Enzim telomeraza je potencijalni tumorski marker i meta antitumorske terapije. Dijeta uključuje. Fakultet: Javno zdravstvo

Elena Fokina

Starost je nešto najneočekivanije što nas čeka u životu.

Leon Trocki

Jedan od čestih razloga za posjetu kozmetologu je želja da se odgodi starenje, spriječi starenje kože i stvaranje bora. Kozmetolozi imaju na raspolaganju bogat arsenal metoda i sredstava uticaja za isporuku nedostajućih nutrijenata u ćelije, aktiviranje njihove funkcije, a ipak možemo govoriti samo o usporavanju starosnih promena. Da li je moguće zaustaviti starenje jednom za svagda? Donedavno bi ovo pitanje izgledalo u najmanju ruku naivno, jer svi znaju da je ovaj proces genetski programiran. Ali otkriće telomeraze nam je omogućilo da na to gledamo drugačije.

Nedavno su se na tržištu počeli pojavljivati ​​kozmetika i dodaci ishrani koji sadrže aktivatore telomeraze; proizvođači tvrde da mogu produžiti sposobnost ćelija da se razmnožavaju. Koliko puta su ćelije programirane da se razmnožavaju?

Hayflick limit

Poznato je da se neke ćelije mogu umnožavati gotovo beskonačno - zametne ćelije, matične ćelije, tumorske ćelije, ali velika većina ćelija na kraju izgubi sposobnost dijeljenja. Šezdesetih godina prošlog vijeka Leonard Hayflick i grupa naučnika iznijeli su podatke da se, čak i pod idealnim uslovima rasta, fibroblasti dobijeni iz ljudskog embriona dijele ograničen broj puta (oko 50 podjela). Čak i uz najpažljivije poštovanje svih mera predostrožnosti tokom in vitro subkultura, ćelije prolaze kroz niz morfološki različitih faza, nakon kojih se gubi sposobnost proliferacije fibroblasta i mogu ostati u tom stanju dugo vremena. Hayflick je pokušao zamrznuti fibroblaste nakon 20 podjela, a zatim ih odmrznuti godinu dana kasnije. Fibroblasti su se podijelili u prosjeku još 30 puta, odnosno do svoje granice.
Ova zapažanja su više puta potvrđivali drugi istraživači, a sam fenomen je dobio ime po autoru - "Hayflickova granica".
Osim toga, pokazalo se da se sa povećanjem starosti donora značajno smanjio broj mogućih dioba tjelesnih stanica, iz čega se zaključilo da postoji određeni brojač koji ograničava ukupan broj divizije.
Ali kako možemo objasniti prisustvo ove granice u nekim ćelijama i njeno odsustvo u drugim?

Telomere
Reč „telomera“ dolazi od dve grčke reči: τέλος – „kraj“, μέρος – „deo“ i označava krajnji deo hromozoma.
Kao što je poznato, hromozomi su odgovorni za pohranu i prijenos nasljednih informacija. Molekul polimera DNK unutar hromozoma održava svoju stabilnost upravo zahvaljujući telomerima. Telomere - krajnje fragmente hromozoma - identifikovao je Amerikanac Herman Möller 1930-ih, dok je radio kao naučnik u Sovjetskom Savezu. Istraživanja sprovedena ranih 1940-ih pokazala su da terminalne regije štite hromozome od preuređivanja i loma.
Danas je poznato da se telomeri sastoje od ponavljajućih nukleotidnih regiona i specijalnih proteina koji na određeni način orijentišu te regije u prostoru. Sastav nukleotida u telomerima je stabilan, pa kod svih kralježnjaka ponavljaju skup od šest nukleotida - TTAGGG (slova označavaju nukleinske baze). Zbog prisustva ovih stabilnih ponavljanja u telomerima ćelijskog sistema popravak oštećenja ne brka telomerni region sa slučajnim prekidom, zbog čega se kraj jednog hromozoma ne može povezati sa prekidom drugog. Za razliku od drugih dijelova DNK, telomeri ne kodiraju proteinske molekule, odnosno ne sadrže vrijedne genetske informacije.
Godine 1971. ruski naučnik A. M. Olovnikov prvi je iznio hipotezu da se sa svakom diobom ćelije skraćuju terminalni dijelovi hromozoma. Podjela ćelije počinje udvostručavanjem njenih hromozoma, koji sadrže genetski materijal. Udvostručenje je osigurano posebnim enzimom - DNK polimerazom. Ovo je protein čija je funkcija da se kreće duž lanca DNK kako bi sintetizirao drugi sličan lanac. DNK polimeraza počinje svoje kretanje ne od samog vrha hromozoma, već lagano povlačeći se od njegovog početka. Zbog nesposobnosti DNK polimeraze da replicira kraj lanca DNK, dužina telomera se skraćuje za 50-200 parova baza sa svakom podjelom. One. Svakim udvostručavanjem, dio DNK se gubi a da nije podvrgnut djelovanju DNK polimeraze. Ako je regija koja nedostaje sadržavala važne genetske informacije, geni potrebni za sintezu proteina potrebnih ćeliji bi mogli biti izgubljeni.
Dakle, dužina telomernih sekcija određuje starost ćelije – što su kraći, to je ćelija starija i veći je broj deoba koje su prošle od rođenja ćelije prekursora. Imajte na umu da se ovo pravilo ne odnosi na sve stanice - nervne i mišićne ćelije odraslog organizma se ne dijele, telomerni dijelovi u njima se ne skraćuju, a ipak "stare" i umiru. Stoga, pitanje veze između starenja i dužine telomera do danas nije u potpunosti razjašnjeno.
Dakle, nakon sve više i više ciklusa diobe, telomeri će se sve više smanjivati. Ali ako krajevi hromozoma izgube telomere, onda protein, koji može da popravi slomljene hromozome, "pogreši" ih za slomljene delove i može da poveže različite hromozome zajedno. Skraćivanje telomera deluje slično mitotičkom satu (od reči "mitoza" - proces podele jedne ćelije na dve), regulišući proliferativni potencijal ćelija i, kada se dosegne kritični nivo dužine, predisponira za asocijaciju telomera (TAs) i hromozomska nestabilnost, što može dovesti do promjena u strukturi ćelije i genetskih poremećaja. Kada se određena količina takvog oštećenja akumulira u genomu, u ćeliji se pokreće program apoptoze, mehanizam stanične smrti.
Postoji nekoliko in vitro studija koje ukazuju da skraćivanje telomera tokom starenja somatski normalnih ćelija može uzrokovati starenje (blokiranje sposobnosti ćelija da se repliciraju, englesko starenje). Drugim riječima, kritična dužina telomera zaustavlja proces diobe ćelije.
Kako se telomeri skraćuju, stanice “stare”, funkcionišu slabije i rjeđe se dijele, a matične stanice rjeđe proizvode nove kopije i u nekom trenutku ih potpuno prestaju proizvoditi.
Utvrđeno je da kada se dužina telomera smanji na kritični nivo (približno 2,5 Kb), ćelije dostižu Hayflickovu granicu.
Postoji li neki prirodni mehanizam koji može utjecati na skraćivanje telomera?

Telomeraza

U oktobru 2009. laureati nobelova nagrada u fiziologiji i medicini bili su američki naučnici Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider i Jack W. Szostak. Ovu prestižnu naučnu nagradu dobili su za otkriće zaštitnih mehanizama hromozoma povezanih sa delovanjem telomeraze. Utvrđeno je da poseban enzim, telomeraza, koristi vlastitu RNA šablonu za dovršavanje telomernih ponavljanja, vezujući nukleotidne sekvence za njih i produžavajući telomere. Tako se pokazalo da se telomerna ponavljanja mogu obnoviti, a telomeraza je u stanju da održava konstantnu dužinu telomera.
Istraživanje je počelo sredinom 1980-ih, kada se Carol Greider pridružila laboratoriji E. Blackburna, i upravo je ona otkrila da su u ekstraktima ćelija trepavica, telomerni ponavi vezani za sintetičko “sjeme” nalik na telomere. Očigledno je da je ekstrakt sadržavao neku vrstu proteina koji je doprinio rastu telomera. Greider i Blackburn su utvrdili da telomeraza uključuje proteinski molekul, koji, zapravo, vrši sintezu telomera, i RNA molekul, koji služi kao šablon za njihovu sintezu. RNK telomeraze je okružena proteinom i služi kao šablon, prema kojem protein veže nove delove, iste TTAGGG sekvence, na telomere hromozoma. Kao rezultat, telomeri se ponovo produžavaju i stanično starenje se zaustavlja.
Nakon otkrića telomeraze u cilijatima, otkrivena je u kvascu, biljkama i životinjama, uključujući ćelije raka jajnika i ljudi. U većini diferenciranih stanica telomeraza je blokirana, ali u matičnim i zametnim stanicama je aktivna. Stanice u kojima funkcioniše telomeraza (polne ćelije, ćelije raka) su besmrtne. U običnim (somatskim) ćelijama, od kojih se telo uglavnom sastoji, telomeraza nije aktivna, pa se telomeri skraćuju sa svakom deobom ćelije, što na kraju dovodi do njihove smrti.
U ljudskom tijelu postoji jedna grupa stanica koje su praktično besmrtne - to su ćelije reproduktivne linije. Polne ćelije sazrevaju u ljudskom telu, jedna od njih učestvuje u oplodnji, deli se i postaje novi organizam, u kojem sazrijevaju njihove reproduktivne stanice, itd. U takvim stanicama je aktivan enzim telomeraza. Telomeraza je često aktivna u tumorskim ćelijama, a naučnici je dodaju ćelijama od kojih žele da stvore večno živu laboratorijsku kulturu.
Koje je izazove za naučnike predstavljalo otkriće telomeraze?

Pravci naučnog istraživanja
IN poslednjih godina Telomeraza je stalno u fokusu pažnje istraživača širom svijeta. U enzimu telomerazi, istraživači vide i ključ za mehanizme starenja i razlog za nekontrolisanu proliferaciju tumorskih ćelija.
Poznato je da se telomeraza, potisnuta u somatskim ćelijama (sa izuzetkom zametnih ćelija i matičnih ćelija), aktivira u ćelijama raka, podržavajući proliferaciju i razvoj tumora. Visoka aktivnost telomeraze zabilježena je kod većine karcinoma.
Osim toga, otkriveno je da neki karcinomi održavaju dužinu svojih telomera u odsustvu aktivnosti telomeraze kroz mehanizam koji se zove ALT (alternativno produženje telomera), koji omogućava dugotrajnu proliferaciju ćelija.
Prisustvo aktivnosti telomeraze u onim somatskim ćelijama gde se ona obično ne manifestuje može biti marker malignog tumora i pokazatelj nepovoljne prognoze.
Ilustrativan primjer besmrtnosti tumorskih stanica je HeLa ćelijska linija, koja se koristi u onkološkim istraživanjima. Njegove ćelije su dobijene 1951. godine u Baltimoru od pacijentice Henriette Lacks (HeLa je nazvana po njoj), koja je bolovala od raka grlića materice. Više od šezdeset godina potomci ovih ćelija žive i dijele se u stotinama laboratorija u različitim zemljama.
Zadatak naučnika je da "isključe" telomerazu. Tada će se telomeri u ćelijama raka ponovo skratiti, nakon graničnog broja deoba ćelije će početi da umiru, a rast tumora će prestati. To znači da su potrebni inhibitori telomeraze.
Agensi koji inhibiraju telomerazu mogu uzrokovati da ćelije raka izgube telomere i umru prije nego što normalne ćelije s dužim telomerima budu oštećene gubitkom vlastitih telomera. Osim toga, telomeraza može biti korisna u predviđanju kliničkog toka pacijenta s potvrđenom dijagnozom raka.
Aktivnost telomeraze se može koristiti za ranu dijagnozu raka neinvazivnim testiranjem, a inhibitori ovog enzima mogu se koristiti kao antitumorski agensi sa visokim nivoom selektivnosti za transformisane ćelije. Međutim, telomeraza nije primarni izvor raka.

S druge strane, poznato je da reaktivacija telomeraze produžava “replikacijski” život somatskih ćelija, odnosno povećava broj njihovih dioba. Međutim, upravo se to dešava kod tumora i dovodi ih do malignog rasta.
Jedan od predloženih načina za postizanje dugovječnosti, uzimajući u obzir rizik od raka, je reaktivacija telomeraze u proliferirajućim stanicama u pozadini stimulacije aktivnosti tumorskih supresora.
Uvođenje telomeraze u ćelije humanih fibroblasta povećava broj njihovih dioba za otprilike 3 puta bez ikakvih znakova starenja ili patologije. Dobijeni podaci ukazuju da ekspresija telomeraze u kulturi ljudskih ćelija ne izaziva nužno razvoj raka, odnosno da sama telomeraza nema svojstva onkogena. Glavno svojstvo telomeraze je kontrola ćelijske diobe, i za nastanak rast tumora potrebne su dodatne mutacije i faktori.
Istraživači sa Univerziteta Stanford i Geron izveli su eksperimente sa "kožom" uzgojenom iz ljudskih ćelija u laboratoriji. Otkrili su da infekcija stanica modificiranim retrovirusom koji ubacuje gen telomeraze u njihov genom daje umjetnoj koži vraćanje elastičnosti, mekoće i teksture karakteristične za kožu mladog organizma.
Trenutno naučnici rade na problemu kako produžiti očekivani životni vijek aktiviranjem telomeraze, uz izbjegavanje rizika od raka.
Možemo li sada, ne čekajući rezultate naučnog razvoja, poduzeti neke korake da sačuvamo vlastite telomere?

Utjecaj načina života na dužinu telomera
Stres ima štetan učinak ne samo na moždane ćelije, već i na cijelo tijelo u cjelini. Pod utjecajem stresa, zaštitni mehanizmi se smanjuju, uključujući i na ćelijskom nivou, sa smanjenjem Hayflickove granice i prijevremenom smrću stanica.
S druge strane, zdrav način života usporava starenje ćelija molekularnom nivou. Ovo su rezultati studije koju su sproveli naučnici iz San Francisca, u kojoj je učestvovalo 239 žena.
Sve učesnice eksperimenta nisu imale ozbiljne bolesti, nisu pušile i bile su u postmenopauzi. Zdrav način života znači dovoljno sna, zdrava ishrana i fizička aktivnost. Učesnici eksperimenta vodili su dnevnike u kojima su opisali svoj životni stil i stres koji su doživjeli.
Autori studije mjerili su dužinu telomera u ćelijama imunog sistema ispitanika na početku eksperimenta i godinu dana kasnije. Pokazalo se da je jak stres doprinio skraćivanju telomera, ali kod žena koje su vodile zdraviji način života, skraćivanje po stresnom događaju bilo je znatno manje nego kod žena koje su vodile manje zdrav način života. Odnosno, čini se da zdrav način života, iako ne može smanjiti broj stresova, pomaže da se oni lakše podnose, bez veće štete po organizam.

Dobiti pristup kodovima "mladosti"? Nema problema! Samo da smo spremni na „neobičnosti“, paradokse i (oh, užas!) - neadekvatnosti naših super tijela.

Neobičnost počinje kada saznamo da, zapravo, naši kognitivni kvarovi ometaju potragu i razumijevanje kodova „mladosti“.

Neuroznanstvenici uvjeravaju: „Možete se nositi sa ovom neobičnošću ako se prema sebi ponašate sa samoironijom. Je li naš super tijelo na nivou mozga, on se često ponaša "ne sjajno". Mozak se buni protiv objektivne stvarnosti i novosti. Ali možete raditi s ovim!”

Ne tako davno, "bomba" se pojavila u engleskom govornom području interneta. Naučnici su predstavili ogromnu listu naših kognitivnih distorzija, ili, jednostavnije, kvarova.

Kako prihvatiti takvo otkriće: često nas posjećuje iluzija da neke stvari radimo vrlo ispravno i logično, a zapravo je sve obrnuto? Ali takva percepcija se manifestuje u svim oblastima života. Zapravo, to uvelike otežava naš pristup kodovima "mladosti". Naučnici iznose dokazane činjenice, a mi ih ne opažamo. Ali na kraju su to prihvatili: „Ura! Ispostavilo se da je podmlađivanje na ćelijskom nivou u našim rukama!” I pet minuta kasnije su zaboravili. Novo znanje se raspršilo – „progutao“ ga je kognitivni slom!

„Ne treba da se ljutite, to je popravljivo! Prvo, moramo prihvatiti činjenicu da mozak ponekad iskrivljuje objektivnu stvarnost, a drugo, ne smijemo se bojati upoznati se s tim iskrivljenjima. Što više znamo o njima, to više gube svoju moć”, uvjeravaju nas neuroznanstvenici.

O glavnim kodovima „mladih“ potrebno je govoriti na različite načine i češće. Ovo nije baš jednostavna informacija. A mozak "ne voli" nikakvu složenost, jer je prisiljen trošiti energiju na savladavanje i pamćenje. Stoga on to izbjegava na sve moguće načine, istiskujući iz sjećanja ono što želimo uložiti u sebe.

Jedan od glavnih kodova “mladosti” je telomere. Šta se desilo telomere? Ne, to nije nešto što meri telo! Ovo je krajnji dio DNK, ili, drugim riječima, krajnji dijelovi hromozoma. Naše tijelo se sastoji od ćelija koje su sposobne da se dijele, stvarajući vlastite kopije. Na prvi pogled se čini da ako se ćelije stalno obnavljaju, onda tijelo može živjeti vječno. Ali to je nemoguće. Najvažniji dio ćelije su hromozomi; oni pohranjuju informacije o ćeliji. Kada se ćelija podijeli, dijele se i hromozomi, stvarajući kopiju svih potrebnih informacija. Nalaze se na krajevima hromozoma telomere.

Telomere pod mikroskopom - istaknuta područja

Naše starenje počinje kada telomere početi skraćivati. Usporiti starenje znači spriječiti njihovo skraćivanje u “prirodnom” ritmu. Potpuno zaustavite proces skraćivanja telomere- nemoguće, ali suspendovanje je sasvim moguće! A ovo je već veliki uspjeh u našem uspostavljanju “vječne mladosti”.

Zašto se skupljanje telomera ne može u potpunosti zaustaviti? Jer ovaj proces je položen u sam program života. Da bi se naš život nastavio, ćelije se moraju podijeliti. Tokom cijelog našeg života, svaka ćelija se podijeli oko 50 puta. Ovo je granica života! Sa svakom diobom ćelije, telomeri se skraćuju. Skraćivanje telomera je najprecizniji marker starenja. Ako doktor koji ne zna naše godine i izgled pogleda naše telomere, to će tačno odrediti naše godine. znači:

• Prvi (neuklonjivi) razlog za skraćivanje telomera je upravo vreme koje provodimo na zemlji.
• Drugi (uklonjivi) razlog za skraćivanje telomere- stres.
• Treći (uklonjivi) razlog za skraćivanje telomere- nezdrava hrana.

Dva razloga za skraćivanje telomere, koje možemo kontrolisati - ovo je već mnogo za postizanje očaravajućih rezultata. Evo ih - tih istih 20-25 dodatnih godina svježine za odrasle koje si u potpunosti možemo priuštiti.

Do nedavno, naučnici su vjerovali da se telomeri skraćuju nepovratno – i da se ništa ne može učiniti da se povećaju. I većina nas nije znala baš ništa o telomerima - bili smo pod "stresom", jeli smo "stareću" hranu i, kao rezultat, beznadežno "spalili" naše telomere.

Ovo više nije slučaj. Ispostavilo se da je veličina telomere Možete ga djelomično izgraditi. Za dokazivanje ove “misteriozne” imovine telomere 2009. Nobelova nagrada je dodijeljena američkim naučnicima Elizabeth Blackburn Carol Greider I Jack Szostak. Naše supertijelo sadrži enzim - telomerazu, koja, zapravo, produžava naše telomere. Telomeraza se sada može smatrati "kremom" protiv starenja koju proizvodi naše supertijelo. To je ono što pruža „ekstraskup” efekat „mladosti iznutra”. Djelovanje ove „kreme“ značajno je pojačano ako znamo kako da upravljamo stresom i pređemo na hranu protiv starenja.

Kako je Liz Jones podigla svoje telomere

Poznati novinar Liz Jones podijelila svoju priču o tome kako je ostarila čitavu deceniju za samo nekoliko godina. “Nikad, nikad, nikad ne ponovi moju grešku!” kaže nam Liz. Liz(puno ime - Elizabeth Ann Jones) - britanska novinarka, ruska verzija Ksyusha Sobchak u "razrijeđenom obliku".

Radila je za The Sunday Times i Evening Standard i bila je urednica Marie Claire. Sada piše stupce u " Dnevna pošta“ i “The Mail on Sunday”, piše za “High Life Magazine”. Prije nekoliko godina Liz je nagrađen nagradom "Posmatrač godine".

Lizčitaju s entuzijazmom, prate njen život, vole je i mrze, smatraju je talentovanom novinarkom, ali teškom osobom. Ona piše o nepravdama svijeta, o modnoj industriji, o siromašnim životinjama, o raznim društvenim problemima i znalački iznosi na vidjelo kim kardashian I Victoria Beckham.

To Liz briga o pitanjima „vječne mladosti“, niko nije mogao ni pomisliti! dakle, Jones počela da priča o starenju, o tome kako ju je iznenada zahvatio „val starenja“, i kako je „odrazila“ taj talas. U to vrijeme Liz napunio 57 godina. Vodila je živahan stil života: tražena na svim frontovima, puno čitalaca, nagrada, "ogromnih planova". U ovoj situaciji, starenje je izgledalo kao čista apstrakcija. Bila je zadovoljna svime, čak ni svojim pogoršanim izgledom. Dekorativna kozmetika i dječji pogled na svijet bili su njeni glavni alati za podmlađivanje u to vrijeme.

Ali u jednom trenutku je sve krenulo po zlu. Liz razvedena sa mužem. Željela je intelektualnu romansu - preseliti se iz Londona u mali grad i pisati knjige među pastoralnim brdima. Podizanje velikog kredita Liz kupio ogromnu kuću sa okućnicom. Ali ubrzo je kuća izgledala prevelika i neudobna, klima previše vlažna i hladna, a život previše usamljen i užasan. Ali većina veliki problem ispostavilo se kao otplata kredita. Osjetila se i udaljenost od roditelja, prijatelja i radnih kolega. Izgubila je apetit, san, pa čak i sposobnost da se opusti.

Ali vrhunac krize došao je kada Liz Zbog kvara automobila zakasnio sam na važan poslovni sastanak. A onda nervozni "prolećni" šut! „Osetio sam da sam dostigao granicu: ne mogu više da živim ovako, nisam mogao ni da dišem - i briznuo sam u plač! Nakon sat vremena čekanja na pomoć, slučajno sam pogledao u retrovizor – prilazio mi je šlep kamion. O ne! Moj bože! Srce mi se steglo! Iz ogledala me je gledala stara, otrcana žena opuštenog, sivog lica i ogromnih vreća ispod očiju.

