Geny, epigenetyka, stan telomerów – co decyduje o tym, jak długo żyjemy?

Brzmią jak pojęcia wyjęte wprost z laboratorium science fiction albo skomplikowanego serialu medycznego. Tymczasem geny, telomery, czy epigenetyka to nie kosmiczna technologia – to nasza biologia. Gdy czytamy nagłówki o sekretach długowieczności, łatwo się w tym wszystkim pogubić. Czas zatem rozbić te pojęcia na czynniki pierwsze i sprawdzić, co tak naprawdę odpowiada za to, jak szybko tyka biologiczny zegar.

Z tego artykułu dowiesz się:

• Czym jest epigenetyka i jak wpływa na ekspresję genów
• Co może przyspieszać proces skracania się telomerów
• Jak wyjaśnić pojęcie inflammaging i czy możemy mu zapobiegać
• Czy nauka dysponuje biomarkerami stanu zapalnego i wieku biologicznego
• Jakimi narzędziami warto wspierać na co dzień swoje zdrowie
• Rozwój nauki i medycyny spowodował, że dziś już wiemy jak niewielką rolę w długości naszego życia pełnią geny. Ale wydaje się, że wciąż gubimy się w odpowiedzi na pytanie: jeśli nie geny, to co? I jak to wszystko możemy sprawdzać i monitorować?

Najważniejsza informacja na początek jest taka, że dzięki postępom medycyny współczesna nauka o długowieczności odchodzi od fatalizmu. I dziś już wiemy, że metryka może być tylko liczbą, a geny to nie jedyny regulator starzenia (1).

Geny: fabryczna instrukcja obsługi, ale nie wyrok

Często słysząc komplement „wyglądasz młodziej, niż masz w dowodzie”, odpowiadamy z uśmiechem: „mam dobre geny”. I zwykle wtedy mamy na myśli spuściznę po przodkach – np. po prababci, która w zdrowiu dożyła setki.

Ale czy geny decydują o długości życia w takim stopniu, w jakim nam się wydaje? Badania nad bliźniętami (w tym słynne duńskie badania par urodzonych w XIX wieku) pokazują, że dziedziczność długowieczności jest dość umiarkowana i wynosi zaledwie około 20 proc. (2). Oznacza to, że to my sami i to jak żyjemy, odpowiada za pozostałe 80 proc. (3).

Większość Polaków intuicyjnie to wyczuwa – z raportu „Spojrzenie Polaków na długowieczność. Między deklaracjami a codziennością” przygotowanego na zlecenie Gedeon Richter Polska wynika, że mamy silne poczucie sprawczości w obszarze własnego zdrowia. Na styl życia jako kluczowy czynnik wskazuje aż 74 proc. badanych (4).

92 proc. uważa, że codzienne wybory mają znaczenie dla zdrowia, a 78 proc. czuje, że długość życia w dużej mierze zależy od nich samych. To istotna zmiana kulturowa – długowieczność przestaje być kwestią przypadku i genów, a staje się czymś, co można świadomie kształtować (4).

Epigenetyka: jak wyciszyć „niekorzystne” geny?

Skoro geny dają nam zaledwie 1/4 kart do gry, co z resztą? Tu do akcji wkracza epigenetyka – nauka o tym, jak styl życia wpływa na ekspresję genów, bez zmieniania samego kodu DNA (5).

Wyobraźmy sobie, że nasze DNA to hardware, a modyfikacje epigenetyczne to software. Możemy mieć genetyczne skłonności do pewnych schorzeń, ale poprzez odpowiednie interwencje i czynniki środowiskowe jesteśmy w stanie „wyciszyć” te niekorzystne fragmenty kodu, o których wiadomo, że wpływają na starzenie się (1).

