• Количката е празна

Остаряване на клетъчно ниво и скъсяване на теломерите

2019-11-14

Какво е нужно за организмите, за да растат, да се размножават и изпълняват жизнените си функции? Нужна им е ДНК. Пълното наименование е Дезоксирибонуклеинова киселина. Това е нуклеинова киселина, съставена от 2 спираловидни вериги. Освен всички известни организми, носители на ДНК са и много от вирусите. Заедно с протеините, липидите и полизахаридите (сложни въглехидрати), ДНК и РНК са от съществено значение за всички известни форми на живот. 

ДНК се състои от 2 нишки, които съдържат една и съща биологична информация. Дори и тези нишки да се разделят, информацията се запазва. ДНК може да бъде организирана в дълги структури, които се наричат хромозоми. Хромозома 1 е най-голямата човешка хромозома с около 220 милиона базови двойки и ако се изправи ще е дълга около 85 мм. 

Днес ДНК се използва от криминалистите, които могат да я открият в кръв, сперма, кожа, слюнка или коса. Този метод е разработен за пръв път през 1984 г., а от 1988 г. се използва за доказване / отхвърляне на вина при престъпления.

ДНК служи и за идентифициране на жертви при масови инциденти, при откриване на тела или части от тела при сериозни аварии и пр. 

ДНК се използва и при тестване за бащинство и роднинска връзка. Съвременните тестове позволяват тестване за бащинство и преди раждането на бебето. 

ДНК може да бъде увредена от различни мутагени, които променят последователността на изграждащите елементи. Вредни са окислителите (свободни радикали, водороден пероксид и пр), високоенергийното електромагнитно излъчване (ултравиолетова светлина или рентгенови лъчи) и пр. Въпреки че повечето от увреждания се поправят, във всяка една клетка може да остане следа и това е една от основните причини за остаряването. Натрупването на множество мутации в ДНК, които не могат да бъдат поправени провокира развитието на различни онкологични заболявания. 

Деленето на клетките е от съществено значение за растежа на организма. Когато една клетка се раздели, тя трябва да възпроизведе ДНК в генома си, така че двете дъщерни клетки да имат същата генетична информация като родителската клетка. Благодарение на двете нишки на ДНК това е лесно. Те се разделят, а след това с помощта на специален ензим се образуват другите нишки и сглобяването им в нови дъщерни клонинги. Благодарение на двете спирали на ДНК и тяхното разкъсване при размножаване се получават различни генетични комбинации. Рекомбинацията на хромозоми повишава ефективността от естествения подбор. 

Може би сте чували за теломерите. Това са частици от ДНК, които се намират в краищата на всички наши хромозоми. Те се състоят от една и съща последователност от базови двойки, които се повтарят многократно. 

Според публикация на yourgenome.org / What is a telomere? теломерите имат 3 основни цели:

  • помагат за организирането на всяка от 46-те хромозоми в ядрото на клетките
  • предпазват краищата на хромозомите като образуват нещо като пластмасовия връх на връзките за обувки. Ако липсват теломери, хромозомите могат да се свържат с други хромозоми.
  • позволяват на хромозомата да се възпроизведе правилно по време на клетъчно делене. 

Когато краищата на хромозомите са защитени с теломери, ДНК се възпроизвежда без увреждане. Обикновено клетките се делят 50-70 пъти. При всяко делене, от края на теломерите се губят бази и това води до скъсяването им. Има различни фактори, които ще обсъдим по-долу, които ускоряват скъсяването на теломерите. 

След като теломерът е прекалено къс, хромозомата вече не може да се възпроизвежда. Тогава клетката, която не може да се размножава остарява, а след това умира чрез апоптоза (програмирана клетъчна смърт).

Дали теломерите са ключа към вечна младост и здраве?

Отговорът е и да, и не. Дължината на теломерите се регулира от специален ензим, наречен теломераза, който може да удължи теломерите в края на хромозомите. Теломераза има в клетки като яйцеклетки и сперматозоиди, носители на ДНК, в зародишите, в стволовите клетки. 

Раковите клетки също се борят за младост, бърз растеж и безсмъртие. В много тумори са открити високи нива теломераза. Така те продължават неконтролираното си деление, не остаряват и пренебрегват сигналите за програмирана клетъчна смърт. Ако теломерите им се съкратят и хромозомите на злокачествените клетки достигнат до критична дължина, те ще умрат. Медикаментите, които блокират действието на ензима теломераза, могат да убият раковите клетки, но и важни за човешкото здраве клетки. Това може да повлияе на зарастването на рани, способността за борба с инфекциите, репродуктивните способности и пр. 

В публикацията от 2012 г. Telomeres, lifestyle, cancer, and aging се разглежда влиянието на теломерите върху остаряването и развитието на онкологични заболявания. 

Днес съществуват методи, чрез които дължината на теломерите може да бъде измерена и това да послужи за прогноза за продължителността на живота. Например тъканите на черния дроб губят 55 базови двойки теломери в ДНК за 1 година. С подобна скорост се скъсяват и теломерите в бързо обновяващите се клетки на стомашната лигавица. 

Скъсяване на теломерите с всяко делене на клетката

Ускореното скъсяване на теломерите при вродени генетични заболявания води до бързо състаряване на клетъчно ниво, възникване на хронични заболявания и по-ниска продължителност на живота. И все пак, дължината на теломерите е индивидуална и това ускорява / забавя възникването на коронарна болест на сърцето, сърдечна недостатъчност, диабет, повишен риск от рак, остеопороза и пр. Пациентите, чиито левкоцитни теломери за по-къси от съответната средна дължина при хората на тяхната възраст, имат 3 пъти по-висок риск от инфаркт на миокарда. Дали инфарктът ще бъде смъртоносен също зависи от дължината на теломерите. 

Ето някои от факторите, които водят до скъсяване на теломерите.

Тютюнопушенето е свързано със силен окислителен стрес на целия организъм и съответно ускорено скъсяване на теломери. Изследване на бели кръвни клетки на жени показва, че теломерите в ДНК се скъсяват с 25-27 базови двойки годишно при ежедневно пушене на цигари. Учените изчисляват, че пушенето на 1 кутия цигари всеки ден за период от 40 години скъсява продължителността на живота със 7,4 години. Тези негативни прогнози могат отчасти да бъдат предотвратени чрез адекватна терапия с антиоксиданти. 

Ефектът на теломерите - книгаЗатлъстяването, увеличаването на обиколката на талията и ИТМ (индекс на телесна маса) водят до повишаване на реактивните кислородни видове в плазмата и урината. Повишаването на окислителния стрес при затлъстяване вероятно се дължи на нерегулиран синтез на адипоцитокини. Изследвания показват, че теломерите на жени със затлъстяване са значително по-къси от теломерите на жени с нормално тегло на същата възраст. Нещо повече, хората с наднормено и свръхтегло могат да имат 8 години намаление на продължителността на живота и ефектът от затлъстяването е по-силен от този, предизвикан от тютюнопушенето. 

Работа в неблагоприятни условия също влияе на скоростта, с която остаряваме. В изследване са сравнени дължините на теломерите в левкоцитите на служители в офис и служители на КАТ, които вдишват множество токсични вещества от изгорените газове. Резултатите показват, че дължината на теломерите на служителите на КАТ е по-къса във всяка възрастова група в сравнение с хората, чиито работен ден преминава в офис. Подобни скъсени теломери се отчитат и при работниците в коксови пещи, които вдишват полициклични ароматни въглероди. Уврежданията на ДНК зависят от броя прослужени години и водят както до ускорено стареене, така и до развитие на рак на белите дробове. 

