Klotho by nás mohla zachovat fit a mysli otevřené
Většině z nás se při slově kloto nejspíš vybaví přezdívka úřednického stavu, kdy „inkousti“ nosili klotové návleky, aby si neušpinili lokty. Znalcům dějepravy ale vytane na mysl jedna z Moir. A protože jde o bohyni sympatickou, mající v popisu práce utkat nám nit života co možná nejdelší, bude to náplní i dnešního článku.
Moiry. Klóthó nit načíná, a proto drží vřeteno. Lachesis nit svíjí. Atropos přistřihuje. Obraz pořízený až v devatenáctém století nevystihuje realitu dost přesně. Doložené písemné prameny svědčí o tom, že Moiry práce bavila a zpívaly si při ní. (Autor: John Strudwick, 1885, volné dílo)
U Starých Řeků byla Klotho jedna ze tří Moir, dcer bohyně osudové nutnosti Ananké. V našich končinách se bozi, až na jednoho, moc nenosí, a tak jsme Moir předělali na sudičky. V antice to ale byly bohyně s výsostným postavením a jejich rozhodnutí se neodvážil odporovat ani ten nejvyšší z nejvyšších.
Za Homéra, kdy Řeků ještě nebylo tolik, to všechno stíhala jen jedna Moir. Pak se asi baby boom postaral, že nezvládala, a tak se, za dnes již nejasných okolností, Moir naklonovala. Práci si pak rozdělily.
Klóthó začínala každému nit spřádat, Lachesis jí svinovala, aby se příze nezacuchtala a třetí Atropos (Neodvratná) měla na starosti nit přistřihovat.
Když před více než dvěma desítkami let japonští vědci u jednoho hormonu zjistili, že hraje významnou roli při stárnutí, bylo nasnadě, že dostal jméno po té nejdůležitější ze sudiček – Klotho. Dnes už víme víc, než ve starověku, a tak se na stáří většinou díváme pohledem ateisty Ernesta Hemingwaye, podle něhož: „Stáří není tak velkým neštěstím, uvážíme-li druhou možnost.“
Britští psychiatři z Kings College upozorňují, že nám to ale dlouho nevydrží. Tím, jak se lidský věk prodlužuje a medicína nás dokáže udržet při životě, i když už to mnohdy už nemá smysl, stáří se nestává jen štěstím, ale i neštěstím.
Rapidně roste počet udržovaných při životě, kteří nejsou schopni pohybu, neuvědomují si, kdo jsou, je potřeba je krmit a vyžadují celodenní odbornou péči, přičemž své blízké ani nepoznávají.
V Cambridge spočítali, že pokud stávající trend prodlužování věku bude zachován a nezačneme s tím něco dělat, tak nás, prolezlých nemocemi s velkými problémy s pamětí, bude během dvaceti let osmdesát miliónů a žádná důchodová reforma to neustojí.
Klotho protein KL1 doména. (Kredit: Shaher Bano Mirza, 2016, Massachusetts Institute of Technology)
Naštěstí kromě psychiatrů jsou na světě i genoví manipulátoři a neurobiologové a ti se s tím něco dělat snaží. Patří k nim i Dena Dubalová. Mladá Američanka si vydobyla uznání prodlužováním života. Pochopitelně, že s proteinem klotho. Bohužel zatím jen u myší a to geneticky modifikovaných.
Protein klotho je často definován jako transmembránový protein. Tak jako každý protein i on tedy má v DNA svůj gen. U lidí byl příslovečně nazván „KL“ gen. Jeho produkt (protein klotho) patří do rodiny enzymů zvaných β-glukuronidázy.
O těch se ví, že se pletou do citlivosti tkání na inzulín. Praxe ukázala, že osoby, které mají produkci proteinu z nějakého důvodu nízkou, jsou na odděleních pro dialýzu častějšími hosty a častěji také končí chronickým selháním ledvin.
Nízká hladina našeho „klotho“ je rovněž považována za faktor signalizující brzký nástup degenerativních procesů, jakým je osteoporóza. Nedostatek klotho se prý dá poznat podle toho, když zamlada vypadáme jako sušené švestky.
Prý je to proto, že se přes vazbu na membránové receptory, účastní obnovy fibroblastů. Jejich nedostatek vede pak k tomu, že se kůže stařecky scvrkává.
Jakoby toho nebylo málo, tak kromě těch viditelných záležitostí, nedostatek klotho ztěžuje obnovou endotelu, což má dopad na aterosklerózu a riziko srdečního selhání. Z jedné studie dokonce vypadlo, že osoby s nízkou hladinou klotho se do cíle častěji dostavují jako alkoholici.
Také ti, kteří mají mutaci v KL genu, na tom nejsou o mnoho lépe. I když jim jejich zmutovaný gen zajišťuje dostatečnou produkci proteinu, tak jeho pozměněná molekula už jako enzym nemá ten správný říz. Výsledkem jsou stejné problémy jako u těch, co mají gen „líný“. Obě popsané cesty vedou ke stáří zkratkou.
Existuje recept na dlouhověkost?
Někdo oslaví ve zdraví devadesátku, jiný odchází ze světa předčasně. Proč? Částečná odpověď se zcela jistě skrývá v životní stylu, ale svou polívčičku si přihřejí i naše geny.
Zná věda odpověď na otázku proč stárneme?
Silný kuřák s nadváhou se dožije vysokého věku s podstatně nižší naději než člověk, který nekouří a sportuje. Délku svého života tedy máme do značné míry ve svých rukou. Na druhé straně je ale stále jasnější, že si určité dispozice přinášíme na svět ve svých genech.
Jak se tedy dopracovat co nejdelšího věku? Zaručený recept zatím není k dispozici, ale snad najdeme recept na bájný elixír mládí studiem stárnutí nejrůznějších pozemských živočichů.
Universální pravidla stárnutíJednodušší pozemské organismy mají v dědičné informaci geny, které významně ovlivňují délku jejich života. Vždycky se ale zdálo, že každý tvor má své vlastní „dlouhověké“ geny.
Nakonec se však podařilo vystopovat společné mechanismy určující délku života i u organismů, které si jsou evolučně velice vzdáleny.
„Všechno to do sebe zapadá,“ komentovala tyto překvapivé objevy Cynthia Kenyonová z University of California v americkém San Francisku.
„Mechanismy regulující délku života, které jsme donedávna znali jen u drobných hlístů, se vyskytují i u jiných zvířat a také tam regulují stárnutí. Možná to není úplně totožný systém regulace, ale je tam.
To je neuvěřitelné, prostě neuvěřitelné!“Společné kořeny regulace stárnutí jsou o to větším divem, že hlavní síla přírodního výběru určuje vývoj pozemských organismů především tlakem na jejich rozmnožování.
Geny, které určují tempo stárnutí, se zdály stát stranou tohoto evolučního procesu. Živočichové plodí potomky v co neútlejším věku poslušni taktiky, kterou bychom mohli shrnout do rčení „co je doma, to se počítá“.
Díky tomu se mohou prosadit v přírodním výběru i živočichové, kteří jsou vysoce plodní ale krátkověcí.
„Jestli je stárnutí skutečně jen hromadění nepříznivých a škodlivých poruch organismu, tak proč se jeho regulace na Zemi udržela beze změny v tak širokém spektru forem života?“ ptá se britský molekulární genetik Gordon Lithgow z University of Manchester.
Odpovědět mu zatím nikdo nedokáže.
Geny na stárnutíPodrobně bylo prozkoumáno stárnutí u hlísta Caenorhabditis elegans. Klíčovým místem regulace se zdá být gen označovaný jako daf-2. Podle instrukce tohoto genu se v těle hlísta vyrábí bílkovina, která na povrchu buněk slouží jako vazebné místo (tzv.
receptor) pro hormony podobné inzulínu. Pokud je gen daf-2 poškozen, dožívá se hlíst věku, který výrazně převyšuje obvyklé stáří těchto miniaturních červíků. Zkrátit život může červíkům naopak dráždění některých nervů.
Jde především o nervy drážděné při příjmu potravy nebo při rozmnožování. Červi s narušenými čichovými nervy žijí podstatně déle než červi, kteří mají čichové funkce nenarušené.
Skupina amerických genetiků z Brown University vedená Markem Tatarem s velkým překvapením zjistila, že i muška octomilka (Drosophila melanogaster) reguluje délku života mechanismy, které zahrnují signalizaci pomocí hormonů podobných inzulínu.
Gen daf-2 hlístů má u octomilek protějšek v genu InR. Mušky s poškozeným genem InR se těší dlouhověkosti podobně jako hlísti s narušeným genem daf-2. Gen InR ovlivňuje u mušek funkce genu zvaného chico, jehož poškození také prodlouží octomilkám život.
Gen daf-2 hlístů a geny InR a chico octomilek ve své nenarušené formě urychlují stárnutí, což je opravdu spodivem. Znamená to, že živočichové mají geny, které jim zkracují život a navíc jsou tyto geny společné různým, vývojově velmi vzdáleným zástupcům živočišné říše.
Plodnost versus dlouhověkost Genetici si povšimli, že dlouhověcí hlísti s poškozeným genem daf-2 i „metuzalémské“ octomilky s poškozeným genem chico, mají narušenu plodnost. Zdá se tedy, že dlouhověkost a neplodnost jdou ruku v ruce.
Pokud se zabrání octomilkám s nenarušenými geny v rozmnožování, dožijí se vyššího věku. Některé teorie se tyto jevy snaží vysvětlit tím, že organismus má k dispozici jen omezené množství energie. Pokud jej využije pro plození potomků v mládí, nezbude mu dost energie na nápravu škod v organismu, jež s sebou nese pokročilejší věk.
Naopak energii ušetřenou v případě neplodnosti může organismus využít k „údržbě“ těla a k prodloužení života.Pokusy na muškách octomilkách ale ukázaly, že mezi neplodností a dlouhověkostí nepanuje „přímá úměra“.
Vše je mnohem složitější.
Dlouhověké a téměř neplodné mušky s narušeným genem chico žijí sice dlouho, ale pokud mají poškozen jen jeden z dvojice „výtisků“ tohoto genu, plodnost se prudce zvýší, ale dlouhověkost klesá jen nepatrně.
Dlouhověcí jsou odolnějšíDelší život je spojen i se zvýšenou odolností organismů ke stresu. V laboratořích se podařilo vyšlechtit dlouhověké hlísty a octomilky, jejichž buňky vynikají odolností vůči nepříznivým vlivům.
V řadě případů se daří prodloužit život hlístům nebo octomilkám dlouhodobým podáváním látek, schopných odbourávat škodlivé zplodiny látkové výměny. Názorně demonstrují souvislost mezi náchylností ke stresu a stárnutím pokusy na kvasinkách.
Vědci sevřeli v laboratorních podmínkách kvasinky do neúprosných kleští. Na jedné straně na ně nechali působit vysoké teploty a zároveň je pěstovali v přítomnosti látky, která produkuje obrovská množství tzv.
volných radikálů, schopných vážně poškodit jakoukoli buňku. Tvrdou zkouškou prošly jen dva kmeny kvasinek, odolávající oběma nepříznivým vlivům. Tyto kmeny stárly pomaleji než kvasinky, které dokázaly odolávat jen jednomu z nepříznivých vlivů.
Genetické vyšetření odhalilo u odolných a dlouhověkých kvasinek poruchu genu označovaného jako Sch9. Tento gen je pozoruhodný tím, že se nápadně podobá genům hlísta, „buzeným“ klíčovým dlouhověkým genem daf-2.
Když vědci vyšlechtili kvasinky postrádající gen Sch9, zjistili, že tyto mikroorganismy stárnou třikrát pomaleji než běžné kmeny kvasinek.
Dlouhý život o hladu?Výzkum vztahů mezi odolností ke stresu a dlouhověkostí odhalil však i další mechanismy, které se na regulaci tempa stárnutí podílejí. U kvasinek sehrává důležitou roli gen Sir2, jehož produkt zajišťuje odbourání acetylových skupin z některých proteinů, schopných vazby na DNA.
Bílkoviny zbavené těchto skupin se mohou snáze vázat na DNA a mohou tak „uspat“ některé geny. Zároveň těsně obemknou dvojitou šroubovici DNA a chrání ji před poškozením.Gen Sir2 je v buňkách kvasinek uveden do pohotovosti v okamžiku, kdy kvasinka začne trpět nedostatkem živin.
Tento objev naznačil, za jakých okolností se mohly vyvinout geny pro dlouhověkost. Když na kvasinku uhodí zlé časy, aktivují se v její dědičné informaci geny prodlužující život. Nositelé takových genů mohou přežít v situacích, kdy jiné organismy vyhynou.
U hlístů startují v nepříznivých podmínkách geny, které sice prodlužují život, ale zároveň blokují energeticky dost náročné rozmnožování. Červ čeká v klidu na lepší časy, kdy zavládnou příhodnější podmínky pro plození potomstva.
Tento mechanismus se zachoval i u obratlovců. Dokonce i u savců bylo pozorováno prodloužení života při drastickém omezení příjmu energie s potravou. Nejde však o podvýživu. Všechny živiny jsou dodávány v potřebném množství, jen na energii je potrava výrazně chudší.
Příliš mnoho podobností!Vědci byli přesvědčeni, že prodloužení života zajistí pokusným myším jen dlouhodobá, pokud možno celoživotní nízkokalorická dieta. Tým vedený Stephenem Spindlerem z University of California v americkém Riverside ale zjistil, že se u stárnoucích myší razantně projeví i krátkodobé omezení příjmu energie.
Když snížili starým myším na čtyři týdny příjem kalorií o 44 %, pozorovali u nich podobné změny v aktivitě genů, jaké jsou patrné u myší držených na celoživotní nízkokalorické dietě. Spindler a jeho spolupracovníci sledovali v jaterních, svalových a nervových buňkách pokusných myší aktivitu 11 000 genů.
S postupujícím věkem se stále častěji dostávaly do akce geny spojené se stresovou zátěží a zánětlivými procesy. Naopak, u genů schopných potlačit rakovinné bujení sledovali vědci stále patrnější pokles aktivity.
Omezení kalorického příjmu dokázalo tyto nežádoucí změny zvrátit. Přitom nebyl velký rozdíl v tom, jestli byla zvířata na nízkoenergetické dietě celý život nebo jen v posledních týdnech života.Výzkum vlivu potravy s nízkým obsahem energie také ukázal, že zvířata na nízkokalorické dietě mívají silně snížené hladiny růstového faktoru, pro který se používá zkratka IGF-1.
Stárnutí se stává tak staromódní
Zdroj: Euro.cz
Podle nových ohromujících objevů lze lidské tělo zdokonalit.
V rámci projektu Výzkum stoletých Nové Anglie se shromažďují údaje o lidech, jimž je sto a více let.
Do výzkumu se už zapojilo patnáct set osob velmi pokročilého věku, přičemž nalézt odpovídající osoby je stále snazší: ve Spojených státech jich žije čtyřicet tisíc a jde o nejrychleji rostoucí demografickou kategorii. Možná je to tím, že velmi staří lidé nezvykle dobře odolávají ničivým účinkům stáří.
Dlouho žijící lidé se vysokého věku překvapivě nedožívají díky svému životnímu stylu.
Ve zprávě docenta Thomase Perlse, jenž přednáší medicínu na Lékařské fakultě Bostonské univerzity a pracuje jako hlavní badatel Výzkumu stoletých, se píše, že řada osob zapojených do tohoto projektu po většinu života jedla tučné potraviny, pila alkohol, zřídkakdy sportovala. Pětina z nich dokonce kouřila.
Patří ke všem typům sociálních a rasových vrstev. Jejich společnými jmenovateli jsou pouze to, že jde nejčastěji o lidi hubené, kteří dobře zvládají stres, a to většinou o ženy (85 procent). Jedním z typických příkladů je Jeanne Calmentová, o níž se roku 1997, kdy ve 122 letech zemřela, mělo za to, že byla nejstarším člověkem na světě. Kouřit přestala pouhé dva roky před smrtí a svou dlouhověkost přisuzovala portskému vínu, stravě bohaté na olivový olej a smyslu pro humor.
Výsledky Perlsova výzkumu ukazují, že Calmentové k vysokému věku pomohlo něco mnohem jednoduššího.
Perls se domnívá, že století lidé žijí dlouho proto, že jejich těla nezvykle dobře odolávají chorobám a zdravotním poruchám, jako je rakovina a srdeční choroby, na něž většina populace umírá před devadesátkou.
Perls to označuje za „selektivní přežití“, neboli výraznou schopnost překonávat zdravotní překážky, jimž většina lidstva podléhá. Vzhledem k tomu, že existují celé rodiny stoletých osob, zdá se, že tato schopnost je dědičná.
NEZODPOVĚZENÉ OTÁZKY
Na světě existuje mnoho vědců odhodlaných odhalit faktory, které umožňují takové přežití. Lámou si nad tím hlavy ve státních laboratořích, na akademické půdě i v malých začínajících podnicích. Již přišli na to, jak o 30 až 40 procent prodloužit život kvasinek, červů, much a hlodavců.
Takové výsledky ukazují, že na některé zásadní – dosud nezodpovězené – biologické otázky je třeba nahlížet ze zcela nové perspektivy.
Najdou-li se na ně odpovědi – a bude-li tedy možné zdokonalit lidské tělo tak, aby se mohlo běžně dožívat sto deseti, sto dvaceti či sto padesáti let – všechny sociální aspekty života to ovlivní mnoha způsoby, o nichž ekonomové, odborníci z oblasti medicíny a sociální vědci zatím pouze začínají uvažovat.
Vědci budou zřejmě rychlejší než zákonodárci, kteří se snaží formulovat sociální politiku vhodnou ke zvládnutí dopadů práce vědců. Šéf experimentální gerontologické laboratoře Národního institutu stárnutí (NIA) Dr.
Donald Ingram připouští, že než dojde k převratným objevům prodlužujícím život, může to ještě trvat deset i více let, a že zásahy do procesu stárnutí mohou přinést značná rizika. Přesto konstatuje: „Myslím, že objev nějakého prostředku, který by prodloužil život o dvacet až třicet let, není nemožný.“
Existence takového prostředku je zatím zcela hypotetická.
Mnoho lektvarů, jež spotřebitelům vnucují „kliniky dlouhověkosti“ a prodejny zdravé výživy, je tak neúčinných, že 51 renomovaných vědců otisklo v časopisu Scientific American manifest, v nichž osvětlují zjevné lži šířené o těchto prostředcích reklamou.
„O žádném – naprosto žádném – na trhu nabízeném prostředku se dosud neprokázalo, že by zpomaloval, zastavoval či obrátil proces lidského stárnutí. Některé z těchto prostředků mohou být přímo nebezpečné,“ obviňují vědci. „Kdokoliv dnes nabízí produkt proti stárnutí, buď se mýlí nebo lže,“ dodávají.
Vzhledem k tomu, že stárnutí je nesmírně složitý proces, je logické, že proti němu neexistuje žádná jednoduchá obrana. Vědci proto zkoumají tisíce způsobů, jak ho zpomalit. Někteří si pohrávají zhruba s desítkou genů, které mohou ochránit lidské tělo před útoky stáří, zatímco jiní se snaží zmanipulovat podobně fungující hormony.
Další skupiny vědců se věnují zpožďování procesu, kterým částice kyslíku, zvané volné radikály poškozují buňky a obrazně řečeno způsobují rezivění těla zevnitř.
Vzhledem k vlastnostem, jež by mohly eventuálně prodlužovat život, se předmětem výzkumů staly látky obsažené v borůvkách, červeném vínu, špenátu a v dalších potravinách.
V důsledku snah o prodloužení života maximálním omezením přísunu kalorií, které se ze všech pokusů tohoto druhu těší největší publicitě, se po celém světě vytvářejí téměř kultovní skupiny – ty pevně věří, že ošálí čas držením diet hraničících s hladověním.
Všechny tyto snahy patří k pokusům o nalezení elixíru mládí, o nějž lidstvo usiluje už nejméně tři tisíce let (jedny z prvních takových teorií byly formulovány již na egyptském papyru zvaném Kniha k proměně starého muže do dvacetiletého mladíka). Ale až zhruba před sto lety se mohla většina lidí těšit na to, že se vůbec dožije středního věku.
V roce 1900 byla průměrná délka života v USA 48 let, v dnešní době je to 80 let u žen a 75 let u mužů. Prakticky celé toto prodloužení života lze přisoudit pokrokům v péči o zdraví a bezpečnost obyvatel, k nimž patří například čistota vody, mražení potravin, bezpečnostní pásy v automobilech a pravidelná očkování.
V nedávné minulosti prodloužil úspěch v boji proti srdečním chorobám a rakovině délku života lidí ve věku nad pětašedesát let o dalších přibližně sedm let. V rámci léčení chorob však lze život prodloužit pouze o omezený počet let. Proto, aby se lidé mohli běžně dožívat sto deseti až sto dvaceti let, by se musel zpomalit samotný proces stárnutí.
Cíl to není snadný, neboť neexistuje jediný faktor, jako je jeden gen, který přímo podmiňuje stárnutí – tento proces spíše připomíná vedlejší produkt evoluce. Příroda zkrátka nepotřebuje, aby jakýkoliv organismus žil déle než do reprodukčního věku a po dobu, po kterou vychovává svá mláďata.
Jakmile má většina tvorů rozkvět svého reprodukčního období za sebou, jejich těla začnou chátrat. Všechny buněčné procesy potřebné k udržení života začnou ochabovat a organismy jsou pomalejší, slabší a náchylnější k nemocem. Poněvadž lidé nejsou ohroženi žádnými přirozenými predátory, jsou schopni – stejně jako jejich domácí zvířecí miláčci – probíjet se životem ještě dlouho po tomto „datu spotřeby“. Ale i jejich tělo se nakonec porouchá. Nicméně neexistuje žádný biologický vypínač, který by se musel v určitý okamžik vypnout, aby se lidský život ukončil. Nejsme naprogramováni na to, abychom zemřeli.
Absence „genu smrti“ vedla mnohé vědce ke spekulacím o tom, že neexistuje žádný biologický důvod, proč by se lidé nemohli dožívat až 150 let. Největším rizikovým faktorem úmrtnosti je ve skutečnosti věk, protože v důsledku stárnutí lidské tělo snáze podléhá srdečním chorobám a rakovině, nejčastějším příčinám smrti. Vědce zkoumající dlouhověkost to staví před nelehké dilema. Měli by usilovat o zpoždění samotného procesu stárnutí nebo o posílení schopnosti lidského těla odvrátit choroby zapříčiněné stářím?
Například omezení přísunu kalorií je pokusem o zpomalení stárnutí tak, aby se smrtelné choroby dostavily až v mnohem pokročilejší fázi života.
Vědci zjistili, že červi, myši a potkani, jejichž strava se omezila na třicet i méně procent kalorií, než by obsahovala normálně, mohou žít o 30 až 40 procent déle než průměrně žijí, a těšit se dokonce i lepšímu zdraví.
Zdá se, že druh stravy zpožďuje stárnutí a zvířata tak mohou déle odolávat chorobám.
HLADOVÉ OPICE
Podobné experimenty provádí Ingram z ústavu NIA a tým vedený Richardem A. Weindruchem na Wisconsinské universitě také na opicích, konkrétně makacích a kotulech. Tato zvířata, jež mají většinu genomu společného s lidmi, se obvykle dožívají 24 až 40 let.
Po patnácti letech diety nyní primáti středního věku disponují nižším než očekávaným krevním tlakem a hladinou triglyceridů, a vyšší hladinou hormonů, které chrání zdraví. Tyto výsledky naznačují, že tato zvířata by ve věku stáří nemusela trpět srdečními onemocněními, cukrovkou a chronickými nemocemi.
Tuto dietu by však sneslo jen málo lidí.
Jediný sledovaný experiment s omezením přísunu kalorií uskutečněný na lidech proběhl nechtěně na osmi účastnících projektu Biosphere 2, když zjistili, že jejich zásoba potravin je mnohem nižší, než očekávali. Jeden z členů této skupiny – Dr. Roy L.
Walford – prohlásil, že po dvou letech diety s přísunem mezi 1750 a 2100 kalorií denně (doporučená denní dávka je 2500) se u účastníků projektu projevily stejné příznivé změny metabolismu jako u dlouhověkých hlodavců na dietě s omezeným přísunem kalorií. Nicméně všichni účastníci si celou dobu stěžovali na pocity hladu.
Otázkou tedy zůstává, zda by století lidé s podobnou dietou o tak dlouhý život vůbec stáli.
Proto mnoho vědců na poli dlouhověkosti hledá látky, které by napodobily funkci redukce kalorií a ošálily tělo k domněnce, že dodržuje drastickou redukční dietu. Jeden z nejzajímavějších kandidátů byl poprvé nalezen v obyčejných kvasnicích. Leonard P.
Guarente, profesor biologie na Massachusettském technologickém institutu (MIT), roku 2000 objevil v kvasnicích gen zvaný SIR2 fungující jako hlavní přepínač, který aktivuje nebo vypíná části genomu na základě toho, kolik energie je k dispozici.
Při nedostatku potravy SIR2 zpomalí funkci zpracování energie v kvasnicových buňkách tak, aby přežily a pak se dokázaly rozmnožit v příznivějších podmínkách. Guarenteova laboratoř zjistila, že kvasnicové buňky s přidaným genem SIR2 žijí déle než obvykle, zatímco buňky bez SIR2 mají životnost daleko kratší.
BOJOVNÍK S TUKEM
Guarenteova laboratoř se zaměřila na lidský ekvivalent genu SIR2 zvaný SIRT1, který se vyvinul jako ochrana buněk před odumíráním v dobách hladomoru. SIRT1 vypne schopnost těla ukládat tuk a místo toho jej používá jako zdroj energie, což z tohoto genu činí významný objekt při výzkumu obezity.
SIRT1 by také mohl objasnit léčebný přínos, který se často připisuje červenému vínu: bylo zjištěno, že resveratrol – látka obsažená ve slupkách hroznů – tento gen aktivuje.
Guarente je zapojen do jedné z mála společností, které se věnují výzkumu obrany proti stárnutí.
V roce 1999 založil spolu s přední vědkyní v této oblasti, Cynthií Kenyonovou z Kalifornské university v San Francisku, společnost Elixir Pharmaceuticals se sídlem v massachusettské Cambridži. Později se k nim přidali šéf Výzkumu stoletých Perls a dále Louis Kunkel a Dr. Annibale Puca z Harvardovy lékařské fakulty.
„S mnoha odborníky jsme diskutovali o komercializaci našeho výzkumu, ale velké farmaceutické firmy nejsou připraveny přijmout myšlenku, že za nemocemi se skrývají ústřední mechanismy,“ uvádí Guarente.
Proklamovaným cílem společnosti Elixir je vyvinout léky, jež ovlivňují geny spojené s procesem stárnutí.
Guarente předpokládá, že takové léky by mohly být k dispozici do pěti až deseti let, ačkoli dodává, že pravděpodobně budou vyvinuty v rámci léčby obezity nebo cukrovky, než jako obrana před stárnutím. A to vzhledem k tomu, že klinické testy by trvaly přibližně sedmdesát let, než by se prokázalo, že stárnutí lze opravdu zpomalit.
I kdyby však geny dokázaly zbrzdit míru stárnutí, tělo se musí stále vyrovnávat s životním stresem. Na buňky každý den útočí volné radikály – toxické oxidanty, jež vznikají, když kyslík, tuky a uhlohydráty společně vytvářejí energii. Tyto částice bombardují každou buňku až desetitisíckrát denně.
Postupem času tyto útoky buňku unaví a způsobí její menší odolnost vůči nemocem, podobně jako rez oslabí konstrukci auta. Mnoho vědců se domnívá, že pokud by byl nalezen biologický protějšek antikorozní látky, jenž by chránil před volnými radikály, tělo by nemocem dokázalo vzdorovat mnohem déle.
Tato látka by mohla mít něco společného s enzymem SOD (superoxide dismutasy), který tělo produkuje, aby rozkládalo nejagresivnější volné radikály. Několik experimentů sledovalo vliv zvýšení aktivity SOD a doprovodného enzymu zvaného kataláza na prodloužení doby života mušek octomilek a červů až o třetinu proti normálu.
Podstatné však je, že podobný úspěch se nedostavil u pokusů prováděných na myších, což vyvolává jisté pochybnosti o využití SOD u savců. Vědci z Oregonské státní univerzity došli k lepším výsledkům, když starší krysy krmili kyselinou lipoovou a acetyl-kartinem, látkami, jež se v buňce změní na antioxidanty.
Krysy znovu získaly agilitu, vypadaly mladší a jejich mozky a imunitní systémy fungovaly lépe.
Zablokování volných radikálů by však mohlo způsobit negativní reakce. Gordon J. Lithgow, docent v ústavu Buck Institute for Age Research varuje, že „volné radikály potřebujeme jako ochranu před infekcí. Manipulací s těmito geny můžeme zavést do systému katastrofální chybu“¨.
Samosebou, že také existují naprosto bezpečné způsoby, jak si prodloužit život. Pokud lidé zhubnou, přestanou kouřit, budou pravidelně cvičit a opatrně řídit, průměrná délka života by se mohla snadno zvýšit o dalších deset let. Většinu lidí by však neuspokojilo žít jako mumie dalších deset let. Lithgow k tomu poznamenává: „Každý by chtěl dalších deset let. Ale v podstatě nejde jen o prodloužení života, ale o delší zdravý život.“
Tato touha zajišťuje, že výzkum dlouhověkosti se bude i nadále rozvíjet. A než se dočkáme výsledků, můžeme zatím pít portské.
-
Jak stárneme
Tělesné orgány postupem času utrpí nespočetné množství různých útoků, jsou čím dál více narušovány genetickými signály a vystaveny každodennímu opotřebení. Co tedy můžeme očekávat, pokud se dožijeme dlouhého věku: -
MOZEK
Kolem padesátého roku začínají buňky odumírat ve výraznějším počtu; asi polovina lidí, kteří se dožijí 85 let nebo více, trpí stařeckou demencí.
ZRAK
Mezi čtyřicátým a padesátým rokem se zrak zhoršuje poté, co byl celá desetiletí vystaven slunečnímu záření. Degenerace sítnice, šedý zákal i zelený zákal mohou způsobit slepotu.
SLUCH
Struktury v uchu, jež umožňují slyšet a udržovat rovnováhu, se časem zhorší. Navíc ztrácíme schopnost slyšet vysoké tóny.
KŮŽE
Zhruba ve věku šedesáti let klesá počet potních žláz a nervových zakončení v kůži. Tělo je tak více vystaveno teplotním výkyvům.
KOSTI
Klesá hustota kostí a zejména u žen jsou následky osteoporózy ničivé. U stárnoucích kostí dochází snadněji ke zlomeninám.
SVALY
Po osmdesátce akceleruje svalová atrofie. Slábnutí svalů na nohou vede k závislosti na holích nebo kolečkovém křesle.
PLÍCE
Od dvaceti let dál plíce pomalu ztrácejí vzdušné sklípky. Ve vysokém věku je dýchání mělké a lidé jsou náchylnější k zápalu plic a dalším plicním onemocněním.
SRDCE
Srdeční stěna, chlopně a artérie věkem zesílí a ztuhnou, takže do krevního oběhu se dostává méně krve a zvyšuje se riziko arteriosklerózy.
MOČOVÝ MĚCHÝŘ
Snižuje se maximální objem močového měchýře a svaly okolo slábnou. Kvůli tomu trpí mnoho starších lidí inkontinencí.
- Hledání elixíru mládí
Ačkoli neexistuje důkaz, že lze prodloužit délku lidského života, vědci dokázali díky třem různým přístupům prodloužit délku života červů, octomilek a myší: -
GENY
Manipulací nejméně patnácti genů „dlouhověkosti“ – včetně genu produkujícího inzulín – byl prodloužen život organismů. - • Zablokování některých těchto genů vedlo k dvojnásobné délce života červů a mušek.
ANTIOXIDANTY
Buňky jsou neustále napadány volnými radikály, vedlejším produktem okysličování. Vědci se snaží zlepšit činnost antioxidačních enzymů.
- • Zvýšením činnosti dvou antioxidantů dosáhli prodloužení života octomilek o třetinu.
-
OMEZENÍ PŘÍJMU KALORIÍ
Drastické snížení denního přídělu kalorií u zvířat zpomalilo rychlost stárnutí u několika živočišných druhů. - • Snížení denního příjmu kalorií u myší o třicet procent prodloužilo jejich život o 30 %.
BusinessWeek online
Máte-li zájem o počáteční komerční aktivity na cestě za dlouhověkostí, navštivte stránky www.businessweek.com/75
Copyrighted 2002 by The McGraw-Hill Companies, Inc
BusinessWeek
Překlad: Hana Synková a Jana Fantová, www.LangPal.com
Vědci mají látku prodlužující život. Zatím u myší
Rapamycin se u lidí používá jako imunosupresivum po transplantaci orgánů
Londýn – Rapamycin, známý také jako sirolimus, je látkou dobře známou pacientům, kteří se podrobili transplantaci některého z orgánů. Jedná se totiž o imunosupresivum potlačující imunitní systém a zabraňující, aby tělo příjemce nový orgán odmítlo.
Výzkumníci ze tří amerických univerzit však nyní zjistili, že kromě toho také prodlužuje život. Háček je v tom, že to pokusy potvrdily pouze u myší. Zda bude něco takového možné i u lidí, je otázkou.
Vědci, jejichž studie byla publikována v odborném časopise Nature, upozorňují, že u látky potlačující imunitní systém by něco takového bylo spíše překvapující. Rapamycin imunitu oslabuje a tím činí tělo náchylnější k nemocem.
Přesto se podle nich jedná o revoluční objev otevírající dveře novému výzkumu.
Rapamycin z Velikonočního ostrova
- Rapamycin byl objeven roku 1964 na Velikonočním ostrově (zvaný polynéským obyvatelstvem Rapa Nui – odtud jméno látky) a na počátku devadesátých let byly zjištěny jeho imunosupresivní účinky.
- Aktivaci lymfocytů (bílých krvinek zajišťujících funkci imunitního systému) zabraňuje skrze blokádu enzymu zvaného TOR.
- TOR je protein regulující například stresové reakce a předchozí studie provedené na mouchách, hlístech a myších ukázaly, že je aktivním činitelem také při nízkokalorických dietách prodlužujících život organismů.
- To by podle vědců mohlo znamenat, že rapamycin má podobný efekt jako nízkokalorická strava.
„Možná, že by mohl být rapamycin nějak změněn, aby se snížily jeho účinky na imunitní systém a zároveň byly zachovány jeho dopady na dlouhověkost,“ citoval server www.nature.com Matta Kaeberleina, který na Seattleské univerzitě zkoumá stárnutí u myší a hmyzu.
Myši v důchodu
Jedním z nejzajímavějších okolností pokusu je to, že myši byly poměrně staré, když jim začali vědci z univerzit v San Antoniu, Ann Arboru a Maine rapamycin aplikovat. Podle serveru se jednalo o náhodu.
- „Pravděpodobně jste slyšeli větu 'štěstí přeje připraveným' – a toto je toho příkladem,“ říká David Harrison, který vedl pokusy na Jacksonově laboratoři v Maine.
- Původně chtěli výzkumníci začít myši rapamycinem „krmit“ v době, kdy jim budou čtyři roky, kvůli technickým problémům se však celý pokus o 16 měsíců opozdil, takže myši dosáhly „důchodového“ věku (20 měsíců u myši odpovídá přibližně 60 letům u člověka).
