Telomerii şi telomeraza, proteina nemuririi. Secretul longevității umane
Telomerii, nişte structuri repetitive de ADN, şi telomeraza – o enzimă prezentă în mod natural în organismul uman, par a fi, potrivit cercetărilor ştiinţifice recente, cheia longevităţii umane, un fel de “izvor al tinereţii”, considerat, până nu demult, din perspectivă ştiinţifică, o imposibilitate, având în vedere finitudinea condiţiei umane.
Venim în lumea aceasta cu un “rezervor” de viaţă, cu o durată “programată” a existenţei noastre?
Faptul că lungimea telomerilor joacă un rol esențial în durata vieții a fost, până în prezent, un adevărat mister pentru știință.
În anii 1970, biologul rus Alexei Olovnikov a fost primul care a sugerat că secvențele de ADN de la capetele telomerilor se pierd de fiecare dată când o celulă se reproduce, până când pierderea atinge un nivel critic, moment în care se termină diviziunea celulară.
În 2009, doi biologi, unul american, celălalt canadian, Carol Greider și Jack Szostak, au primit Premiul Nobel pentru Medicină, pentru descoperirea modului în care cromozomii sunt protejați de telomeri și au identificat, de asemenea, pentru prima dată, enzima numită telomerază, cu rolul de a menține lungimea cromozomului, prin adăugarea unei structuri specifice la fiecare capăt – telomerul.
De atunci, alte cercetări au scos la iveală legături uimitoare intre telomeri, telomerază şi longevitatea umană, implicit legături cu diverse afecţiuni care ţin de replicarea celulară, dat fiind faptul că păstrarea integrității telomerilor este esențială pentru menținerea sănătății celulare și prevenirea unor procese legate de îmbătrânire și boală.
Ce sunt telomerii?
Telomerii sunt structuri repetitive de ADN localizate la capetele cromozomilor. Aceştia au rolul de a proteja integritatea cromozomilor în timpul procesului de diviziune celulară. Telomerii sunt ca niște capace de protecție pentru cromozomi, ajutând la prevenirea deteriorării acestora și la menținerea stabilității genomului.
La naştere, lungimea telomerilor este între 8.000 şi 13.000 de unităţi. Această lungime scade, în medie, cu aproximativ 30%, până în jurul vârstei de 35 de ani, iar procesul continuă până la sfârşitul vieţii, lungimea telomerilor determinând durata de viaţa a celulelor noastre. Este un fapt (şi nu ne naștem egali nici din acest punct de vedere) că fiecare are un ”rezervor” de viață mai mult sau mai puțin “generos”.
În timpul fiecărei diviziuni celulare, telomerii se scurtează, deoarece ADN-ul nu poate fi replicat complet la capătul 3 al lanțului – este o caracteristică a procesului de îmbătrânire celulară. În cele din urmă, odată ce telomerii devin prea scurți, celulele pot intra în stare de senescență (îmbătrânire) sau pot suferi apoptoza (moartea celulară programată).
Altfel spus, în interiorul nucleului unei celule, genele noastre sunt aranjate de-a lungul unor molecule de ADN dublu catenare, răsucite, numite cromozomi. La capetele cromozomilor se află întinderi de ADN numite telomeri, care ne protejează datele genetice, fac posibilă diviziunea celulară și dețin câteva secrete despre cum şi de ce îmbătrânim.
Telomerii au fost comparați cu vârfurile de plastic ale șireturilor de la pantofi, deoarece apără capetele cromozomilor să se zdrobească și să se lipească unele de altele, ceea ce ar distruge sau amesteca informațiile genetice ale unui organism. De fiecare dată când o celulă se divide, telomerii se scurtează. Când devin prea scurţi, celula nu se mai poate diviza, devine inactivă sau moare. Procesul de scurtare este asociat cu îmbătrânirea și cu un risc mai mare de deces.
Telomeraza – izvorul tinereţii?