Стресът е свързан с повишено отделяне на хормони от надбъбречните жлези, които намаляват количествата антиоксидантни протеини и водят до повишено окислително увреждане на ДНК и ускорено скъсяване на теломерите. Изследване показва, че жените под стрес могат да съкратят живота си с около 10 години и здравословните проблеми да започнат по-рано в сравнение с жените, които не изпитват ежедневен стрес.  

Приемането на фибри чрез храната е свързано с намаляване на обиколката на талията и съответно нормална скорост на загуба на теломери. Същото важи и за приема на полиненаситени мастни киселини и особено линолова киселина. Намаляването на приема на протеини също може да удължи продължителността на живота. Следователно, високата продължителност на живота на японците е свързана с ниския прием на протеини и високо въглехидратни храни. 

Приемът на антиоксиданти като омега 3 мастни киселини, витамини Е, С и бета каротин,  намаляват скоростта на скъсяване на теломерите. Антиоксидантите имат способността да предпазват теломерите в ДНК от окислително увреждане, причинено от различни фактори. 

Намаляването на храненето или приемът на по-малки количества храна води до намалена скорост на растеж, намален оксидативен стрес и намалено увреждане на ДНК. Освен това намаления прием на храна се свързва с по-нисък ИТМ и обиколка на талията. 

Упражненията и физическата активност, изпълнени разумно и с мярка според възможностите на организма също могат да забавят процесите на стареене. Това се дължи главно на намаляването на вредните висцерални мазнини, които обвиват вътрешните органи и по-бързото изхвърляне на отпадните продукти. При спортуване се отделят специфични протеини и невротрансмитери, които стабилизират теломерите. Това обаче не важи за хората, които натоварват организма си с анаболи и пр. 

Повече информация можете да откриете в книгата "Ефектът на теломерите", издадена на български език през 2018 г. , 384 страници. 

Един от най-съвременните направления в природните науки е свързан с промените на организмите под въздействието на околната среда и се изучава от епигенетиката. Всяка клетка има хромозоми с генетична информация, които могат да бъдат променени под въздействието на различни външни или вътрешни фактори. Метилирането е процес, при който се случва прехвърляне на метилова група към аминокиселини, протеини, ензими и ДНК на всички клетки и тъкани в тялото. Метилирането е важно за регулацията на:

  • клетъчната енергия
  • експресията на гените
  • неврологичните процеси
  • детоксикацията на черния дроб
  • имунитета и пр. 

Метилирането се влияе от условията на живот и околната среда и има тенденция да намалява при възрастните хора. 

Публикацията от 2017 г. Folic acid, Vitamin B12 and DNA Methylation: an update изследва ефектите на фолиевата киселина и витамин B12 върху метилирането на ДНК. 

Стабилната синтетична форма на витамин B9 е известна като фолиева киселина, а естествените форми, които се срещат в храните се наричат фолати. Те са 5-метилтетрахидрофолат и 10-формилтетрахидрофолат. Синтетичната фолиева киселина трябва да премине през различни метаболитни стъпки, за да може да се превърне в лесна за абсорбиране форма. Фолиевата киселина участва в процесите на реметилиране като дарява метилова група на хомоцистеина в организма, за да успее да се превърне в метионин. В червените кръвни клетки (еритроцити) за този процес е нужна не само фолиева киселина, но и витамин B12. В блога на aloha.bg писахме за различните форми на витамин B12 (кобаламин). Метилкобаламин е биоактивна форма на витамин B12 и играе ролята на  донор на метилова група за хомоцистеина и подпомага на синтетичната фолиева киселина да се превърне в органичната 5-метилтетрахидрофолат. След даряването на метиловата група, метилкобаламинът се превръща обратно в кобаламин. Както фолатите, така и витамин B12 участват заедно в процесите на метилиране. Липсата на витамин B12 води до прекъсване на тези метаболитни реакции и натрупване на неусвоена фолиева киселина.  

Как влияят витамин B12 и фолиевата киселина (витамин B9) върху дължината на теломерите? 

Проучване от октомври 2019 г. Serum and Dietary Folate and Vitamin B12 Levels Account for Differences in Cellular Aging: Evidence Based on Telomere Findings in 5581 U.S. Adults включва 5581 американци, участвали в Национално проучване за изследване на здравето и храненето (NHANES).

Фолатите (фолиева киселина) и витамин B12 са витамини, които често участват заедно в метаболитни реакции. Освен това те имат силни антиоксидантни свойства. Тези 2 водоразтворими витамини от група В влияят на стабилността на ДНК.

Настоящото изследване, публикувано през 2019 г. има за цел да установи дали нивата на фолат и витамин B12, получени от кръвта, както и от начина на хранене влияят на дължината на теломерите на ДНК при 5581 мъже и жени на възраст 20-84 г., жители на САЩ.

В изследването са използвани данни за:

  • дължина на теломерите на левкоцитите
  • серумни концентрации на витамин B12 и прием чрез храна
  • серумни концентрации на фолиева и прием чрез храна
  • възраст
  • раса
  • часове на гладно преди вземане на кръв
  • индекс на телесна маса (ИТМ)
  • тютюнопушене
  • физическа активност
  • употреба на алкохол
  • диабет
  • дали жените са бременни или не
  • пол (жени / мъже)

За определяне на количествата фолиева киселина / витамин B12 са събрани данни за всички храни, напитки и хранителни добавки, които са приемани 24 часа преди събирането на данните. 

Използвайки всичките данни може да се обобщи:

  • средната възраст на участниците е 46 години
  • средната дължина на теломерите е 5833 базови двойки
  • средните серумни нива на витамин B12 са 509 pg / mL, а от храна - 5,3 mcg / ден
  • средните серумни нива на фолиева киселина са 14,4 ng / mL, а от храна - 408 mcg / ден
  • за всяка допълнителна година хората имат скъсяване на теломерите с 15.6 базови двойки

Жените и мъжете се различават по нива на фолати и витамин B12, затова за изследване дали дължината на теломерите зависи от тези витамини, са разделени на групи по пол. 

След разделяне на мъже / жени резултатите са:

  • при всяко 10% увеличение на серумните нива на фолиева киселина и след прилагане на ковариантите, теломерите са с 8,7 основни двойки по-дълги при жените. При мъжете също са по-дълги, но това не е статистически значимо. Аналогично, всяко 10% увеличение на приема на фолиева киселина от храната води до удължаване на теломерите с 6 базови двойки при жените, а при мъжете не е значимо. 
  • при всяко 10% увеличение на серумните нива на витамин B12 и след коригиране на разликите във възрастта, расата, тютюнопушенето, употребата на алкохол, индекса на телесна маса, общата физическа активност, статуса на диабет и бременност, теломерите са средно с 5,6 базови двойки по-дълги при жените, а при мъжете не се отчита ефект. Дори и 10% увеличен прием на витамин B12 при жените води до удължаване на теломерите с 3 базови двойки. 

Резултатите показват, че за всеки 10 години от човешкия живот, участниците в изследването биха изгубили 156 базови двойки от теломерите си. Ако 2 групи от жени имат разлика от 50% в серумните нива на фолиева киселина, тогава разликата в клетъчното стареене в тези 2 групи жени ще е около 43,75 базови двойки теломери или 2,8 години биологично остаряване. Ако една група има двойно по-високи нива на серумна фолиева киселина в сравнение с друга група (например разлика в 25-ти и 75-ти персентил), тогава средната разлика на клетъчното стареене би била 5,6 години. От друга страна е трудно да се оцени по данните на участниците в изследването колко фолиева киселина са приели чрез храната, пък и данните са само за 1 денонощие. За сметка на това серумните нива отразяват бионаличната фолиева киселина. 

