Elixír mládí? Klíč možná leží v senescentních buňkách

Elixír mládí? Klíč možná leží v senescentních buňkách

Prodloužit si život o 36 %? Lákavá představa, že ano! A vlastně to není zas až takové sci-fi, u myší se to už totiž povedlo. Stačilo k tomu z jejich těla odstranit tzv. senescentní buňky. O co vlastně jde?

 

Buňky všech našich tkání se množí dělením. Jednou za čas dostanou z vnějšku podnět, aby se každá z nich rozdělila na dvě nové, zcela totožné. Tedy, totožné… To bohužel platí jen v ideálním případě. Ve skutečnosti totiž právě při procesu dělení vzniká řada chyb, které nejen snižují funkci dané buňky, ale zároveň mohou být i potenciální nebezpečné – mohou se totiž například stát základem nádorového bujení.

Snad právě proto vznikl mechanismus, který buňkám brání se dělit donekonečna. Při každém dělení dojde ke zkrácení koncových částí chromozomů, které se nazývají telomery. DNA v telomerech nenese žádnou genetickou informaci, netvoří se podle ní bílkoviny, jen obsahuje určitou opakující se sekvenci nukleotidů (základních stavebních kamenů DNA). Při každém dělení několik těchto nukleotidů ubude, takže se telomery postupně zkracují. A když jejich délka dosáhne určitého kritického bodu, což nastává zhruba po padesátce buněčných dělicích cyklů, stane se s buňkou cosi divného. Nedojde přímo k její smrti, ale přejde do stavu, který se nazývá senescentní.

 

Když se z buňky stane zombie

Senescentní buňky sice žijí dál, dál v nich probíhají metabolické děje, ale již se nemohou dělit. To je na jednu stranu fajn – už totiž prošly velkým počtem dělení, při kterém se v nich nahromadilo velké množství chyb, a kdyby se dělily dál, mohly by se stát základem zhoubného nádoru. Zároveň to ale až zase taková výhra také není. Senescentní buňky totiž poměrně zdatně odolávají apoptóze neboli buněčné smrti, takže se postupem času v těle hromadí. A právě zvyšování počtu senescentních buněk v těle úzce souvisí se stárnutím.

Čím je organismus starší, tím více těchto buněk jeho tkáně obsahují. Velice nadějně proto vypadají nedávno publikované pokusy na myších, které se zaměřily právě na eliminaci senescentních buněk z jejich těla – toho vědci dosáhli pomocí tzv. senolytických látek, konkrétně směsí dasatinibu a kvercetinu. Následně u starých myší došlo k výraznému prodloužení délky života – v průměru od 36 %, tedy více než o třetinu! Zároveň u nich došlo ke zlepšení některých kondičních ukazatelů (rychlost chůze, vytrvalost, síla úchopu) i zdravotního stavu. Prostě šlo o nefalšovaný elixír mládí.

Lokální podávání senolytických látek pak v dalších výzkumech vedlo rovněž ke zlepšení stavu aterosklerózy a artrózy.

 

Proč jsou senescentní buňky škodlivé?

Senescentní buňky neškodí zdaleka jen tím, že se v tkáních hromadí. Platí totiž, že nejen vypadají trochu jinak než jejich mladé kolegyně (mají zploštělý tvar a jinou vnitřní strukturu), ale především se také jinak chovají. Problematický je zejména fakt, že produkují drobné molekuly jménem cytokiny, které výrazně zvyšují celkovou úroveň zánětlivých procesů v těle. A právě zánět stojí na počátku řady závažných onemocnění v těle – například srdečně cévních chorob, cukrovky, artrózy a artritidy či některých typů rakoviny.

Pokud se senescentní buňky vyskytují ve velkém množství v cévách, způsobují jejich zúžení. Když se hromadí v prostatě přispívají k její hyperplazii neboli zbytnění, v kloubech podporují vznik artrózy… Hromadění senescentních buněk v pokožce například souvisí i s tvorbou mateřských znamének – i jejich výskyt ostatně výrazně stoupá s věkem.

Hromadění senescentních buněk rovněž narušuje homeostázu a snižuje regenerační kapacitu tkání, což rovněž přispívá k urychlení procesů stárnutí. Z epigenetického pohledu je pak důležité, že prostřednictvím buněčné signalizace ovlivňují aktivitu řady důležitých genů v okolních buňkách, zejména pak v oblasti modifikace histonů.

