Prohlášení autorek: Účelem této knihy je pomoci vám pochopit novou vědu o telomerách a učinit informované změny životního stylu; není zamýšlena jako náhrada formální lékařské péče ze strany lékaře nebo jiného akreditovaného poskytovatele zdravotní péče. Otázky svého zdraví byste měli pravidelně konzultovat s lékařem, zejména s ohledem na jakékoli příznaky, které mohou vyžadovat diagnózu nebo lékařský dohled.
e Telomere Effect: A Revolutionary Approach to Living Younger, Healhtier, Longer
Copyright © Elizabeth Blackburnová a Elissa Epelová, 2017 Cover design by Jeff Miller, Faceout Studio Cover copyright © Hachette Book Group, Inc., 2017 Translation © Jan Kozák, 2017 © Nakladatelství JOTA, s. r. o., 2017 ISBN 978-80-7565-166-2
JOTA / 2017
K A PI TOL A PRV NÍ
Jak předčasně stárnoucí buňky způsobují, že vypadáte, chováte se a cítíte se, jako byste byli staří Položte si tyto otázky: 1. Jak starý vypadám? ■ Vypadám mladší, než je můj věk. ■ Vypadám přibližně na svůj věk. ■ Vypadám starší, než je můj věk. 2. Jak bych ohodnotil své fyzické zdraví? ■ Těším se lepšímu zdraví než většina lidí v mém věku. ■ Jsem přibližně stejně zdravý jako většina lidí v mém věku. ■ Jsem na tom hůř než většina lidí v mém věku. 3. Jak starý se cítím? ■ Cítím se mladší, než je můj věk. ■ Cítím se přibližně na svůj věk. ■ Cítím se starší, než je můj věk. 31
TELOMERY: CESTA K DELŠÍMU ŽIVOTU
Jsou to tři jednoduché otázky, avšak odpovědi mohou odhalit důležité trendy, pokud jde o vaše zdraví a stárnutí. Lidé, kteří vypadají starší, než je jejich věk, by mohli předčasné šednutí vlasů nebo ztrátu pružnosti pokožky přičítat kratším telomerám. Špatné fyzické zdraví může být výsledkem spousty příčin, ovšem brzký vstup do období nemocí bývá často znamením, že vaše buňky stárnou. A vědecké studie dokazují, že ti, kdo se cítí starší, než je jejich biologický věk, mají také větší sklony k nemocem ve srovnání s těmi, kdo se cítí mladší. Když lidé mluví o obavách ze stárnutí, obvykle tím myslí, že se bojí dlouhého a vleklého období nemocí. Mají strach, že se jim bude těžko chodit do schodů, že se budou špatně zotavovat z operace srdce, že s sebou budou muset vláčet kyslíkovou bombu; bojí se řídnutí kostí, křivých zad, ztráty paměti a posléze i schopnosti normálně přemýšlet. Bojí se, že následkem toho nebudou moci vést zdravý společenský život a stanou se závislými na ostatních. Ve skutečnosti však stárnutí nemusí být zdaleka tak traumatické. Pokud vaše odpovědi na tři zmíněné otázky napovídají, že na svůj věk vypadáte a cítíte se starší, možná je to proto, že se vaše telomery opotřebovávají rychleji, než by měly. Krátké telomery by mohly vysílat buňkám signál, že je načase urychlit proces stárnutí. Je to samozřejmě alarmující scénář, ale neztrácejte naději. Stále můžete udělat hodně věcí, abyste předčasnému stárnutí zabránili tam, kde se projevuje nejvíc: na buněčné úrovni. Nepřítele však nelze s úspěchem porazit, pokud ho skutečně nepochopíte. V této části knihy vám poskytneme všechny informace, které budete před zahájením boje potřebovat. První kapitola zkoumá, co se odehrává během předčasného buněčného stárnutí. Zblízka se podíváme na stárnoucí buňky a zjistíme, jak a proč tak škodí vašemu tělu a mozku. Dozvíme se také, proč mnohé z nejvíce 32
Jak předčasně stárnoucí buňky způsobují, že vypadáte, chováte se a cítíte se, jako byste byli staří
obávaných, nejnepříjemnějších nemocí souvisejí s krátkými telomerami, a tím i s buněčným stárnutím. Ve druhé a třetí kapitole si ukážeme, jak mohou telomery a fascinující enzym telomeráza buď odstartovat předčasné období nemocí, či naopak pracovat na tom, aby vaše buňky udržely zdravé. JAK SE PŘEDČASNĚ STÁRNOUCÍ BUŇKY LIŠÍ OD ZDRAVÝCH?
Představte si lidské tělo jako sud plný jablek. Zdravá lidská buňka je jako jedno z těch čerstvých, zářivých jablíček. Jenže co když je v sudu nějaké jablko shnilé? Nejen že ho nemůžete jíst, ono ke všemu způsobí, že kolem něj začnou hnít i ostatní plody. Toto shnilé jablko je jako zestárlá, senescentní buňka ve vašem těle. Než si vysvětlíme, proč tomu tak je, vraťme se ještě ke skutečnosti, že vaše tělo obsahuje obrovské množství buněk, které se neustále musejí obnovovat, aby zůstaly zdravé. Nazýváme je proliferační buňky a žijí ve vašem těle hlavně na těchto místech: ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
imunitní systém střeva kosti plíce játra kůže vlasové folikuly slinivka břišní výstelka kardiovaskulárního systému buňky hladkého svalstva v srdci mozek, v částech zahrnujících hipokampus (centrum učení a paměti)
33
TELOMERY: CESTA K DELŠÍMU ŽIVOTU
Tyto buňky je třeba soustavně obnovovat, aby nejdůležitější tkáně zůstaly zdravé. Vaše tělo má k dispozici jemně kalibrované systémy, aby poznalo, kdy má nějakou buňku obnovit; i když třeba tkáň vypadá celé roky stejně, musí být neustále doplňována novými buňkami přesně v těch správných počtech a také správným tempem. Vzpomeňme si však, že některé buňky mají svůj limit, který určuje, kolikrát se mohou dělit. Když už se buňky nemohou dále obnovovat, začnou příslušné tělesné tkáně stárnout a zhorší se jejich funkce. Buňky v našich tkáních pocházejí z kmenových buněk, které disponují úžasnou schopností měnit se v mnoho různých typů specializovaných buněk. Žijí v kmenových buněčných koloniích, jakýchsi VIP lóžích, kde jsou kmenové buňky chráněny a setrvávají v nečinnosti, dokud nejsou potřeba. Tyto takzvané niky se obvykle nacházejí přímo v tkáni, kterou mají kmenové buňky doplňovat, či v její blízkosti. Kmenové buňky pro kůži žijí pod vlasovými folikuly, některé kmenové buňky pro srdce žijí přímo ve stěně pravé komory, a svalové kmenové buňky přebývají hluboko ve vláknech svalu. Pokud jde všechno dobře, zdržují se kmenové buňky ve své nice. Když ale vyvstane potřeba doplnění tkáně, objeví se kmenová buňka takříkajíc na palubě. Začne se dělit a poskytovat proliferační buňky – někdy se jim také říká progenitorové –, ty se dále dělí a některé z nich se pak transformují ve specializované buňky, které jsou momentálně zapotřebí. Pokud onemocníte a potřebujete víc imunitních buněk (bílých krvinek), do krevního řečiště vstoupí čerstvě rozdělené kmenové buňky pro krev, které se předtím ukrývaly v kostní dřeni. Vaše střevní výstelka je neustále opotřebovávána běžnými trávicími procesy, také kůže se průběžně loupe, a kmenové buňky tyto tělní tkáně soustavně zásobují. Když si jdete zaběhat a natrhnete si lýtkový sval, část vašich kmenových buněk se rozdělí – z každé kmenové buňky vzejdou dvě nové. Jedna z nich nahradí původní kmenovou 34
Jak předčasně stárnoucí buňky způsobují, že vypadáte, chováte se a cítíte se, jako byste byli staří
buňku a zůstane v pohodlí své niky; druhá se může stát svalovou buňkou a pomůže doplnit poškozenou tkáň. Dobrá zásoba kmenových buněk, které se dokážou obnovovat, je klíčem pro zachování zdraví i pro případné zotavení se z nemoci a zranění. Když se však buněčné telomery příliš zkrátí, vysílají signály, které cyklus buněčného dělení a replikace pozastaví. Taková buňka přestane náhle fungovat. Už se nemůže obnovovat. Je stará, senescentní. Jedná-li se o kmenovou buňku, odchází do trvalého důchodu a už se nikdy neaktivuje. Další senescentní buňky jen posedávají nečinně kolem a nejsou schopny plnit úkoly, pro něž jsou určeny. Jejich vnitřní elektrárny, mitochondrie, nefungují správně, nastala jakási energetická krize. DNA staré buňky nedokáže řádně komunikovat s ostatními částmi a buňka není schopna si v sobě dobře uklízet. Její útroby zaplňují – mimo jiné – shluky špatně fungujících bílkovin a hnědé kuličky „odpadu“ známého jako lipofuscin, který může způsobovat degeneraci oční sítnice i některé neurologické nemoci. Ještě horší je, že senescentní buňky vysílají falešné poplašné signály v podobě prozánětlivých látek, které pronikají i do jiných částí těla; proto je také přirovnáváme ke shnilým jablkům v sudu. Proces stárnutí je v základu stejný u nejrůznějších tělních buněk, existují však odlišnosti podle typu buňky a jejího umístění v těle. Senescentní buňky v kostní dřeni zabraňují plánovanému dělení červených a bílých krvinek nebo způsobují tvorbu krvinek v nevyvážených množstvích. Senescentní buňky ve slinivce nemusejí správně „slyšet“ signály, které regulují tvorbu inzulinu. Senescentní buňky v mozku mohou zase vylučovat látky, které způsobují odumírání neuronů. Zatímco skrytý proces stárnutí je u většiny studovaných buněk v zásadě podobný, projev stárnutí buněk poškozuje tělo různými způsoby. Stárnutí můžeme definovat jako „progresivní funkční poruchu a omezenou schopnost buňky patřičně reagovat na vnější 35
TELOMERY: CESTA K DELŠÍMU ŽIVOTU
podněty a poškození“. Staré buňky nedokážou normálně odpovídat na fyzický ani psychický stres.1 Tento proces je postupný, často v tichosti a pozvolna přechází v nemoci stárnutí – choroby, které lze částečně přisoudit zkráceným telomerám a stárnutí buněk. Chceme-li stárnutí a telomerám porozumět trochu lépe, vraťme se nyní ke třem otázkám, které jsme vám položili na začátku kapitoly: Jak staří vypadáte? Jak byste ohodnotili své fyzické zdraví? Jak staří se cítíte?
