Kas yra telomerai, kaip nuo jų priklauso žmogaus senėjimas ir ką reiškia, jei žmogus atrodo jaunai

Pastaraisiais dešimtmečiais pagrindine mokslininkų vizija žmogaus gyvenime tapo pasitelkiant telomerus kiek galima labiau pailginti SGM. Kaip ilgaamžiškumo išsaugojimo pavyzdį mokslininkai mini Pietų Korėjos moterų gyvenimo trukmę, kuri, kaip prognozuojama, iki 2030 m. turėtų viršyti net 90 metų. Tai aiškinama profesionalia prieiga prie sveikatos apsaugos sistemos, modernių medicininių technologijų, dideliais ekonomikos laimėjimais bei ypač pagerėjusia vaikų mityba.

Kas yra telomerai ir kodėl jie tokie svarbūs?

Jei pro mikroskopą pažvelgtume į žmogaus kūno ląstelių branduolį, tai jame aptiktume 23 poras linijinės struktūros (bakterijos turi žiedinę chromosomų struktūrą) chromosomų, kurių galuose pastebėtume mokslininkų gražiai pavadintas kepurėles – po du telomerus (iš viso ląstelėje yra 92 telomerai). Jie yra labai svarbūs ląstelių dalijimosi metu, kadangi lyg sargybiniai saugo chromosomas, nešančias genetinę informaciją nuo mutacijų (susiliejimo) iki senėjimo bei mirties. Patys telomerai neturi jokios genetinės informacijos ir yra sudaryti iš trumpo, nuosekliai išsidėsčiusio TTAGGG nukleotidų rinkinio, kuris sudaro linijinius chromosomų galus. Mokslininkai nustatė, kad suaugusio žmogaus telomerų ilgis gali būti net iki 14 tūkst. nukleotidų. Kuo telomerai ilgesni, tuo žmogus atrodo jauniau.

Koks yra žmogaus kūno senėjimo mechanizmas?

Manoma, kad ląstelės gyvenimo trukmė yra užkoduota telomerų ilgyje. Biologai nustatė geną ir išskyrė ypatingą proteiną TZAP, kuris yra atsakingas už ląstelių senėjimą žmogaus organizme. Mokslininkai mano, kad būtent šis baltymas nustato maksimalų viršutinį ribinį telomerų ilgį (jie savo ruožtu reguliuoja dauginimosi procesą). Mokslininkai nustatė, kad somatinės kūno ląstelės dalijasi apie 50 kartų ir kiekvieno pasidalijimo metu jos praranda nuo 50 iki 200 TTAGGG nukleotidų rinkinių. Dėl to telomerai trumpėja, kol galiausiai (po tam tikro pasidalijimų skaičiaus) tampa kritiškai trumpi ir chromosomos pradeda lietis tarpusavyje bei sulimpa. Pasiekusios vadinamąją Cheifliko ribą ląstelės pradeda senti ir žūti apoptozės būdu. Dėl šios priežasties DNR tampa pažeidžiama, ląstelės visiškai nustoja dalytis ir tokiu būdu pradeda senti, kartu sensta ir visas žmogaus organizmas. Vėliau atsiranda ir išorinių odos, plaukų bei kūno pokyčių. Jei žmogus atrodo jaunai, tai reiškia, kad chromosomose esančių telomerų ilgis yra pakankamai patikimas sveikų gyvenimo metų bei ilgaamžiškumo garantas.

Už fermento telomerazės funkcijų ląstelėje nustatymą – Nobelio premija

Ląstelių mutacijos (suvėžėjimas) įvyksta tuomet, kai ribinis telomerų ilgis tampa apie 13 kartų pasikartojančių šešių nukleotidų TTAGGG sekų. Mokslininkai taip pat nustatė biochemines galimybes pailginti telomero ilgį su pagalba fermento telomerazės, kuris lyg statybininkas padeda telomerus atkurti ir neleidžia jiems trumpėti. Deja, šis fermentas yra aktyvus tik kaulų čiulpų kamieninėse, gemalo ląstelėse, T ir B limfocituose bei vėžinėse ląstelėse, o somatinėse ląstelėse telomerazės nesama. Todėl somatinei ląstelei besidalijant trumpėja telomerai. Tuomet pabunda netoli chromosomų galų esantys senėjimo genai. Už fermento telomerazės funkcijų ląstelėje nustatymą 2009 m. mokslininkai Elizabet Blackburn, Carol Greider ir Jackas Szostakas gavo Nobelio premiją.

Kodėl vėžinės ląstelės dauginasi nevaldomai ir išsisėja po visą organizmą?

Vėžinių ląstelių „amžinos jaunystės“ fenomenas bei nemirtingumas paaiškinamas tuo, kad jos turi labai didelio aktyvumo fermento telomerazės, kuri gali visiškai apsaugoti jas nuo telomerų trumpėjimo ir tokiu būdu leisti joms nekontroliuojamai ir nevaldomai dauginantis augti bei pereiti į daugybines metastazes įvairiuose organuose. Šiuo metu mokslininkai, gydydami vėžinius susirgimus, bando pažaboti per didelį telomerazės aktyvumą pasitelkdami preparatus nuo telomerazės.

Kodėl reikėtų atsakingai vartoti įvairius papildus?

Mokslininkės E. Epel ir E. Blacburn atkreipė dėmesį į besaikį papildų vartojimą. Jos pataria atsargiai vartoti papildus, nes jie sužadina telomerazės aktyvumą, o jos perteklius gali pražūtingai paskatinti nevaldomą vėžinių ląstelių dauginimąsi (suaktyvinami proonkogenai – „miegantys“ vėžio genai). Taip pat mokslininkai įrodė, kad navikinėse ląstelėse yra sutrikęs telomerų trumpėjimas.

