Biohacking dla lepszego zdrowia

Ludzie zawsze byli zafascynowani nieśmiertelnością. Podczas gdy wielkie postępy w opiece medycznej umożliwiły przedłużenie żywotności, często wiązało się to z ceną współistnienia choroby przewlekłe związany z starzenie siętakie jak choroby układu krążenia, nowotwory, cukrzyca typu 2 (T2DM), nadciśnienie tętnicze oraz rodzaje demencji, takie jak choroba Alzheimera i Parkinsona.

Prawdziwym „celem gry” jest posiadanie długiego okresu zdrowia przy nieznacznym starzenie się. Oznacza to brak starzenie biologiczne, takie jak zmniejszenie funkcjonalnego spadku narządów i sprawności całego ciała, opóźnienie utraty zdolności reprodukcyjnych i opóźnienie ryzyka śmierci wraz z postępem wieku. Tak naprawdę chcemy wydłużyć młodość, a nie starzenie się. Osiągając to, możemy zacząć przesuwać granice w zakresie wydłużania zdrowego życia. 

Starzenie się na poziom komórki jest określana przez szybkość uszkodzeń komórkowych w porównaniu do szybkości naprawy. Akumulacja uszkodzeń związanych ze starzeniem się objawia się tym, że komórki nie zachowują się już „prawidłowo” jako część zbiorowości, która tworzy tkanki organu, np. komórki nowotworowe.

U zdrowych osób akumulacja uszkodzeń jest kontrolowana poprzez apoptozę, czyli kontrolowaną śmierć komórki, oraz udoskonalone procesy komórkowe, w tym autofagia i mitofagia; „zjadanie, rozkładanie i recykling” uszkodzonych składników wewnątrzkomórkowych (wewnątrzkomórkowych) (organelli). Glukoza odżywcza i hormon insulina regulują kontrolę jakości komórkowej. Gospodarstwo wewnątrzkomórkowe umożliwia odrzucanie nieefektywnych i toksycznych komórek ze stada. Z czasem zdolność komórki do wywoływania apoptozy ulega upośledzeniu, umożliwiając stopniowemu przemykaniu się pod radarem dysfunkcji. Z czasem akumulacja Liczba tych dysfunkcyjnych komórek w narządzie sprzyja rozwojowi choroby. 

Ludzie są organizmami wielokomórkowymi, w których nasze zdrowe komórki działają zbiorowo. Aby mieć długi zdrowy długość życia, nasze komórki nie tylko muszą żyć dłużej, ale także muszą funkcjonować prawidłowo. Komórki rakowe są długowieczne i zdolne do nieograniczona replikacja; jednak unikają one apoptozy i stają się samolubnie pierwotne, cofające się do zachowania organizmu jednokomórkowego. Naszym celem jest utrzymanie optymalnej funkcji organów, zapewniając sobie długą healthspan z nieznacznym starzeniem się i być może nutką nieśmiertelności. 

mitochondria są wewnątrzkomórkowe organelle; te organelle są pozostałościami symbiotycznych protobakterii, pochodzących z proteobakterii, które zaczęły żyć w komórce gospodarza pochodzącej od archeonów, która była najbardziej zbliżona spokrewniony z archeonami Asgardu (niedawno zidentyfikowana grupa starożytnych organizmów jednokomórkowych). Mówiąc prościej, obca, jednokomórkowa, starożytna bakteria zamieszkała wewnątrz komórek, z których ostatecznie wyewoluowaliśmy w nas. Asgardyjskie endocytowane proteobakterie ewoluowały w mitochondria; poprzez proces zwany endosymbiozą, stały się one od siebie zależne. Teraz one wspierają nas, a my wspieramy je. Nasze komórki, z mitochondriami i innymi organellami w środku, nazywane są komórkami „eukariotycznymi”. 

Mitochondria mają własny genom: policistronowe koliste DNA, podczas gdy ich wewnętrzne błony macierzyste są bogate w fosfolipidy kardiolipina. Obie te cechy są wspólne dla bakterii, a nie dla eukariotycznego DNA jądrowego i innych organelli zwierząt wielokomórkowych, innych niż te trawiące mitochondria. Mitochondria produkują większość naszego podtrzymującego życie energia jednocześnie działając jako źródło zniszczenie dla większości naszych komórek. Dzieje się tak, ponieważ wykorzystują tlen do rozkładu składników odżywczych, aby przechwycić energię i zmagazynować ją w cząsteczce nośnika energii ATP. Ich (a więc i nasze) zapotrzebowanie i wykorzystanie tlenu jest zarówno życiodajne, jak i żrące; całkowite utlenienie glukozy powoduje więcej uszkodzeń oksydacyjnych niż utlenianie kwasów tłuszczowych, a w procesie tym powstaje nadmiar nadtlenek, forma tlenu z dodanym elektronem, nazywana wolnym rodnikiem.

