Przez wiele lat naukowcy zastanawiali się nad mechanizmami, które powodują, że się starzejemy i nad tym, czy da się ten nieuchronny ciąg zdarzeń opóźnić. Procesy zużywania się naszego ciała wydają się nieuniknione – a jednak część osób znosi je lepiej i cieszy się zdrowiem oraz kondycją do późnych lat. Są tacy, którzy próbują starzenie się traktować jako chorobę, którą można leczyć. A nawet próbować spowolnić nieuchronnie tykający nasz wewnętrzny zegar. Bieganie i tu znajduje swoje zastosowanie.
Dr David Sinclair jest jednym z najbardziej znanych na świecie autorytetów w dziedzinie genetyki i procesów starzenia się. Swój czas dzieli pomiędzy pobyt w Stanach Zjednoczonych i w Australii. Kieruje laboratorium na stanowisku profesora genetyki w Harvard Medical School (MIT), pracując też na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii na Antypodach. W 2014 r. został nawet uznany za jednego ze 100 najbardziej wpływowych osób na świecie magazynu Time. Poświęcił on swoją pracę naukową na odnalezienie powodów naturalnej śmierci komórek, a także tego, jak uczynić ludzi w podeszłym wieku jak najbardziej zdrowymi i aktywnymi.
Sinclair wierzy, że zużycie organizmu nie jest naturalną częścią naszego życia, tylko chorobą, która potrzebuje odpowiedniego lekarstwa. Każdy z nas któregoś dnia umrze, ale możemy wydłużyć nasze życie, ciesząc się zdrowiem i aktywnością do samego końca. Jak? Wyjaśnia to w książce „Lifespan: Why We Age and Why We Don’t Have To” („Długość życia: dlaczego się starzejemy i dlaczego nie musimy”), którą wydał pod koniec 2019 roku.
Stan nauki na temat starzenia się zmienił się znacznie w ostatnich latach. Kilka odkryć pozwoliło nam określić, jak odwrócić pewne procesy i wydłużyć żywotność całego ciała. Starzenie się można uznać za utratę przez komórki informacji, które utrzymują ją w zdrowiu. Mówi ona, których genów należy użyć przez daną komórkę, aby mogła pełnić swoje funkcje.
Starzenie się manifestuje się tym, że komórki tracą możliwość odczytania odpowiednich genów we właściwym czasie, co prowadzi do utraty ich tożsamości i funkcji całych tkanek.
W latach dziewięćdziesiątych, po obronie doktoratu Sinclair był zaangażowany w badania mechanizmu starzenia się u drożdży (na poziomie genetycznym), które wiele wniosły do badań na temat zjawisk zachodzących u ludzi. W swoim laboratorium dowiódł, że niekorzystne procesy są inicjowane przez białka zwane sirtuinami, czym wywołał niemałe zamieszanie w środowisku. Sirtuiny są enzymami, które dzieli się na siedem grup u ludzi i myszy oraz na trzy u drożdży. Są one odpowiedzialne za naprawę uszkodzeń DNA, a także kontrolę zadań danej komórki.
Potwierdzono, iż ograniczenie spożywanych kalorii o 30 do 50% (ang. Calorie restriction, CR) powodowało wydłużenie życia u drożdży, właśnie poprzez aktywację sirtuin. Mechanizm aktywacji tych białek podczas zjawiska CR jest spowodowany spadkiem poziomu ATP, a w konsekwencji aktywacją kinazy AMPK. Kinaza ta fosforyluje różne czynniki transkrypcyjne, powodując tym samym wzrost ekspresji danych genów. Podczas ograniczania kalorii, wzrasta również poziom NAD+, które są kofaktorami sirtuin, przez co aktywność tych białek również wzrasta.
Schemat przedstawiający aktywację sirtuin poprzez zjawisko Restrykcji kalorii na podstawie ekspresji genów związanych z biogenezą mitochondriów. Ac- grupa acetylowa, P-grupa fosforanowa. Źródło: Houtkooper i wsp., 2012
Sirtuiny wpływają również na metabolizm cukrów oraz tłuszczy. Z racji ich aktywności deacetylazowej, mają znaczący wpływ na strukturę chromatyny, a w konsekwencji uniemożliwia ekspresję genów. Jest to ważne, ponieważ wiek u drożdży jest definiowany przez liczbę podziałów. Jeśli więc chromatyna jest w stanie skondensowanym, nie może dojść do podziału, a w konsekwencji wzrasta długość życia drożdży.