- Protože šlo o pečlivě vybraný vzorek téměř 2000 hlodavců, který měl eliminovat možnost, že by někteří jedinci či chovy byli více či méně náchylní k stárnutí, nemohli je výzkumníci jen tak vyměnit za nové a do pokusu se přeci jen pustili.
A výsledky byly překvapující. Délka zbývajícího života dvacetiměsíční myši se zvýšila až o 28 procent u samců a 38 procent u samic.
Otevřené dveře
„Nemyslel jsem si, že to bude fungovat, protože ty myši byly příliš staré, když pokus začal,“ prohlásil spoluautor studie Arlan G. Richardson. „Většina studií ukazuje, že omezení kalorií aplikované na starší zvířata nefunguje. To, že rapamycin prodlužuje život poměrně starým myším, bylo zcela neočekávatelné.“
Tou nejdůležitější otázkou samozřejmě zůstává, zda je možné očekávat podobný efekt také u lidí.
„Je mi 67, takže by bylo na čase, abych začal s léčbou sám, ne?“ směje se Harrison. „Nedělal bych to a nedoporučil bych ani nikomu jinému, aby to v tuto chvíli zkoušel,“ dodává však jedním dechem.
Podle výzkumníků jde však o první krok do zcela nového vesmíru.
„Domníváme se, že jde o první přesvědčující důkaz, že proces stárnutí může být zpomalen a doba života prodloužena léčebnou terapií započatou v pozdním věku,“ prohlásil Randy Strong z Texaské univerzity v San Antoniu.
Elixír mládí už zabírá u hlodavců | Noviny
Hlad se ukázal jako spolehlivý recept na prodloužení života, nyní vědci testují pilulku, která by měla podobné účinky jako půst
Omezený přísun energie v jinak vyvážené stravě oddaluje smrt u kvasinek, červů, mušek octomilek, a dokonce i u laboratorních myší a potkanů. Pokusy na opicích zatím nevydaly jednoznačné svědectví, nakolik snížený příjem kalorií prodlužuje život u primátů. A tak netušíme, zda bychom se tvrdou nízkokalorickou dietou dopracovali k dlouhověkosti.
I kdyby se to potvrdilo, nestal by se zřejmě z omezeného příjmu kalorií v potravě žádný šlágr. Kdo by chtěl žít s kručením v břiše? Lidé milují energeticky vydatnou stravu. Oddávají se její konzumaci bez ohledu na to, že to s sebou nese obezitu a zvýšené riziko infarktu, rakoviny, cukrovky a mnoha dalších chorob.
Tak jako se nenecháme odradit od konzumace tučných jídel poukazem na léta, která si tím ukrajujeme z života, nenechali bychom se zlákat k hladovění vyhlídkou na léta života navíc.
Hledá se hlad uložený v pilulce Biologové usilovně hledají mechanismy, které jsou v organismu spouštěny při omezeném přísunu energie. Pokud bychom je poznali a ovládli, mohli bychom si zajistit dlouhověkost i s příjemně plným žaludkem.
Jedním ze žhavých kandidátů na molekuly prodlužující život se staly bílkoviny jménem sirtuiny. Už počátkem devadesátých let minulého století se v laboratoři Leonarda Guarenteho na Massachusetts Institute of Technology podařilo vědcům prokázat, že prodlužují život kvasinkám.
Sirtuin funguje pouze ve spolupráci s molekulami, které se významně podílejí na řízení metabolismu v buňkách, a tak jej vědci začali podezírat, že stojí v pozadí prodloužení života u organismů držených na kaloricky chudé dietě. U kvasinek například v živném roztoku s výrazně sníženým obsahem cukru.
Geny pro tvorbu bílkovin velmi podobných sirtuinu kvasinek se vyskytují v dědičné informaci mnoha vyšších organismů. Také u nich mají sirtuiny blahodárný vliv na délku života.
Drobní červíci Caenorhabditis elegans, kterým vědci metodami genového inženýrství podstrčili do dědičné informace nadbytečnou kopii sirtuinového genu, žijí o polovinu déle.
Dostanou šanci také savci?
Savci včetně člověka mají hned sedm genů, podle kterých se v jejich buňkách tvoří bílkoviny příbuzné sirtuinu kvasinek. Působí některý z nich jako elixír mládí?
Guarenteho spolupracovník David Sinclair, působící na Harvardově univerzitě, vsadil na sirtuin, který si savci vyrábějí podle instrukcí genu SIRT1 a jenž nejvíc připomíná omlazovací sirtuin kvasinek.
Při pátrání po látce působící jako aktivátor savčího sirtuinu prověřil Sinclair bezpočet molekul. Nakonec se mu osvědčil resveratrol. Tato látka nebyla pro vědce nová. Její příznivé účinky na zdravotní stav studovali dlouhá desetiletí.
Sinclair a Guarente byli přesvědčeni, že resveratrol zvyšuje v těle množství sirtuinu a ten pak prodlužuje život podobně jako omezení příjmu energie z potravy.
Pokusy jejich teorii potvrzovaly. Resveratrol prodlužoval život kvasinkám až o 70 procent. Podobně působil na červy Caenorhabditis elegans nebo na mušky octomilky. Jak zabere na savce?
Zázračný resveratrol?
Na to odpověděl pokus Davida Sinclaira a jeho spolupracovníků, při kterém byly laboratorní myši krmeny vysoce kalorickou dietou a zároveň dostávaly velké dávky resveratrolu. Úmrtnost myší se snížila o třetinu.
Výsledky pokusu, zveřejněné prestižním vědeckým týdeníkem Nature, udělaly ze Sinclaira a Guarenteho přes noc světové celebrity. Jejich fotografie se objevily na titulních stránkách velkých deníků.
Byli vítáni jako muži přinášející lidstvu „elixír mládí“.
Jak už to v podobných případech bývá, veřejnost propadla hodně zjednodušeným představám, které přiživila i nepřesná interpretace výsledků Sinclairovy studie.
