Výživa a telomery

Telomery a telomeráza

V roce 2009 získali nejprestižnější vědecké ocenění v kategorii fyziologie a medicíny tři vědci, Elizabeth H. Blackburnová, Carol W. Greiderová a Jack W. Szostak, za popis jednoho ze základních principů buněčné biologie – jak jsou chromozomy chráněny telomerami a telomerázou.

 

Telomery jsou specializované nukleoproteinové struktury, které chrání konce lineárních chromozomů a jejich pojmenování pochází z řeckých slov – telos (konec) a meros (část). Telomery odlišují přirozené konce chromozomů od neopravených chromozomálních zlomů a chrání je tak před vzájemným spojováním. Buněčnému dělení předchází kopírování DNA. Protože kopírování konců DNA není úplné, telomera se vždy mírně zkracuje. Pokud se telomery zkrátí natolik, že již nemohou vykonávat svou funkci, buňka se přestává dělit a posléze odumře. Toto postupné zkracování telomer je považováno za jeden z molekulárních mechanizmů stárnutí organizmu.

Zkracování telomer není nevratný proces. V některých buňkách působí enzym telomeráza, která umí dokončit replikaci DNA a udržovat tak potřebnou délku telomer. Zatím byla telomerázová exprese popsaná u jen u buněk s vysokou schopností obnovovat se (zárodečných, rakovinných, buněk imunitního systému nebo kůže). Výsledky studií většinou potvrzují, že délka telomer v buňkách tkání, které se již nedělí, zůstává stejná, zatímco telomery ve tkáních, které se obnovují, se zkracují. U diferenciovaných lidských somatických buněk je tedy aktivita telomerázy velmi nízká nebo nulová, což je příčinou přirozeného zániku buněk (Blackburn, 1991; Olovnikov, 1996).

Je zřejmé, že ke zkracování telomer dochází především při procesu stárnutí. Podle délky telomer tak můžeme určit přibližný věk člověka. Provedené studie uvádějí, že u novorozence je délka telomer 15 – 20 párů kilobazí (kbp, jednotka genetické informace), zatímco u dospělého člověka je délka těchto úseků v rozsahu 2 – 10 kbp. Ke zkracování telomer dochází rychlostí asi o 55 bp (párů bazí) za rok. Délku telomer a úroveň aktivity telomerázy můžeme tedy považovat za významný ukazatel biologického věku.

Nejen stárnutí, ale i zánět a oxidační stres, dva klíčové faktory rozvoje aterosklerózy, jsou spojované se zkracováním délky telomer. Dále je urychlené zkracování délky telomer spojené s nárůstem hmotnosti a zhoršováním inzulinové rezistence bez závislosti na věku. Rovněž dlouhodobý stres a nedostatečná pohybová aktivita způsobují progresivnější zkracování telomer.

Abnormální zkrácení telomer je dáváno do souvislosti s rizikem rozvoje různých typů rakoviny, horší prognózou tohoto onemocnění a také vyšší mortalitou u pacientů s ischemickou chorobou srdeční a infekčními chorobami.

Telomery a výživa

Vztah oxidačního stresu se zkracováním telomer již byl mnoha studiemi prokázaný (Jennings,  Ozanne, & Hales 2000; Furumoto, 1998) stejně jako možnost vyvažování oxidační kapacity organizmu dietními opatřeními. Z tohoto předpokladu vycházel tým vědců Farzaneh-Far et al. (2010), kteří zkoumali, zda je zkracování délky telomer ovlivněné příjmem omega-3 mastných kyselin. Použili data získaná při longitudinálním sledování vlivu psychosociálních faktorů na výskyt kardiovaskulárních příhod u pacientů se stabilní ischemickou chorobou srdeční (Heart and Soul Study). U 608 probandů (64 ± 11 let), kteří studii dokončili, hodnotili změnu délky telomer v leukocytech v závislosti na hladině omega-3 mastných kyselin v krvi během pětiletého sledování. Ačkoliv mezi vstupními hodnotami a délkou telomer nebyl zjištěný vztah, rychlost zkracování telomer negativně korelovala s hladinou omega-3 mastných kyselin (a to i po vyloučení vlivu dalších faktorů, které mohly sledované parametry ovlivnit). Tento výsledek tedy naznačuje, že hladina omega-3 mastných kyselin v krvi je pouze jedním z faktorů, které ovlivňují délku telomer. Přesto však můžeme říci, že dostatečný přísun potravin bohatých na omega-3 mastné kyseliny (mořské ryby nebo ořechy) může, kromě snižování kardiovaskulárního rizika, zpomalit buněčné stárnutí.

Další studie, které se zabývaly vztahem dietních zvyklostí a délkou telomer je práce Cassidy et al. (2010), která prokázala pozitivní korelaci vlákniny s délkou telomer, nebo Hou et al. (2009), kteří zjistili ochranný vliv konzumace ovoce.

To, že délka telomer je dynamickým parametrem ovlivnitelným i stravou dokazuje studie O'Callaghan, Clifton, Noakes a Fenech (2009), kteří hodnotili vliv redukční diety u 54 obézních mužů. Vstupní hodnoty hmotnosti těchto probandů negativně korelovaly s délkou telomer v lymfocytech. Dietní restrikce trvající 13 měsíců vedla k průměrnému hmotnostnímu úbytku o 10,6 kg a k prodloužení délky telomer. Čím byl větší úbytek hmotnosti a tukové tkáně, tím bylo zjištěné větší prodloužení telomer. Tyto výsledky signalizují, že úbytek hmotnosti dosažený nízkoenergetickou dietou může přispět k prevenci poškozování DNA a zkracování telomer, což jsou důležité iniciační faktory nejen stárnutí, ale i karcinogeneze.

Literární rešerše (Klimešová, 2011; Klimešová & Stejskal, 2011) naznačují, že lidé, kteří dodržují známá pravidla zdravého životního stylu (přiměřenou pohybovou aktivitu a energeticky přiměřenou dietu s dostatečným množstvím ryb, ořechů, ovoce a zeleniny) jsou biologicky mladší ve srovnání s jedinci, kteří mají sedavým způsob života a nevyváženou stravou. Výsledky bádání také naznačují, že proces stárnutí je částečně reverzibilní a že vyvážená strava a udržování přiměřené hmotnosti jsou cestou jak se stát biologicky mladším.

← Zpět na všechny články