Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: telomery, telomeraza, białka, geny, chromosomy, procesy starzenia się organizmu, karnozyna, glutation, cykloastragenol, resveratrol, pterostilben.
W momencie, w którym istota ludzka nabyła zdolność abstrakcyjnego myślenia, padło pytanie o sens naszej egzystencji. Pojawiła się też tęsknota za życiem wiecznym; nie tym metaforycznym – w zaświatach, tylko realnym i konkretnym – tutaj i teraz – na ziemi. Zresztą, wiara w życie pozagrobowe jest przecież właśnie realizacją marzenia o nieśmiertelności. Od zarania naszych dziejów staramy się więc oddalić starość i oszukać śmierć. Współczesna nauka poszukuje przyczyn starości i próbuje przybliżyć nas ku nieśmiertelności. I chociaż ostateczny sukces wydaje się jeszcze odległą perspektywą, to już dzisiaj – dzięki postępowi współczesnej nauki – możemy cieszyć się zdrowszym i dłuższym życiem. Nauka sformułowała kilka teorii starzenia się organizmu, a że na pierwszy plan wysuwa się obecnie teoria telomerowa, warto ją bliżej poznać, jak również warto poznać środki, które – w zgodzie z tą właśnie koncepcją – mogą poprawiać stan zdrowia w wieku późnym i wydłużać czas naszej egzystencji…
Telomery
Fundamentalnym tworzywem Natury jest białko. Białka wyznaczają cechy naszej fizjonomii i wytwarzają energię życiową. Jednym słowem: białko to życie; żyjemy dzięki białku! Śmierć głodowa następuje np. wtedy, kiedy organizm traci ponad połowę należnego mu białka. Proces starzenia się organizmu to też nic innego, jak stopniowa utrata białek: w dzieciństwie i młodości organizm gromadzi białka, w wieku dojrzałym utrzymuje w miarę stały poziom, podczas gdy w podeszłym traci systematycznie określoną ich ilość, w miarę upływu lat.
Podstawę składu białka tworzy 20 drobnych molekuł chemicznych, nazywanych aminokwasami. Ta „magiczna dwudziestka” odpowiada za całe bogactwo przyrody ożywionej, gdyż aminokwasy wiążą się ze sobą w rozmaitych konfiguracjach, wytwarzając dowolnej długości łańcuchy (tzw. peptydy), które następnie łączą się i skręcają w różnych płaszczyznach, przyjmując najwymyślniejsze figury cząsteczek białek.
Informację o wszystkich białkach organizmu koduje i przechowuje w komórkach kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) – związek stanowiący podstawę dziedziczenia. DNA też zbudowany jest z drobniejszych molekuł – zasad azotowych. Każda zasada powiązana jest tutaj z fosforem i cukrem – dezoksyrybozą, a takie kompleksowe związki nazywamy nukleotydami. DNA szyfruje skład białka w ten sposób, że każdemu aminokwasowi odpowiada kombinacja trzech zasad azotowych. Te potrójne kombinacje układają się w większe struktury, nazywane genami, kodujące skład jednego, konkretnego białka. W każdej komórce egzystuje cała, niezwykle skomplikowana maszyneria syntezy białek, odczytująca kod genetyczny i produkująca określone białka na potrzeby danej komórki, w zależności od specyfiki tkanki, w skład której komórka ta wchodzi. Nić DNA jest jednak podwójna, czyli wszystkie nukleotydy występują tutaj w postaci dwóch kopii. Kiedy komórka się dzieli, rozdziela najpierw podwójną nić DNA na pojedyncze kopie, a następnie dobudowuje do każdej drugą na podstawie pierwszej i odtwarza dwie podwójne nitki DNA, przekazywane następnie dwóm komórkom potomnym. Ponieważ DNA koduje ogromną liczbę białek, a w związku z tym jego nić jest niezwykle długa (u człowieka osiąga np. rozmiar 2 metrów), związek ten zostaje upakowany przez jądra komórkowe do postaci maleńkich „tobołków”, nazywanych chromosomami. Chromosomy przyjmują postać rozgałęzioną, zaopatrzoną wypustkami przypominającymi wystające palce. I to właśnie zwieńczenia tych palców, niby paznokciami czy pazurkami, zakończone są strukturami, znanymi jako telomery.
Telomery nie kodują białek. Podstawowa ich funkcja polega na niedopuszczaniu do skracania się nici DNA. Pamiętamy bowiem, że – przy każdym podziale – każda z dwóch nitek DNA musi zostać skopiowana… Proces ten przypomina zapinanie suwaka zamka błyskawicznego. Wysilmy więc wyobraźnię i uświadommy sobie – co by było, gdyby zamek błyskawiczny nie miał charakterystycznego zakończenia… Gdyby automat zamka chwytał od razu pierwszy ząbek, suwak zapinałby się nierówno – z jednej strony zapięcie byłoby krótsze od długość automatu zamka. Różnica polega tutaj jedynie na tym, że po każdym podziale komórkowym skraca się nieco niekodujący telomer, za to główna, kodująca nić DNA pozostaje nienaruszona. Kiedy – na skutek kolejnych podziałów – chromosomy utracą telomery, komórka nie może dalej się dzielić. Dalsze podziały prowadziłyby bowiem do powstawania komórek z niekompletnym DNA, czyli niezdolnych do poprawnego pełnienia swych zadań życiowych, z uwagi na niezdolność syntezy pełnego kompletu niezbędnych do życia białek. Skracanie się telomerów jest więc rodzajem zegara biologicznego, odmierzającego czas życia danej populacji komórkowej. Limit podziałów komórkowych jest więc ograniczony i mieści się w przedziale pomiędzy 50 -70 cyklów. Długość telomerów zaświadcza o wieku biologicznym komórki: im krótsze telomery – tym starsze komórki. Komórka pozbawiona telomerów podlega programowanej śmierci, nazywanej fachowo apoptozą. W obszarze okołotelomerowym DNA egzystują geny, normalnie wyciszane przez telomery, które teraz ulegają aktywacji i ułatwiają apoptozę. Jednak jedna na kilka milionów komórek nie chce poddać się nieuchronnym wyrokom Niebios; nie zamierza ginąć i zaczyna wytwarzać enzym odbudowujący telomery – telomerazę. Takie indywiduum może przeobrazić się w komórkę nowotworową.
