что влияет на деление клеток
Как защитить свои теломеры, и можно ли повернуть старение вспять
Теломеразные окончания – часть хромосом, защищающая их от изменения. Сегодня в этой удивительной структуре видят путь к молодости. О том, как работают теломеры, почему они укорачиваются, и от чего зависит процесс старения рассказала МедНовостям партнер Национальной академии активного долголетия, действительный член World Society of Interdisciplinary Anti-aging Medicine (WOSIAM), главный врач австрийского центра здоровья Verba Mayr, врач-терапевт Наталья Эдель.
Что это такое?
Теломеры располагается на четырех концах каждой хромосомы и очень похожи на концевик шнурков (или колпачки). Эти структуры не дают хромосомным окончаниям слипаться между собой или с другими хромосомами. Если этот механизм нарушается, клетка умирает или превращается в опухолевую.
С каждым делением клетки теломеразные окончания укорачиваются, и в конечном итоге клетка больше не может делиться. Этот процесс имеет генетический и эпигенетический характер, то есть зависит как от наследственности, так и от вляиния внешней среды. Поэтому теломерные окончания и называются счетчиками долголетия.
За сохранение и восстановление теломерных окончаний отвечает фермент теломераза. Стимулируя выработку этого фермента, можно защищать теломеры от истощения. Под теломерами находятся так называемые «гены смерти», то есть гены, запускающие апоптоз – гибель клетки.
Это процесс естественный и неизбежный. Однако исследования доказали, что у ряда людей процесс укорочения теломер ускорен, что в итоге приводит к развитию опасных заболеваний и раннему старению. То есть существуют различия в возрасте физиологическом и фактическом – ткани могут быть старше или моложе человека. Чем теломеры короче, тем человек старше.
Как защитить свои теломеры?
Выработка фермента теломеразы, который может продлить теломеры, также уменьшается с возрастом. Существуют лекарственные препараты, способные восстановить синтез теломеразы, однако пока они не приобрели характер общедоступных и применяются в очень ограниченных случаях.
Изменение образа жизни не менее важно для сохранения теломеразных окончаний. Например, исследования показывают, что часто медитирующие люди меньше склонны к стрессу и воспалению. Но также было замечено, что у любителей медитации окончания хромосом в среднем длиннее, чем у тех, кто не придерживается такой практики.
Хронические воспалительные заболевания приводят к уменьшению активности теломеразы и ускоренному сокращению теломерных окончаний. Это связано с поведением интерлейкинов, изменением PH и другими комплексными процессами. Поэтому, если человек настроен на увеличение долголетия, то необходимо заняться лечение хронических воспалительных процессов: кариес, пародонтоз, воспалительные заболевания кишечника, простатит, гинекологические заболевания и т.д.
Можно ли удлинить теломеры?
На фермент теломеразу можно влиять. Доказано, что на активацию фермента влияет эстроген, поэтому, так как во время беременности содержание этого гормона повышено, многодетные женщины имеют в среднем большую длину теломеров. Это также одно из объяснений, почему в среднем женщины живут дольше мужчин.
Второй механизм – снижение потребления калорий. Существуют убедительные доказательства, что уменьшение калорийности питания только на 10% ежедневно от обычной нормы может обеспечить до 5 дополнительных лет жизни. Напротив, передание и ожирение уменьшает длину теломер. Ежедневная сорокаминутная прогулка также способствует увеличению теломер. Кроме того, высокий уровень витамина D активизирует выработку теломеразы. Исследования показали, что содержание витамина D 100 мг на литр увеличивает длину теломер на 19%. Выработку теломеразы также стимулируют омега-3-кислоты, коэнзим Q10, витамин С, ресфератрол и другие антиоксиданты.
Стоит ли?
Существует мнение, что искусственное стимулирование синтеза теломеразы может иметь негативное действие, так как теломерные окончания не дают гибнуть и опухолевым клеткам. Однако это не касается изменения образа жизни. Например, по существующим исследованиям, омега-3 в здоровых клетках усиливает выработку теломеразы, а в измененных наоборот замедляет. То есть попытка повлиять на этот процесс специальными медикаментами должна проводиться по показаниям, например, при тех же онкологических заболеваниях. Однако изменение образа жизни, направленное на включение в рацион полезных веществ, лечение воспалительных процессов и нивелирование влияния стрессов на организм не может привести к негативным последствиям.
Что включить в рацион?
Есть некоторые продукты, которые напрямую способствуют синтезу теломеразы: голубика, грейпфрут, авокадо, лосось, яйцо, зеленый чай, водоросли, мясо, чеснок, бобовые. Также для обеспечения сопутсвующих процессов снижения воспаления и питания клетки рекомендуется включить в свой рацион продукты, богатые цинком (устрицы, говяжья печень, продукты из пшеницы) для натурального подспорья теломеразе. Для уменьшения влияния стресса – магний (зеленые овощи, цельнозерновые крупы, семена масличных культур, бобовые, шоколад); витамины С (фрукты, петрушка, капуста) и Е (рапсовое и оливковое масло, авокадо, грецкий орех, фундук) в качестве антиоксидантов; омега-з жирные кислоты (морепродукты).
Также в «теломеразную » диету необходимо включить виноград и чай из-за содержания полифенолов и куркуму с ее противовоспалительными свойствами. Рекомендованы витамины А (морковь, тыква, шпинат, сладкий перец, помидоры) и D (печень трески, сельдь, макрель, сардины), что будет нелишним и для нервной системы и костей.
Первостепенную важность имеет сбалансированное потребление аминокислот, особенно в вечернее время, так как деление клеток происходит ночью. Это поможет пептидам восстановить поврежденные теломеры. Поэтому минимум 5 раз в неделю ужин должен содержать белок (при интенсивных тренировках – ежедневно). Но ужин рекомендуется не позднее чем за 3 часа до сна, и его объем не должен превышать 2/3 от порции обеда.
Что такое теломеры и теломераза
Доктор Элизабет Блэкберн, открывшая теломеразу, получила мировую славу и Нобелевскую премию. Она сравнила теломеры с пластиковыми наконечниками на концах шнурков, которые не дают им распутаться.
Этот фермент способен компенсировать износ теломер. Однако у людей теломераза активна только на эмбриональном этапе развития. У взрослых же этот фермент ограничивают стволовые и половые клетки, а также некоторые клетки крови.
Теломеры защищают концы хромосом, где записано наше генетическое наследие. Этот код ДНК используется, в том числе, для передачи информации клеткам, чтобы они производили определенные белки ( гормоны, ферменты и т. д.), обеспечивающие их правильное функционирование.
По теории доктора Блэкберн, концевые участки ДНК могут удлиняться и, тем самым, тормозить старение организма.
Теломеры и старение
Исследователи обнаружили, что длина теломер связана с потенциальной продолжительностью жизни каждого человека и помогает определить возраст клетки. К 80 годам длина теломер с рождения сокращается вдвое.
Укорочение теломер и активность теломеразы связаны, например, с развитием рака и сердечно-сосудистых заболеваний, а также со снижением иммунитета.
Считается, что биологический возраст человека можно определить по длине его теломер. Несколько лабораторий в разных странах мира даже предлагают такую услугу за несколько сотен евро.
Кроме того, о состоянии теломер может рассказать образ жизни человека. По крайней мере, об этом говорят исследования 2011 и 2012 годов.
Теломеры укорачиваются из-за следующих факторов:
нездоровое питание (переизбыток сахара и омега-6 в рационе, употребление переработанных продуктов);
переедание и лишний вес;
загрязнение окружающей среды (химическое, электромагнитное, звуковое);
плохие эмоциональные и социальные отношения с другими людьми;
Факторы, влияющие на деление клеток
Содержание:
Питательные вещества
Питательные вещества, присутствующие в клетке, влияют на деление клеток. Некоторые питательные вещества, такие как витамины, минералы и антиоксиданты, способны нейтрализовать некоторые химические вещества в организме, которые вызывают мутации и деление клеток. Полезные для здоровья питательные вещества, получаемые из употребления фруктов и овощей, помогают гарантировать, что клетки остаются здоровыми и, следовательно, деление клеток производит клетки здоровья. В случае микроорганизмов питательные вещества поглощаются из окружающей среды.
генетика
Генетический код регулирует деление клеток. Будь то плод, растущий в утробе матери, ребенок, чьи кости растут, или пожилая женщина, чьи кости начали ломаться, частота и частота деления клеток регулируются генетическим кодом. Генетический код некоторых народов вызывает большее деление клеток, чем другие. Например, один человек, который вырастет до семи футов в высоту, будет иметь большее деление клеток во время фазы роста, чем тот, кто перестает расти на пяти футах.
химикалии
Воздействие токсичных химических веществ, таких как пестициды и некоторые чистящие средства, может вызвать мутацию клеток. Когда клетки мутируют, а затем делятся, получаются множественные мутированные и поврежденные клетки. Мутированные клетки являются причиной болезней. К счастью, существуют методы уничтожения клеток, которые были повреждены или мутировали во время деления клеток.
стресс
Стресс влияет на деление клеток. Исследования показывают, что экстремальные уровни стресса могут фактически повредить клетки в организме человека. Если эти клетки повреждены, но все еще подвергаются клеточному делению, новые клетки также будут повреждены. Это может вызвать рак и другие заболевания.
Как замедлить деление теломер и жить дольше
Теломеры — «наконечники» человеческих хромосом — отвечают за наше долголетие. В течение жизни они укорачиваются — мы стареем. Повлиять на процесс можно с помощью фермента теломеразы. В этом плане исследования, проведенные учеными из испанской организации Life Length, очень обнадеживают.
Теломераза умеет сдерживать сокращение теломер, но ее искусственное введение в организм, например, в виде специальных препаратов, чревато риском развития онкологии. Как быть? Ученые предлагают делать ставку на здоровый образ жизни, в том числе и правильное питание, дополненное приемом функциональных препаратов — метабиотиков. Но обо всем поподробнее.
Что такое теломеры?
Благодаря ученым понятие «генная медицина» постепенно перестает пугать, ведь именно исследование генома человека помогает побеждать болезни, спасать жизни, а в скором времени даже замедлять старение. Вместе с коллегами Кэрол Грейдер и Джеком Шостаком американский ученый-цитогенетик Элизабет Блэкберн — все они лауреаты Нобелевской премии, изучающие воздействие теломер и теломеразы на процесс старения, — объясняет эту связь… с помощью шнурков. Их пластиковые наконечники не только облегчают вдевание в отверстия обуви, но и защищают сами шнурки от изнашивания. Такие «наконечники» — теломеры — есть в хромосомах каждой клетки человека. Они «удерживают» генетическую информацию и защищают клетку от старения. В процессе жизнедеятельности клетки делятся, теломеры становятся короче. Когда их длина достигает критического минимума — так называемого предела Хейфлика. В 1961 году ученый Леонард Хейфлик изучал, как делящиеся в клеточной культуре клетки человека умирают приблизительно после 50 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе! В общем, понятно: чем длиннее теломеры, тем лучше для здоровья и продолжительности жизни. Больше увлекательных подробностей можно найти в книге Элизабет «Эффект теломер. Революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни», но, если у вас нет времени на чтение — небольшой экскурс — в нашей статье.
Интересные факты о теломерах
Теломераза и метабиотики
На жизнедеятельность «хромосомных наконечников» — теломер — напрямую влияет фермент теломераза, который вырабатывается в стволовых, половых и некоторых других типах тканей организма, например, в клетках эпителия кишечника. Теломераза замедляет деление теломер, естественным образом замедляя старение — чем меньше фермента, тем быстрее старение. В интернете можно встретить рекламу препаратов для активизации теломеразы, но, увы, они не работают и могут нанести вред. Побочный эффект при искусственном удлинении теломер за счет введения гена теломеразы приводит к мутации, перерождению клеток. Говоря проще — к развитию онкологии. Пролить свет на причинно-следственную связь в непростом вопросе помогли серьезные научные изыскания.
В ходе исследования в ведущей европейской биотехнологической организации Life Lenght (Испания) предстояло установить — повлияет ли метабиотик на выработку теломеразы, а вместе с тем и на теломеры. И результаты превзошли все ожидания! Итак, ученые взяли три группы клеток, две из которых в течение восьми недель питали составом Daigo lux разной концентрации, а третья группа была контрольной. Результаты удивили даже самих исследователей! Уже через шесть часов после начала эксперимента в клетках, обработанных составом Дайго, теломеры увеличились более чем на 40%! Спустя восемь недель теломеры в клетках без обработки Дайго сократились на 111%, а в обработанных сократились лишь на 39 % и на 57%. То есть клетки, обработанные составом Дайго, замедлили сокращение теломер более чем в два раза! Это и есть защита клетки и продление ее жизни — еще один феноменальный результат! То есть шанс на сохранение молодости и продление фазы активного долголетия с помощью функционального питания для микробиоты — в данном случае Daigo — доказанная реальность.
Возможно ли естественным образом влиять на теломеразу, чтобы замедлить тем самым сокращение теломер и продлить жизнь? Прекрасная новость — да! Согласно исследованию ученых Калифорнийского университета в Сан-Франциско, опубликованному в журнале The Lancet Oncology, добиться желаемого можно изменением образа жизни. С помощью определенного режима питания, физической активности, снижения стресса и социальной поддержки — общения с друзьями, близкими, единомышленниками. Так как же собственными силами повлиять на теломеразу, а следом — и на длину теломер? Например, с помощью витамина Д. В исследовании с участием более чем 2 000 женщин было установлено: ДНК участниц с большим уровнем витамина D оказались менее подвержены старению. Плюс удалось доказать прямую зависимость длины теломер от концентрации в организме витамина D. А еще исследователи не преминули отметить то обстоятельство, что женщины с большей концентрацией витамина D оказались более уравновешенными и менее раздражительными. Все это, по мнению ученых, свидетельствует о том, что люди с большим уровнем витамина D стареют медленнее по сравнению с теми, кто «обделен» таким ценным элементом.
А еще очень помогут физические нагрузки в разумных пределах. Лучше те, что по душе именно вам. Грета Блэкберн в своей книге The Immortality Edge: Realize the Secrets of Your Telomeres for a Longer, Healthier Life дает исчерпывающий отчет, как высокоинтенсивные физнагрузки препятствуют сокращению длины теломер. Исследование (PLoS One, май 2010) женщин, страдающих от хронического стресса в период постменопаузы, наглядно продемонстрировало, что «энергичная физическая активность … защищает людей, находящихся в состоянии стресса, оказывая влияние на длину теломер (TL)». То есть у женщин, что игнорируют физические упражнения, повышение уровня стресса на один пункт увеличивает вероятность сокращения длины теломер на 15%. При этом стрессовое состояние у физически активных респонденток на длине теломер не отразилось. Говоря проще, физические занятия высокой интенсивности —
действенный инструмент уменьшения сокращения длины теломер и, как следствие, замедления старения!
Что касается питания, для теломер полезны продукты с жирными кислотами Омега-3, пищевые волокна, овощи, орехи, бобовые, водоросли. Они действуют не напрямую, но вносят свой важный вклад в сохранение нашей молодости и продолжительности жизни.
Замедлить сокращение длины теломер можно и с помощью функционального питания — метабиотиков, о чем и свидетельствует исследование испанской лаборатории Life Length. Так что даже если вы не готовы к регулярным физическим нагрузкам ради долгой жизни, пересмотрите хотя бы свой рацион питания и не забывайте о метабиотиках.
Месяц назад мы запустили новый Instagram-проект — серию вопросов-ответов о здоровье, качестве жизни и красоте. Первая #теманедели была посвящена здоровью кишечника и эндокринной системы. На самые интересные вопросы наших фолловеров ответила Наталия Горн (@dr.nataliya_gorn), врач общей практики, специалист по стресс-менеджменту, health-коуч, anti-age-терапевт и автор знаменитых семинаров о нутриентах, витаминах и гормонах.
Оказывается, для поддержания здоровья кишечника и эндокринной системы многие успешные и известные люди принимают метабиотики, именно поэтому наш Instagram-проект мы решили провести вместе с компанией Дайго (@daigo_official) — эксклюзивным представителем японского метабиотика в России.
Наша героиня — врач-эндокринолог Дарья Гусакова — увлекательно рассказывает о том, почему кишечник — это второй мозг, как правильно кормить микробиоту и зачем проверять свое здоровье по системе SMART.
«Меняя состав и „самочувствие“ микробиоты, можно улучшить здоровье и настроение, продлить молодость и даже увеличить продолжительность жизни».
Сергей Вялов, широко известный в России и даже за рубежом врач-гастроэнтеролог, гепатолог, к.м.н., популяризатор науки, автор более 160 публикаций в научных журналах и 20 книг, умеет захватывающе рассказывать о своем предмете и знает, как улучшить жизнь путем питания.
«Улучшать здоровье ради его улучшения не стоит. Решайте конкретные проблемы самочувствия, исходите из своих целей, консультируйтесь со специалистами, сдавайте соответствующие анализы».
Наталию Горн (@dr.nataliya_gorn) знают как врача общей практики, специалиста по стресс-менеджменту, health-коуча, anti-age-терапевта и автора семинаров о нутриентах, витаминах и гормонах. И все это о качестве жизни. Как его повысить и вывести на новый уровень, Наталия Горн рассказала в интервью Posta-Magazine.
«Сегодня наметился мощный тренд: мы смещаем фокус внимания на самого человека, разрешаем ему быть собой и слышать свои истинные желания. Только когда человек разрешает себе чувствовать, переживать самые разные эмоции, что-то сдвигается с места и появляется шанс поднять качество жизни».
Мы все знаем, что внешность бывает обманчива. Но это утверждение не работает, когда речь идет о подлинной красоте человека, которая отражает внутреннее состояние организма. Самый короткий и проверенный путь к привлекательности, долгой и качественной жизни — помочь организму работать так, как задумано природой. И наш сообщник в этом — японский метабиотик Daigo.
«Вместо живых лактобактерий нужно использовать в пищу продукты их секреций», — утверждает японский ученый Казуоши Масагаки.
Что влияет на деление клеток
Известно, что одни клетки непрерывно делятся, например стволовые клетки костного мозга, клетки зернистого слоя эпидермиса, эпителиальные клетки слизистой кишечника; другие, включая гладкомышечные, могут не делиться в течение нескольких лет, а некоторые клетки, например нейроны и поперечнополосатые мышечные волокна, вообще не способны делиться (если не считать внутриутробный период).
В некоторых тканях дефицит клеточной массы устраняется за счет быстрого деления оставшихся клеток. Так, у некоторых животных после хирургического удаления 7/8 печени ее масса восстанавливается почти до исходного уровня за счет деления клеток оставшейся 1/8 части. Таким свойством обладают многие железистые клетки и большинство клеток костного мозга, подкожной клетчатки, кишечного эпителия и других тканей, за исключением высокодифференцированных мышечных и нервных клеток.
Пока мало известно, каким образом в организме поддерживается необходимое число клеток разных типов. Тем не менее, экспериментальные данные говорят о существовании трех механизмов регуляции клеточного роста.