Sirtuiny pełnią też ważną rolę podczas stresu oksydacyjnego. Jednym z aktywatorów sirtuin jest resweratrol, występujący obficie m.in. w skórkach czerwonego winogrona oraz w winie. Jeśli sirtuiny zaczną pracować nieprawidłowo, komórki przejawiają symptomy starzenia się, organy przestają odpowiednio działać lub pojawiają się np. zmarszczki. Cała informacja genetyczna znajduje się w jądrze każdej komórki przez cały czas, jednak nasze ciało przestaje ją dobrze interpretować. Dzieje się tak, bo nasz organizm wytwarza mniej substancji NAD, która aktywuje sirtuiny. W wieku 50 lat jest jej około połowa w porównaniu z ilością występującą w wieku 20 lat. Bez NAD sirtuiny nie są w stanie wykonywać swojej pracy, a komórki przestają spełniać swoje funkcje. Teraz pozostaje tylko wiedzieć, jak wykorzystać te informacje w praktyce.
David Sinclair w swoich badaniach stara się udowodnić, że starzenie się jest procesem, który można opóźnić, a nawet odwrócić. Jego teoria opiera się na dostarczeniu do organizmu „zdrowych stresorów”, które zwiększają poziom NAD i promują aktywność sirtuin. Rola sirtuin jest już całkiem dobrze poznana, ale pomysł, że możemy je ponownie aktywować ciągle jest na etapie przypuszczeń.
Sinclair podaje kilka sytuacji, które pomagają wywoływać te korzystne stresory dla naszego organizmu, tym samym opóźniając starzenie. Są to poddawanie ciała szokom termicznym (kąpiele w zimnej wodzie, krioterapia itp.), ciężki, intensywny, ale niezbyt długi trening (np. krótkie interwały) i okresowe głodówki. Wg jego teorii sirtuiny w takich sytuacjach dają sygnał dla komórek, że należy wejść w „stan obrony”, co czyni organizm na dłuższą metę zdrowszym. Ciągle przypuszczenia te nie są ostatecznie potwierdzone, ale dotychczasowe badania są obiecujące. Istnieje też wiele badań mówiących, że aktywność fizyczna, ekspozycja na zimno i redukcja kalorii opóźniają uboczne efekty starzenia się i niektóre choroby. Dlatego też działania te są dość powszechnie stosowane.
David Sinclair wyjaśnia również, jak nasze obecne zachowania oddziałują na komórki na poziomie genów.
– Nowy pomysł jest taki, że mamy dwa typy głównych informacji zapisanych w naszym ciele. Jedna z nich jest cyfrowa, a druga analogowa. Cyfrowa to nasz genom, który wytrzyma dłużej niż 80 lat (to zresztą dość nowe odkrycie), ale ta analogowa sprawia problemy. Jest ona określana mianem epigenetyki, a jej mechanizmy pozwalają komórkom odczytywać niektóre geny, pozostawiając inne wyciszone. Ponieważ tę analogową formę jest bardzo trudno zmienić, ona pierwsza zaczyna zawodzić. I jest to coś, co uważam za jeden z głównych powodów niekorzystnego sposobu starzenia się – tłumaczy dla portalu insidetracker.com.
Sinclair odpowiada na zarzuty, czy nie boi się np. przeludnienia, jeśli jego odkrycia wkrótce się sprawdzą.
– Populacja na świecie ciągle się zwiększa. W wielu krajach liczba starszych ludzi procentowo wzrasta, zmierzając do bankructwa tych państw. My chcemy doprowadzić do tego, by więcej było zdrowych, starszych osób, które są mądre i produktywne, w odróżnieniu do populacji wymagającej opieki i leczenia – mówi naukowiec.