Zatem optymalny wzorzec dietetyczny, regularny ruch czy unikanie używek to nie tylko zdrowe nawyki, ale realne sygnały chemiczne dla komórek, które mogą spowolnić nasz wewnętrzny zegar (5). Potencjalna odwracalność tych zmian epigenetycznych, które występują jako cecha charakterystyczna starzenia się, pozwala m.in. na opóźnienie chorób związanych z wiekiem (1).

Telomery: „plastikowe skuwki” pod presją stresu

Kolejnym strażnikiem naszej młodości są telomery (6). Naukowcy porównują je do plastikowych skuwek na końcach sznurowadeł, które chronią DNA przed „postrzępieniem” podczas podziałów komórkowych. Skracają się z wiekiem we wszystkich replikujących się komórkach somatycznych, które zostały zbadane, w tym w fibroblastach i leukocytach.

Gdy stają się zbyt krótkie, komórka przestaje się dzielić i starzeje się (to tzw. senescencja), co jest jednym z jej mechanizmów obronnych. Przechodzi w stan uśpienia, ale wciąż funkcjonuje, często wydzielając substancje wywołujące stan zapalny i wpływające negatywnie na sąsiednie komórki (6).

Co w takim razie przyspiesza ten proces? Jednym z elementów może być stres psychologiczny – zarówno sam stres, jak i jego przewlekłość są istotnie związane z wyższym poziomem stresu oksydacyjnego, niższą aktywnością telomerazy i krótszą długością telomerów (6).

Badania przeprowadzone wśród zdrowych kobiet przed menopauzą wykazały, że kobiety z najwyższym poziomem odczuwanego stresu mają telomery w komórkach krwi obwodowej krótsze średnio o równowartość co najmniej dekady dodatkowego starzenia się w porównaniu z kobietami o niskim poziomie stresu. Odkrycia te pozwalają zrozumieć, jak na poziomie komórkowym stres może sprzyjać wcześniejszemu pojawianiu się chorób związanych z wiekiem (6).

Inflammaging: podstępny pożar wewnątrz nas

Kolejnym kluczowym elementem układanki jest inflammaging (określenie powstało z połączenia słów inflammation – stan zapalny i aging – starzenie się). Sam stan zapalny to istotny proces biologiczny, który stanowi pierwszą linię obrony organizmu przed szkodliwymi bodźcami, w tym patogenami, uszkodzonymi komórkami i czynnikami drażniącymi (7).

Gorzej, gdy umożliwiający gojenie ostry stan zapalny przechodzi w ten o niskim nasileniu, ale przewlekły, który może prowadzić do różnych chorób, w tym nowotworów, chorób układu krążenia, chorób autoimmunologicznych, psychicznych i neurodegeneracyjnych (7). W tej postaci prowadzi on także do przyspieszonego starzenia organizmu (3, 7).

Dochodzi do pogorszenia funkcji układu odpornościowego, który zaczyna produkować zbyt wiele cząsteczek prozapalnych, co prowadzi do dysfunkcji mitochondriów, akumulacji wolnych rodników i wzrostu tkanki tłuszczowej trzewnej z czasem (7). Czy można sprawdzić obecność stanu zapalnego w naszym organizmie?

Co w sytuacji, w której przewlekły stan zapalny rzeczywiście występuje? jak ugasić ten „wewnętrzny pożar”? Badania pokazały, że regularna aktywność fizyczna działa jak lek przeciwzapalny, uwalniając enzymy (miokiny), które blokują szkodliwe białka zapalne. Z kolei unikanie wysoko przetworzonej żywności pomaga utrzymać w zdrowiu mikrobiotę jelitową, która jest kluczowym graczem w walce z przewlekłym zapaleniem (7, 8).

