Τελομερή και Βιολογική Ηλικία

Dr. Δημήτρης Τσουκαλάς, MD
Διδάκτωρ Πανεπιστημίου Universita' degli Studi di Napoli, Federico II

Πρόεδρος του European Institute of Nutritional Medicine, E.I.Nu.M
 

Η μείωση του μήκους των τελομερών είναι ο πρωταρχικός λόγος γήρανσης και της εμφάνισης νόσων που συνδέονται με το γήρας όπως ο καρκίνος, τα αυτοάνοσα και τα καρδιαγγειακά νοσήματα.

 

Τελομερή DΝΑ και Χρωμοσώματα 

Το DNA είναι ο γενετικός κώδικας που περιέχει τις πληροφορίες για τη κατασκευή και την λειτουργία του ανθρώπινου σώματος. Μπορούμε να το παρομοιάσουμε σαν το σκληρό δίσκο σε έναν υπολογιστή που έχει αποθηκευμένα όλα τα προγράμματα που λειτουργούν μέσα σε αυτόν. 

Το DNA μας είναι ένα μακρύ νήμα διπλής έλικας τυλιγμένο στη μορφή των χρωμοσωμάτων. Σαν ένα κουβάρι που αντί να είναι στρογγυλό έχει διπλωθεί έτσι ώστε να σχηματίζει ένα “Χ”. Υπάρχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων στα ανθρώπινα κύτταρα. 

Τα ακραία τμήματα των χρωμοσωμάτων ονομάζονται τελομερή. Το όνομά τους προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις τέλος- και -μέρος. 

Τα τελομερή χρησιμεύουν για την προστασία του DNA. Συγκρίνονται συχνά με το πλαστικό προστατευτικό κάλυμμα που βρίσκεται στην άκρη από τα κορδόνια των παπουτσιών που προστατεύουν το κορδόνι από το να ξεφτίσει στην άκρη. Κατά τον ίδιο τρόπο, τα τελομερή παίζουν σημαντικό ρόλο στην προστασία του DNA.

Το μήκος των τελομερών αλλάζει κατά τη διάρκεια της ζωής μας. Κάθε φορά που τα κύτταρα μας διπλασιάζονται ένα μικρό τμήμα του τελικού DNA δεν αντιγράφεται. Το τμήμα που δεν αντιγράφεται αφορά τα τελομερή και έτσι αντί να χάνεται ένα κομμάτι του DNA μας χάνεται ένα τμήμα των τελομερών, με αποτέλεσμα αυτά να συρρικνώνονται καθώς μεγαλώνουμε.

Τα ανθρώπινα κύτταρα ξεκινούν κατά τη σύλληψη με ένα μέσο μήκος τελομερών 15.000 βάσεων (μονάδα μέτρησης του μήκους των τελομερών, base pairs). Στη διάρκεια της εμβρυϊκής περιόδου και λόγω του υψηλού ρυθμού κυτταρικής αντιγραφής, χάνεται το ένα μεγάλο μέρος από το ολικό μήκος των τελομερών.

Έτσι στη γέννηση το μέσο μήκος των τελομερών είναι 10.000 βάσεις. Στην ηλικία των 20 ετών το μέσο μήκος των τελομερών μας είναι περίπου 8.000 βάσεις. Συνεχίζουμε να χάνουμε 35-150 βάσεις ανά έτος μέχρι να φτάσουμε σε ένα επίπεδο μικρότερο των 4500 βάσεων, όπου το DNA γίνεται ιδιαίτερα ασταθές και οι πιθανότητες για την εμφάνιση σοβαρών προβλημάτων υγείας και θανάτου αυξάνονται εκθετικά.

Η Σχέση των Τελομερών με τις Ασθένειες που συνδέονται με το Γήρας

Εάν δεν υπήρχαν τα τελομερή ή το μήκος τους δεν ήταν επαρκές, τα άκρα διαφορετικών χρωμοσωμάτων θα ενώνονταν μεταξύ τους προκαλώντας κυτταρικές δυσλειτουργίες ή και κυτταρικό θάνατο.

