Dołącz do czytelników
Brak wyników

Suplementy

30 kwietnia 2020

NR 2 (Kwiecień 2020)

Molekularny „klucz” do długowieczności – czy istnieje?

84

Senolityki to substancje aktywne, które wpływają na długość życia i zmniejszają ryzyko rozwoju chorób związanych ze starzeniem się ustroju. O senolitykach i ich potencjalnym zbawiennym wpływie na nasz organizm mogą poczytać Państwo w październikowym numerze „Food Forum” (2019). W niniejszym wydaniu skupimy się na innych substancjach bioaktywnych, które wpływają na potencjał senolityczny, a tym samym na wydłużenie i poprawę jakości życia.
Jak pokazują badania, około 45% osób powyżej 85. roku życia cechuje się znaczącym obniżeniem jakości życia [1]. Wynika to zarówno z deficytów na poziomie fizjologicznym, jak i poznawczym. Duże wyzwanie dzisiejszej medycyny polega na wydłużeniu czasu przeżycia, ale bez pogarszania się jego jakości. Innymi słowy działania mają polegać na tym, aby umożliwić osiągnięcie sędziwego wieku, ale jednocześnie zachować dobrostan fizyczny i psychiczny. Wśród czynników przyspieszających proces starzenia się można wyróżnić:

  • uszkodzenia DNA,
  • skracanie telomerów (telomer to końcowy odcinek chromosomu),
  • mutacje onkogenne,
  • dysfunkcje mitochondrialne i metaboliczne,
  • stan zapalny.

Zwróćmy uwagę, że udział „starzejących się komórek” (ang. senescent cells) został potwierdzony w patogenezie takich schorzeń, jak [2]:

  • miażdżyca,
  • łysienie,
  • kacheksja, 
  • sarkopenia,
  • osteoporoza,
  • zaćma,
  • cukrzyca,
  • stłuszczenie wątroby,
  • stwardnienie kłębuszków nerkowych,
  • zwłóknienie płuc,
  • zawał mięśnia sercowego,
  • choroby neurodegeneracyjne,
  • zaburzenia neuropsychiatryczne,
  • zapalenie kostno-stawowe.

Badania na modelu eksperymentalnym pokazują, że przeszczep tak zwanych „komórek starzejących się” do organizmu powoduje przykładowo spowolnienie chodu, mniejszą wytrzymałość oraz siłę [1]. Niepożądane efekty intensyfikują się wraz ze wzrostem liczby przeszczepionych komórek. Usunięcie „starzejących się komórek” z organizmu przy pomocy senolityków powoduje z kolei poprawę stanu fizycznego organizmu i wzrost przeżywalności.

Nieprawidłowo działające mitochondria

Jedną z przyczyn nasilenia procesów starzenia się ustroju jest dysfunkcja mitochondriów, która idzie w parze z kumulacją w organizmie „starzejących się komórek” [2]. Jak pokazują badania, mitochondria starzejących się komórek wykazują szereg wad w zakresie ich funkcjonowania, co zostało odzwierciedlone na rys. 1 [2]. Co ciekawe, pomimo ogólnie zwiększonej liczby mitochondriów, zwraca się uwagę na ich dysfunkcjonalność. Dochodzi do nadprodukcji wolnych rodników tlenowych (ROS; reactive oxygen species), magazynowania lipidów oraz uszkodzenia materiału genetycznego [2]. Ponadto stwierdza się obniżony stosunek NAD+/NADH, co z kolei zaburza szereg procesów komórkowych (m.in. obniżona aktywność dehydrogenazy jabłczanowej oraz aktywacja AMPK – kinaza aktywowana 5'AMP). Zbiorczo nazwano ten proces starzeniem się, skojarzonym z dysfunkcją mitochondrialną (MiDAS; ang. mitochondrial dysfunction-associated senescence) [2].
 

Rys. 1. Nieprawidłowo funkcjonujące mitochondria „starzejących się komórek” [2]


Wśród czynników, które wykazują działanie ochronne, wymienia się nikotynamid, NAC (N-acetyl-cysteine) oraz MitoQ [3]. 
Wymienione substancje usprawniają działanie telomerów oraz wpływają na zwiększoną żywotność komórki [2]. Biorąc pod uwagę efekt anti-aging, warto również dbać o prawidłową aktywność enzymów antyoksydacyjnych, czego przykładem może być dysmutaza ponadtlenkowa czy katalaza [2]. 

NAD+ (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy) – rola w procesie starzenia się ustroju?

NAD+ jest kluczowym elementem procesów zachodzących w komórkach. Odgrywa rolę koenzymu biorącego udział w procesach utleniania i redukcji, ulegając redukcji do NADH w trakcie glikolizy, β-oksydacji kwasów tłuszczowych czy cyklu kwasów trójkarboksylowych [4]. Ponadto NAD+ jest substratem dla takich enzymów, jak polimeraza poli(ADP-rybozy), sirtuiny czy ektoenzymy CD38/157 [4]. NAD+ jest syntetyzowany z różnych prekursorów, takich jak: tryptofan, nikotynamid, kwas nikotynowy, rybozyd nikotynamidu (NR) oraz mononukleotyd nikotynamidu (NMN). W organizmie ssaków przeważa biosynteza z nikotynamidu. Zapewnienie wystarczającej ilości NAD+ jest kluczowe dla wszystkich istotnych przemian zachodzących w organizmie człowieka.
Jak się okazuje, w miarę upływu procesów starzenia we wszystkich komórkach, tkankach i narządach zmniejsza się stężenie NAD+, co z kolei rzutuje na aktywność enzymów zależnych od NAD+ [4]. Przykładem takich enzymów są sirtuiny, regulujące metabolizm protein, naprawę DNA, odpowiedź na stres, remodeling chromatyny, rytm dobowy oraz wiele innych procesów zachodzących w komórkach [4]. Dodatkowo wskazuje się, że sirtuiny odgrywają znaczącą rolę w regulowaniu starzenia się ustroju oraz warunkowaniu długowieczności różnych organizmów, w tym ssaków. 


Tabela 1. Wpływ suplementacji diety NR oraz NMN na procesy zachodzące w starzejącym się organizmie [4]


Zmniejszanie się ilości NAD+ wraz z wiekiem koreluje z upośledzeniem gospodarki węglowodanowej oraz przyczynia się do rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, schorzeń neurodegeneracyjnych i nowotworów. W badaniach przeprowadzonych na modelu zwierzęcym (myszy) sugeruje się, że suplementacja diety mononukleotydem nikotynamidu czy rybozydem nikotynamidu w sposób efektywny uzupełnia zasoby NAD+, a tym samym poprawia funkcjonowanie starzejących się organizmów. Tabela 1 przedstawia obiecujące efekty suplementacji diety substratami do syntezy NAD+ rybozydem nikotynamidu oraz mononukleotydem nikotynamidu. Warto zaznaczyć, że są to wyniki uzyskane na modelu zwierzęcym lub na modelach komórkowych. Suplementacja diety NMN w badaniach przeprowadzonych na myszach poprawia oddychanie mitochondrialne, które jest kluczowym wskaźnikiem progresji choroby Alzheimera i innych schorzeń neurodegeneracyjnych oraz korzystnie wpływa na funkcje poznawcze poprzez wzrost stężenia NAD+ w hipokampie [5]. Rybozyd nikotynamidu natomiast potencjalnie zmniejsza ryzyko stłuszczenia wątroby, poprawia tolerancję glukozy i zapobiega nadmiernemu przyrostowi masy ciała. Warto również zwrócić uwagę na rolę...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy