Sirtuiny: nový klíč k dlouhověkosti i zdraví

Enzymy jsou pro fungování našeho těla zásadní – bez nich by totiž neproběhla jediná biochemická reakce. Nejde proto říci, že by byl některý z nich důležitější než jiné, přesto je ale pár takových, které by neměly uniknout naší pozornosti. Patří mezi ně i sirtuiny. Jak nám mohou prodloužit život, zlepšit zdraví nebo pomoci zhubnout? A jak jejich produkci v těle podpořit?

Sirtuiny patří mezi látky s epigenetickým působením – jde totiž o enzymy, které rozhodují o tom, které geny v naší DNA budou aktivní, a které naopak zůstanou vypnuté. Konkrétně jsou to tzv. histondeacetylázy, tj. umožňují průběh epigenetické reakce jménem deacetylace histonů.

V těle však mají i řadu dalších velmi důležitých funkcí: Ovlivňují průběh dalších reakcí a metabolických pochodů, udržují integritu našeho genomu, regulují homeostázu organismu, zlepšují dostupnost energie pro fungování buněk, zmírňují zánět a podporují dlouhověkost. V podstatě tak lze říci, že se dobrému zdraví můžeme těšit pouze v případě, že naše tělo vytváří dostatek sirtuinů.

Sedmička pro správné fungování těla

V lidském organismu se přitom vyskytuje sedm sirtuinů označovaných jako SIRT-1 až SIRT-7. Nejlépe je přitom prozkoumán hned ten první, kterému zatím byla věnována drtivá většina studií zaměřených na sirtuiny. Velmi slibně se v oblasti dlouhověkosti a prevenci a léčbě civilizačních onemocnění jeví i například SIRT-3 nebo SIRT-6. Naopak role SIRT-2 je smíšená – prokazatelně sice zpomaluje stárnutí a může například fungovat v rámci ochrany před nádorovými či neurologickými onemocněními, zároveň ale může jeho nadměrně zvýšená aktivita může právě tato onemocnění podporovat. (Negativně ovšem může působit i nadměrná aktivita SIRT-1, takže i tady zkrátka platí ono známé úsloví „Všeho moc škodí“).
Sirtuiny přitom najdeme ve všech tkáních našeho těla. SIRT-1, 2, 6 a 7 se vyskytují v buněčném jádře (jednička a dvojka navíc i v cytoplazmě), SIRT-3 a 4 můžeme najít v mitochondriích.

Proč jsou sirtuiny důležité?

Je toho opravdu hodně, bez sirtuinů by totiž v našem těle nefungovalo správně skoro nic. Seznam jejich pozitivních je proto neuvěřitelně rozsáhlý: pomohou nám prodloužit život, zhubnout, zlepšit sportovní výkonnost a jejich aktivace funguje v rámci prevence a léčby diabetu, neurologických a kardiovaskulárních onemocnění, artrózy, rakoviny a mnoha dalších potíží.

Funkce mitochondrií

Sirutiny, zejména SIRT-1, zvyšuje aktivitu bílkoviny označované jako PGC-1α. Ta v těle hraje velice důležitou roli, protože je nezbytná pro tvorbu nových mitochondrií.

Mitochondrie jsou buněčné organely, v nichž probíhá přeměna živin na energii. Pokud jich je tedy v určité tkáni málo nebo jsou postiženy dysfunkcí, příslušný orgán trpí nedostatkem energie a jeho funkce se výrazně zhoršuje. To vede například ke zhoršení fyzické výkonnosti (mitochondrie ve svalové tkáni totiž zajišťují energii pro svalovou práci), přibývání na váze (nedostatečná tvorba energie snižuje celkový energetický výdej) či zvýšení rizika řady vážných onemocnění. Dysfunkce mitochondrií je také typická pro proces stárnutí.

Pokud tedy pomocí aktivace sirtuinů zlepšíme tvorbu PGC-1α, podpoříme tím vznik nových mitochondrií, což se projeví na zlepšení stavu celého těla.

Vliv na senescenční buňky

Každá naše buňka má omezený počet tzv. buněčných cyklů (tedy počet dělení), které může za svůj život absolvovat. Jeho vyčerpání ovšem nutně nevede k jejímu zániku. V některých případech totiž buňka místo smrti dospěje do stavu, kterému se říká senescence a někdy také „buněčné zombie“ – sice žije dál, ale její funkce jsou omezené. To by v případě jediné buňky nebyl až takový problém, jenže pokud se takové živé-neživé buňky v tkáních hromadí, narušuje to jejich funkci a zvyšuje míru zánětlivých procesů. Senescence také souvisí se stárnutím – s věkem senescenčních buněk v tkáních výrazně přibývá a roste i jejich velikost.

Především SIRT-1 a SIRT-6 přitom dokáží aktivní život buněk výrazně prodloužit a oddálit tak okamžik přechodu do senescenčního stavu. Důvodem je fakt, že tyto dva sirtuiny brání nadměrnému zkracování telomer – to jsou koncové části chromozomů, které se při každém dělení o něco zkrátí, a když zkracování dosáhne určité hranice, ztratí buňka schopnost dělení. Podle některých výzkumů dokonce dokáží i telomery prodloužit. SIRT-1, SIRT-4 A SIRT-6 navíc podporují opravy poškozené buněčné DNA.

Aktivace AMPK

AMPK je enzym, který je klíčový pro řadu procesů v těle. Umožňuje vstřebávání glukózy z krve do svalů, což je důležité pro diabetiky. Posunuje metabolické pochody od ukládání tuku k jeho využití, což ocení všichni, kdo potřebují hubnout. Podporuje také jak vznik nových mitochondrií, tak zánik těch poškozených. Důležitý je i pro tzv. autofagii, což je zjednodušeně řečeno proces, při kterém buňka požírá sebe sama. To sice může znít hrozivě, ve skutečnosti je to ale důležitý proces, který buňce umožňuje odstraňovat poškozené organely, a prodlužuje tak její životnost. Díky tomu všemu je enzym AMPK důležitý i pro zpomalení procesu stárnutí.

Produkce AMPK přitom souvisí právě i s hladinou sirtuinů.

Stárnutí

Aktivita sirtuinů dle studií jednoznačně souvisí s délkou života. Prokázáno to bylo v případě SIRT-1, SIRT-2, SIRT-3 i SIRT-6. Důvodem jsou přitom účinky uvedené výše: podpora tvorby a funkce mitochondrií (jejich úbytek a dysfunkce je pro proces stárnutí typická), oddálení buněčné senescence a schopnost zpomalit zkracování telomerů.

Atróza

Degenerativní kloubní onemocnění, při kterém dochází k úbytku kloubní chrupavky, je typickou nemocí spojenou se stárnutím. Nejde přitom je o to, že chrupavka mizí vlivem zatěžování v průběhu let, ale především o to, že právě s věkem v chrupavce roste míra negativních epigenetických změn, které potlačují schopnost tvorby nových chondrocytů (buněk chrupavky) a ochranu těch stávajících. A jednou z nich je i snížení aktivity genu SIRT-1.

Ke snížení tvorby SIRT-1 v chrupavce vede především působení reaktivních volných radikálů, mechanický stres (tj. nadměrné zatěžování), ale i působení některých látek podílející se na vzniku zánětu (například TNF-α). Pokud se naopak povede aktivitu SIRT-1 v kloubech zvýšit, dojde ke zlepšení funkce mitochondrií v chondrocytech (ta bývá při artróze vždy narušena), zmírnění oxidativního stresu a zánětu, zvýšení produkce kolagenu II a agrekanu, a prodloužení doby života buněk chrupavky. SIRT-1 je rovněž nezbytný k tomu, aby se tzv. mezenchymální kmenové buňky přeměnily na chondrocyty, a mohlo tak dojít o obnově chrupavčité tkáně.

Mentální výkonnost

SIRT-1 podporuje v mozku tvorbu faktoru BDNF, který je důležitý pro vznik nervových buněk a jejich ochranu. Jeho aktivace může být velice prospěšná i v prevenci a léčbě Alzheimerovy choroby, protože právě při ní jsou hladiny SIRT-1 v mozku sníženy. Aktivace tohoto sirtuinu pak například pomáhá snížit tvorbu beta-amyloidních plaků. S rozvojem Alzheimerovy choroby pravděpodobně souvisí i SIRT-3.

Diabetes

SIRT-1 je důležitým hráčem v procesu aktivace enzymu AMPK a výrazně také snižuje inzulinovou rezistenci. Lidé s diabetem mají také sníženou aktivitu SIRT-1 v kosterním svalstvu, což rovněž přispívá ke zhoršené inzulinové rezistenci. Důležitý je zde i SIRT-2, který nejen působí protizánětlivě, ale zlepšuje také aktivitu mitochondrií ve kosterních svalech a dalších tkáních souvisejících s metabolismem.

Souvislost se vznikem diabetu byla prokázána i v případě SIRT-3, Zvýšení aktivity SIRT-6 zase ovlivňuje produkci na inzulinu závislém růstovém faktoru 1, čímž dochází ke zlepšení glukózové tolerance, zlepšuje funkci mitochondrií ve svalech, chrání beta-buňky slinivky a také pomáhá předcházet komplikacím diabetu – například diabetici trpící aterosklerózou mají ve svých cévách nedostatek právě tohoto sirtuinu.

Hubnutí

Zde je dobře prozkoumána zejména role SIRT-1. Důležitý je zde nejen fakt, že je tento enzym důležitým aktivátorem mitochondrií (více mitochondrií = větší produkce energie = vyšší energetický výdej). Zároveň totiž snižuje míru zánětu v tukových buňkách, což se projeví snížením inzulinové rezistence.

Výzkumy ostatně ukázaly, že v tukové tkáni obézních osob je aktivita SIRT-1 výrazně snížena a totéž platí i pro SIRT-6.

Srdečně cévní onemocnění

Mírné až střední zvýšení aktivity SIRT-1 má ochranný efekt vůči kardiovaskulárním chorobám.

Jak zvýšit aktivitu sirtuinů?

Stejně jako v případě všech epigenetických reakcí v těle, i v oblasti aktivace sirtuinů hraje zásadní pozitivní roli vše, co můžeme shrnout pod označení „zdravý životní styl“. I samotná aktivace sirtuinů je totiž záležitost epigenetická – k jejich produkci je totiž nutné zapnout příslušné geny v naší DNA.

V oblasti výživy má pozitivní vliv zejména tzv. kalorická restrikce, tj. omezení celkového energetického příjmu, a také půsty, protože hladovění vede ke změnám v metabolických strategiích buněk, což se mj. projeví i změnou produkce sirtuinů. Obvykle se jedná o omezení kalorického příjmu o 10-50 %, samozřejmě za předpokladu, že organismu nebude chybět žádná z klíčových živin. Příznivý vliv má i přerušovaný půst.

Mezi aktivátory sirtuinů rovněž patří některé konkrétní potraviny – zvláště ty, které obsahují živiny, které uvádíme v další části textu. Nicméně obsah řady těchto živin v potravinách je poměrně nízký. Abychom například získali 40 mg resveratrolu, což je minimální dávka potřebná pro účinnou aktivaci sirtuinů (častěji se ale využívají dávky až desetinásobné), museli bychom například vypít 10-12 litrů červeného vína. Proto je efektivnější jejich užívání ve formě doplňků stravy.

Rovněž pravidelný pohyb je znám svým silným pozitivním epigenetickým působením, mezi nějž patří i schopnost aktivovat sirtuiny. Nejlépe jsou v tomto směru prozkoumány aerobní pohybové aktivity, které zvyšují zejména produkci SIRT-1 a SIRT-3. Platí to přitom i pro aktivity vyšší intenzity, například pro intervalový trénink. Vytrvalostní zátěž přitom aktivuje nejen sirtuiny, ale i další důležitý enzym přispívající k dlouhověkosti: telomerázu. Předpokládá se i pozitivní efekt silového tréninku, zatím však v této oblasti bylo provedeno jen minimum výzkumů.

Přírodní aktivátory sirtuinů

Resveratrol

Barvivo, které je v přírodě obsaženo zejména ve slupkách hroznového vína, je nejúčinnějším známým přírodním aktivátorem SIRT-1, příznivý vliv má ale i na aktivitu SIRT-2 a SIRT-6. Jeho účinnost byla potvrzena zejména v oblasti zpomalení stárnutí – například u kvasinek vedla jeho aplikace k prodloužení života těchto organismů o neuvěřitelných 70 %! U lidí má pak na prodloužení života podobně příznivý vliv jako omezení kalorického příjmu. Prokazatelně je také účinný při artróze, osteoporóze, diabetu, podporuje hubnutí, pomáhá chránit játra, ledviny a plíce.

Resveratrol také podporuje tvorbu bílkoviny PGC-1α, a tím i tvorbu nových mitochondrií. K významnému nárůstu hladiny SIRT-1 a PGC-1α došlo například v rámci výzkumů v kosterním svalu, což může pozitivně ovlivnit i sportovní výkonnost.