Odmah je došla spoznaja - moja pogrešan izbor, moji kognitivni "kvarovi" su privukli starost! Za samo tri godine toliko sam ostario!”

Na lijevoj strani je Liz Jones sa normalnim telomerima,
desno - sa skraćenim

"Da ispravimo situaciju!" - u takvom impulsu Liz je jednostavno požurila piscu Thea Singer, koja je u tom trenutku upravo objavila knjigu “Smanjenje stresa – podmlađivanje tijela i duše”. Knjiga je bila o super istraživanju koje su sprovele dvije vrlo talentovane žene – već spomenute Elizabeth Blackburn(Nobelovac) i Elissa Ebel(vodeći psihijatar). Važnost ovog rada teško je precijeniti. Autori povezuju naše starenje sa stresom i predlažu kako upravljanjem stresom i načinom života možemo “popraviti” svoj izgled i podmladiti sve sisteme organizma.

Ovo je posebno važno za žene, jer su zbog povećane emocionalnosti podložnije stresu od muškaraca. “Štaviše, žene se počinju suočavati sa neizbježnim kolosalnim stresom u dobi od 40+. Tijelo počinje da prolazi kroz hormonalne promjene, starija djeca počinju da se bune, stariji roditelji počinju da se razboljevaju, muževi prolaze kroz krizu srednjih godina, a konkurencija vezana za godine se pojačava u karijernom smislu. Nezdrava hrana troši stres i krug se zatvara.

Stres posebno ubrzava naš napredak. Kada je moja ćerka postala tinejdžerka, naš odnos se pogoršao. Za mene se ispostavilo da je to bio stresan “cunami”. Briga o bolesnim roditeljima je skoro uvijek teret žena! Kod žena koje brinu o bolesnoj djeci ili roditeljima, telomeri se dramatično skraćuju. Ali oni se povećavaju čim žene uđu u period pozitivnosti i mentalnog blagostanja”, kaže Thea Singler.

Ta ista "tajna" krema

“Moja mama nije išla u teretanu, nije se depilirala, nije vozila auto i nije znala da potpiše ček sve dok mi tata nije umro. Uvijek je izgledala fit, elegantno i njegovano, za razliku od modernih domaćica koje ne rade, kojima iz nekog razloga stalno nedostaje vremena. Neverovatno je da je moja majka očuvala svoju kuću u sjajnom stanju, uprkos činjenici da je skoro sve poslove radila ručno, a današnje domaćice sa milion gadžeta nemaju vremena da rade ništa“, šali se Liz, i nastavlja: „Mama je bila u ravnoteži! Ona i njeni prijatelji nisu imali pojma o nivou stresa sa kojim danas živimo. Dosta su se selili, radili u bašti, vozili bicikle...”

Dokazano je da aktivno kretanje brzo uklanja hormone stresa iz krvi, što znači da DNK nije oštećena i telomere se ne skraćuju. Hormoni stresa su ti koji skraćuju telomere. Zato je fitnes tako važan!

Kada je pod stresom, hormon kortizol se oslobađa u krv, koji "komada" telomere i samim tim ubrzava starenje. Ali nije samo "loš" stres ono što vas stari, već i "dobar" stres vas iscrpljuje, pri čemu se hormon adrenalin oslobađa u krv. Uzbudljiv sastanak, dugo očekivani događaj, vjenčanje, preseljenje na novo mjesto... - sve to izaziva uzbudljiva osjećanja i odnosi se na dobar stres. Dobijamo nalet energije, podiže nam se tonus. Ali ako nas oduševljenje dugo ne napusti, adrenalin se ne smanjuje, iscrpljujemo se i venemo. Potrebno je ohladiti se i doći u ravnotežu.

Ravnoteža, zajedno sa dubokim mentalnim blagostanjem, „izgrađuje“ telomere, a starenje se inhibira. Ponovo cvetamo!

Sad Liz Jones može se nazvati stručnjakom za dugu mladost. Ona već prilično dobro upravlja stresom i može održati čitavo predavanje o distorziji našeg mozga. Zapravo, naše kognitivne distorzije u većini slučajeva dovode do stresa: pravimo greške. Liz je postala otpornija na stres. Uhvaćena u saobraćajnoj gužvi, smiješi se i uključuje muziku. Uzima kelirani oblik koji stimulira rast telomera. Kelirane vitamine dobijamo iz hrane, a ne iz farmaceutskih preparata. Sa prijateljima Liz koje, kao i ona, uzimaju Omega-3 iz lanenih sjemenki, imaju duže telomere od onih koje nemaju.

“Od stresa se ne može pobjeći – on je neizostavan dio naših života, ali na njega moramo odgovoriti na nov način. Morate stalno povećavati svoju otpornost na stres”, kaže Liz, - “U nekom trenutku počinjemo da pravimo strašne greške i dovodimo se u stres.” Danas već postoji mnogo tehnika za otpornost na stres. I takođe Liz kombinuje telefonske razgovore i TV serije sa kućnim fitnesom ili plesom. I to radi sa velikim zadovoljstvom. „Ključna reč ovde je sa zadovoljstvom“, pojašnjava ona.

Obično žene u teretani imaju napeta lica i vrat. To sugerira da djevojke u potrazi za super body vježbaju bez zadovoljstva. U tom slučaju, loši hormoni stresa se oslobađaju u krv. Naša sirotinja telomere! Ali trebalo bi biti obrnuto - ako vježbanje donosi zadovoljstvo, tada će se pozitivni hormoni pustiti u krv.

I, naravno, spavanje! Kao najmoćniji regulator super tijela, on, sa svoje strane, nikada ne propada ako mu se ne suprotstavimo.

Vrijedi li isprobati nove lijekove za produženje? telomere?

Danas najbolje svjetske laboratorije traže umjetna rješenja za izgradnju telomera, a kliničke studije su u toku. Takva rješenja su se čak pojavila i na tržištu. Mnogi naučnici savjetuju da se ne žuri s kupovinom lijeka s nepredvidivim učinkom. Činjenica je da je molekularna medicina relativno mlada oblast. Prošlo je relativno malo vremena otkako je počela potraga za umjetnim ekstenzijama. telomere. Za medicinski materijal je dato dugo vremena Za proveru. Još nije akumulirano mnogo znanja o zamršenosti ovog procesa.

Razboritije je osloniti se na provjereni, prirodni put, koji je mudro zacrtan u našem tijelu od početka vremena. To nam savjetuju naučnici sa Univerziteta Kalifornije u San Francisku, koji su sproveli studiju o prirodnom produžavanju telomera. Tokom pet godina, ljudi koji su prešli na zdravu ishranu hodali su najmanje 30 minuta dnevno. svježi zrak, radio set laganih vježbi, nije stresao, dužina telomera se povećala u prosjeku za 10%. Oni koji su vodili poznata slikaživot, telomere su smanjene.

zaključak: Ne znajući ništa o našim telomerima, sami sebi nanosimo ogromnu štetu – bukvalno vučemo starost za uši. Što duže naše telomeri,što duže ostajemo mladi i zdravi. Telomere skraćuju stres i nezdravu hranu, a opet produžavaju mentalnim blagostanjem, pozitivnošću i podmlađujućom, zdravom ishranom.

U našem super tele Super alati za podmlađivanje su već postavljeni bez rizika i troškova. Ali posjedovanje ovih alata ipak ima svoju cijenu, koja leži, prije svega, u promjeni mišljenja, bez koje nema otpora na stres, nema zdrav imidž ne možemo postići život. Kako možete promijeniti svoje razmišljanje? Hajde da se prvo upoznamo sa spiskom naših kognitivnih (moždanih) kvarova, koji ću pokušati da predstavim u bliskoj budućnosti. A ako po principu “svakog dana malim koracima” učinimo nešto za “bolju verziju sebe”, naš super tijelo neće te iznevjeriti.

1.2. KRATKI TELOMERI I RAZVOJ MALIGNIH BOLESTI

Postoje brojni dokazi da je skraćivanje telomera povezano s razvojem raka i može biti predisponirajući faktor za razvoj brojnih karcinoma. Primjer za to su kongenitalne bolesti, koje se zasnivaju na primarnoj disfunkciji telomeraze i, posebno, dyskeratosis congenita. Dyskeratoza congenita je prva identifikovana kod ljudi genetska bolest, čiji je uzrok kršenje sistema za održavanje dužine telomera. Ovu bolest karakterizira hiperpigmentacija kože, keratinizacija epitela, distrofija noktiju i progresivna aplastična anemija. Pacijenti s kongenitalnom diskeratozom imaju 1000 puta povećan rizik od razvoja raka jezika i približno 200 puta povećan rizik od razvoja akutne mijeloične leukemije. Kod aplastične anemije koja nije povezana sa diskeratozom, kod pacijenata sa najkraćim telomerima (u odsustvu mutacija) rizik od maligne transformacije bolesti u mijelodisplaziju ili leukemiju se povećava za 4-5 puta.

Uz ostale promjene, krajevi hromozoma bez telomera otkrivaju se u kulturama ćelija koštane srži pacijenata godinama prije pojave kliničkih simptoma malignih bolesti. Dakle, kratki telomeri leukocita su prognostički faktor za nastanak karcinoma kod Beretta sindroma (metaplazija sluznice i striktura jednjaka kao rezultat refluksa jednjaka) i ulcerozni kolitis.

Istraživači sa Medicinskog univerziteta u Insbruku pratili su 787 učesnika u italijanskoj prospektivnoj studiji Bruneck od 1995. do 2005. godine. Starost volontera bila je od 40 do 79 godina. Na početku istraživanja odredili su dužinu telomera u leukocitima kapilarne krvi. Tada kod svih učesnika nisu pronađeni znaci raka. Tokom godina istraživanja, 11,7% dobrovoljaca razvilo je neku vrstu maligne neoplazme. Karcinomi kože osim melanoma nisu uključeni. Prosječna dužina telomera pacijenata oboljelih od raka bila je značajno kraća od dužine drugih učesnika studije. Nakon prilagođavanja na druge faktore rizika, utvrđeno je da dobrovoljci s najkraćim telomerima imaju 3 puta veću vjerovatnoću da će razviti rak i 11 puta veću vjerovatnoću da će umrijeti od raka u periodu od 10 godina, u poređenju s onima s najdužim telomerima. Učesnici studije sa prosečnom dužinom telomera imali su dvostruko veći rizik od raka u poređenju sa učesnicima sa najdužim telomerima. Međutim, kraći telomeri su se češće povezivali s najzloćudnijim tumorima, poput raka želuca, pluća i jajnika. Kakva je veza između postojanja kratkih telomera u ćeliji i razvoja raka?

1.3. PROCESI STARENJA I APOPTOZE

Jedna od glavnih funkcija telomera je zaštita genetske informacije hromozoma tokom stanične diobe. Kritično kratki telomeri nisu u stanju da zaštite hromozome od oštećenja tokom mitoze (podela ćelije). Njihova pojava je signal ćelijama da izađu iz mitotičkog ciklusa. Smatra se da je kritično skraćivanje telomera 3000-5000 parova nukleotida ili manje od 2 kb. Ako barem jedan telomer dostigne ovu vrijednost, dolazi do nagle promjene metabolizma u ćeliji, a prvenstveno do kršenja replikacije DNK, što pokreće mehanizme ćelijskog starenja (replikativno starenje) i apoptoze (smrt, uništavanje stanice). Izuzetak od ovog pravila su takozvane "besmrtne" (besmrtne) ćelije, koje uključuju zametne ćelije, matične totipotentne (sposobne da se diferenciraju u bilo koju ćeliju tijela), kao i ćelije malignih tumora, sposoban za dijeljenje neograničen broj puta.

U normalnoj somatskoj ćeliji, proces ćelijskog starenja mora se na kraju završiti apoptozom - apoteozom ili samoubistvom ćelije koja nije održiva. Ovo je genetski programiran proces čije se glavne točke mogu pojednostaviti na sljedeći način: odsustvo telomera na kraju hromozoma zaustavlja mitozu u tačkama G1 i G2. Zaustavljanje mitoze u ćelijama koje su dostigle Hayflickovu granicu, prema principu povratne sprege, izaziva aktivaciju gena p53, koji je odgovoran za proizvodnju p53 proteina, koji indukuje apoptozu. Kao rezultat toga, starenje ćelije prestaju postojati. Starenje i apoptoza su dva međusobno povezana procesa koji služe kao snažna prepreka razvoju raka kod ljudi. Međutim, apoptoza se možda neće odmah pojaviti u ostarjelim stanicama. Period od kritičnog skraćivanja telomera do smrti ćelije može trajati nekoliko meseci ili čak godina. Relativno kratka dužina telomera većine ćelija raka sugeriše da potiču od ćelija koje su dostigle stanje pre krize. Već je poznato da u ogromnoj većini slučajeva do kancerogene degeneracije dolazi kada ćelija ne uđe u fazu replikacijskog starenja ili kada ćelija doživi poremećaj u toku samog stadijuma replikativnog starenja.

Profesor Jan Karlseder i njegov tim iz Laboratorije za molekularnu i ćelijsku biologiju u Innsbrucku vjeruju da: „Kolo koje kontrolira zaustavljanje rasta u G1 fazi obično se mijenja u ćelijama raka, omogućavajući im da se dijele uprkos skraćenim telomerama, što može dovesti do uočene genomske nestabilnosti. u malignim ćelijama". Institutski specijalisti biološka istraživanja J. Salka u La Hoyi (San Diego, SAD). molekularni mehanizam aktivacija p53 gena, koji normalno štiti genetski materijal ćelije i suzbija tumore, kao ključni faktor u odgovoru na deprotekciju telomera. Kada ćelije izgube funkciju p53, gena u centru lanca DNK, mehanizam se poremeti da zaustavi rast ćelija u G1 fazi, važnoj tački u ćelijskom ciklusu za popravku oštećenja DNK ili, ako se oštećenje ne može popraviti, gen programira ćelije da umru. Najčešće, p53 nestaje u stanicama raka zbog mutacije gena ili deaktivacije funkcije proteina p53 kroz infekcije virusima koji uzrokuju rak. Ćelije bez funkcionalnog p53 su sposobne da se dijele sa nezaštićenim telomerima, uprkos pretjeranom skraćivanju telomera, sve do njihovog potpunog nestanka, što uzrokuje genomsku nestabilnost. Kada je genom nestabilan, postoji velika vjerovatnoća spontanih hromozomskih aberacija, u rasponu od kvantitativnih promjena do strukturnih anomalija: translokacije, insercije, delecije i terminalne fuzije hromozoma povezane s telomerima. Terminalne fuzije hromozoma nastaju zbog činjenice da ultrakratke telomere stanica percipira kao lomove hromozoma. Takve praznine se „popravljaju“ njihovim povezivanjem, tj. dolazi do telomernih fuzija. Kao rezultat toga, hromozomi se formiraju sa dvije centromere. Prilikom prolaska kroz mitozu, dicentrik će vjerovatno formirati hromozomski most, koji se rješava slučajnim lomljenjem hromozoma. Formiraju se dvije ćelije: jedna s nedostatkom gena, druga s dodatnim kopijama i hromozomskim prekidom. Ćelija s nedostatkom gena obično umire, ali s dodatnim kopijama i hromozomskim prekidom nastavlja da se razmnožava. Slijed događaja “fuzija-most-razgradnja” se ponavlja mnogo puta, stvarajući u svakoj fazi novi genotip koji se sastoji od osnovni set geni i neke promjene tjelesne težine. U nekoj fazi, hromozomski prekid može "zacijeliti" i pretvoriti se u telomere. Proces “fuzije-most-rupture” dovodi do višestrukog povećanja stope varijabilnosti ćelija i pojave “defektnih” ćelija.

Međutim, ne postaje svaka defektna ćelija odmah maligna. Kancerozna degeneracija ćelije je u većini slučajeva višestepeni proces koji uključuje brojne hromozomske preuređenja. Ponekad se u ljudskim tumorskim ćelijama nađe više od 10 mutacija.

Treba napomenuti da većina defektnih ćelija na kraju umire od apotoze ili ih uništavaju ćelije imunog sistema. U suprotnom, vjerovatnoća da bi cijelo čovječanstvo umrlo od raka bila bi prevelika. Apoptoza je okarakterisana kao odličan supresor rasta ćelija raka. Međutim, u nekim malignim stanicama, kao rezultat slučajnih mutacija, može se aktivirati stalna ekspresija gena telomeraze, čime se dužina telomera održava na potrebnom i dovoljnom nivou za njihovo funkcioniranje. Ovo je karakterističan put za brzu proliferaciju 85% malignih tumora.

1.4. STRUKTURA TELOMERAZE

Struktura telomeraze još nije u potpunosti shvaćena. Činjenica je da je sadržaj enzima u ćeliji izuzetno nizak, postoje velike poteškoće u dobijanju njegovih komponenti u rastvorljivom obliku iu dovoljnim količinama itd. Ali dvije glavne komponente koje čine jezgro kompleksa (srce) telomeraze su već precizno poznate: to je telomeraza reverzna transkriptaza - TERT (najvažniji domen je katalitička podjedinica hTERT) i TER je posebna telomerazna RNK. Pretpostavlja se da telomeraza sadrži i druge strukturne komplekse koji joj pomažu da radi u ćeliji: podjedinicu odgovornu za traženje i vezivanje 3' kraja hromozoma (sidrena funkcija), podjedinicu odgovornu za translokaciju, podjedinice koje vezuju produkt reakcije (jednostruko- lančana DNK), protein a podjedinica s nukleaznom aktivnošću, koja očito cijepa nekoliko nukleotida jedan za drugim od 3' kraja telomerne DNK sve dok na ovom kraju ne postoji sekvenca komplementarna željenom dijelu šablonskog segmenta RNK telomeraze, itd. .

1.5. FUNKCIJE TELOMERAZE

Glavna i najviše proučavana funkcija telomeraze je proširenje telomernih regiona hromozoma, a posebno 3’ kraja hromozomske DNK. Nedavni rad je pokazao da kompleks jezgre telomeraze može uticati na rast ćelije i fenotip, nezavisno od efekta na dužinu telomera. Nobelovka iz 2009. Elizabeth Blackburn predložila je sljedeće objašnjenje za uočene fenomene: telomeraza, osim što produžuje krajeve telomera, pokazuje zaštitne funkcije na telomeru. Do danas se već pojavilo dosta radova koji ukazuju na to da nije toliko skraćivanje telomera ono što dovodi do starenja, već narušavanje njihove strukture. Dakle, telomeraza ne samo da sprečava skraćivanje telomera, već i štiti njihovu strukturu. Zanimljiva je činjenica da pojedini strukturni elementi telomeraze imaju svoju funkcionalnu svrhu u ćeliji. Pokazalo se da je TERT direktno uključen u transkripciju gena u “Wnt-?-catenin” signalnom putu, koji stimuliše proliferaciju embrionalnih i matičnih ćelija. Ova TERT funkcija je u suštini koordinacija aparata za održavanje telomera u ćelijama koje se dijele pomoću telomeraze s ekspresijom gena neophodnih za proliferaciju.

1.6. AKTIVNOST TELOMERAZE U NORMALNIM I MALIGNIM ĆELIJAMA

Sve ljudske ćelije u ranoj embriogenezi imaju aktivnost telomeraze, koja se isključuje u sve većem udjelu ćelija kako se organizam razvija. Do trenutka rođenja, velika većina ćelija ljudsko tijelo Vrlo pouzdana represija telomeraze nastaje zbog supresije ekspresije gena njene katalitičke podjedinice (reverzne transkriptaze). Izuzetak su tjelesne ćelije, koje su predodređene da se mnogo razmnožavaju.One zadržavaju ograničenu, prolazno inducibilnu aktivnost telomeraze. Prisustvo male aktivnosti telomeraze omogućava proliferirajućim ćelijama da ne prolaze kroz veliku varijabilnost tokom vremena. Kod zdrave osobe, aktivnost ovog enzima može se otkriti na relativno niskom, ali mjerljivom nivou u matičnim stanicama, zametnim stanicama, stanicama crijevne sluzokože, u perifernoj krvi (PB) i limfocitima timusa (Osterhage J.L., 2009.). Utvrđeno je da je ekspresija telomeraze u limfocitima strogo kontrolisana tokom njihovog razvoja, diferencijacije i aktivacije. Pretpostavlja se da se aktivnost telomeraze povećava za kratak vremenski period tokom perioda intenzivne proliferacije (na primjer, nakon susreta prekursora B-limfocita sa antigenom). Kao rezultat stimulacije, zreli limfociti postaju sposobni da eksprimiraju telomerazu na prilično visokom nivou, a nakon svake ponovljene stimulacije ekspresija telomeraze se povećava, ali njen nivo više ne dostiže nivo odgovora na primarni stimulus. Enzimska aktivnost telomeraze raste uglavnom zbog fosforilacije TERT, izazivaju promjenu lokalizacija proteina u ćeliji.

Unatoč potiskivanju hTERT-a, ostale komponente telomeraze, uključujući telomerazu RNK, proizvode se u somatskim stanicama, iako u manjim količinama nego u njihovim "besmrtnim" progenitorima, ali stalno (ili, kako kažu, konstitutivno). Otvaram ovo važna činjenica J. Shea, W. Wright i njihovi saradnici i postali osnova za senzacionalan rad na prevazilaženju “Hayflickove granice”. Geni reverzne transkriptaze telomeraze uvedeni su u normalne somatske ćelije korišćenjem posebnih vektora konstruisanih od virusne DNK. U praksi ćelijskih tehnologija uobičajeno je da se na ekspresiju gena utiče preko genoma virusa, sa određenim delovima DNK koji se unose u ćeliju domaćina i tamo se brzo razmnožavaju. Rezultati njihovih eksperimenata mogu se ukratko sumirati: ćelije u kojima je telomeraza održavala dužinu telomera na nivou karakterističnom za mlade ćelije nastavile su da se dele, dok su kontrolne ćelije (bez telomeraze) postale oronule i umrle.

Poznato je da se ćelije većine do sada proučavanih tumora karcinoma odlikuju dovoljnim visoka aktivnost telomeraza, koja održava dužinu telomera na konstantnom nivou. Ovaj nivo je osjetno niži od, na primjer, embrionalnih stanica, ali je dovoljan da tumorskim stanicama pruži mogućnost neograničene proliferacije, što im zauzvrat daje vrijeme i, shodno tome, mogućnost da se mijenjaju, preživljavaju i hvataju nove. niše u telu. Da nije došlo do aktivacije telomeraze tokom karcinogeneze, tada ćelije u većini slučajeva ne bi mogle preživjeti do malignih stadijuma, a apsolutna većina tumora raka ne bi postojala. Nažalost, do danas nema objašnjenja za činjenicu da se kod različitih oblika raka telomeraza može aktivirati iu ranoj i u kasnoj fazi. Tako se kod mijeloične leukemije aktivnost telomeraze utvrđuje u ranim fazama, a kod karcinoma bubrega ili meningioma aktivacija telomeraze dolazi već u ćelijama formiranog tumora.

Postoji hipoteza, koja ima mnogo pristalica, koja sugerira da je gubitak aktivnosti telomeraze u somatskim stanicama modernih organizama svojstvo stečeno u procesu evolucije koje ih štiti od maligne degeneracije. Ali ovaj mehanizam očigledno nije jedini. Utvrđeno je da u 15% svih tumora maligne ćelije održavaju dužinu telomera na odgovarajućem nivou u odsustvu telomeraze. Dakle, u ovim malignim ćelijama djeluje još jedan (ne telomerazni, već rekombinantni) ALT mehanizam „alternativnog produženja telomera“ (skraćenica za „Alternativno produženje telomera“). Svi tumori izazvani ALT imaju visok sadržaj APB - ALT-povezanih nuklearnih proteina. APB strukture su jasno vidljive tokom fluorescentne mikroskopije ćelija, koja je korišćena za identifikaciju ALT tumora (pošto ove strukture nema u normalnim ćelijama). Inn Chang i Carsten Rippe iz Centra za rak Njemačke, u zajedničkoj studiji sa Heinrichom Leonardom sa Univerziteta Ludwig Maximilian u Minhenu, zauzeli su novi pristup proučavanju APB-a. Uspjeli su umjetno stvoriti APB proteine ​​u živim stanicama "vezujući" proteine ​​promijelocitne leukemije (PML) za telomere. Tako su naučnici po prvi put uspjeli dokazati da APB produžava telomere, čime se produžava život ćelija raka bez telomeraze.

Međutim, aktivacija telomeraze sama po sebi ne dovodi do kancerogene degeneracije u normalnim stanicama.

U eksperimentima J. Scheea, W. Wrighta (1998), Bodnara (1997), Whitea (2000), Hannona et al. (1999; 2000), Franzese et al. (2001) i Yudoh et al. (2001) aktivnost telomeraze je općenito povećana prekomjernom ekspresijom hTRT-a ili ekspresijom proteina koji su međukomponente telomeraze. Njihovi rezultati nisu otkrili nikakve abnormalnosti u regulaciji proliferacije ili maligniteta telomerizovanih ćelija. Štaviše, nedavno su se pojavili dokazi da samo aktivacija telomeraze nije dovoljna za ovjekovječenje različitih klonova stanica. U radu profesora Kiono et al., uvođenje katalitičke komponente telomeraze hTERT ili aktivnosti telomeraze pomoću onkoproteina humanog papiloma virusa E7 u ljudske keratinocite ili epitelne ćelije nije dovelo do njihove potpune imortalizacije. Došlo je samo uz dodatnu inhibiciju određenih onkogena. Štaviše, za različite vrstećelije očigledno zahtevaju inaktivaciju različitih supresora [Wynford-Thomas, et al. 1997]. Tako se u ljudskim keratinocitima i epitelnim ćelijama dojke primećuje imortalizacija sa transdukcijom TERT i istovremenom inaktivacijom proteina bilo pRb ili p16INK4a, dok eliminacija p53 ili p19ARF ne izaziva takav efekat [Kiyono, et all. 1998]

Ove naučne činjenice još jednom naglasiti da egzogena stimulacija aktivnosti telomeraze ne uzrokuje kancerogenu degeneraciju u normalnim stanicama, a što je posebno važno je da izolirana ekspresija gena telomeraze ne dovodi do ovekovečenja stanica raka.

1.7. INHIBICIJA TELOMERAZE KAO METODA BORBE OD RAKA

Već je spomenuto da je aktivnost telomeraze povećana u mnogim malignim stanicama i ćelijskim linijama. To je omogućilo traženje načina za borbu protiv ćelija raka putem inhibicije telomeraze. Do sada se najveći dio posla odnosio na ispitivanje inhibitora reverznih transkriptaza (katalitičke podjedinice telomeraze). Međutim, studije o efikasnosti i sigurnosti ove klase lijekova su kontroverzne. Prema profesoru E. E. Egorovu, terapija protiv raka supresijom telomeraze je neefikasna, jer se u većini slučajeva reaktivacija telomeraze tokom kancerogeneze dešava u procesu izlaska ćelija iz stanja krize, kada se primećuje višestruko povećanje genetske varijabilnosti. Pošto su ove ćelije u stanju krize, mehanizmi replikacijskog starenja u njima su uništeni ili neutralisani. Stoga, supresija telomeraze u tumorske ćelije ljudi ih vraća u stanje krize, ali ne izaziva replikativno starenje i kasniju apoptozu. To znači da će opet doći do pretjeranog povećanja genetske nestabilnosti. Za razliku od krize u procesu formiranja tumora, ova kriza će zahvatiti znatno veći broj ćelija. Efekat nakon inhibicije telomeraze javlja se sa zakašnjenjem neophodnim za skraćivanje telomera zbog nedovoljne replikacije. Vrijeme ovog kašnjenja je desetine udvostručavanja stanovništva, što je ekvivalent desetinama dana. Stoga, unatoč činjenici da će većina stanica i dalje umrijeti, stanice otporne na predloženu terapiju će nastati prilično brzo. Osim toga, problem ove klase lijekova je njihova izražena toksičnost za normalne stanice. Stoga su radovi koji opisuju selektivnu supresiju RNK telomeraze obećavajući, budući da djelovanje željenog inhibitora treba biti usmjereno specifično na aktivnost sinteze DNK telomeraze.

Nema sumnje da je proučavanje načina inhibicije telomeraze važno za smanjenje smrtnosti od raka, ali se čini da je proučavanje načina aktivacije telomeraze jednako važno područje za prevenciju raka, posebno kod starijih osoba.

2. AKTIVATOR TELOMERAZE TA-65 I KARCINOGEZA

U procesu starenja čovjeka dolazi do odumiranja tjelesnih stanica koje se ne može nadoknaditi regeneracijom. S vremenom, gubitak stanica dovodi do slabljenja funkcija organa i tkiva, smanjenja njihove pouzdanosti, razvoja bolesti povezanih sa starenjem i na kraju do smrti tijela. Prema Američkom društvu za rak, 78% svih karcinoma dijagnosticira se kod ljudi starijih od pedeset sedam godina. Rizik od raka nastaje kada su znakovi ćelijskog starenja izraženiji, što je najčešće kod starijih ljudi. Savremeni način života, stres i zloupotreba droga dovode do manjka pojedinih komponenti telomeraze i ranijeg fenotipskog starenja sa gubitkom funkcije na ćelijskom i sistemskom nivou. Ova činjenica natjerala je istraživače da potraže načine da produže život stanica kroz aktivaciju telomeraze.

Do danas, jedini biološki kompleks sa dokazanim efektom smanjenja procenta kritično kratkih telomera u ćeliji je TA-65. Njegovo djelovanje usmjereno je na indukciju aktivnosti telomeraze, koja potiče dodavanje telomernih ponavljanja, prvenstveno kratkim telomerima, čime se podmlađuju stanice koje stare i daju im sposobnost proliferacije.

Potencijalni terapeutski učinak TA-65 usmjeren je na povećanje aktivnosti telomeraze, prvenstveno u matičnim stanicama, stanicama koštane srži, stromalnim stanicama koštane srži, mladim fibroblastima kože, prekursorima inzulinskih stanica, stanicama neurosfere, adrenokortikalnim stanicama, mišićima, osteoplastičnim tkivima, pigmentiranom epitelu retine ćelije, ćelije imunog sistema, uključujući ćelije limfoidne, mijeloidne i eritroidne loze, kao što su B i T limfociti, monociti, cirkulišući i specijalizovani tkivni makrofagi, neutrofili, eozinofili, bazofili, NK ćelije i njihovi odgovarajući prekursori. S tim u vezi, glavne indikacije za upotrebu TA-65 mogu biti: poremećaji imunološkog sistema uzrokovani stresom i starenjem, uključujući poremećeni promet tkiva koji se javlja prirodnim starenjem, rak, liječenje raka, akutne ili kronične infekcije ili genetski poremećaji koji uzrokuju ubrzanu smrt stanica, aplastičnu anemiju i druge degenerativne bolesti. Upotreba TA-65 za prevenciju raka izgleda paradoksalno na prvi pogled. Kako aktivacija telomeraze može spriječiti kancerogenu degeneraciju stanica? To se događa, prvo, zato što pomlađivanje smanjuje vjerovatnoću kromosomskih preuređivanja u stanicama, i drugo, zato što telomeraza može produžiti životni vijek imunoloških stanica, poboljšavajući njihovu sposobnost da pronađu i unište stanice raka. Ranije je naznačeno da aktivacija telomeraze “genetski” u normalnim ćelijama dovodi do njihovog pomlađivanja bez znakova maligniteta. Studija istraživača iz španskog Nacionalnog centra za istraživanje raka pokazala je da TA-65 ima slične efekte kod miševa. Studija je pokazala efekte TA-65 na produžavanje kratkih telomera i poboljšanje zdravlja ostarjelih miševa, uključujući stanja tolerancije glukoze, osteoporoze i opuštenosti kože, bez povećanja incidencije raka. Druga studija na ljudima, poznata kao Patonov protokol, pokazala je da nije bilo novih slučajeva raka kod pacijenata koji su koristili TA-65 godinu dana kao dio programa podmlađivanja.

U jednom od naučni radovi Profesorica imunologije na Kalifornijskom univerzitetu, koja se bavi problemima starenja i HIV infekcije, Rita Efros i koautori, sprovela je studiju o uticaju molekula TAT-2 na funkcije T- i B-limfocita. TAT-2 hemijska struktura je cikloastrogenol. Sličan molekul je dio TA-65. Studija je zaključila sljedeće o sigurnosti TAT-2: „U svim in vivo studijama sprovedenim do danas, nema dokaza da TAT2 doprinosi gubitku kontrole rasta i transformacije. Na primjer, TAT2 ne dovodi do bilo kakvog značajnog povećanja aktivnosti konstitutivne telomeraze u ćelijskoj liniji Jurkat T Supplemental tumora. Osim toga, hronična izloženost TAT2 ne mijenja brzinu EBV transformacije normalnih B ćelija u ćelijskoj kulturi.Važno je napomenuti da su uočeni efekti regulacije telomeraze kratkotrajni i reverzibilni. Uklanjanje TAT2 iz ćelija vraća nivoe telomeraze na početnu vrednost u roku od nekoliko dana bez ikakvog uticaja na vitalnost ćelije."

3. ZAKLJUČAK

Sve navedeno može se sažeti u sljedeće zaključke:

1. Postoji bliska veza između postojanja kratkih telomera u ćeliji i razvoja tumorskog procesa. Dokaz za to su bolesti kod kojih su zabilježene kratke telomere: dyskeratoza congenita, aplastična anemija, Barrettov sindrom itd.

2. Prisustvo kritično kratkih telomera u ćeliji je znak njenog starenja i nestabilnosti. U tom periodu postoji velika mogućnost da ćelija pređe u krizno stanje, u kojem postoji veliki rizik od hromozomskih mutacija koje dovode do razvoja raka.