Telomeraza, de a cărei existenţă şi funcţionalitate au început să se cunoască lucruri abia începând cu anul 2006, când a fost identificată de laureaţii Premiului Nobel pentru Medicină, este o enzimă specializată, responsabilă pentru prelungirea telomerilor, structurile repetitive de ADN situate la capetele cromozomilor.
Funcția principală a telomerazei este să adauge secvențe repetate de ADN la capetele telomerilor, contracarând astfel scurtarea naturală a acestora ,care apare în timpul diviziunilor celulare.
Telomeraza joacă un rol crucial în menținerea stabilității genomului și în prevenirea îmbătrânirii celulare premature. În absența telomerazei, telomerii se scurtează de fiecare dată când o celulă se divide, ducând în cele din urmă la incapacitatea celulei de a se mai divide (senescență celulară) sau chiar la moartea celulară programată (apoptoză). Această scurtare a telomerilor este asociată cu procesul de îmbătrânire celulară și cu diverse boli legate de îmbătrânire.
În mod normal, activitatea telomerazei este bine reglată în organism. Telomeraza este activă, în mod obișnuit, în celulele germinale (care dau naștere ovulelor și spermatozoizilor) și în celulele stem, contribuind astfel la menținerea integrității telomerilor în aceste linii celulare fundamentale.
Cu toate acestea, în majoritatea celulelor somatice (non-reproductive), telomeraza este prezentă în cantități reduse sau absentă, ceea ce contribuie la scurtarea progresivă a telomerilor odată cu fiecare ciclu de diviziune celulară.
Există un interes semnificativ în cercetarea telomerazei, în contextul îmbătrânirii și al bolilor canceroase, iar modul în care aceasta poate fi reglată pentru a preveni scurtarea excesivă a telomerilor și pentru a preveni anumite condiții patologice este un subiect de studiu intens.
De ce se scurtează telomerii?
Când ajungem în această lume, nu știm cât de mari sunt telomerii noștri. Cu alte cuvinte, nu știm cât de plin este ”rezervorul nostru de viață”. Se pare că organismul este “condamnat” la o durată maximă de viață de aproximativ 115 ani şi încă nu se cunosc toate mecanismele care guvernează relaţia dintre lungimea telomerilor şi longevitate.
Leonard Hayflick, profesor de anatomie şi microbiologie, la Universitatea Stanford, care a cercetat procesul de îmbătrânire mai bine de 50 de ani, este cel care a descoperit că celulele umane normale se divid pentru un număr limitat de ori în vitro (limita Hayflick), răsturnând o convingere veche – aceea că toate celulele cultivate sunt nemuritoare. Hayflick a demonstrat, de asemenea, că celulele normale au memorie și își pot aminti ce nivel de diviziune au atins.
Un studiu danez, efectuat pe aproape 65.000 de persoane, urmărite de-a lungul a 7 ani, a arătat că scurtarea telomerilor a fost asociată cu diferiți factori – vârsta, sexul masculin, indicele de masă corporală, tensiunea arterială, consumul de tutun și alcool, timpul de inactivitate fizică, colesterolul, factorii de mediu, stresul și anumite boli care au un impact negativ asupra lungimii telomerilor.
În plus, viteza de scurtare a telomerilor este diferită la bărbați față de femei. Un studiu a demonstrat că, într-un grup de bărbați și femei de 48 de ani, a existat o diferență semnificativă în lungimea telomerilor de aproximativ 320 unităţi (echivalentă cu aproximativ 8 până la 10 ani diferență).
Cum poate fi contracarată scurtarea telomerilor?
Până la momentul actual, s-au făcut mai multe experimente pe păsări (cinteza-zebră) şi pe şoareci, pentru ca specialiştii să aibă confirmarea faptului că manipularea telomerilor şi a enzimei asociate – telomeraza – se poate face fără modificări genetice şi rezultatele au arătat o durată de viață mai lungă, o sănătate mai bună, un metabolism mai eficient, niveluri scăzute de colesterol, toleranță crescută la insulină și glucoză, în cazul acestor vieţuitoare. Aşadar, longevitatea a fost crescută semnificativ pentru prima dată fără nicio modificare genetică.