Senescentní buňky mohou navíc paradoxně přispět i ke vzniku nádorového bujení. Každá buňka totiž do svého okolí vylučuje látky, kterými ovlivňuje tzv. buněčnou signalizaci buněk v okolí. Látky produkované senescentnímu buňkami jsou ovšem jiné než u buněk mladých – kromě již zmíněných zánětlivých cytokinů například produkují i molekuly, které mohou přispět k tomu, aby v jejich okolí došlo ke vzniku nádorů.

Senescentní buňky ovšem nejsou jen škodlivé, ale mohou hrát důležitou roli například v procesu hojení ran. Když totiž dojde ke vzniku rány, buňky v jejím okolí se do senescentního stádia dostávají mnohem rychleji než ty v nepoškozené tkání. Přitom začnou produkovat růstový faktor PDGF-AA, který podporuje uzavírání rány. Negativní účinky však výrazně převažují.

 

Jak udržet senescentní buňky na uzdě?

Senescentní buňky vznikají v těle zcela přirozeně s tím, jak čím dál tím více buněk prochází onou zmíněnou zhruba padesátkou buněčných cyklů. Proto také platí, že čím je člověk starší, tím je v jeho těle senescentních buněk více.

Pak jsou zde ale také faktory, které senescenci podporují. Mezi ně obecně patří jakýkoliv stres, zejména pak stres oxidativní, tedy nadměrná produkce volných radikálů. Senescenci urychlují i některé negativní epigenetické procesy – tedy takové reakce, které v těle probíhají v důsledku vnějších podnětů (životní styl, výživa, pohyb, toxiny z životního prostředí apod.) a které jsou schopné vypínat, či naopak zapínat některé geny v naší DNA. Důležitou roli zde hrají geny, podle nichž tělo vytváří enzymy jménem sirtuiny, jejichž optimální hladina je pro boj se stárnutím důležitá. Předčasná buněčná senescence je také nepříjemným vedlejším efektem léčby nádorů pomocí chemoterapie.

Senescenci také ovlivňuje hladina enzymu jménem telomeráza, která zpomaluje zkracování telomerů při buněčném dělení. Výrazná podpora její produkce však není žádoucí – přirozeně se totiž vyskytuje jen v kmenových a zárodečných buňkách, v těch ostatních je její zvýšená hladina nežádoucí, protože může podporovat nádorové procesy.

 

Co může pomoci?

V prevenci nadměrné tvorby a hromadění senescentních buněk je v zásadě důležité všechno, co nazýváme zdravými životním stylem. Klíčová je výživa. Zde vadí zejména nadměrný příjem sacharidů, stejně jako celkové přejídání. Pozitivně zde naopak působí půst, včetně tzv. půstu přerušovaného, i celkové omezení příjmu kalorií. To vše totiž podpoří proces autofagie (stav, kdy buňka „pojídá“ sebe sama), který může pomoci k eliminaci senescentních buněk.

Důležitý je i pravidelný pohyb, stejně jako zmírnění stresových podnětů.

V současné době již také probíhají klinické studie léků, které dokáží odstraňovat senescentní buňky z těla, velkou službu nám však mohou prokázat i látky přírodního charakteru. Je vhodné se přitom zaměřit zejména na látky s epigenetickými účinky, které dokáží zároveň regulovat například nadměrnou metylaci genů, která je další důležitou příčinou stárnutí.

Důležitý je i dostatečný příjem antioxidantů, harmonizace produkce sirtuinů, stejně jako podpora imunity, protože právě imunitní buňky dokáží ty senescentní do určité míry odstraňovat.

 

Užitečné doplňky stravy

Kvercetin – tento polyfenol obsažený v řadě druhů rostlinných potravin má nejen výrazné antioxidační účinky, ale navíc dokáže chránit buňky před přechodem do senescentního stavu, a dokonce v rámci studií na buněčných kulturách dokázal obnovit schopnost se dělit u buněk, které již předtím dosáhly stádia senescence. A navíc má i protirakovinné účinky.

EGCG – epigalokatechin galát, polyfenol obsažený v zeleném čaji, dokáže efektivně působit zejména proti předčasné senescenci buněk, a to díky kombinaci svého antioxidačního a epigenetického potenciálu.

Kurkumin – barvivo z kořene kurkumy podporuje odstraňování senescentních buněk prostřednictvím imunitního systému. Má rovněž pozitivní vliv na všechny základní epigenetické procesy, působí protirakovinně a protizánětlivě. Pro lepší vstřebávání a využití je vhodné jej užívat spolu s piperinem z černého pepře.