Πράγματι, όταν τα τελομερή είναι πολύ κοντά, τα άκρα των χρωμοσωμάτων ενώνονται μεταξύ τους και αυτό έχει εντοπιστεί ότι είναι το πρώτο βήμα της καρκινογένεσης.

Η συρρίκνωση των τελομερών δεν είναι όμως απλά ένα σύμπτωμα του γήρατος αλλά ο λόγος για τον οποίο γερνάμε.Κατά τη διάρκεια της ζωής μας, τα τελομερή μας μικραίνουν σταδιακά και αυτός είναι ο βασικός λόγος του γήρατος στον άνθρωπο.

Όσο ζούμε τα κύτταρα μας διαιρούνται και σχηματίζουν νέα κύτταρα αντικαθιστώντας παλαιότερα που έχουν υποστεί βλάβες. Με κάθε κυτταρική διαίρεση όμως ένα τμήμα των τελομερών μας δεν αντιγράφεται και αυτό προκαλεί τη σταδιακή τους συρρίκνωση. Όσο πιο κοντά είναι τα τελομερή τόσο πιο ασταθές γίνεται το DNA και αυξάνει αντίστοιχα η πιθανότητα εμφάνισης νόσου.

Το μήκος των τελομερών σχετίζεται άμεσα με την βιολογική μας ηλικία. Όσο πιο κοντά είναι τα τελομερή μας τόσο μεγαλύτερη είναι και η βιολογική μας ηλικία. Ενώ ισχύει και το αντίθετο.  Όσο μακρύτερα είναι τα τελομερή μας τόσο μικρότερη είναι και η βιολογική μας ηλικία και τόσο καλύτερη η υγεία μας.

Ανακάλυψη των Μηχανισμών Γήρανσης Νόμπελ Ιατρικής 

Το 2009 το Νόμπελ Ιατρικής απονεμήθηκε σε 3 επιστήμονες - E. Blackburn, C. Greider, J. Szosak - για τις ανακαλύψεις τους στη βιολογία των τελομερών και στους μηχανισμούς γήρανσης του ανθρώπινου οργανισμού.

Παλαιότερα και πριν την ανακάλυψη των τελομερών, πιστεύαμε ότι η γήρανση προκύπτει με την πάροδο του χρόνου μέσω της συσσώρευσης βλαβών σε επίπεδο κυττάρων και οργάνων. Θεωρούσαμε ότι οι βλάβες συσσωρεύονται και το σώμα μας φθείρεται μέσα από τη χρήση κατά τον ίδιο τρόπο που φθείρεται και μια μηχανή. Μέσα όμως από τις ανακαλύψεις της βιολογίας των τελομερών αποκαλύφθηκε ότι η αλήθεια είναι εντελώς διαφορετική.

Δεν γερνάμε εξαιτίας της φθοράς και της συσσώρευση βλαβών σε κυτταρικό επίπεδο, αλλά κυρίως μέσω του μηχανισμού συρρίκνωσης των τελομερών. Οι συσσωρευμένες βιολογικές βλάβες αναγκάζουν όμως τα κύτταρα μας να διαιρούνται με υψηλότερο ρυθμό, πράγμα που συρρικνώνει ταχύτερα τα τελομερή μας με αποτέλεσμα να γερνάμε και να πεθάνουμε  νωρίτερα από την μέγιστη γενετικά προκαθορισμένη διάρκεια ζωής. 

Η φθορά δεν είναι λοιπόν η αιτία της γήρανσης, αλλά ένας παράγοντας που την επιταχύνει. Η δύο αυτοί μηχανισμοί μπορεί να φαίνονται παρόμοιοι μεταξύ τους η διαφορά όμως είναι τεράστια στον τρόπο που μας επιτρέπουν τελικά να επηρεάσουμε τη μακροζωία και την υγεία μας.