Se ştie, de asemenea, că procesul de reparare a structurii telomerilor de către telomerază are loc în mod obişnuit la nivelul celulelor stem embrionare şi adulte, precum şi la nivelul anumitor celule aparținând sistemului imunitar.
Cert este că datele de care dispun specialiştii la acest moment indică faptul că telomeraza, pe care unii o numesc “proteina nemuririi”, inversează procesul de îmbătrânire.
Nu întâmplător, nenumărate experimente se fac şi pe homari, urmărindu-se metabolismul acestora, având în vedere că acest crustaceu care trăieşte în adâncul mărilor nu moare niciodată de bătrânețe, datorită nivelului ridicat de telomerază.
Alimente care alungesc telomerii
Sunt încă multe aspecte de lămurit în legătură cu telomerii şi telomeraza şi până când vor fi puse la punct terapii care să exploateze această caracteristică a organismului uman. Până atunci însă, pentru a păstra lungimea telomerilor, consideră cei care au studiat acest aspect, putem mai întâi să fim atenți la evitarea stărilor negative, de stres și anxietate, iar din dieta noastră n-ar trebui să lipsească:
- alimentele bogate în antioxidanţi – merișoare, cimbru, chimen, frunze de mentă, ghimbir, etc., care ajută în lupta împotriva îmbătrânirii celulare;
- alimentele bogate în magneziu – legume verzi, cereale integrale, fructe uscate, leguminoase, ciocolată, magneziul având un rol esenţial în asimilarea vitaminei C şi a calciului; acest mineral este cunoscut și pentru proprietățile sale anti-stres.
- alimentele bogate în vitamina C – citrice, coacăze negre, pătrunjel, ardei cruzi, vitamina C având proprietăţi antioxidante, contribuind la neutralizarea radicalilor liberi şi protejând astfel celulele organismului de îmbătrânire.
Un studiu care a inclus peste 800 de participanți a arătat că persoanele care au consumat multe produse ultraprocesate au avut aproape de două ori mai multe șanse de a avea telomeri scurţi şi au prezentat o îmbătrânire biologică mai mare decât cei care au mâncat sănătos.
Telomerii – un vast teritoriu necunoscut, care fascinează
Aşadar, cu cât celulele noastre îmbătrânesc mai mult, cu atât se reproduc mai puțin și cu atât pierdem treptat funcțiile esențiale, iar acum se ştie că telomerii, partea situată la capătul cromozomilor, reprezintă cheia pentru protejarea celulelor împotriva senescenței.
Rămân însă multe aspecte de analizat, cum ar fi, de pildă, alungirea telomerilor la nivelul celulelor tumorale, care determină apariția unei proliferări celulare anormale şi accentuate la nivelul acestor celule, telomerii fiind implicaţi şi în apariția şi dezvoltarea proceselor canceroase.
Chestiunea duratei de viață a omului este încă un vast teritoriu necunoscut, care îi fascinează deopotrivă pe specialişti şi pe oamenii obişnuiţi. În fiecare lună, sunt publicate aproape o mie de articole științifice despre biologia îmbătrânirii sau a longevității.
Numărul persoanelor în vârstă de 60 de ani și peste această vârstă, în populația mondială, spun statisticile, aproape că se va dubla până în 2050. Și dacă trăim mai mult, vrem să îmbătrânim fără să fim bolnavi sau să părem bătrâni, vrem să ne păstrăm vitalitatea, iar telomerii şi telomeraza ar putea fi secretul ”conservării” tinereţii şi, mai ales, calea spre vindecarea unor boli considerate, la momentul actual, incurabile.
