теломераза что это такое в каких продуктах содержится

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;

Источник

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.

Источник

Диета для теломер – секрет долголетия и здоровья

XXI столетие ознаменовалось наступлением новой эры в области диетологии, продемонстрировавшей огромную пользу, которую может принести здоровью человека правильный подбор рациона. С этой точки зрения поиски секрета «таблеток от старости» уже не выглядят несбыточной мечтой. Последние открытия ученых указывают на то, что определенным образом подобранное питание может, по крайней мере частично, изменить ход биологических часов организма и замедлить его старение. В данной статье современная информация, полученная специализирующимися в области диетологии учеными, проанализирована в контексте улучшения состояния теломер, являющегося ключевым механизмом замедления старения в буквальном смысле этого слова.

Теломеры – это повторяющиеся последовательности ДНК, локализующиеся на концах хромосом. При каждом делении клетки теломеры укорачиваются, что в конечном итоге приводит к утрате клеткой способности к делению. В результате клетка вступает в фазу физиологического старения, ведущую к ее гибели. Накопление таких клеток в организме повышает риск развития заболеваний. В 1962 году Леонард Хейфлик (Leonard Hayflick) совершил революцию в биологии, разработав теорию известную как теория предела Хейфлика. Согласно этой теории, максимальная потенциальная продолжительность жизни человека составляет 120 лет. Согласно теоретическим подсчетам, именно к этому возрасту в организме становится слишком много клеток, не способных делиться и поддерживать его жизнедеятельность. Пятьдесят лет спустя появилось новое направление науки о генах, открывшее человеку перспективы оптимизации его генетического потенциала.

Различные стрессовые факторы способствуют преждевременному укорочению теломер, что, в свою очередь, ускоряет биологическое старение клеток. Многие пагубные для здоровья возрастные изменения организма ассоциированы с укорочением теломер. Доказано существование взаимосвязи между укорочением теломер и заболеваниями сердца, ожирением, сахарным диабетом и дегенерацией хрящевой ткани. Укорочение теломер снижает эффективность функционирования генов, что влечет за собой триаду проблем: воспаление, окислительный стресс и снижение активности иммунных клеток. Все это ускоряет процесс старения и повышает риск развития возрастных болезней.

Еще одним важным аспектом является качество теломер. Например, пациенты с болезнью Альцгеймера далеко не всегда имеют короткие теломеры. В то же время их теломеры всегда демонстрируют выраженные признаки функциональных нарушений, коррекции которых способствует витамин Е. В определенном смысле теломеры являются «слабым звеном» ДНК. Они легко повреждаются и нуждаются в восстановлении, однако не располагают мощными репарационными механизмами, используемыми другими регионами ДНК. Это приводит к накоплению частично поврежденных и плохо функционирующих теломер, низкое качество которых не зависит от их длины.

Одним из подходов к замедлению процесса старения является применение стратегий, замедляющих процесс укорочения теломер, одновременно защищающих их и устраняющих возникающие повреждения. В последнее время специалисты получают все больше данных, согласно которым этого можно добиться путем правильного подбора рациона питания.

Еще одной привлекательной перспективой является возможность удлинения теломер с одновременным поддержанием их качества, что в прямом смысле позволит повернуть стрелки биологических часов вспять. Этого можно добиться путем активизации фермента теломеразы, способного восстанавливать утраченные фрагменты теломер.

Базовое питание для теломер

Активность генов проявляет определенную гибкость, и питание является превосходным механизмом компенсирования генетических недостатков. Многие генетические системы закладываются в течение первых недель внутриутробного развития и формируются в раннем возрасте. После этого они подвергаются влиянию широкого спектра факторов, в т.ч. пищевых. Это влияние можно назвать «эпигенетическими настройками», определяющими то, как гены проявляют заложенные в них функции.

Длина теломер также регулируется эпигенетически. Это означает, что на нее оказывает влияние рацион питания. Плохо питающиеся матери передают детям неполноценные теломеры, что в будущем повышает риск развития заболеваний сердца (для клеток пораженных атеросклерозом артерий характерно большое количество коротких теломер). Напротив, полноценное питание матери способствует формированию у детей теломер оптимальной длины и качества.

Для полноценного функционирования теломер необходимо их адекватное метилирование. (Метилирование – это химический процесс, заключающийся в присоединении к нуклеиновому основанию ДНК метильной группы (-CH3).) Основным донором метильных групп в клетках человека является кофермент S-аденозилметионин, для синтеза которого организм использует метионин, метилсульфонилметан, холин и бетаин. Для нормального протекания процесса синтеза этого кофермента необходимо присутствие витамина В12, фолиевой кислоты и витамина В6. Фолиевая кислота и витамин В12 одновременно вовлечены во многие механизмы, обеспечивающие стабильность теломер.

Наиболее важными пищевыми добавками для поддержания теломер являются качественные витаминные комплексы, принимаемые на фоне рациона, содержащего адекватное количество белков, в особенности серосодержащих. В такой рацион должны входить молочные продукты, яйца, мясо, курица, бобовые, орехи и зерновые. Яйца являются наиболее богатым источником холина.

Для поддержания хорошего настроения мозгу также требуется большое количество метильных доноров. Хронический стресс и депрессия часто свидетельствуют о дефиците метильных доноров, что означает плохое состояние теломер и их подверженность преждевременному укорочению. Это является основной причиной того, что стресс старит человека.

Результаты исследования с участием 586 женщин показали, что теломеры участниц, регулярно принимавших мультивитамины, были на 5% длиннее теломер женщин, не принимавших витамины. У мужчин наиболее высокие уровни фолиевой кислоты соответствовали более длинным теломерам. Еще одно исследование с участием людей обоих полов также выявило положительную взаимосвязь между содержанием фолиевой кислоты в организме и длиной теломер.

Чем большую нагрузку вы испытываете и/или чем хуже себя чувствуете эмоционально или психически, тем больше внимания вам следует уделять получению достаточного количества базовых питательных веществ, которые помогут не только вашему мозгу, но и вашим теломерам.

Минералы и антиоксиданты способствуют сохранению стабильности генома и теломер

Питание является превосходным механизмом замедления износа организма. Многие питательные вещества защищают хромосомы, в том числе теломеразную ДНК, и повышают эффективность работы механизмов восстановления ее повреждений. Недостаток антиоксидантов ведет к увеличению количества повреждений под действием свободных радикалов и повышению риска деградации теломер. Например, теломеры пациентов с болезнью Паркинсона короче, чем теломеры здоровых людей такого же возраста. При этом степень деградации теломер непосредственно зависит от выраженности свободно-радикальных повреждений, ассоциированных с заболеванием. Также показано, что женщины, употребляющие с пищей мало антиоксидантов, имеют короткие теломеры и входят в группу повышенного риска развития рака молочной железы.

Для функционирования многих ферментов, вовлеченных в копирование и восстановление повреждений ДНК, необходим магний. Одно из исследований на животных показало, что недостаток магния ассоциирован с увеличением выраженности свободно-радикальных повреждений и укорочением теломер. Эксперименты на клетках человека продемонстрировали, что отсутствие магния приводит к стремительной деградации теломер и подавляет деление клеток. В день, в зависимости от интенсивности нагрузки и уровня стресса, организм человека должен получать 400-800 мг магния.

Цинк играет важную роль в функционировании и восстановлении ДНК. Недостаток цинка приводит к появлению большого количества разрывов цепочек ДНК. У пожилых людей недостаток цинка ассоциирован с короткими теломерами. Минимальное количество цинка, которое человек должен получать в день, составляет 15 мг, а оптимальные дозировки составляют около 50 мг в день для женщин и 75 мг – для мужчин. Получены данные, согласно которым новый цинкосодержащий антиоксидант карнозин уменьшает скорость укорочения теломер в фибробластах кожи, одновременно замедляя их старение. Карнозин также является важным антиоксидантом для мозга, что делает его хорошим помощников в борьбе со стрессом. Многие антиоксиданты способствуют защите и восстановлению ДНК. Например, установлено, что витамин С замедляет укорочение теломер в клетках сосудистого эндотелия человека.

Впечатляет тот факт, что одна из форм витамина Е, известная как токотриенол, способна восстанавливать длину коротких теломер в фибробластах человека. Также есть данные о способности витамина С стимулировать активность удлиняющего теломеры фермента теломеразы. Эти данные свидетельствуют в пользу того, что употребление определенных продуктов питания способствует восстановлению длины теломер, что потенциально является ключом к обращению процесса старения вспять.

ДНК находится под непрерывной атакой свободных радикалов. У здоровых полноценно питающихся людей система антиоксидантной защиты частично предотвращает и восстанавливает повреждения ДНК, что способствует сохранению ее функций.

По мере старения человека его здоровье постепенно ухудшается, в клетках происходит накопление поврежденных молекул, запускающих процессы свободно-радикального окисления и препятствующих восстановлению повреждений ДНК, в том числе теломер. Этот процесс, нарастающий по принципу «снежного кома», может усугубляться такими состояниями, как ожирение.

Воспаление и инфекции способствуют деградации теломер

На современном уровне понимания биологии теломер наиболее реалистичной перспективой является разработка методов замедления процесса их укорочения. Возможно, со временем человеку удастся достичь своего предела Хейфлика. Это возможно только в том случае, если мы научимся препятствовать износу организма. Сильные стрессы и инфекции являются двумя примерами причин такого износа, ведущего к укорочению теломер. Оба воздействия имеют выраженный воспалительный компонент, стимулирующий продукцию свободных радикалов и вызывающий повреждения клеток, в том числе теломер.

В условиях сильного воспалительного стресса гибель клеток стимулирует их активное деление, что, в свою очередь, ускоряет деградацию теломер. Кроме того, формирующиеся при воспалительных реакциях свободные радикалы также повреждают теломеры. Таким образом, мы должны прикладывать максимальные усилия к подавлению как острых, так и хронических воспалительных процессов и предотвращению инфекционных заболеваний.

Однако полное исключение из жизни стрессов и воспалительных реакций является невыполнимой задачей. Поэтому хорошей идеей при травмах и инфекционных заболеваниях является добавление в рацион витамина D и докозагексаеновой кислоты (омега-3 жирной кислоты), способных оказать поддержку теломерам в условиях воспаления.

Витамин D модулирует количество тепла, генерируемого иммунной системой в ответ на воспаление. При дефиците витамина D существует опасность перегрева организма, синтеза огромного количества свободных радикалов и повреждения теломер. Способность переносить стресс, в том числе инфекционные заболевания, во многом зависит от уровня витамина D в организме. В исследовании с участием 2 100 близнецов женского пола в возрасте 19-79 лет ученые продемонстрировали, что наиболее высокие уровни витамина D ассоциированы с наиболее длинными теломерами, и наоборот. Разница в длине теломер при наиболее высоких и наиболее низких уровнях витамина D соответствовала примерно 5 годам жизни. Еще одно исследование показало, что употребление взрослыми с избыточной массой тела 2 000 МЕ витамина D в день стимулирует активность теломеразы и способствует восстановлению длины теломер, несмотря на метаболический стресс.

Подавление воспалительных процессов естественным образом путем коррекции рациона питания является ключом к сохранению теломер. Немаловажную роль в этом могут сыграть омега-3 жирные кислоты – докозагексаеновая и эйкозапентаеновая. Наблюдение за группой пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы в течение 5 лет показало, что наиболее длинные теломеры были у пациентов, употреблявших большее количество этих жирных кислот, и наоборот. При проведении еще одного исследования было установлено, что повышение уровня докозагексаеновой кислоты в организме пациентов с умеренными нарушениями познавательной функции снижало скорость укорочения их теломер.

Существует очень большое количество пищевых добавок, подавляющих активность воспалительного сигнального механизма, опосредуемого ядерным фактором каппа-би (NF-kappaB). Экспериментально доказано положительное влияние на состояние хромосом, оказываемое посредством запуска этого противовоспалительного механизма, таких природных соединений, как кверцетин, катехины зеленого чая, экстракт виноградных косточек, куркумин и ресвератрол. Обладающие этим свойством соединения также содержатся во фруктах, овощах, орехах и цельном зерне.

Одним из наиболее активно изучаемых природных антиоксидантов является куркумин, придающий ярко-желтую окраску приправе карри. Разные группы исследователей изучают его способность стимулировать восстановление повреждений ДНК, в особенности эпигенетических нарушений, а также предотвращать развитие рака и повышать эффективность его лечения.
Еще одним многообещающим природным соединением является ресвератрол. Результаты исследований на животных свидетельствуют о том, что ограничение калорийности рациона при сохранении его питательной ценности сохраняет теломеры и увеличивает продолжительность жизни за счет активации гена sirtuin 1 (sirt1) и повышению синтеза белка сиртуина-1. Функция этого белка заключается в «настройке» систем организма на работу в «режиме экономии», что очень важно для выживания вида в условиях недостатка питательных веществ. Ресвератрол напрямую активирует ген sirt1, что положительно сказывается на состоянии теломер, в особенности в отсутствие переедания.

На сегодняшний день очевидно, что короткие теломеры являются отражением низкого уровня способности систем клетки к восстановлению повреждений ДНК, в том числе теломер, что соответствует повышенному риску развития рака и болезней сердечно-сосудистой системы. В рамках интересного исследования с участием 662 человек у участников с детского возраста до 38 лет регулярно оценивали содержание в крови липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), известных как «хороший холестерин». Наиболее высокие уровни ЛПВП соответствовали наиболее длинным теломерам. Исследователи считают, что причина этого кроется в менее выраженном накоплении воспалительных и свободно-радикальных повреждений.

Основной вывод из всего вышеперечисленного заключается в том, что человек должен вести образ жизни и соблюдать рацион питания, минимизирующие износ организма и предотвращающие повреждения, вызываемые свободными радикалами. Важным компонентом стратегии защиты теломер является употребление продуктов, подавляющих воспалительные процессы. Чем лучше состояние здоровья человека, тем меньше усилий он может предпринимать, и наоборот. Если вы здоровы, ваши теломеры будут укорачиваться в результате нормального процесса старения, поэтому для минимизации этого влияния вам достаточно по мере взросления (старения) увеличивать поддержку теломер с помощью пищевых добавок. Параллельно этому следует вести сбалансированный образ жизни и избегать видов деятельности и употребления веществ, оказывающих отрицательное влияние на здоровье и ускоряющих деградацию теломер.

Более того, при неблагоприятных стечениях обстоятельств, таких как несчастные случаи, заболевания или эмоциональные травмы, теломерам следует обеспечивать дополнительную поддержку. Затяжные состояния, такие как посттравматический стресс, чреваты укорочением теломер, поэтому очень важным условием для любого типа травмы или неблагоприятного воздействия является полное восстановление.

Теломеры отражают жизнеспособность организма, обеспечивающую его способность справляться с различными задачами и требованиями. При укорочении теломер и/или их функциональных нарушениях организму приходится прилагать бОльшие усилия для того, чтобы выполнять повседневные задачи. Такая ситуация приводит к накоплению в организме поврежденных молекул, что затрудняет процессы восстановления и ускоряет старение. Это является предпосылкой развития целого ряда заболеваний, указывающих на «слабые места» организма.

Состояние кожи является еще одним показателем статуса теломер, отражающим биологический возраст человека. В детстве клетки кожи делятся очень быстро, а с возрастом скорость их деления замедляется в стремлении сэкономить утрачивающие способность к восстановлению теломеры. Лучше всего биологический возраст оценивать по состоянию кожи предплечий рук.

Сохранение теломер является исключительно важным принципом сохранения здоровья и долголетия. Сейчас перед нами открывается новая эра, в которой наука демонстрирует все новые способы замедления старения с помощью продуктов питания. Никогда не поздно и не рано начать вносить в свой образ жизни и рацион питания изменения, которые направят вас в нужном направлении.

Источник