Τα κύτταρά μας έχουν στη διάθεση τους ένα περιορισμένο αριθμό διαιρέσεων κατά τη διάρκεια της ζωής μας. Ο αριθμός αυτός είναι περίπου 50 κυτταρικές διαιρέσεις και ρυθμίζεται μέσα από το μήκος των τελομερών. Ο τρόπο ζωής μας καθορίζει πόσο θα μας διαρκέσουν οι κυτταρικές διαιρέσεις που έχουμε στη διάθεση μας.

Ενέργειες και παράγοντες που βλάπτουν τα κύτταρα μας είναι: 

• το κάπνισμα 
• ο ανεπαρκής ύπνος 
• οι κακές διατροφικές επιλογές 
• η υπερινσουλιναιμία (αυξημένα επιπεδα ινσουλίνης). Η ινσουλίνη είναι αυξητικός παράγοντας που ωθεί τα κύτταρα σε ταχύτερο πολλαπλασιασμό.
• οι ελλείψεις σε βιταμίνες και θρεπτικά συστατικά 
• η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ 
• η χρήση ναρκωτικών ουσιών 
• η παχυσαρκία 
• η έλλειψη άσκησης 
• το υπερβολικό στρες 
• η μη επαρκής κατανάλωση νερού
• η έκθεση σε τοξίνες
• η έλλειψη βιταμίνης D
• η έκθεση σε επιβλαβή ακτινοβολία
• η αυξημένη οξείδωση 
• η έλλειψη αντιοξειδωτικών 

Οι παραπάνω συνθήκες αναγκάζουν τα κύτταρά μας να διαιρούνται με ταχύτερο ρυθμό, προκειμένου να επισκευάσουν τους ιστούς που υπόκεινται σε βλάβη και αυξάνουν κατά συνέπεια την ταχύτητα που γερνάμε. Πράγματι, όλοι οι παραπάνω παράγοντες συσχετίζονται με κοντύτερα τελομερή, αυξημένη συχνότητα εμφάνισης νόσου και πρόωρο θάνατο.
 

Βιολογική και Χρονολογική Ηλικία

Όσο ταχύτερα διαιρούνται τα κύτταρά μας τόσο ταχύτερα συρρικνώνονται και τα τελομερή μας. Περισσότερες οι βλάβες σε κυτταρικό επίπεδο αντιστοιχούν σε μεγαλύτερο αριθμό κυτταρικών διαιρέσεων για την διόρθωση των ιστών.  

Μπορεί λοιπόν εύκολα να γίνει κατανοητό πώς δύο άτομα μπορούν να έχουν την ίδια χρονολογική ηλικία, να βρίσκονται όμως σε εντελώς διαφορετική βιολογική κατάσταση και να έχουν, επομένως, διαφορετική βιολογική ηλικία.

Το μήκος των τελομερών είναι ακριβής δείκτης της βιολογικής σε σχέση με την χρονολογική ηλικία ενός ατόμου. Όσο μακρύτερα είναι τα τελομερή μας τόσο μικρότερη είναι και η βιολογική μας ηλικία, ενώ τα μικρότερα τελομερή συνδέονται με υψηλότερη θνησιμότητα και νοσηρότητα.

Τι μπορούμε να κάνουμε για να προστατεύσουμε τα τελομερή μας

Ενέργειες που προστατεύουν τα τελομερή και σχετίζονται με καλύτερη υγεία είναι:

• η διατήρη ιδανικών επιπέδων βιταμίνης D
• η διατροφή με υψηλή θρεπτική αξία και αποφυγή βιομηχανικά επεξεργασμένων τροφών 
• αποφυγή της ζάχαρης και των τροφών που μετατρέπονται εύκολα σε ζάχαρη μέσα στο ανθρώπινο σώμα (γλυκά, λευκό ψωμί, αλκοόλ, αναψυκτικά, χυμοί, πατάτες) 
• η άσκηση 
• η πρόσληψη αντιοξειδωτικών μέσα από την διατροφή και μέσω συμπληρωμάτων 
• η διατήρηση φυσιολογικού σωματικού βάρους
• η διαχείριση του στρες και διατήρηση καλής ψυχικής υγείας 
• η καλή ενυδάτωση 
• η επαρκής ξεκούραση, τουλάχιστον 7 ώρες την ημέρα
• η διόρθωση ελλείψεων σε βιταμίνες και θρεπτικά συστατικά 
• η λήψη μιας φυσικής πολυβιταμίνης 
• η αποφυγή εκθέσεις σε τοξικούς και βλαβερούς παράγοντες όπως το κάπνισμα, η αυξημένη κατανάλωση αλκοόλ, η κατανάλωση ναρκωτικών ουσιών και η κακή χρήση φαρμακευτικών ουσιών, η έκθεση σε βαρέα μέταλλα και η έκθεση σε ακτινοβολία.   

Μελέτες που αφορούν τα τελομερή υποδεικνύουν ότι η διατήρηση του μήκους των τελομερών δύναται να προλάβει και να θεραπεύσει τις ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση και να μας επιτρέψει να αυξήσουμε τη μακροζωία μας πέρα ​​από το σημερινό θεωρητικό ανώτατο όριο των 125 ετών.

Στην Υγειά Σας!
 

---

Βιβλιογραφικές Αναφορές

1. Telomeres, lifestyle, cancer, and aging. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2011 Jan; 14(1): 28–34. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3370421/

2. Telomere length predicts replicative capacity of human fibroblasts. Proc Natl Acad Sci U S A. 1992 Nov 1;89(21):10114-8. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1438199

3. The nature of telomere fusion and a definition of the critical telomere length in human cells. Genes Dev. 2007 Oct 1;21(19):2495-508. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17908935 

4. Potential therapeutic applications of telomere biology. http://www.sierrasci.com/?p=proof_of_concept

5. Watts, Geoff (2011). "Leonard Hayflick and the limits of ageing". The Lancet 377 (9783): 2075

6. Healthy living is the best revenge: findings from the European Prospective Investigation Into Cancer and Nutrition-Potsdam study. Arch Intern Med. 2009 Aug 10;169(15):1355-62.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19667296

7. Peripheral Blood Leukocyte Telomere Length and Mortality Among 64 637 Individuals From the General Population. J Natl Cancer Inst (2015) 107 (6):

8. Telomere Length in the Newborn. Nature. Pediatric Research (2002) 52, 377–381

9. Are Telomeres The Key To Aging And Cancer?http://learn.genetics.utah.edu/content/chromosomes/
telomeres/

10. The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains. Hayflick, L.  Exp. Cell Res. 1965, 37 (3): 614-636.

11. What is a telomere? Yourgenome www.yourgenome.org/facts/what-is-a-telomere

12. Telomere Dysfunction, Autoimmunity and Aging. Aging and Disease 2011 Dec; 2(6): 524–537. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3295061/

13. The Long and Short of Telomere Length and Diabetes. Diabetes Journal of the American Medical Association 2014;63:65–67 http://diabetes.diabetesjournals.org/content/63/1/65.full

14. Telomere Length and Insulin Resistance N A J Med Sci. 2010;3(2):57-60.http://najms.net/v03i02p057w/

15. Insulin resistance, oxidative stress, hypertension, and leukocyte telomere length in men from the Framingham Heart Study. Aging Cell. 2006 Aug;5(4):325-30http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16913878

16. Dietary total antioxidant capacity is associated with leukocyte telomere length in a children and adolescent population. Clin Nutr. 2015 Aug;34(4):694-9.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25131600

17. Sugared Soda Consumption, Cell Aging Associated in New Study. Univerisity of California San Francisco. https://www.ucsf.edu/news/2014/10/119431/
sugared-soda-consumption-cell-aging-associated-new-study

 drtsoukalas

ΑΠΟΚΑΛΥΨΗ ΤΟ ΕΝΑΤΟ ΚΥΜΑ