Mitochondria również produkują nadtlenek wodoru, to samo, co w domowym środku do czyszczenia rur, choć w znacznie niższym stężeniu. Przewlekłe, niskiego stopnia podwyższone poziomy reaktywnych form tlenu (ROS) szkodzą naszym komórkom. Osiągnięcie równowagi między „spalaniem” glukozy lub kwasów tłuszczowych wymagających tlenu do dostarczania energii dla naszego ciała (dobre) a wytwarzaniem substancji żrących (złe), jest hormeza, jak w „strefie Złotowłosej”. Toksyczność ROS odgrywa kluczową rolę w procesie starzenia się, ponieważ zbyt duża jego ilość skrócić okres zdrowia i żywotność. 

Większość ROS w komórkach to wytworzony przez mitochondria. Pewna ilość jest niezbędna do zdrowie, podczas gdy nadmiar powoduje uszkodzenia; ponownie, wymaga to równowagi lub hormezy. ROS są również mitochondrialne-sygnalizacja Cząsteczki, przyległy do jądra i zmieniając gen wyrażenie. Nasuwa się pytanie: co napędza zachowanie komórkowe, geny w jądrze lub sygnały mitochondrialne? Prawo ilość ROS powoduje produkcję nowych, zdrowszych mitochondriów, nadmiar ROS zwiększa uszkodzić koniec naprawa, gromadząc toksyczne, zagubione mitochondria. Komórki nowotworowe konsekwentnie mają uszkodzone mitochondria; to samo można zaobserwować w chorobach układu krążenia, chorobie Alzheimera, chorobie Parkinsona i wielu innych chorobach, które po prostu zaakceptowaliśmy jako część starzenia się.

Jak wspomniano powyżej, możemy wytwarzać energię z tłuszczu lub z glukozy (cukru) poprzez nasze współpracujące mitochondria. Ilość ekspozycji na glukozę (głównie ze źródeł dietetycznych, a także wytwarzana i wydzielana do krwiobiegu przez wątrobę) jest kluczowa dla osiągnięcia tej równowagi między naszymi mitochondriami pomagającymi lub szkodzącymi nam. Insulina jest produkowana w odpowiedzi na spożycie węglowodanów (cukrów, takich jak glukoza, skrobia i sacharoza), zwiększając wchłanianie (i wykorzystanie) glukozy przez nasze komórki i mitochondria oraz zmniejszając spalanie tłuszczu (beta-oksydacja i późniejsza ketoza).

Mówiąc prościej, wykorzystujemy głównie glukozę z węglowodanów do wytwarzania energii za pomocą mitochondriów, kwasy tłuszczowe z pożywienia lub komórek tłuszczowych, bądź ketony powstające w wyniku rozpadu tłuszczu, aby wytwarzać energię poprzez alternatywną ścieżkę metaboliczną zwaną ketozą.

Ograniczenie kalorii (ograniczenie węglowodanów) w drożdże, nicieni i myszy do naczelnych wzrasta długość życia w healthspan poprzez indukowanie ketozy. Powoduje to, że poziom insuliny staje się wystarczająco niski, aby umożliwić ketogenezę (produkt beta-oksydacji, spalania tłuszczu). Zwiększone spalanie tłuszczu powoduje produkcję cząsteczek zwanych ciałami ketonowymi, głównie przez wątrobę (synteza endogenna).

Jednym z tych ciał ketonowych jest beta-hydroksybutyrat (BHB), pochodzący z kwasów tłuszczowych pochodzących z naszych komórek tłuszczowych lub z posiłku. Keton BHB jest paliwem i cząsteczką sygnałową, powodującą mitochondria jądra do adaptacji do zmian metabolicznych. Diety imitujące post, takie jak ograniczone czasowo posiłki i diety o bardzo niskiej zawartości węglowodanów/zdrowych tłuszczów (znane również jako diety ketogeniczne) również wywołują ketozę bez świadomego wysiłku ograniczenie liczby kalorii. 

Diety te są bogate w zdrowe tłuszcze (takie jak tłuszcze zwierzęce) i niska zawartość cukrów/węglowodanów skrobiowych prowadzą do obniżone stężenie insuliny i glukozy i zwiększone ketony (BHB) we krwi. Z czasem indukuje to mechanizm wewnątrzkomórkowy zmiany, przestawiając metabolizm organizmu na czerpanie energii głównie z tłuszczu i ketony zamiast cukru (glukozy). Ketoza zwiększa wewnątrzkomórkową aktywność gospodarczą, umożliwiając komórkom usuwanie i zastępowanie uszkodzonych organelli. Daje również więcej czasu na sprawdzenie DNA przez białka gospodarcze DNA, które są w stanie zapobiec rozprzestrzenianiu się błędów duplikacji DNA do komórek potomnych, a tym samym zmniejszanie raka i innych chorób związanych z wiekiem. Wykazano, że ketoza ma w sobie odrobinę eliksiru zdrowsze jeśli nie dłuższe życie. 

Natomiast diety wysokowęglowodanowe, dostarczające glukozę poprzez węglowodany skrobiowe, takie jak chleb, makaron, ryż, kukurydza i sacharoza znajdująca się w cukrze trzcinowym, syropie kukurydzianym o wysokiej zawartości fruktozy, cukrze kokosowym, owocach i miodzie, stymulują wydzielanie insuliny. Długotrwała hiperinsulinaemia zwiększa ryzyko rozwoju choroby Alzheimera, nowotworów złośliwych, choroby układu krążeniai T2DM. Podczas gdy insulina jest niezbędna do życia, nadmiar insuliny (spowodowany dietami bogatymi w węglowodany) prowadzi do hiperinsulinemii, która jest powiązana z chorobami przewlekłymi i starzeniem się. Wykazano, że zmniejszone zapotrzebowanie na insulinę wydłuża okres zdrowia i życia. Insulina powoduje również szybszą replikację komórek, zmniejszając przerwy w sprawdzaniu Jakość kopii DNA, informując komórki, że pożywienia jest pod dostatkiem i dlatego „nie ma potrzeby trzymać wszystkiego na wodzy”. 

Insulina jest hormonem starzenia i sposobem odżywiania, który regularnie powoduje nadmierne wydzielanie insuliny zapobiega nasza zdolność do produkcji ketony, w tym BHB. Insulina hamuje ketogenezę (produkcję ketonów), pozbawiając nas BHB właściwości przeciwstarzeniowe.Endogeniczna produkcja BHB, silny przeciwutleniacz, który bezpośrednio neutralizuje wolne rodniki i ROS, wykazano, że podnieść zapobiec przewlekłe choroby związane ze starzeniem się. Tak więc możemy kontrolować wiele aspektów naszego starzenia się poprzez nasze wybory żywieniowe. Ketony takie jak BHB powstają, gdy nie stymulujemy nadmiernie wydzielania insuliny i zapotrzebowania na nią poprzez naszą dietę. 

Często radzi się nam jeść, aby utrzymać energię i zdrowie. Jednak być może trochę mniej oznacza trochę więcej w odniesieniu do długości życia i zdrowia, a zamiast ograniczenie liczby kaloriimożemy dokonać biohackowania, albo jedząc tyle, ile chcemy raz dziennie, albo jedząc produkty niestymulujące insuliny. Robienie obu rzeczy jeszcze bardziej wzmocni ich efekty. Rezultaty są takie same jak w przypadku postu i ograniczenia kalorii, mniej insuliny, więcej ketonówco z kolei przekłada się na zdrowsze komórki, zdrowsze życie i szansę na osiągnięcie maksymalnej długości życia.

Link do darowizny aby wesprzeć badania Isabelli D. Cooper w dziedzinie biologii starzenia, chorób związanych z wiekiem i długowieczności na University of Westminster, Wielka Brytania. Jest to jedna z niewielu grup badawczych w dziedzinie diety i metabolizmu, która nie jest sponsorowana przez przemysł spożywczy. Sto procent funduszy z darowizn jest przeznaczane na aktywne badania laboratoryjne, a żadne fundusze nie są tracone na koszty administracyjne.