Jest to pierwszy artykuł z serii poruszającej tematykę długowieczności. Omówione w nim zostaną procesy sygnalizacyjne na poziomie molekuł oraz genów. Pomoże to w zrozumieniu molekularnych mechanizmów doprowadzających do starzenia się organizmu oraz w świadomym wprowadzeniu zmian w stylu życia.

W następnych częściach opisane będą praktyczne aspekty uskuteczniania stylu życia i żywienia, mogące przyczynić się do wzrostu długości życia. Zostaną one omówione z uwzględnieniem potrzeb różnych grup docelowych w różnych przedziałach wiekowych, także w zależności od sytuacji fizjologicznej. Wyjaśnione zostanie to, dlaczego powielanie błędnych koncepcji dietetycznych występujących w kulturze zapobiega długowieczności i przyczynia się do pogorszonej jakości życia.

Seria kierowana jest szczególnie dla osób starszych oraz sportowców, mających na uwadze zachowanie długowieczności oraz zmniejszenie ryzyka obciążenia przewlekłym bólem w późniejszym okresie życia.

Co tak naprawdę sprzyja długowieczności?

Omówiliśmy sobie już koncept senescencji. Zachodzi ona pod wpływem replikacji komórkowej oraz czynników powodujących stres metaboliczny. Nasze komórki replikują się poprzez hiperplazję, nie są w stanie jednak dzielić się w nieskończoność. W trakcie życia mogą przeprowadzić tylko określoną liczbę podziałów, po spełnieniu których dochodzą do martwego punktu zwanego Limitem Hayflicka. Mogą wtedy obumrzeć - zgodnie ze swoim kodem genetycznym lub zamienić się w komórki senescentne. Tego typu komórki są przyczyną bólu oraz licznych dysfunkcji, stanowią także jeden z mechanizmów starzenia się.

Aby właściwie zrozumieć tematykę wpływu stylu życia i odżywiania na utrzymanie długowieczności, musimy najpierw przestać myśleć o makroskładnikach w kontekście budulca oraz dostarczanych kalorii (co jest omawiane w szkole i na studiach) i zacząć je rozpatrywać w kontekście molekuł sygnalizacyjnych.

Nasz organizm posiada około 24 tysiące genów. Nie wszystkie podlegają jednakowo ekspresji w danej chwili w celu produkcji białka. Nasz organizm wybiera, które szlaki transkrypcji genetycznej chce aktualnie ,,włączać’’. Ten wybór podlega regulacji przez wpływ czynników wewnętrznych oraz środowiska-w szczególności, określamy to jako epigenetyka.

Potężnym determinantem, decydującym o tym, jakie geny ulegają aktualnej transkrypcji jest poziom dostępności substratów energetycznych jak i sam sygnał informujący o statusie energetycznym w organizmie. 

Istnieje wiele ścieżek transkrypcyjnych mających wpływ na metabolizm i długowieczność. W tej serii artykułów skupimy się na 2 najważniejszych. Są to MTOR (ssaczy cel rapamycyny) oraz AMPK (kinaza adenozynomonofosforanu).

W celu przekazania wiedzy czytelnikowi, która da mu lepsze rozumowanie o mechanizmach długowieczności od 99.9% osób, powiemy sobie dokładnie jaki wpływ te 2 szlaki mają.

Sygnalizacyjne podstawy długowieczności

Zostało już wspomniane, że makroskładniki tj. białka, tłuszcze i węglowodany oprócz funkcji budulcowo-energetycznej pełnią rolę molekuł komunikacji międzykomórkowej. Zwiększają aktywność czynników wzrostu, takich jak mTOR. Stanowią w ten sposób sygnał informujący o wysokim statusie dostępności energetycznej oraz tym samym wprowadzają organizm w stan metabolizmu, w którym preferuje on wzrost i podziały komórkowe.

Ważne jest to, że niektóre makroskładniki mogą oddziaływać w ten sposób, mimo braku faktycznej nadwyżki energetycznej za pośrednictwem mimikry sygnału wynikającej z tej właśnie nadwyżki.

Możemy zatem wprowadzić organizm w stan wzrostu, nie tylko po przez zwiększoną dostępność kaloryczną ale przez nasilenie samego sygnału, za pośrednictwem którego ciało myśli, że jest w stanie dostępności kalorycznej. 

W uproszczeniu - aktywacja wzrostu odbywa się w kolejności: IGF-1 i insulina > PI3K/AKT > MTOR. IGF-1 aktywowany jest przez samo spożycie protein oraz nadwyżkę kaloryczną ogółem. Insulina aktywowana jest spożyciem węglowodanów ogółem. Obydwa szlaki doprowadzają do wzmocnienia ścieżki mTOR. Im częściej w trakcie dnia spożywamy posiłki, tym większą część doby znajdujemy się w trakcie ustrojowej dominacji ścieżki Mtor.

Wpływ makroskładników na wzrost i długowieczność

Cukier wpływa na ciało poprzez sygnalizację insuliny, co z kolei doprowadza do zespołu metabolicznego, cukrzycy i progresji nowotworów. Wywołuje on zjawisko glikacji. Mocno zaburza ponadto równowagę bakterii jelitowych. 

Z kolei jaki wpływ mają proteiny? Oczywiście budulcowy. Aminokwasy stanowią w przenośni ,,cegiełki’’, które połączone w konkretną sekwencję stanowią nasze własne białka tworzące tkanki.

Są to również molekuły sygnalizacji komórkowej. Informują o wysokim statusie wysycenia energetycznego ustroju. Zwiększają ekspresję czynników wzrostowych, jednym z nich jest mTOR. W białku (szczególnie pochodzenia zwierzęcego) znajduje się sporo metioniny. Jest zaangażowana w cykl metylacyjny, powstawanie homocysteiny. Badania potwierdzają także, że jej obecność jest obligatoryjna do metabolizmu komórek nowotworowych. Są także aminokwasy rozgałęzione tzn. BCAA (leucyna, izoleucyna, walina). Aminokwasy egzogenne, w szczególności leucyna aktywują ścieżki wzrostu i podziału w organizmie.

W następnym artykule powiemy sobie o tym, jak przebywanie w stanie dominacji którejś z wymienionych ścieżek aktywacji metabolizmu (mTOR lub AMPK) wpływa na kształtowanie się wzrostu organizmu, jakości życia i długowieczności.

__________________

Autor: Robert Rybicki