3. Telomeraza sprečava skraćivanje telomera i štiti njihovu strukturu. Nedostatak telomeraze u aktivno proliferirajućim ćelijama (matične ćelije, ćelije koštane srži, stromalne ćelije koštane srži, mladi fibroblasti kože, prekursori insulinskih ćelija, ćelije neurosfere, adrenokortikalne ćelije, mišićne, osteoplastične, pigmentisane epitelne ćelije retine, ćelije imunog sistema, uključujući limfoidne, mijeloične ćelije i eritroidne klice, kao što su B- i T-limfociti, monociti, cirkulirajući i specijalizovani tkivni makrofagi, neutrofili, eozinofili, bazofili) dovodi do poremećaja njihovog funkcionisanja i brzog starenja.

4. Zloćudni tumor ćelije je složen proces u više faza u kojem dolazi do višestrukih mutacija genetskog materijala ćelije.

5. Za ovekovečenje malignog klona nije dovoljna ekspresija (aktivacija) gena telomeraze, potrebno je i „isključivanje“ određenih signalnih mehanizama koji štite ćeliju od degeneracije.

6. Telomeraza sama po sebi nije onkogen. Izolovana aktivacija telomeraze zbog genetskih manipulacija gena telomeraze, kao i zbog farmakološke stimulacije TA-65, ne dovodi do maligniteta ćelije. Ovu činjenicu su dokazali brojni naučni i eksperimentalni radovi.

7. TA-65 pomaže u prevenciji degeneracije raka nežnim aktiviranjem telomeraze i smanjenjem procenta kratkih telomera. Ovo smanjuje vjerovatnoću hromozomskih preuređivanja u stanicama, produžava životni vijek imunoloških stanica i poboljšava njihovu sposobnost da pronađu i unište stanice raka.

REFERENCE:

1. Blackburn, E.H. (2005) FEBS Lett., 579, 859-862.
2. Bilibin D.P. Uloga apoptoze u patologiji. Moskva 2003
3. Bodnar, A. G. et al., “Produženje životnog veka uvođenjem telomeraze u normalne ljudske ćelije,” Science279 (5349): 349-52 (16. januar 1998.);
4. Chung, I., Leonhardt, H., i Rippe, K. De novo sastavljanje PML nuklearnog potkompartmenta događa se putem višestrukih puteva i inducira elongaciju telomera. Journal of Cell Science 124, 2011. 3603-3618
5. Chiu, C.P. et al., “Replikativno starenje i besmrtnost ćelija: uloga telomera i telomeraze” Proc.Soc. Exp. Biol. Med. 214(2):99-106 (febr. 1997.);
6. Egorov E.E. Uloga telomera i telomeraze u procesima ćelijskog starenja i karcinogeneze.\Apstrakt doktorske disertacije. Moskva 2003 s300
7. Fujimoto, R. et al., “Ekspresija komponenti telomeraze u oralnim keratinocitima i skvamoznim karcinomima”, Oral Oncology 37 (2): 132-40 (febr. 2001);
8. Harle-Bachor, C. et al., “Aktivnost telomeraze u regenerativnom bazalnom sloju epidermisa nehumane kože i besmrtnih i karcinomskih keratinocita kože,” Proc. Natl. Akad. Sci. USA 93 (13): 6476-81 (25. jun 1996.);
9. Harley, C.B. et al., “Telomeri se skraćuju tokom starenja ljudskih fibroblasta,” Nature 345 (6274): 458–60 (31. maj 1990.);
10. Harley, C.B. et al., “Telomeraza, besmrtnost ćelija i rak”, Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 59:307-15 (1994);
11. Harley, C.B. et al., “Telomeri i telomeraza u starenju i raku”, Curr. Opin. Genet. Dev. 5 (2): 249-55 (apr. 1995.);
12. Harley, C.B. et al., “Telomeraza i rak”, Inzportarzt. Adv. Oncol. 57-67 (1996);
13. Harley, C.B., “Telomeraza nije onkogen,” Oncogene 21: 494–502 (2002);
14. Hannon, G.J. i Beach, D.H., “Povećanje proliferativnog kapaciteta i sprečavanje replikacijskog starenja povećanjem aktivnosti telomeraze i inhibiranjem puteva koji inhibiraju ćelijsku roliferaciju), PCT Int. Appl. Pubn. br. WO 2000/031238 (juni 2000.);
15. Kiyono, T., Foster, S.A., Koop, J.I., McDougall, J.K., Galloway, D.A., i Klingelhutz, A.J. / I Rb/p16INK4a inaktivacija i aktivnost telomeraze su potrebne da bi se ovekovečile ljudske epitelne ćelije (1998) Nature, 396, 84-88.
16. Liu, K., Hodes, R. J., Weng, N. (2001.) J. Immunol., 166, 4826-4830.
17. Mitchell, J.R., Wood, E., Collins, K. (1999) Nature, 402, 551-555.
18. Osterhage JL, Friedman KL. J Biol Chem. Održavanje kraja hromozoma telomerazom.2009 Jun 12;284(24):16061-5. doi: 10.1074/jbc.R900011200. Epub 2009, 12. mart.
19. Verdun, R.E., Crabbe, L., Haggblom, C. i Karlseder, J. (2005) Funkcionalne ljudske telomeri prepoznaju se kao oštećenje DNK u G2 ćelijskog ciklusa. Mol Cell 20:551–561. Yudoh, K. et al., “Rekonstituisanje aktivnosti telomeraze korišćenjem katalitičke podjedinice telomeraze sprečava skraćenje telomera i replikativno starenje u ljudskim osteoblastima,” J. Bosle i Mineral Res. 16 (8): 1453-1464 (2001).
20. White, M.A., “Sastavljanje komponenti telomeraze i šaperonina i metode i kompozicije za inhibiciju ili stimulaciju sklapanja telomeraze,” PCT Int. Appl. Pubn. br. WO 2000/08135 (febr. 2000.);
21. Willeit P et.all, Dužina telomera i rizik od incidenata raka i smrtnosti od raka, JAMA. 2010; 304(1):69-75.
22. Steven Russell Fauce,* Beth D. Jamieson,† Allison C. Chin,2,‡ Ronald T. Mitsuyasu,† Stan T. Parish,* Hwee L. Ng,† Christina M. Ramirez Kitchen,§ Otto O. Yang,† Calvin B. Harley,‡ i Rita B. Effros3,* Farmakološko poboljšanje antivirusne funkcije humanih CD8+ T limfocita zasnovano na telomerazi The Journal of Immunology, 15. novembar 2008. vol. 181 br. 10 7400-7406

20. januara 2014

21. vijek obilježen je dolaskom nove ere u oblasti ishrane, koja je pokazala ogromne prednosti koje pravilna selekcija ishrane može donijeti ljudskom zdravlju. Sa ove tačke gledišta, potraga za tajnom „pilula za starost“ više ne izgleda kao san. Nedavna otkrića naučnika ukazuju da ishrana odabrana na određeni način može, najmanje delimično promeniti kurs biološki sat tijela i usporiti njegovo starenje. U ovom članku analiziraju se aktuelne informacije do kojih su došli nutricionisti u kontekstu poboljšanja zdravlja telomera, koji je ključni mehanizam za usporavanje starenja u doslovnom smislu riječi.

Telomere su ponavljajuće sekvence DNK koje se nalaze na krajevima hromozoma. Sa svakom diobom ćelije, telomeri se skraćuju, što u konačnici dovodi do toga da stanica gubi sposobnost podjele. Kao rezultat toga, stanica ulazi u fazu fiziološkog starenja, što dovodi do njene smrti. Nakupljanje takvih ćelija u tijelu povećava rizik od razvoja bolesti. Godine 1962. Leonard Hayflick je napravio revoluciju u biologiji razvijajući teoriju poznatu kao Hayflickova granična teorija. Prema ovoj teoriji, maksimalni potencijalni ljudski životni vijek je 120 godina. Prema teorijskim proračunima, u ovoj dobi tijelo ima previše ćelija koje nisu u stanju da se dijele i podržavaju njegove vitalne funkcije. Pedeset godina kasnije pojavio se novi pravac u nauci o genima, koji je čovjeku otvorio izglede da optimizira svoj genetski potencijal.

Različiti faktori stresa doprinose prevremenom skraćivanju telomera, što se zauzvrat ubrzava biološko starenjećelije. Mnoge promjene u tijelu koje su štetne po zdravlje povezane su sa skraćivanjem telomera. Postoji dokazana veza između skraćivanja telomera i srčanih bolesti, gojaznosti, dijabetesa i degeneracije tkiva hrskavice. Skraćivanje telomera smanjuje efikasnost funkcije gena, što za sobom povlači trijadu problema: upalu, oksidativni stres i smanjenu aktivnost imunoloških ćelija. Sve to ubrzava proces starenja i povećava rizik od razvoja bolesti povezanih sa starenjem.

Drugi važan aspekt je kvalitet telomera. Na primjer, pacijenti sa Alchajmerovom bolešću nemaju uvijek kratke telomere. Istovremeno, njihovi telomeri se uvek vide izražene znakove funkcionalni poremećaji, čiju korekciju olakšava vitamin E. U određenom smislu, telomeri su „slaba karika“ DNK. Lako se oštećuju i treba ih popraviti, ali nemaju moćne mehanizme popravke koje koriste druge regije DNK. To dovodi do nakupljanja djelomično oštećenih i loše funkcionirajućih telomera, čija niska kvaliteta ne ovisi o njihovoj dužini.

Jedan pristup usporavanju procesa starenja je korištenje strategija koje usporavaju proces skraćivanja telomera, dok ih štite i popravljaju nastalu štetu. U posljednje vrijeme stručnjaci dobijaju sve više podataka prema kojima se to može postići ispravan izbor dijeta.

Još jedna atraktivna perspektiva je mogućnost produžavanja telomera uz zadržavanje njihovog kvaliteta, što bi doslovno vratilo kazaljke biološkog sata. To se može postići aktiviranjem enzima telomeraze, koji može vratiti izgubljene fragmente telomera.

Osnovna ishrana za telomere

Aktivnost gena pokazuje određenu fleksibilnost, a ishrana je odličan mehanizam za kompenzaciju genetskih nedostataka. Mnogi genetski sistemi se polažu tokom prvih nedelja intrauterinog razvoja i formiraju se u ranom dobu. Nakon toga, oni su izloženi širokom spektru faktora, uklj. hrana. Ovi utjecaji se mogu nazvati "epigenetskim postavkama", koje određuju kako geni izražavaju svoje predviđene funkcije.

Dužina telomera je takođe regulisana epigenetski. To znači da na to utiče ishrana. Loše hranjene majke prenose defektne telomere na svoju djecu, što povećava rizik od razvoja srčanih bolesti u budućnosti (ćelije u arterijama zahvaćenim aterosklerozom karakteriše veliki broj kratkih telomera). Naprotiv, adekvatna ishrana majke doprinosi formiranju telomera optimalne dužine i kvaliteta kod dece.

Za potpuno funkcioniranje telomera neophodna je njihova adekvatna metilacija. (Metilacija je hemijski proces, koji se sastoji u vezivanju metil grupe (-CH3) na nukleinsku bazu DNK.) Glavni donator metilnih grupa u ljudskim stanicama je koenzim S-adenozilmetionin, za čiju sintezu tijelo koristi metionin, metilsulfonilmetan, holin i betain. Za normalan tok procesa sinteze ovog koenzima neophodno je prisustvo vitamina B12. folna kiselina i vitamin B6. Folna kiselina i vitamin B12 su istovremeno uključeni u mnoge mehanizme koji osiguravaju stabilnost telomera.

