczna dieta
3. Stres skraca życie

Długość życia uległa znacznemu wydłużeniu - nasz prehistoryczny przodek żył czterokrotnie krócej. Naukowcy obiecują, że w połowie XXI w. postęp terapii medycznych uczyni wielki krok ku długowieczności dzięki inżynierii tkankowej, transplantacji narządów w miejsce zużytych oraz nanotechnologii, która umożliwi hamowanie niekorzystnych procesów w organizmie. Amerykański fizyk teoretyczny Michio Kaku twierdzi: „Możemy ostrożnie myśleć o podwojeniu średniej życia. Jeśli dziś to potrafimy robić ze zwierzętami – jeśli zaczniemy je głodzić, ograniczymy im dzienną dawkę kalorii, to możemy o 30–100 proc. wydłużyć im życie. Tak jest w przypadku muszki owocowej, pszczoły, pająka, kota lub psa. Nie wiemy do końca, jak to działa, ale najprawdopodobniej jest związane z kilkoma genami, takimi jak SIR2, który kontroluje procesy utleniania. Im więcej jemy, tym więcej się utleniamy, czyli po prostu rdzewiejemy”.

Rozpoznane mechanizmy starzenia

W księdze genów nie ma zapisu, na której stronie znajdzie się słowo „koniec”, za to w księdze życia rozdział „starość” jest w spisie treści. – Dzięki badaniom na drożdżach, nicieniach C. elegans, muszkach owocówkach, myszach i szczurach wiemy już co nieco o mechanizmach procesu starzenia – mówi prof. Puzianowska-Kuźnicka. – Obecnie uważa się, że starzenie nie jest zaprogramowane genetycznie, ale jest skutkiem nagromadzenia przypadkowych uszkodzeń materiału genetycznego oraz kluczowych dla życia białek i lipidów, a na tempo tego procesu wpływają czynniki zarówno genetyczne, jak i niegenetyczne. Dobra wiadomość jest taka, że niezależnie od tego, z jakimi odmianami genów się rodzimy, modyfikując środowisko, możemy zmieniać aktywność kluczowych dla starzenia szlaków, np. odpowiedzialnych za poziom stresu oksydacyjnego, tempo metabolizmu, nasilenie procesów zapalnych i wydajność mechanizmów naprawiających uszkodzenia. Dzięki temu możemy spowolnić starzenie i opóźnić lub nie dopuścić do ujawnienia się niekorzystnej predyspozycji genetycznej.

Zobacz galerię 8 zdjęć

Do ok. 85. roku życia udział genów w regulacji tempa starzenia i długości życia wynosi jedynie 25–30 proc., za resztę zaś odpowiadają czynniki środowiskowe i styl życia. Po 90. roku życia rola czynników genetycznych wzrasta. Długowieczność, w przeciwieństwie do starzenia, jest genetycznie uwarunkowana. Opisano kilkadziesiąt genów ważnych w regulacji tempa i przebiegu procesu starzenia. Poznano ich rolę u organizmów modelowych, jednak udział większości tych genów w starzeniu człowieka nadal nie został jeszcze zbadany. Geny o wysoce prawdopodobnym znaczeniu w starzeniu człowieka to geny kodujące białka będące elementami szlaków insuliny i insulinopodobnego czynnika wzrostu-1 (IGF-1), które m.in. wpływają na tempo metabolizmu. Metabolizm zaś jest ściśle powiązany z tempem produkcji niezwykle szkodliwych reaktywnych form tlenu (ROS) – głównych czynników przyśpieszających starzenie. Upraszczając, „szybkiemu” metabolizmowi towarzyszy wysoka produkcja ROS, które uszkadzają genom: „im więcej jemy, tym więcej się utleniamy” – jak to ujął przywołany tu prof. Kaku. Inne geny zaangażowane w regulację tempa starzenia u ludzi to prawdopodobnie geny kodujące sirtuiny – białka wpływające na aktywność innych genów, geny kodujące białka deaktywujące ROS, geny kodujące białka naprawiające uszkodzenia oraz wiele innych.