Biomarkery wieku biologicznego i tempa starzenia

Skąd wiedzieć, czy nasze starania działają i w jakim tempie się starzejemy? Pomagają nam w tym biomarkery – mierzalne wskaźniki, które pokazują nasz wiek biologiczny, w odróżnieniu od metrykalnego. Biomarkery starzenia stają się coraz istotniejsze dla promowania precyzyjnych interwencji na rzecz długowieczności. Dzięki nim specjalista może zidentyfikować czynniki ryzyka danej osoby, następnie wyznaczyć punkt wyjścia i regularnie sprawdzając wskaźnik, ocenić postępy i skuteczność procesu (5).

• spowolnienie przepływu krwi (np. przy unieruchomieniu kończyny),
• zwiększona krzepliwość krwi,
• uszkodzenie ściany naczynia (np. po operacji lub urazie).

Do najczęstszych sytuacji sprzyjających rozwojowi choroby należą dłuższe unieruchomienie, hospitalizacja, zabiegi chirurgiczne, choroby nowotworowe oraz długie podróże bez ruchu. Ryzyko rośnie również wraz z wiekiem i po przebytych wcześniej epizodach zakrzepicy.

Starzenie biologiczne nie ma jednego wskaźnika. To zbyt skomplikowany proces, dlatego obecnie żaden pojedynczy test nie jest w stanie precyzyjnie ocenić wieku biologicznego. Zawsze będzie uwarunkowany wyborem biomarkerów, stosowanymi standardami i zastosowaną metodą statystyczną (5).

Dopiero gdy weźmiemy pod uwagę te zmienne oraz dedykowanego specjalistę, który wyciągnie wnioski, możemy otrzymać wystarczająco precyzyjny obraz.

Co to takiego? Metylacja DNA to naturalny proces chemiczny, w którym do naszego DNA przyłączają się grupy metylowe. Działa to jak „włącznik” lub „wyłącznik” – decyduje o tym, które geny są aktywne, a które uśpione, bez zmieniania samej sekwencji genów (9).

Wraz z upływem lat wzorce metylacji w naszym genomie ulegają przewidywalnym zmianom. Na tej podstawie naukowcy tworzą tzw. zegary epigenetyczne, które pozwalają precyzyjnie określić wiek biologiczny organizmu, to na ile lat „wyglądają” i funkcjonują nasze komórki (9).

Jeśli zaś chodzi o wydolność układu krążeniowo-oddechowego i jednocześnie jeden z najsilniejszych predyktorów fizjologicznych długości życia, ekspert wskazuje VO2 max. To maksymalna ilość tlenu, jaką organizm może pobrać i zużyć w ciągu minuty podczas bardzo ciężkiego wysiłku. Wysoki pułap tlenowy wiąże się z lepszym zdrowiem całego układu krążenia. Na tej m.in. podstawie można ocenić, jak wydolnościowo będą wyglądały ostatnie dekady naszego życia, czy przysłowiowo będziemy mogli sami wejść po schodach.

Wsparcie dla monitoringu parametrów zdrowotnych

Kwestia ta dotyczy zarówno zwiększenia precyzji medycyny spersonalizowanej, jak i możliwości wspierania się różnego typu urządzeniami przez każdego z nas. W przypadku ekspertów medycyny długowieczności, kluczową rolę w przetwarzaniu ogromnych ilości danych medycznych odgrywa AI. Wspiera ponadto w identyfikowaniu wzorców i przewidywaniu rezultatów, pomagając ostatecznie w personalizacji, dostosowywaniu interwencji (5). A co z pacjentem?

Możemy mieć genetyczne skłonności do szybszego starzenia, ale to styl życia napisze ostateczny scenariusz. Dieta bogata w antyoksydanty, regularny ruch, dbanie o bliskie relacje i redukcja stresu to fundamenty, które pozwalają „wyciszyć” złe geny (epigenetyka), spowolnić skracanie telomerów i wyhamować inflammaging.

W efekcie nasze biomarkery mogą pokazać znacznie niższy wiek biologiczny niż ten, który mamy wpisany w dokumentach. Długowieczność a geny to tylko początek rozmowy – jej finał zależy od naszych codziennych wyborów.