Najvažniji dodaci ishrani za održavanje telomera su kvalitetni vitaminski kompleksi, uzet u kombinaciji s ishranom koja sadrži adekvatnu količinu proteina, posebno onih koji sadrže sumpor. Ova dijeta treba da uključuje mliječne proizvode, jaja, meso, piletinu, mahunarke, orašaste plodove i žitarice. Jaja su najbogatiji izvor holina.

Mozak također zahtijeva velike količine donatora metila za održavanje dobrog raspoloženja. Hronični stres i depresija često ukazuju na nedostatak donora metila, što znači loše zdravlje telomera i podložnost prevremenom skraćivanju. To je glavni razlog zbog kojeg stres stari osobu.

Rezultati studije u kojoj je učestvovalo 586 žena pokazali su da su telomeri učesnika koji su redovno uzimali multivitamine bili 5% duži od telomera žena koje nisu uzimale vitamine. Muškarci imaju najviše visoki nivoi folna kiselina odgovara dužim telomerima. Druga studija koja je uključivala oba spola također je pronašla pozitivnu vezu između nivoa folata u tijelu i dužine telomera.

Kako teško opterećenje proživljavate i/ili što se lošije osjećate emocionalno ili mentalno, više pažnje trebate obratiti na unos dovoljno esencijalnih nutrijenata koji će pomoći ne samo vašem mozgu, već i vašim telomerima.

Minerali i antioksidansi pomažu u održavanju stabilnosti genoma i telomera

Ishrana je odličan mehanizam za usporavanje habanja organizma. Mnogi nutrijenti štite hromozome, uključujući DNK telomeraze, i povećavaju efikasnost mehanizama za popravku oštećenja DNK. Nedostatak antioksidansa dovodi do povećanog oštećenja slobodnih radikala i povećanog rizika od degradacije telomera. Na primjer, telomeri pacijenata sa Parkinsonovom bolešću kraći su od telomera zdravih ljudi iste dobi. Štaviše, stepen degradacije telomera direktno zavisi od težine oštećenja slobodnih radikala povezanih sa bolešću. Također se pokazalo da žene s niskim unosom antioksidansa hranom imaju kratke telomere i pod povećanim rizikom od razvoja raka dojke.

Mnogi enzimi uključeni u kopiranje i popravku oštećenja DNK zahtijevaju magnezij za funkcioniranje. Jedno istraživanje na životinjama pokazalo je da je nedostatak magnezija povezan s povećanim oštećenjem slobodnih radikala i skraćivanjem telomera. Eksperimenti na ljudskim ćelijama su pokazali da nedostatak magnezijuma dovodi do brze degradacije telomera i potiskuje deobu ćelija. Dnevno, u zavisnosti od intenziteta opterećenja i nivoa stresa, ljudski organizam treba da dobije 400-800 mg magnezijuma.

Cink igra važnu ulogu u funkciji i popravci DNK. Nedostatak cinka dovodi do velikog broja prekida lanaca DNK. Kod starijih ljudi, nedostatak cinka je povezan sa kratkim telomerima. Minimalna količina cinka koju osoba treba da dobije dnevno je 15 mg, a optimalne doze su oko 50 mg dnevno za žene i 75 mg za muškarce. Dobiveni su dokazi da novi antioksidans karnozin koji sadrži cink smanjuje brzinu skraćivanja telomera u fibroblastima kože, dok istovremeno usporava njihovo starenje. Karnozin je također važan antioksidans za mozak, što ga čini dobrim sredstvom za ublažavanje stresa. Mnogi antioksidansi pomažu u zaštiti i popravljanju DNK. Na primjer, otkriveno je da vitamin C usporava skraćivanje telomera u ljudskim vaskularnim endotelnim stanicama.

Impresivno, jedan oblik vitamina E, poznat kao tokotrienol, može obnoviti kratku dužinu telomera u ljudskim fibroblastima. Postoje i dokazi o sposobnosti vitamina C da stimuliše aktivnost enzima telomeraze koji produžuje telomere. Ovi nalazi sugeriraju da konzumacija određene hrane pomaže u obnavljanju dužine telomera, potencijalno držeći ključ za preokretanje procesa starenja.

DNK je pod stalnim napadom slobodnih radikala. Kod zdravih, dobro uhranjenih ljudi, antioksidativni odbrambeni sistem djelomično sprječava i popravlja oštećenje DNK, što pomaže očuvanju njegove funkcije.

Kako osoba stari, njegovo zdravlje se postupno pogoršava; oštećene molekule se nakupljaju u stanicama, pokrećući procese oksidacije slobodnih radikala i sprječavajući popravak oštećenja DNK, uključujući telomere. Ovaj proces grudve snijega može biti pogoršan uslovima kao što je gojaznost.

Upala i infekcija potiču razgradnju telomera

Na sadašnjem nivou razumijevanja biologije telomera, najrealnija perspektiva je razvoj metoda za usporavanje procesa njihovog skraćivanja. Možda će s vremenom osoba moći dostići svoju Hayflickovu granicu. To je moguće samo ako naučimo spriječiti habanje tijela. Teški stres i infekcije su dva primjera uzroka ovog trošenja, koji dovode do skraćivanja telomera. Oba efekta imaju izraženu inflamatornu komponentu, stimulišući proizvodnju slobodnih radikala i štetnoćelije, uključujući telomere.

U uvjetima jakog upalnog stresa, smrt stanica stimulira njihovu aktivnu diobu, što zauzvrat ubrzava degradaciju telomera. Osim toga, slobodni radikali koji nastaju tijekom upalnih reakcija također oštećuju telomere. Stoga moramo uložiti sve napore da suzbijemo i akutne i kronične upalne procese i spriječimo zarazne bolesti.

Međutim, potpuno uklanjanje stresa i upalnih reakcija iz života je nemoguć zadatak. Stoga je dobra ideja za ozljede i zarazne bolesti dopuniti ishranu vitaminom D i dokozaheksaenskom kiselinom (omega-3 masnom kiselinom), koja može podržati telomere u uslovima upale.

Vitamin D modulira količinu proizvedene topline imunološki sistem kao odgovor na upalu. Kod nedostatka vitamina D postoji opasnost od pregrijavanja organizma, sinteze ogromnih količina slobodnih radikala i oštećenja telomera. Sposobnost toleriranja stresa, uključujući zarazne bolesti, u velikoj meri zavisi od nivoa vitamina D u organizmu. U studiji na 2.100 blizanaca u dobi od 19-79 godina, istraživači su pokazali da su najviši nivoi vitamina D povezani s najdužim telomerima, i obrnuto. Razlika u dužini telomera između najvišeg i najnižeg nivoa vitamina D odgovarala je otprilike 5 godina života. Druga studija je pokazala da odrasli koriste s prekomjerna težina 2.000 IU vitamina D dnevno stimuliše aktivnost telomeraze i pomaže u obnavljanju dužine telomera, uprkos metaboličkom stresu.

Suzbijanje upalnih procesa prirodno prilagođavanjem vaše prehrane ključno je za održavanje telomera. Omega-3 masne kiseline – dokozaheksaenska kiselina i eikozapentaenska kiselina – mogu igrati važnu ulogu u tome. Posmatranje grupe pacijenata sa oboljenjima kardiovaskularnog sistema tokom 5 godina pokazalo je da su najduži telomeri bili kod pacijenata koji su konzumirali veće količine ovih masnih kiselina, i obrnuto. Druga studija je otkrila da povećanje nivoa dokozaheksaenske kiseline kod pacijenata sa blagim kognitivnim oštećenjem smanjuje brzinu skraćivanja njihovih telomera.

Postoji veoma veliki broj aditivi za hranu, potiskujući aktivnost upalnog signalnog mehanizma posredovanog nuklearnim faktorom kapa-bi (NF-kappaB). Eksperimentalno je dokazano da prirodni spojevi kao što su kvercetin, katehini zelenog čaja, ekstrakt sjemenki grožđa, kurkumin i resveratrol imaju pozitivan učinak na stanje hromozoma pokrećući ovaj protuupalni mehanizam. Jedinjenja sa ovim svojstvom nalaze se i u voću, povrću, orašastim plodovima i integralnim žitaricama.

Jedan od najaktivnije proučavanih prirodnih antioksidansa je kurkumin, koji kariju daje jarko žutu boju. Razne grupe Istraživači proučavaju njegovu sposobnost da stimuliše popravku oštećenja DNK, posebno epigenetskih poremećaja, kao i da spriječi razvoj raka i poboljša efikasnost njegovog liječenja.
Još jedno obećavajuće prirodno jedinjenje je resveratrol. Studije na životinjama sugeriraju da je kalorijsko ograničenje uz održavanje kalorijskog unosa nutritivnu vrijednostčuva telomere i produžava očekivani životni vijek aktivacijom gena sirtuin 1 (sirt1) i povećanjem sinteze proteina sirtuin-1. Funkcija ovog proteina je da "podesi" sisteme tela da rade u "ekonomičnom režimu", što je veoma važno za opstanak vrste u uslovima nedostatka hranljivih materija. Resveratrol direktno aktivira gen sirt1, što ima pozitivan učinak na zdravlje telomera, posebno u odsustvu prejedanja.

Sada je jasno da kratki telomeri odražavaju nizak nivo sposobnosti ćelijskih sistema da poprave oštećenje DNK, uključujući telomere, što odgovara povećanom riziku od razvoja raka i kardiovaskularnih bolesti. U zanimljivoj studiji od 662 osobe, učesnici sa djetinjstvo do 38 godina starosti redovno se procenjuju nivoi lipoproteina u krvi velika gustoća(HDL), poznat kao " dobar holesterol" Najviši nivoi HDL-a odgovarali su najdužim telomerima. Istraživači smatraju da razlog tome leži u manje izraženom nagomilavanju upalnih i slobodnih radikala.

Sažetak

Glavni zaključak iz svega navedenog je da osoba treba usvojiti način života i ishranu koji minimizira habanje tijela i sprječava oštećenja uzrokovana slobodnim radikalima. Važna komponenta strategije zaštite telomera je jedenje hrane koja suzbija upalu. Kako bolje stanje zdravlje osobe, manje napora može uložiti, i obrnuto. Ako ste zdravi, vaše telomere će se skratiti kao rezultat normalnog procesa starenja, tako da kako biste smanjili ovaj uticaj, možete povećati svoju podršku telomera kroz suplementaciju kako starite. Paralelno sa tim, trebalo bi da se sprovede uravnotežena slikaživota i izbjegavajte aktivnosti i tvari koje negativno utječu na zdravlje i ubrzavaju degradaciju telomera.

Štaviše, u nepovoljnim okolnostima, kao što su nesreće, bolest ili emocionalna trauma, telomerima treba pružiti dodatnu podršku. Dugotrajna stanja poput posttraumatskog stresa mogu skratiti telomere, tako da je potpuni oporavak ključan za bilo koju vrstu ozljede ili nevolje.

Telomeri odražavaju vitalnost tijela, osiguravajući njegovu sposobnost da se nosi sa različitim zadacima i zahtjevima. Kada su telomeri skraćeni i/ili njihova funkcionalnost je narušena, tijelo mora uložiti veće napore da obavlja svakodnevne zadatke. Ovakva situacija dovodi do nakupljanja oštećenih molekula u tijelu, što otežava procese oporavka i ubrzava starenje. To je preduslov za razvoj niza bolesti koje ukazuju na „slabe tačke“ organizma.

