V nedávné studii publikované v prestižním vědeckém časopise Cell López-Otín a jeho kolegové (2023) představili aktualizovanou verzi své široce uznávané teorie o "charakteristických znacích stárnutí". Tato teorie navrhuje, že proces stárnutí je řízen biologickými mechanismy neboli "hallmarks", které přispívají k úpadku buněčných a tkáňových funkcí v průběhu času. Tento souhrnný článek se zabývá podrobnostmi této průlomové studie a jejími důsledky pro naše chápání procesu stárnutí.

Úvod 

Stárnutí je složitý a multifaktoriální proces, který postihuje všechny živé organismy, od jednobuněčných organismů až po mnohobuněčné organismy, jako je člověk. Navzdory rozsáhlému výzkumnému úsilí v průběhu let je stále třeba lépe pochopit základní příčiny stárnutí. V roce 2013 López-Otín a jeho kolegové navrhli novou teorii o charakteristických znacích stárnutí, která od té doby získala široké uznání a ovlivnila výzkum v oblasti biologie stárnutí. Ve své nejnovější studii autoři představují aktualizovanou verzi této teorie, která zohledňuje nedávný pokrok v našem chápání molekulárních mechanismů, jež jsou základem stárnutí.

Původních 9 charakteristických znaků stárnutí

Podle jejich původní studie z roku 2013 teorie charakteristických znaků stárnutí navrhuje, že ke stárnutí přispívá devět vzájemně propojených biologických mechanismů. Těmito mechanismy jsou např:

Genomová nestabilita

Genomická nestabilita označuje hromadění poškození DNA a mutací v průběhu času, což může vést k buněčné dysfunkci a smrti. Tento znak je spojen s různými chorobami souvisejícími s věkem, včetně rakoviny.

Úbytek telomer

Telomery jsou ochranné čepičky na koncích chromozomů, které se při každém buněčném dělení zkracují. Úbytek telomer může vést k buněčné senescenci, nevratnému zastavení růstu a buněčné smrti.

Epigenetické změny

Epigenetické změny se týkají modifikací vzorců genové exprese, které nezahrnují změny v základní sekvenci DNA. Tyto změny mohou ovlivňovat různé buněčné procesy a přispívat k fenotypům souvisejícím se stárnutím.

Ztráta proteostázy

Proteostáza se týká udržování správného skládání, pohybu a odbourávání proteinů v buňkách. S přibývajícím věkem se schopnost buněk udržovat proteostázu snižuje, což vede k hromadění nesprávně složených a poškozených proteinů.

Deregulované vnímání živin

Dráhy vnímání živin, jako jsou dráhy inzulínu/IGF-1 a mTOR, regulují metabolismus a růst. Dysregulace těchto drah může přispívat k fenotypům souvisejícím se stárnutím, včetně inzulínové rezistence a sarkopenie.

Mitochondriální dysfunkce

Mitochondrie jsou organely, které hrají klíčovou roli v produkci energie a buněčném metabolismu. Dysfunkce mitochondrií může vést k oxidačnímu stresu, zánětu a poruchám buněčných funkcí.

Buněčné stárnutí

Jak již bylo zmíněno, buněčná senescence označuje stav nevratného zastavení růstu, který mohou vyvolat různé stresory, včetně poškození DNA a úbytku telomer. Senescentní buňky mohou přispívat k dysfunkci tkání a zánětu.

Vyčerpání kmenových buněk

Kmenové buňky jsou nezbytné pro regeneraci a opravu tkání. S přibývajícím věkem počet a funkce kmenových buněk klesá, což vede ke zhoršené obnově tkání a zvýšenému riziku onemocnění souvisejících s věkem.

Změněná mezibuněčná komunikace

Komunikace mezi buňkami je zásadní pro správné fungování tkání a orgánů. S přibývajícím věkem se kvalita a kvantita mezibuněčné komunikace snižuje, což přispívá k poruchám funkce tkání a nemocem.

Co je nového v jejich aktualizované studii, která shrnuje vědecké poznatky z posledních deseti let? 

V jejich nejnovější studii "Hallmarks of Aging: An Expanding Universe,", publikované v časopise Cell v roce 2023, přidali López-Otín a jeho kolegové na seznam tři nové znaky: dysbiózu, chronický zánět a narušenou makroautofagii.

Dysbióza označuje nerovnováhu mikrobiálního společenství ve střevech, která může vést k chronickému zánětu a dalším nepříznivým zdravotním následkům. Autoři navrhují, že dysbióza je charakteristickým znakem stárnutí, protože je běžná u starších dospělých a přispívá k nemocem souvisejícím s věkem, jako je obezita, diabetes 2. typu a kardiovaskulární onemocnění. 

Chronický zánět je dalším nově přidaným znakem stárnutí. Chronický zánět vzniká při neustálé aktivaci imunitního systému a může vést k poškození a dysfunkci tkání. Autoři navrhují, že chronický zánět je klíčovým rysem stárnutí a přispívá k mnoha nemocem souvisejícím s věkem, včetně Alzheimerovy choroby, rakoviny a kardiovaskulárních onemocnění. 

Vypnutá makroautofagie je třetím nově přidaným znakem stárnutí. Makroautofagie je buněčný proces, který odstraňuje poškozené nebo nefunkční organely a proteiny. Pokud je makroautofagie narušena, mohou se tyto poškozené složky v buňkách hromadit, což vede k buněčné dysfunkci a onemocnění. Autoři navrhují, že narušená makroautofagie je charakteristickým znakem stárnutí, protože je běžná u starších dospělých a přispívá k nemocem souvisejícím s věkem, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba a rakovina.

Závěr

Nejnovější studie Lópeze-Otína a jeho kolegů poukazuje na význam dysbiózy, chronického zánětu a postižené makroautofagie při stárnutí. Tyto nově přidané charakteristické znaky byly pečlivě studovány a jejich význam pro rozvoj nemocí a naopak jejich prevenci je znám již řadu let. Proto je skvělé, že autoři rozšiřují a aktualizují svou koncepci charakteristických znaků stárnutí. Pochopením základních biologických mechanismů můžeme vyvinout intervence a léčbu, které zlepší rozpětí zdraví a sníží zátěž nemocí souvisejících s věkem.

--- 

Mezitím se můžete těšit na pečlivě vybrané doplňky stravy pro zlepšení vašeho healthspan v knize Biohacker Center Store!

P.S. přečtěte si také předchozí článek (zveřejněný 09/2022) o 9+1 znaky stárnutí a jak je zvrátit, abyste se dostali hlouběji na stranu prevence!