Mnozí novináři se nechali unést faktem, že resveratrol je obsažen v červeném vínu, a připisovali tomuto nápoji stejně zázračné účinky.
Neuvědomili si, že denní dávku resveratrolu potřebnou ke snížení úmrtnosti by myš získala vypitím zhruba 60 litrů červeného vína.
Pro vývoj léků nepředstavovaly „koňské“ dávky resveratrolu velký problém. Vědci věděli, že mohou molekulu pozměnit tak, aby dosáhli i při menší dávce silnějšího účinku. Sinclair se stal spoluzakladatelem soukromé společnosti Sirtris Pharmaceuticals, která vyvíjí nové deriváty resveratrolu a testuje je při léčbě chorob spojených se stářím.
Firma nemohla otevřeně vyhlásit válku stárnutí, protože pak by výsledky jejího vývoje nesplňovaly požadavek na lék. Americký Úřad pro potraviny a léčiva, který v USA všechny nové léky schvaluje, nepovažuje stárnutí za chorobu.
Sirtris proto zkouší deriváty resveratrolu léčit například cukrovku druhého typu, která se objevuje v pokročilejším věku především u lidí postižených obezitou. První výsledky testů na dobrovolnících jsou povzbudivé.
Deriváty resveratrolu by se měly brzy zkoušet i na dobrovolnících s nádorovým onemocněním. Guarente stál u zrodu soukromé společnosti Elixir Pharmaceuticals, která měla podobné cíle jako Sirtris.
V roce 2006 z ní Guarente odešel, protože se firma soustředila více na nákup cizích patentů než na vlastní vývoj. Od roku 2006 pracuje Guarente spolu se Sinclairem v Sirtrisu.
Mrak pochyb Nad objevy Sinclaira a Guarenteho se mezi tím začal vznášet mrak pochybností. Řada vědců pochybuje, že sirtuiny savcům skutečně prodlužují život. Ani slavný pokus s myšmi na vysokokalorické dietě neprokázal, že by zvířata užívající resveratrol žila déle než obyčejné myši.
Podle Sinclairových odpůrců by lidé užívající resveratrol méně často umírali v padesáti na infarkt nebo rakovinu, ale sto dvaceti let by se běžně nedožívali. Umírali by ve stejném věku jako zbytek populace. Vymýcení chorob stáří nemá na prodloužení lidského věku nijak dramatický efekt.
Přední světový odborník na problematiku stárnutí Jay Olshansky z chicagské University of Illinois spočítal, že vymýcení rakoviny nebo kardiovaskulárních chorob by prodloužilo lidský život asi o tři roky.
Zpomalení stárnutí u živočichů omezením kalorického příjmu v potravě má ale za následek asi čtyřicetiprocentní prodloužení života.
Výsledky výzkumu Guarenteho žáků Briana Kennedyho a Matta Kaeberleina, kteří dnes působí na University of Washington v Seattlu, dokonce zpochybnily původní Guarenteho práci na kvasinkách. Kennedy a Kaeberlein nechali o hladu kvasinky, kterým předtím zničili gen pro sirtuin.
Zjistili, že se kvasinky dožívají ještě vyššího věku, než když si mohou pomoci sirtuinem. Vyvozují z toho závěr, že prodloužení života při omezeném přísunu kalorií nezávisí na sirtuinech. Sirtuiny podle nich dokonce výsledný efekt hladovění oslabují.
Ke stejným výsledkům dospěl i tým Valtera Longa z University of Southern California v Los Angeles. Podle Kennedyho a Kaeberleina vedou k prodloužení života úplně jiné procesy, než jaké mají v těle na starost sirtuiny. Přišli už i se svým vlastním kandidátem na „elixír mládí“.
Měly by jím být bílkoviny podílející se na tzv. TOR signální kaskádě.
Guarente ani Sinclair neztrácejí v sirtuiny víru. V experimentech svých kritiků nacházejí celou řadu nejasností.
„Bylo by příliš jednoduché, kdyby naše výsledky všichni přijali bez výhrad,“ říká Guarente v rozhovoru pro přední vědecký časopis Nature Biotechnology.
„Je logické, že lidé chtějí náš model vyvrátit. Ale nakonec se ukáže, kdo měl pravdu. Pravda nakonec vždycky zvítězí.
A podle mě to bude teorie, podle které jsou sirtuiny zodpovědné za prodloužení života při omezení příjmu energie s potravou.“
Výzkum v oblasti sirtuinů neskončí fiaskem, ani když se neukážou jako „elixír mládí“. Lék SRT510, který je derivátem resveratrolu a aktivuje v těle pacientů sirtuiny, zvyšuje úroveň metabolismu a průkazně pomáhá lidem trpícím cukrovkou. Pacienti, kteří SRT510 užívali, mnohem lépe hospodaří s cukry v těle a nepříznivé následky choroby u nich výrazně ustupují.
***
Hlad v pilulce? Střídmý jídelníček prodlužuje život, ale hladovění nepatří k zálibám člověka. Odborníci proto hledají způsob, jak zajistit dlouhověkost bez omezování. Jednou z možností, jak dosáhnout metuzalémského věku, jsou bílkoviny zvané sirtuiny. Fungují pouze společně s molekulami, které se významně podílejí na řízení metabolismu v buňkách.
U savců fungují sirtuiny společně s látkou obsaženou v červeném víně – resveratrolem. Úmrtnost u laboratorních myší, které dostávaly velké dávky resveratrolu a zároveň vysoce kalorickou dietou, klesla o třetinu. Kdyby ovšem měly přijímat tuto látku v podobě vína, musel by každý hlodavec vypít 60 litrů.
Vědci proto zkoušejí vytvořit pilulku obsahující vysoké množství resveratrolu. Nyní se pilulka testuje při léčbě chorob spojených se stářím. Například cukrovky II. typu, která se objevuje v pokročilejším věku především u obézních lidí. První výsledky testů na dobrovolnících jsou povzbudivé.
Bylo by příliš jednoduché, kdyby naše výsledky všichni přijali bez výhrad