Kokių sveiko gyvenimo būdo principų laikymasis gali pailginti telomerus?

Atrasta labai svarbi ir įdomi telomerų savybė – pailgėti be jokio papildomo biocheminio poveikio ar įsikišimo. Tam, pasak mokslininkių E. Epel ir E. Blacburn, reikėtų laikytis 7 paprastų sveiko gyvenimo būdo principų:

• tinkamai subalansuota ir sveikatai palanki mityba;
• individuali bei nuosekli kiekvienam pritaikyta fizinio aktyvumo programa;
• streso kontrolė bei jo slopinimo strategijos įvaldymas;
• socialinės gerovės palaikymas (socialinė aplinka ir stabilūs santykiai);
• pakankamas ir kokybiškas miegas;
• žalingų įpročių vengimas;
• psichikos negalavimų gydymas.

Kodėl žmogaus senėjimą lemia genų ir aplinkos veiksnių sąveika?

Moksliniais tyrimais buvo įrodyta, kad pakeitus gyvenimo būdą telomerai per 5 metus pailgėdavo apie 10 proc. Fiziniai pratimai bent 3 kartus per savaitę po 45 minutes per pusmetį padidina fermento telomerazės aktyvumą du kartus. Mokslinių tyrimų metu padarytos išvados nustebino tuo, kad žmonės, kurie vartojo daug rupių ruginių miltų produktų, žuvies, riešutų, Omega-3 riebalų rūgščių, irgi turėjo ilgesnius telomerus negu tie, kurie vartojo greitąjį maistą, baltą duoną bei perdirbtą mėsą. Ypač naudinga pasirodė Viduržemio jūros dieta. 

Taip pat buvo nustatyta, kad stresas, įtampa trumpina telomerus, nes išsiskiria daug streso hormono kortizolio, kuris užkerta kelią telomerų ilgėjimui. Žmogaus mąstymo būdas, fizinis aktyvumas, sveika gyvensena, tinkamas miego režimas bei mityba – tai bene svarbiausi kertiniai veiksniai, kurie, kompleksiškai veikdami žmogaus genomą, lemia įvairius organizmo pokyčius. Todėl kuo nepalankesnė aplinka, didesnė įtampa ir stresas, tuo daugiau atsiranda įvairių ligų (insultas, vėžys, diabetas, demencija, širdies ir kraujagyslių ligos). Ilgalaikiai neigiami psichologiniai veiksniai, nemiga gali dar labiau pagreitinti telomerų trumpėjimo procesą.

Kaip telomerai susiję su neinfekcinių ligų atsiradimu?

Daugialypiai moksliniai tyrimai įrodė telomerų ilgio sąsajas ne tik su biologiniu žmogaus amžiumi, bet ir su įvairių neinfekcinių ligų atsiradimu (širdies ir kraujagyslių ligos, insultas, vėžys, diabetas, demencija). Trumpėjant telomerams intensyviau vyksta organų susidėvėjimas. Taip pat yra išaiškintas kai kurių paveldimų ligų atsiradimas esant įvairių telomerazės defektų (priveda prie ankstyvo ląstelių senėjimo) bei sumažėjus jos aktyvumui (aplastinė anemija).

Pagal ką galima įvertinti biologinį žmogaus amžių?

Naujausi moksliniai duomenys rodo, kad atsirado unikali galimybė (pasinaudojus specialia moksliškai pagrįsta metodika) įvertinti žmogaus amžių pagal chromosomų trumpėjimo greitį. Kadangi eksperimentais buvo nustatyta, kad suaugusio žmogaus telomerų ilgis gali svyruoti nuo 6 iki 14 tūkst. nukleotidų, mokslininkai nesunkiai sukūrė paprastą testą, dėl kurio ir tapo įmanoma ištirti kiekvieno žmogaus telomerų ilgį. Norint nustatyti žmogaus biologinį amžių, pakanka tik atlikti šį telomerų testą, nes kuo jie ląstelėse yra ilgesni (kartu ilgesnės ir chromosomos), tuo žmogus jauniau atrodo bei yra didesnis jo sveikatos bei ilgaamžiškumo potencialas. Šį testą jau galima atlikti ir Lietuvoje. Sužinojus medikų išvadas, galima būtų unifikuojant kiekvieno žmogaus gyvenimo būdą pasiūlyti asmeniškai sudarytas sveiko gyvenimo būdo korekcijas.

Kokia yra ilgų sveiko gyvenimo metų recepto paslaptis?

Mokslininkai rekomenduojamą sveiko gyvenimo būdo programą pavadino „Pasidaryk pats“ (angl. Do it Yourself). Pirmiausia – kiekvienas žmogus individualiai turi permąstyti ir pakoreguoti visą savo dienos režimą (mitybą, fizinį aktyvumą, miegą, emocinę ir psichologinę būseną). Ši saikingo sporto ir sveiko gyvenimo būdo programa yra laikoma vienu iš karališkosios disciplinos požymių, gelbstinčiu nuo biologinio senėjimo bei streso. Šiuolaikinis mokslas įrodė, kad ne tik fizinis aktyvumas, sveika gyvensena, bet ir teigiamas emocinis nusiteikimas, aktyvindamas miegančius smegenų genus, įjungia tuos, kurie yra atsakingi už kognityvines funkcijas ir turi didelę reikšmę SGM, gyvenimo kokybei bei yra patikimas telomerų stabilumo garantas.