В това изследване се използват данни на американци, при които има задължително обогатяване на зърнените храни с фолиева киселина от 1997 г. Препоръчителната дневна доза на фолиева киселина в САЩ е 400 mcg. При жените средния прием чрез храна е 311 mcg, а при мъжете - 398 mcg и почти достига препоръчителната дневна доза. Като се имат предвид по-късите теломери и повишеното клетъчно стареене при жените, които приемат недостатъчни дози фолиева киселина, не е изненадващо, че именно при тях се отчита положителна промяна в дължината на теломерите. 

Препоръчителната дневна доза за витамин B12 в САЩ е 2,4 mcg на ден. Средният прием според данните е 3,2 mcg за жените и 4,7 mcg за мъжете и е над препоръчителната доза. 

Средните нива на фолиева киселина и витамин B12 от храните са по-високи при мъжете в сравнение с жените и вероятно на това се дължи увеличаването на дължината на теломерите специално при жените, които приемат повече витамини. По отношение на серумните нива на витамин B12 при жените се отчитат много големи разлики - както много високи стойности, така и случаи с дефицит. При калкулирането се получава подобно на мъжете средно ниво. 

Авторите на изследването достигат до заключението, че фолиевата киселина и витамин B12 играят важна роля в клетъчното стареене чрез дължината на теломерите. В конкретния случай американските мъже имат по-високи серумни нива на двата витамина, няма толкова дефицити и вероятно затова не се отчита толкова силна статистически значима връзка. При жените обаче, колкото повече спадат нивата на фолиева киселина / витамин B12 толкова по-бързо протичат процесите на клетъчно стареене. 

Витамин B12 е свързан със съзряването на клетките в костния мозък.  Когато синтезът на ДНК е нарушен, кръвните клетки, които се намират в костния мозък продължават клетъчния си растеж, без да съзряват. Мегалобластната анемия е състояние, при което костния мозък произвежда необичайно големи клетки с деформирана структура, които не са преминали етапите на клетъчно развитие и не са достигнали зрялост. Тези промени в еритроцитите могат да бъдат отчетени и чрез изследване на Пълна Кръвна Картина и изменения в стойностите на RDW, MCV, MCHC и др. 

Дефицитът на витамин B12 уврежда и белите кръвни клетки - неутрофили, които играят важна роля в имунната система като преследват, изяждат и смилат различни микроорганизми и вируси. При липса на витамин B12 клетъчното ядро на неутрофилите се видоизменя и това променя ефективността им. 

При липса на витамин B12 (Метилкобаламин) освен хомоцистеин се увеличават и метилмалоновата киселина в серума и урината. Излишните количества навлизат в образуването на миелина - мазно бяло вещество, което обвива нервите. 

В резултат на дефицита на витамин B12 миелина е крехък и води до различни неврологични симптоми:

ПРЕПОРЪЧИТЕЛНА ДОЗА

2 пъти седмично по една капка във всяка ноздра. В случай на голям дефицит на B12, започнете с дневен прием по една капка във всяка ноздра през първите две седмици. След това продължете с препоръчаната доза. Смръкнете силно.

Една опаковка е достатъчна за минимум 10 седмичен курс на третиране. След отваряне на шишенцето, използвайте в рамките на 6 месеца.

Еднократно преди първа употреба: разклатете шишенцето и откапете първата образувала се капка на салфетка. След това следвайте инструкциите за ползване.

Пазете далеч от деца.

СЪСТАВ

  • Метилкобаламин / Меthylcobalamin
  • 2500 mcg B12 на капка
  • 250000 mcg B12 общо в опаковка/бутилка
  • 50 дози от по 5000 mcg в опаковка/бутилка
  • 5 ml в опаковка/бутилка

Продуктът Витамин B12 капки за нос 5000 mcg Methylcobalamin е подходящ за вегани и има лиценз от The Vegan Society. Не съдържа ГМО !