Stanje kože je još jedan pokazatelj statusa telomera biološka starost osoba. U djetinjstvu se stanice kože vrlo brzo dijele, a s godinama se njihova podjela usporava u nastojanju da se sačuvaju telomere koje gube sposobnost oporavka. Biološku starost najbolje je procijeniti po stanju kože podlaktica.

Isključivo očuvanje telomera važan princip očuvanje zdravlja i dugovječnosti. Sada se suočavamo s novom erom u kojoj nauka demonstrira nove načine usporavanja starenja uz pomoć hrane. Nikada nije kasno ili prerano da počnete da menjate svoj način života i ishranu koje će vas uputiti u pravom smeru.

Evgenia Ryabtseva
Portal " Vječna mladost» preko NewsWithViews.com:

Kandidat hemijskih nauka Marija Zvereva, Kandidat hemijskih nauka Marija Rubcova (Moskovski državni univerzitet M.V. Lomonosov, Hemijski fakultet).

U oktobru 2009. u Stokholmu su objavljena imena dobitnika Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu. To su američki naučnici Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider i Jack W. Szostak, koji su dobili najprestižniju naučnu nagradu doslovno “za otkriće kako telomeri i enzim telomeraza štite hromozome”. Hajde da pokušamo da shvatimo šta su telomeri i telomeraza, zašto i kako štite hromozome?

Elizabeth Blackburn.

Carol Greider.

Jack Szostak.

Telomeraza nije aktivna u svim populacijama ćelija. Maksimalna aktivnost je uočena u "zauvijek mladim" embrionalnim ćelijama. U matičnim ćelijama telomeraza ne radi punim kapacitetom.

Telomere: funkcije i sinteza.

HROMOSOMI TREBAJU ZAŠTITU

Genetske informacije pohranjena u jezgrima ćelija kao deoksiribonukleinska kiselina (DNK), koja je čvrsto spakovana u linearne hromozome. Sredinom 1970-ih, Jack Szostak je izveo eksperiment u svojoj laboratoriji na medicinskoj školi Harvard. Dodao je fragmente stranih molekula DNK stanicama kvasca i otkrio da one ne mogu dugo ostati u ćeliji u svom izvornom obliku i da su integrirane u hromozome. Ispostavilo se da su fragmenti hromozoma nestabilni: stalno izmjenjuju dijelove s drugim kromosomima, preuređuju se, u njihovim nukleotidnim lancima nastaju lomovi, dok sami hromozomi ostaju nepromijenjeni. Na sreću, ćelije imaju funkciju popravke - imaju sistem za molekularno "popravljanje" nasumičnih prekida u hromozomskim lancima.

Ipak, ostalo je nejasno zašto je DNK u hromozomima stabilna, a fragmenti bez terminalnih sekvenci podložni su preuređenjima. Istraživanje Paula Hermanna Müllera (dobitnik Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu 1946.) i Barbare McClintock (dobitnik Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu 1983.) početkom 1940-ih pokazalo je da terminalna područja štite hromozome od preuređivanja i loma. Müller je ove posebne dijelove nazvao telomeres - od dvije grčke riječi: telos- kraj i meros- parcela. Ali šta su to područja i koju funkciju obavljaju u ćeliji, naučnici još nisu znali.

TELOMERI STABILIZUJU HROMOZOME

Godine 1975. Elizabeth Blackburn u laboratoriji Josepha Gal-a na Univerzitetu Yale, proučavajući ekstrahromozomske DNK molekule cilijata, otkrila je da terminalni regioni ovih molekula sadrže tandem ponavljajuće sekvence koje se sastoje od šest nukleotida: bilo je od 20 do 70 takvih ponavljanja na svakom kraju. .

U daljnjim eksperimentima, Blackburn i Szostak su dodali molekule DNK sa repovima trepavica vezanim za kvasac i otkrili da su molekuli DNK postali stabilniji. U zajedničkoj publikaciji iz 1982. godine, oni su predložili da su ove ponavljajuće sekvence nukleotida telomeri.

Njihova pretpostavka je potvrđena. Sada se pouzdano zna da se telomeri sastoje od ponavljajućih nukleotidnih regija i skupa posebnih proteina koji na poseban način organiziraju te regije u svemiru. Telomerni ponavljanja su vrlo konzervativne sekvence, na primjer, ponavljanja svih kralježnjaka se sastoje od šest nukleotida - TTAGGG, ponavljanja svih insekata sastoje se od pet - TTAGG, ponavljanja većine biljaka se sastoje od sedam - TTTAGGG. Zbog prisustva stabilnih ponavljanja u telomerima, sistem ćelijske popravke ne brka telomerni region sa slučajnim prekidom. Na taj način se osigurava stabilnost hromozoma: kraj jednog hromozoma ne može da se poveže sa prekidom drugog.

TELOMERI SE STALNO SKRAĆAJU

Telomerna ponavljanja čine više od samo stabilizacije hromozoma; oni obavljaju još jednu važnu funkciju. Kao što je poznato, reprodukcija genetskog materijala iz generacije u generaciju nastaje zbog udvostručavanja molekula DNK pomoću posebnog enzima (DNK polimeraze). Ovaj proces se naziva replikacija. Problem „kraja replikacije“ nezavisno su formulisali još 1970-ih Aleksej Matvejevič Olovnikov i nobelovac Džejms Votson. Leži u činjenici da DNK polimeraza nije u stanju u potpunosti kopirati terminalne dijelove linearnih DNK molekula, već samo produžava postojeći polinukleotidni lanac.

Odakle dolazi početni odjeljak? Specijalni enzim sintetizira mali RNA "prajmer". Njegova veličina (<20 нуклеотидов) невелик по сравнению с размером всей цепи ДНК. Впоследствии РНК-«затравка» удаляется специальным ферментом, а образовавшаяся при этом брешь заделывается ДНК-полимеразой. Удаление крайних РНК-«затравок» приводит к тому, что «дочерние» молекулы ДНК оказываются короче «материнских». То есть теоретически при каждом цикле деления клеток должна происходить потеря генетической информации. Но так происходит далеко не во всех клеточных популяциях. Почему?

TELOMERAZA NE DOZVOLJAVA SKRAĆENJE TELOMERA

Kako bi spriječili ćelije da izgube dio svog genetskog materijala tokom diobe, telomerni ponavljanja imaju sposobnost da obnove svoju dužinu. Ovo je suština procesa „krajnje replikacije“. Ali naučnici nisu odmah shvatili kako se grade terminalne sekvence. Predloženo je nekoliko različitih modela. Ruski naučnik A. M. Olovnikov je predložio postojanje posebnog enzima (telomeraze) koji povećava telomerna ponavljanja i na taj način održava dužinu telomera konstantnom.

Sredinom 1980-ih, Carol Greider je došla u Blackburnovu laboratoriju i upravo je ona otkrila da su u ekstraktima ćelija trepavica, telomerna ponavljanja vezana za sintetičko "sjeme" nalik na telomere. Očigledno je da je ekstrakt sadržavao neku vrstu proteina koji je doprinio rastu telomera. Tako je Olovnikova pretpostavka briljantno potvrđena i otkriven je enzim telomeraza. Osim toga, Greider i Blackburn su utvrdili da telomeraza uključuje proteinski molekul, koji, u stvari, provodi sintezu telomera, i RNA molekul, koji služi kao šablon za njihovu sintezu.

BEZ TELOMERAZE ĆELIJA STARI, A SA TELOMERAZOM ĆELIJA SE RAĐA

Kasnije je Šostakov laboratorij otkrio da određene mutacije u određenim genima kvasca dovode do brzog skraćivanja telomera nakon svakog ciklusa stanične diobe, uslijed čega hromozomi postaju nestabilni i stanice ulaze u stanje starenja (senescencije). Sada znamo da ovi geni kodiraju telomerazu. Dobiveni podaci potvrdili su još jednu hipotezu A. M. Olovnikova da gubitak dužine telomernih ponavljanja u svakom krugu replikacije kromosoma ovisi o broju dioba stanica.

Dakle, telomeraza rješava problem "krajnje replikacije": sintetizira ponavljanja i održava dužinu telomera. U nedostatku telomeraze, sa svakom diobom stanice, telomeri postaju sve kraći, a u jednom trenutku dolazi do uništenja kompleksa telomera, što služi kao signal za programiranu ćelijsku smrt. Odnosno, dužina telomera određuje koliko podela ćelija može da završi pre svoje prirodne smrti.

U stvari, različite ćelije mogu imati različit životni vek. U linijama embrionalnih matičnih ćelija telomeraza je veoma aktivna, tako da se dužina telomera održava na konstantnom nivou. Zbog toga su embrionalne ćelije "zauvijek mlade" i sposobne za neograničenu reprodukciju. U običnim matičnim stanicama aktivnost telomeraze je niža, pa se skraćivanje telomera samo djelimično nadoknađuje. U somatskim ćelijama telomeraza uopšte ne radi, pa se telomeri skraćuju sa svakim ćelijskim ciklusom. Skraćivanje telomera dovodi do postizanja Highflickove granice – do prelaska ćelija u stanje starenja. Nakon toga dolazi do masovne ćelijske smrti. Preživjele ćelije degeneriraju u ćelije raka (u pravilu je telomeraza uključena u ovaj proces). Ćelije raka sposobne su za neograničenu diobu i održavanje dužine telomera.

Prisustvo aktivnosti telomeraze u onim somatskim ćelijama gde se ona obično ne manifestuje može biti marker malignog tumora i pokazatelj nepovoljne prognoze. Dakle, ako se aktivnost telomeraze pojavi na samom početku limfogranulomatoze, onda možemo govoriti o onkologiji. Kod raka grlića materice telomeraza je aktivna već u prvoj fazi.

Mutacije u genima koji kodiraju komponente telomeraze ili drugih proteina uključenih u održavanje dužine telomera uzrok su nasljedne hipoplastične anemije (hematopoetski poremećaji povezani s iscrpljivanjem koštane srži) i kongenitalne X-vezane diskeratoze (teška nasljedna bolest praćena mentalnom retardacijom, mentalnom retardacijom, razvoj suznih kanala, distrofija noktiju, različiti defekti kože, razvoj tumora, imunološki poremećaji itd.).

ZAŠTO PROUČAVATI TELOMERE I TELOMERAZU

Sada su mnogi naučnici zauzeti traženjem veze između aktivnosti telomeraze i starenja. Ovdje je potrebno shvatiti da dužina telomera može kontrolirati životni vijek stanica, ali ne i cijelog organizma. Starenje kao biološki fenomen je složeniji multifaktorski proces. Mnogo je važnija veza između aktivnosti telomeraze i rizika od razvoja raka. Naučnici traže supstance koje utiču na aktivnost telomeraze i strukturu telomera kako bi stvorili nove lekove protiv raka.

Tako smo došli do zaključka da je “otkriće kako telomeri i enzim telomeraza štite hromozome” naravno veliko dostignuće moderne nauke, koje nam omogućava da razumemo kako se genetske informacije prenose sa ćelije majke na ćeliju bez gubitka, koji određuje životni vek ćelija, kao i neke karakteristike njihove maligne degeneracije. Stečena znanja će u budućnosti pomoći u stvaranju lijekova koji će spasiti ljude od neizlječivih bolesti. Ovo je zaista izvanredno naučno otkriće. Ali ne treba zaboraviti na izvanredne hipoteze ruskog naučnika A. M. Olovnikova, koje su potvrđene u radovima sadašnjih nobelovaca.