Vitamin E – tento vitamin rozpustný v tucích má senolytickou aktivitu (podporuje odstranění senescentních buněk z těla) a působí protinádorově.

Resveratrol – barvivo obsažené například ve slupkách červeného vína je známým aktivátorem sirtuinů, které jsou spojeny s procesem stárnutí.

Genistein – tento isoflavonoid obsažený například v sóji a dalších luštěninách má výrazné antioxidační, protirakovinné a antidiabetické účinky, zvyšuje aktivitu telomerázy, zpomaluje procesy stárnutí a vyznačuje se senolytickým působením.

Senolytickou aktivitu ovšem prokazuje i řada dalších látek:

  • sulforafany a fenethyl isokyanát, které se nacházejí v košťálové zelenině (například v brokolici, kedlubně, květáku či kapustě),
  • allicin obsažený například v česneku,
  • fisetin, polyfenol nacházejících se v řadě druhů ovoce a zeleniny (například v jahodách, mangu a okurce),
  • triptolid (látka z rostliny Tripterygium wilfordii, která sevyužívá v čínské medicíně),
  • a dokonce i kanabinoidy v marihuaně.

 

Zdroje informací

ALLSOPP, R. C., VAZIRI, H., PATTERSON, C., GOLDSTEIN, S., YOUNGLAI, E. V., FUTCHER, A. B., GREIDER, C. W. & HARLEY, C. B. (1992) Telomere length predicts replicative capacity of human fibroblasts. Proc Natl Acad Sci U S A, 89, 10114-8.

BASTIAN, B. C. (2003) Understanding the progression of melanocytic neoplasia using genomic analysis: from fields to cancer. Oncogene, 22, 3081-6.

CASTRO, P., GIRI, D., LAMB, D. & ITTMANN, M. (2003) Cellular senescence in the pathogenesis of benign prostatic hyperplasia. Prostate, 55, 30-8.

COPPE, J. P., DESPREZ, P. Y., KRTOLICA, A. & CAMPISI, J. (2010) The senescenceassociated secretory phenotype: the dark side of tumor suppression. Annu Rev Pathol, 5, 99-118.

Timothy NacarelliPingyu Liu, and Rugang Zhang. Epigenetic Basis of Cellular Senescence and Its Implications in Aging. Genes (Basel). 2017 Dec; 8(12): 343.

Tasselli L., Xi Y., Zheng W., Tennen R.I., Odrowaz Z., Simeoni F., Li W., Chua K.F. SIRT6 deacetylates H3K18ac at pericentric chromatin to prevent mitotic errors and cellular senescence. Nat. Struct. Mol. Biol. 2016;23:434–440.

Kirkland JL, Tchkonia T. Cellular Senescence: A Translational Perspective. EBioMedicine. 2017; 21:21–28.

Na Yang and Payel Sen. The senescent cell epigenome. Aging (Albany NY). 2018 Nov; 10(11): 3590–3609.

Demaria M., Ohtani N., Youssef S. A., et al. An essential role for senescent cells in optimal wound healing through secretion of PDGF-AA, Dev Cell. 2014 Dec 22; 31 (6): 722–33. doi: 10.1016/j.devcel.2014.11.012. Epub 2014 Dec 11.

Joo-Hyun Shin,Hyo-Jin Jeon,Jihye Park, and Mi-Sook Chang. Epigallocatechin-3-gallate prevents oxidative stress-induced cellular senescence in human mesenchymal stem cells via Nrf2. Int J Mol Med. 2016 Oct; 38(4): 1075–1082.

J. M. van Deursen, The role of senescent cells in ageing. Nature, vol. 509, no. 7501, pp. 439–446, 2014.

N. Chondrogianni, S. Kapeta, I. Chinou, K. Vassilatou, I. Papassideri, and E. S. Gonos, “Anti-ageing and rejuvenating effects of quercetin,” Experimental Gerontology, vol. 45, no. 10, pp. 763–771, 2010.

Marco Malavolta , Massimo Bracci , Lory Santarelli , Md Abu Sayeed, Elisa Pierpaoli, Robertina Giacconi, Laura Costarelli, Francesco Piacenza, Andrea Basso, Maurizio Cardelli, and Mauro Provinciali. Inducers of Senescence, Toxic Compounds, and Senolytics: The Multiple Faces of Nrf2-Activating Phytochemicals in Cancer Adjuvant Therapy. Hindawi. Mediators of Inflammation. Volume 2018, Article ID 4159013.

Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..