W warunkach laboratoryjnych wyhamowanie genów wchodzących w skład osi insulinowej i IGF-1 oraz aktywacja genów sirtuin wydłużają życie nawet o kilkadziesiąt procent. U człowieka ich wpływ nie jest tak spektakularny, jednak naukowcom udało się powiązać występowanie pewnych odmian takich genów z ekstremalną długowiecznością. Środowisko „rozmawia” z genomem za pośrednictwem tzw. modyfikacji epigenetycznych (nazywanych również epigenomem), które nie zmieniają sekwencji genów, ale wpływają na ich aktywność. Najważniejsze z nich to metylacja genomowego DNA i różne modyfikacje białek tworzących wraz z DNA tzw. chromatynę. Do tych modyfikacji zaliczamy także działanie mikroRNA, które mogą uniemożliwić syntezę białka.  Czynniki środowiskowe poprzez modyfikacje epigenetyczne mogą oddziaływać na organizm pozytywnie (tak działa np. prawidłowa dieta, unikanie nadmiernej ekspozycji na promieniowanie, unikanie toksyn wziewnych, pokarmowych, wchłaniających się przez skórę itd.) lub negatywnie (skutki nieprawidłowej diety, palenia papierosów itd.).

Życie wydłuża niskokaloryczna dieta

Wśród czynników środowiskowych o fundamentalnym znaczeniu dla epigenomu na pierwsze miejsce wysuwa się dieta. Dzięki wynikom nielicznych jeszcze badań zaczynamy rozumieć, jakie składniki pokarmowe mają wpływ na modyfikacje epigenetyczne. Wydaje się, że dla opóźnienia starzenia kluczowe jest dostarczanie organizmowi wszystkich substancji niezbędnych do utrzymania „młodego” epigenomu (zestawu modyfikacji epigenetycznych charakterystycznych dla osób młodych), zarówno tych, które zwiększają, jak i zmniejszają metylację, acetylację (to procesy wpływające na ekspresję genów) itd. Pokarmy o korzystnym działaniu to głównie pokarmy pochodzenia roślinnego, przede wszystkim warzywa, owoce (zwłaszcza jagodowe – czarne jagody, borówki, maliny, truskawki, porzeczki itd.), nasiona i orzechy, nieprzetworzone ziarna zbóż oraz ziołowe przyprawy – czosnek, kurkuma, imbir, galangal, curry. Aby dostarczyć organizmowi substancji niezbędnych dla utrzymania „młodego” epigenomu, wskazane jest również jadanie owoców morza i ryb, rzadziej – nabiału i mięsa. Warzywa i owoce najlepiej jadać na surowo lub po niewielkiej obróbce termicznej. Długowieczności sprzyja pełnowartościowa dieta o niskiej kaloryczności (20–30 proc. kcal mniej niż w normalnej diecie, co zmienia metabolizm tak, że zapotrzebowanie kaloryczne maleje). Osobniki na tej diecie są szczupłe, ale nie wyniszczone, bardzo wydłuża ona życie drożdży, C. elegans, muszki owocówki, myszy, szczurów i naczelnych. – Podsumowane w 2009 r., trwające ponad 20 lat badanie na małpach wykazało, że średnią długość życia osiągnęło 80 proc. zwierząt na takiej diecie i tylko 50 proc. tych jedzących do woli – mówi prof. Puzianowska-Kuźnicka. – Co więcej, zwierzęta na diecie o połowę rzadziej chorowały na nowotwory i choroby układu krążenia, wcale zaś nie chorowały na cukrzycę. Badania dotyczące organizmu ludzkiego sugerują, że podobny efekt można uzyskać także u naszego gatunku. Tak więc powinniśmy jeść mniej, ale za to pokarmy pełnowartościowe. Nasz metabolizm przestawi się na 20–30 proc. mniej kalorii poniżej normy.

Stres skraca życie

Istotną rolę w opóźnieniu starzenia ma najprawdopodobniej hamowanie aktywności tzw. osi stresu. – Związek między stresem a jakością i długością życia potrafimy wytłumaczyć na poziomie molekularnym: układ odpornościowy, endokrynny i nerwowy są ze sobą ściśle powiązane. Nadmierna, przedłużona aktywacja osi stresu z dużą produkcją kortyzolu wpływa na ośrodkowy układ nerwowy; kortyzol oddziałuje też niekorzystnie na komórki odpornościowe, a zmniejszona odporność może przyczyniać się do wystąpienia różnych schorzeń – twierdzi prof. Puzianowska-Kuźnicka. Skoro już wiemy, że mamy wybór: możemy wybrać zdrowy styl życia, pilnować kalorii, jeść produkty korzystne dla zdrowia, ruszać się – nie z powodu nieuzasadnionej fanaberii, tylko ze względu na szacunek dla swojego ciała i życia, o które zobowiązani jesteśmy dbać najlepiej, jak potrafimy – wybierzmy mądrze. Intuicyjnie i spontanicznie, ale też zgodnie z ustaleniami nauki.

miesięcznik "Zdrowie"