Во-первых, деление многих видов клеток находится под контролем факторов роста, вырабатываемых другими клетками. Некоторые из этих факторов поступают к клеткам из крови, другие — из близлежащих тканей. Так, эпителиальные клетки некоторых желез, например поджелудочной, не могут делиться без фактора роста, вырабатываемого подлежащей соединительной тканью.
Во-вторых, большинство нормальных клеток перестают делиться при недостатке места для новых клеток. Это можно наблюдать в клеточных культурах, в которых клетки делятся, пока не начнут контактировать друг с другом, затем они прекращают деление.
В-третьих, многие тканевые культуры перестают расти, если в культуральную жидкость попадает даже небольшое количество вырабатываемых ими веществ. Все эти механизмы контроля клеточного роста можно рассматривать как варианты механизма отрицательной обратной связи.
Регуляция размера клеток. Размер клетки зависит в основном от количества функционирующей ДНК. Так, при отсутствии репликации ДНК клетка растет, пока не достигнет определенного объема, после этого ее рост прекращается. Если с помощью колхицина заблокировать процесс образования веретена деления, то можно остановить митоз, хотя репликация ДНК при этом будет продолжаться. Это приведет к тому, что количество ДНК в ядре значительно превысит норму, и объем клетки увеличится. Предполагается, что избыточный рост клеток в данном случае обусловлен повышенной продукцией РНК и белка.
Дифференциация клеток в тканях
Одной из характеристик роста и деления клеток является их дифференцировка, под которой понимают изменение их физических и функциональных свойств в ходе эмбриогенеза с целью образования специализированных органов и тканей организма. Рассмотрим интересный эксперимент, помогающий объяснить этот процесс.
Если из яйцеклетки лягушки с помощью специальной методики вынуть ядро и вместо него поместить ядро клетки слизистой кишечника, то из такой яйцеклетки может вырасти нормальная лягушка. Этот эксперимент показывает, что даже такие высокодифференцированные клетки, как клетки слизистой кишечника, содержат всю необходимую генетическую информацию для развития нормального организма лягушки.
Из эксперимента ясно, что дифференцировка идет не за счет потери генов, а благодаря селективной репрессии оперонов. Действительно, на электронных микрофотографиях можно увидеть, что некоторые сегменты ДНК, «упакованные» вокруг гистонов, конденсированы настолько сильно, что уже не могут быть расплетены и использованы в качестве матрицы для транскрипции РНК. Этому явлению можно дать такое объяснение: на определенной стадии дифференцировки клеточный геном начинает синтезировать белки-регуляторы, которые необратимо репрессируют определенные группы генов, поэтому эти гены навсегда остаются инактивированными. Как бы то ни было, зрелые клетки человеческого организма способны синтезировать всего 8000-10000 разных белков, хотя если бы функционировали все гены, эта цифра составила бы около 30000.
Эксперименты на эмбрионах показывают, что некоторые клетки способны осуществлять контроль над дифференцировкой соседних клеток. Так, хордомезодерму называют первичным организатором эмбриона, поскольку вокруг нее начинают дифференцироваться все остальные ткани эмбриона. Превращаясь в ходе дифференцировки в сегментированную, состоящую из сомитов дорсальную мезодерму, хордомезодерма становится индуктором для окружающих тканей, запускающим формирование из них практически всех органов.
В качестве другого примера индукции можно привести развитие хрусталика. Когда глазной пузырек соприкасается с головной эктодермой, она начинает утолщаться, постепенно превращаясь в хрусталиковую плакоду, а та, в свою очередь, образует впячивание, из которого в результате и формируется хрусталик. Таким образом, развитие эмбриона в значительной степени обусловлено индукцией, суть которой заключается в том, что одна часть эмбриона вызывает дифференцировку другой, а та — дифференцировку остальных частей.
Итак, хотя дифференцировка клеток в целом все еще остается для нас загадкой, многие регуляторные механизмы, которые лежат в ее основе, нам уже известны.