Na poziomie molekularnym stresy i napięcia mogą sprawić, że Twój zegar biologiczny przeskoczy w sprint. Lightspring / Shutterstock

Starzenie się jest nieuniknione dla wszystkich żywych organizmów i chociaż nadal nie wiemy dokładnie, dlaczego nasze ciała stopniowo stają się coraz bardziej zepsute, zaczynamy rozumieć, jak to się dzieje.

Nasze nowe badania, opublikowane w Ecology Letterswskazuje czynniki, które wpływają na jeden z najważniejszych aspektów procesu starzenia, na podstawowym poziomie naszego DNA. Sugeruje, w jaki sposób stres może powodować szybsze tykanie biochemicznego zegara biologicznego wbudowanego w nasze chromosomy.

DNA - materiał genetyczny w naszych komórkach - nie unosi się swobodnie w jądrze komórkowym, ale jest zorganizowany w grudki zwane chromosomami. Kiedy komórka dzieli się i wytwarza swoją replikę, musi wykonać kopię swojego DNA, a ze względu na sposób, w jaki działa ten proces, maleńka część jest zawsze tracona na jednym końcu każdej cząsteczki DNA.

Aby chronić ważne części DNA przed utratą w tym procesie, końce chromosomów są zakończone specjalnymi sekwencjami zwanymi telomery. Są one stopniowo redukowane podczas kolejnych podziałów komórkowych.

Telomery (podświetlone na biało) są jak bufory molekularne dla twoich chromosomów. Amerykański Departament Energii Program Ludzkiego Genomu

Ta stopniowa utrata telomerów działa jak zegar komórkowy: z każdą replikacją stają się one krótsze iw pewnym momencie stają się zbyt krótkie, zmuszając komórkę do zaprogramowanego procesu śmierci. Kluczowym pytaniem jest, co ten proces, który rozgrywa się na poziomie komórkowym, faktycznie oznacza dla naszej śmiertelności. Czy los poszczególnych komórek naprawdę ma tak duże znaczenie? Czy tykający telomerowy zegar naprawdę odlicza czas, jaki pozostał nam do życia?

Starzenie się komórek to tylko jeden z wielu elementów starzenia się - ale to jeden z najważniejszych. Stopniowa degradacja tkanek naszego organizmu i nieodwracalna śmierć naszych komórek są odpowiedzialne za najbardziej widoczne skutki starzenia, takie jak utrata sprawności fizycznej, niszczenie tkanek łącznych prowadzące do powstawania zmarszczek skórnych czy choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Parkinsona.

Co nas kręci?

Kolejne kluczowe pytanie brzmi: czy istnieją czynniki, które przyspieszają lub spowalniają utratę naszych tykających telomerów?

Jak dotąd nasze odpowiedzi na to pytanie były niekompletne. Badania dostarczyły przebłysków możliwych mechanizmów, sugerując, że takie rzeczy jak: Infekcje lub nawet poświęcanie dodatkowej energii na reprodukcję może przyspieszyć skracanie telomerów i przyspieszać starzenie się komórek.

Dowody te są fragmentaryczne, ale wszystkie te czynniki wydają się mieć jedną wspólną cechę: powodują „stres fizjologiczny”. Mówiąc ogólnie, nasze komórki są zestresowane, gdy ich procesy biochemiczne zostają zakłócone z powodu braku zasobów lub z innego powodu. Jeśli na przykład komórki tracą zbyt dużo wody, możemy powiedzieć, że znajdują się w „stresie odwodnienia”.

Liczą się również bardziej znane rodzaje stresu. Zmęczenie i przepracowanie narażają nas na chroniczny stres, podobnie jak uczucie niepokoju przez dłuższy czas. Brak snu or stres emocjonalny może zmieniać wewnętrzne szlaki komórkowe, w tym funkcjonowanie telomerów.

Mając to na uwadze, zadaliśmy sobie jedno proste pytanie. Czy różne rodzaje stresu doświadczanego przez daną osobę rzeczywiście mogą przyspieszyć jej tempo starzenia się?

Stres i wysiłek

W naszych badaniach, prowadzonych przez moją koleżankę Marion Chatelain z Uniwersytetu Warszawskiego (obecnie University of Innsbruck), postanowiliśmy spojrzeć na to pytanie jak najszerzej. Wiele badań dotyczyło tego problemu u określonych gatunków, takich jak myszy, szczury oraz różne gatunki ryb i ptaków (zarówno dzikich, jak i laboratoryjnych). Zebraliśmy dostępne dowody w podsumowanie istniejącej wiedzy na temat wszystkich dotychczas zbadanych organizmów kręgowców.

Pojawiający się obraz wyraźnie sugeruje, że na utratę telomerów głęboko wpływa stres. Gdy wszystko inne jest takie samo, stres rzeczywiście przyspiesza utratę telomerów i przyspiesza wewnętrzny zegar komórkowy.

Co ważne, rodzaj stresu ma znaczenie: zdecydowanie najsilniejszy negatywny wpływ mają infekcje patogenami, rywalizacja o zasoby i intensywne inwestycje w reprodukcję.

Inne stresory, takie jak zła dieta, niepokoje ludzkie lub życie w mieście, również przyspieszają starzenie się komórek, chociaż w mniejszym stopniu.

Radykalny

Powstaje naturalne pytanie: co sprawia, że ​​stres wywiera tak silny wpływ na zegary komórkowe? Czy istnieje jeden mechanizm, czy wiele? Nasza analiza mogła zidentyfikować jednego potencjalnego kandydata: „stres oksydacyjny”.

Kiedy komórki są zestresowane, często objawia się to nagromadzeniem cząsteczek utleniających, takich jak wolne rodniki. Znajdujące się na odsłoniętych końcach naszych chromosomów, telomery są idealnym celem ataku tych chemicznie reaktywnych cząsteczek.

Nasza analiza sugeruje, że niezależnie od rodzaju doświadczanego stresu, ten stres oksydacyjny może być faktycznym procesem biochemicznym, który łączy stres i utratę telomerów. Czy to oznacza, że ​​powinniśmy jeść więcej przeciwutleniacze aby chronić nasze telomery, z pewnością wymaga to dalszych badań.

Wiem, nad czym się zastanawiasz: czy to znaczy, że odkryliśmy sekret starzenia się? Czy możemy wykorzystać tę wiedzę, aby spowolnić lub zatrzymać proces starzenia się? Krótka odpowiedź brzmi: nie.

Starzenie się jest zbyt fundamentalne dla naszej biologii, aby całkowicie się go pozbyć. Ale nasze badanie podkreśla ważną prawdę: zmniejszając stres, możemy wyświadczyć naszemu ciału wielką przysługę.

We współczesnym świecie trudno całkowicie uciec od stresu, ale możemy podejmować codzienne decyzje, aby go zredukować. Wysypiaj się, pij wystarczająco dużo wody, jedz zdrowo i nie zmuszaj się zbytnio. Nie da ci to życia wiecznego, ale powinno sprawić, że twoje komórki będą ładnie funkcjonować.

O autorze

Szymek Drobniak, stypendysta DECRA, UNSW.. Autor dziękuje swoim kolegom Marion Chatelain i Marcie Szulkin za ich wkład w powstanie tego artykułu i badania, na których się on opiera.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

książki_zdrowie