Telomeraza
Komórki nowotworowe nie są oczywiście jedynymi tworami biologicznymi, produkującymi telomerazę… W normalnych, dorosłych komórkach geny telomerazy egzystują w uśpieniu: takie komórki nie wytwarzają białka enzymu telomerazy. Telomerazę produkują jednak komórki linii płciowej, z których powstają plemniki i jajeczka, komórki embrionalne oraz komórki macierzyste dorosłego organizmu. Wszystkie te komórki są więc potencjalnie nieśmiertelne. Dlaczego dorosłe komórki tracą zdolność produkcji naszego enzymu…? To proste…! Budują one tkanki i narządy, nie mogą dzielić się więc w nieskończoność. Gdyby Natura nie ustaliła dla nich limitu podziałów: nasza wątroba osiągnęłaby szybko wielkość pieca kaflowego, a ciało – rozmiary brontozaura. Dorosłe komórki starzeją się więc i umierają, a ich miejsce zastępują nowe, różnicujące się (dorastające) z potencjalnie nieśmiertelnych komórek macierzystych. W ten sposób, w wciągu całego życia, wciąż odnawiają się i regenerują nasze narządy i tkanki.
W czym więc problem…? Skoro starzeją się i umierają tylko komórki dorosłe, a te zastępowane są komórkami młodymi, pochodzącymi od potencjalnie nieśmiertelnych komórek macierzystych, wciąż powinniśmy pozostawać młodzi i zdrowi, i nie podlegać procesowi umierania. W praktyce jednak okazuje się, że nawet komórki macierzyste, ale dorosłego organizmu, nie są zupełnie nieśmiertelne. Największą aktywność telomerazy obserwujemy i najdłuższe telomery znajdujemy w komórkach płciowych i embrionalnych, jednak już w trakcie rozwoju płodowego, rozwoju osobniczego, życia dorosłego i wkraczania w wiek zaawansowany – systematycznie spada aktywność telomerazy i skracają się telomery naszych komórek macierzystych. Co leży u podstaw całego zjawiska (?) – tego jeszcze dokładnie nie wiemy. W końcu też i komórki macierzyste tracą zdolność podziału, a wtedy nie mogą już odnawiać się i regenerować nasze narządy i tkanki – spowalnia tempo syntezy białek, nadchodzi starość i pojawiają się towarzyszące jej schorzenia wieku późnego. Wiele wskazuje na to, że chorobom tym sprzyjają również geny z obszaru okołotelomerowego, odsłonięte i uaktywnione na skutek drastycznego skracania się telomerów. A przypomnijmy, że komórki pozbawione telomerów są też szczególnie narażone na zmiany nowotworowe.
Aktywatory telomerazy
W tej sytuacji na pewno nas nie zdziwi, że naukowcy pilnie poszukują sposobów na podniesienie czy przywrócenie aktywności telomerazy. Obserwowano na przykład, że zdrowy model żywienia, umiarkowana dawka ruchu i odpowiednie techniki relaksacyjne są w stanie wyraźnie wydłużyć nasze telomery. Donoszono również, że aktywność telomerazy i długość telomerów pozostają w dodatniej relacji z dwoma naturalnymi molekułami produkowanymi przez nasz organizm – karnozyną i glutationem, a poziom jednej i drugiej substancji wzrasta w komórkach na skutek podawania ich prekursorów – beta alaniny i cysteiny. W drugim przypadku sprawdzają się też wysoko cysteinowe białka serwatkowe. Beta alaninę i białka serwatkowe znajdziemy bez problemów na rynku suplementów sportowych, gdyż te wpływają również pozytywnie na rozwój tężyzny fizycznej.
Ostatnio jednak, na pierwszą linię frontu walki ze starością wysuwają się dwie substancje naturalne: cykloastragenol i resweratrol. Jak donosił bowiem Valenzuela w 2009 i Wang w 2011 roku – zarówno jeden, jak też i drugi związek, potęguje aktywność telomerazy. Cykloastragenol jest charakterystycznym składnikiem azjatyckiego ziółka – traganka błoniastego, zaś resweratrol znajdujemy przed wszystkim w rdeście ptasim i popularnych winogronach. Resweratrol występuje w przyrodzie, w kilku wersjach molekularnych, z których za najaktywniejszą uznawany jest pterostylben, znajdowany głównie w czarnych jagodach i borówkach amerykańskich. Pterostylben przyswaja się czterokrotnie lepiej, jak resweratrol, a następnie przekształca się w organizmie, w znacznej mierze, do resweratrolu. W zgodzie z aktualnym stanem wiedzy, zaleca się więc łącznie w jednym posiłku owoców zawierających pterostylben i resweratrol: np. winogron z borówkami. Wszystkie te substancje występują jednak również w postaci prostych w stosowaniu i dawkowaniu, kapsułkowanych suplementów, którymi warto uzupełniać codzienną dietę, marząc o długim i zdrowym życiu.