W swojej książce Sinclair szczegółowo wymienia, jakie zmiany powinniśmy wprowadzać w naszym życiu. Jeśli chodzi o kwestie żywieniowe, należy zadbać o odpowiedni poziom witaminy B3, resweratolu, witaminy D3, aspiryny, unikać cukru i jasnego chleba, a także co jakiś czas opuszczać jeden posiłek w ciągu dnia. Autor poleca również regularne badania krwi, rzucenie palenia, unikanie nadmiernej ekspozycji na promieniowanie UV i unikanie promieniowania rentgenowskiego. Zachęca też do spania w chłodnej sypialni i ekspozycje na zimną temperaturę, a także aktywność fizyczną, w której znajdą się mocne interwały (np. HIIT).
– Najważniejszą rzeczą jest niejedzenie zbyt często. Nie chodzi o złe odżywianie się ani głodowanie. Nie chcę, aby jakiś młody człowiek pomyślał, że namawiam do głodowania. Jednak większość dorosłych je po prostu za dużo i za często. Bazując na niedawnych badaniach na myszach, jak i na ludziach, ważne jest nie tylko to, co jemy, ale też – kiedy. Trzy duże posiłki w ciągu dnia nie są optymalne dla długowieczności. Jest wiele rodzajów zmian, które można zastosować i uważam je wszystkie za potencjalnie pomocne – wyjaśnia Sinclair.
Sama długość życia nie jest jedyną zmienną, która powinna odzwierciedlać stan zdrowia jednostek i społeczeństw. Ale często ci, którzy żyją długo, stosunkowo długo pozostają aktywni. Najstarszą znaną aktualnie osobą na świecie jest Kane Tanaka, 117-letnia Japonka, która cały czas jest bardzo sprawna fizycznie i mentalnie. Urodzona 2 stycznia 1903 r. w Prefekturze Fukuoki matka piątki dzieci uważa, że sekretem jej długowieczności jest rodzina, dobry sen i nadzieja.
Na przestrzeni ostatnich lat długość życia ciągle się zwiększa. Wskazania naukowców sprowadzają się do podobnych kwestii: aktywności fizycznej, odżywiania, wypoczynku i czasem dodatkowych stresorów. Może taki kontrolowany stres również jest nam potrzebny, by na dłuższą metę być szczęśliwymi?
Źródła:
Grabowska W, Sikora E, Bielak-Zmijewska A. Sirtuins, a promising target in slowing down the ageing process. Biogerontology. 2017;18(4):447–476. doi:10.1007/s10522-017-9685-9
Houtkooper R.H., Pirinen E., Auwerx J. (2012), Sirtuins as regulators of metabolism and healthspan. Nat Rev Mol Cell Biol., 13:225–38
Mitręga J. Charakterystyka sirtuin – budowa i funkcje. E-biotechnologia.pl
Dang W. The controversial world of sirtuins. Drug Discov Today Technol. 2014;12:e9–e17. doi:10.1016/j.ddtec.2012.08.003
An Interview with Professor David Sinclair from Harvard Medical School. P. Braun.
______________________
Jakub Jelonek – absolwent AWF w Krakowie i doktorant tej uczelni. Pracownik Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego w Częstochowie. Współautor książki „Trening mistrzów” oraz biografii najlepszych polskich biegaczy. Ciągle aktywny chodziarz (mistrz Polski 2018 na 50 km), który nieustannie dokądś zmierza. Dwukrotny olimpijczyk na 20 km (z Pekinu i Rio) z ambicjami na Tokio. Trener i sędzia lekkoatletyczny, organizator imprez, nie tylko sportowych. Uwielbia czytać, ale i pisać – nie tylko o sporcie. Autor bloga www.jelon.blog
Były chodziarz, który nieustannie dokądś zmierza (wielokrotny reprezentant Polski i dwukrotny olimpijczyk – z Pekinu i Rio). Współautor biografii Henryka Szosta, Marcina Lewandowskiego i Adama Kszczota oraz książki „Trening mistrzów". Doktor nauk medycznych i nauk o zdrowiu. Pracownik Uniwersytetu Jana Długosza, a także trener lekkoatletycznych klas sportowych w IV L.O. w Częstochowie. Działa też jako sędzia i organizator imprez, nie tylko sportowych.