Quercetin

Quercetin je flavonoid, který se v nízkých koncentracích vyskytuje v širokém spektru rostlinných potravin. Má prokazatelné protinádorové, protizánětlivé a antibakteriální účinky.

Jedním z principů jeho příznivého působení je i jeho schopnost působit jako aktivátor sirtuinů: Aktivitu SIRT-1 zvyšuje až pětinásobně a stimulační vliv má i na SIRT-6. Jejich prostřednictvím pak zvyšuje tvorbu PGC-1α, což má za následek podporu tvorby a funkce mitochondrií, a to dokonce i v mozkové tkáni. A protože je mitochondriální dysfunkce typická pro většinu onemocnění souvisejících s mozkem, může být právě při těchto potížích quercetin velice dobrou volbou.

Podpora tvorby PGC-1α je pravděpodobně i důvodem, proč qercetin podporuje hubnutí a také sportovní výkonnost – výzkumy potvrdily například jeho schopnost zvyšovat VO2max (tato hodnota je považována za jeden z hlavních ukazatelů vytrvalosti) i silovou výkonnost.

Quercetin navíc dokáže výrazně zvýšit biologickou dostupnost resveratrolu, protože snižuje aktivitu enzymů, které resveratrol přeměňují na neúčinné sloučeniny. (Nejen) pro potřeby aktivace sirtuinů je tedy kombinace quercetin + resveratrol velice efektivní.

Kyanidin

Barvivo patřící mezi antokyanidiny se nachází v tmavě zbarveném ovoci a zelenině, například v červeném zelí nebo bobulových plodech (v borůvkách, malinách, ostružinách, brusinkách atd.). Je nejsilnějším známým aktivátorem SIRT-6: dokázal jeho aktivitu zvýšit až 55násobně! Účinný je ale i při aktivaci jiných sirtuinů.

EGCG

Epigalokatechin galát, který se vyskytuje zejména v zeleném čaji, a další látky ze skupiny katechinů jsou již léta známé svým anti-age efektem. Jedním z důvodů je pravděpodobně i jejich schopnost aktivovat SIRT-1 i další sirtuiny. Velmi zajímavá je přitom jeho schopnost zvyšovat produkci SIRT-1v játrech, čímž přispívá k ochraně tohoto klíčového orgánu.

EGCG rovněž podporuje tvorbu enzymu AMPK, což je důležité například při hubnutí nebo diabetu.

Kyselina ellagová

Tato epigeneticky působící substance, která je obsažena například v granátovém jablku či maralím kořenu účinně aktivuje SIRT-1, SIRT-3 a SIRT-6. Díky tomu je efektivní nejen v prevenci a léčbě civilizačních onemocnění, ale třeba i v podpoře sportovní výkonnosti.

Vitaminy a minerály

Schopnost aktivovat sirtuiny mají i mnohé vitaminy a minerály. Prokázáno to bylo například v případě zinku, selenu, vitaminu C a vitaminu D3.

Piceatannol

Tento stilben je strukturou i funkcí podobný resveratrolu. Doprovází jej v červeném víně, dalším jeho významným zdrojem jsou borůvky.

Fisetin

Látka obsažená například v jahodách je známá svým anti-aging efektem, za nímž mj. stojí i schopnost aktivovat geny pro tvorbu sirtuinů.

Omega-3

Jejich pozitivní vliv na tvorbu sirtuinů byl sice zatím prokázán pouze ve studiích na potkanech, lze jej ale předpokládat i u lidí.

Ženšen pětilistý

Gynostema pětilistá, která je ale známější pod názvem „ženšen pětilistý se tradičně využívá ke zpomalení stárnutí, zároveň je ale vhodná i při hubnutí a diabetu. Jedním z principů jejího působení je přitom i ovlivnění aktivity sirtuinů (zejména SIRT-1) a zlepšení tvorby enzymu AMPK. Ke zvýšení tvorby AMPK přitom dochází i ve svalové tkáni, a proto je tato rostlina vhodná i pro sportovce.

OPC

Oligomerní proantokyanidiny z hroznových jader podporují tvorbu SIRT-3, a tím i vznik nových mitochondrií a funkci těch stávajících. Pozitivní vliv mají i na SIRT-1. Díky tomu pomáhají zpomalit stárnutí, zlepšit funkci jater a snížit krevní tlak.