STARÉ VEN, NOVÉ SEM: ODSTRANĚNÍ SENESCENTNÍCH BUNĚK U MYŠÍ ZVRÁTILO PROCES PŘEDČASNÉHO STÁRNUTÍ Jedna laboratorní studie zkoumala myši, které vědci geneticky změnili tak, aby jejich buňky vstoupily do senescence dřív než obvykle. Tyto myši začaly předčasně stárnout – kvůli ztrátě zásob tuku se jim tvořily vrásky, chřadly jim svaly, slábla srdce a objevil se šedý oční zákal. Některé předčasně zemřely na selhání srdce. Potom jedním experimentálním genetickým trikem, který u lidí nejde zopakovat, výzkumníci senescentní buňky z myší odstranili – a to zvrátilo mnohé ze symptomů předčasného stárnutí. Oční zákaly vymizely, ochablé svaly se obnovily, nové tukové zásoby vyhladily vrásky a myším se prodloužila délka života ve zdraví.2 Z toho plyne, že senescentní buňky řídí proces stárnutí!
36
Jak předčasně stárnoucí buňky způsobují, že vypadáte, chováte se a cítíte se, jako byste byli staří
PŘEDČASNĚ STÁRNOUCÍ BUŇKY: JAK STAŘÍ VYPADÁTE?
Stařecké skvrny. Šedé vlasy. Ochablé tělo či shrbený postoj, související s řídnutím kostí. Tyto změny postihnou každého z nás. Pokud jste se však v poslední době účastnili srazu bývalých spolužáků, na vlastní oči jste viděli, že se neodehrávají u všech ve stejnou dobu nebo stejným způsobem. Zajděte na sraz deset let po maturitě, kdy ještě nikomu neuhodilo třicet, a uvidíte tam spolužáky v drahém oblečení i ty trochu ošoupané. Někteří se chlubí úspěchy v kariéře, rozjíždějícími se firmami nebo produktivitou v plození potomstva, jiní se nalévají panáky a hořekují nad nedávnými rozchody. Možná jim to celé nepřipadá fér. Ale z hlediska známek fyzického stárnutí jsou na tom všichni stejně. Skoro všichni v místnosti – bez ohledu na to, zda jsou bohatí či chudí, úspěšní či v potížích, šťastní nebo smutní – budou vypadat na necelých třicet. Mají zdravé vlasy, hladkou pleť a několik spolužáků od maturity ještě o pár centimetrů povyrostlo. Jsou prostě na zářivém vrcholu mládí. Když přijdete na sraz za dalších pět či deset let, uvidíte jiný výjev. Všimnete si, že někteří staří kamarádi začínají vypadat jako staří. Kolem uší jsou trochu prošedivělí nebo jim vlasy ustupují z čela. Také pleť mají tečkovanou a matnější než dřív, u očí se vyrýsovaly vějířky vrásek. Začínají jim růst bříška a možná se i trochu přihrbili. Tito lidé zažívají prudký nástup fyzického stárnutí. Někteří další z vaší bývalé třídy ale dostali do vínku pozvolnější trajektorii stárnutí. Na každém dalším srazu je zřejmé, že i jejich vlasy, tváře a těla se mění – ale pomaleji a postupněji, s grácií. Jak uvidíte, telomery hrají aspoň malou roli v tom, jak rychle se stáří promítne do vaší podoby a zda se stanete jedním z těch, kdo „stárnou pěkně“.
37
TELOMERY: CESTA K DELŠÍMU ŽIVOTU
Stárnutí kůže
Svrchní vrstva kůže, epidermis (pokožka), je tvořena proliferačními buňkami, které se neustále doplňují. Některé z těchto kožních buněk (keratinocyty) vytvářejí telomerázu, takže se neopotřebují a nestanou se senescentními, u většiny se však alespoň zpomalí schopnost doplňování.3 Pod svrchní viditelnou vrstvou kůže se nachází dermis (škára), vrstva kožních buněk (kožních fibroblastů), která tvoří základ pro zdravou, hladkou epidermis – například tím, že produkuje kolagen, elastin a růstové faktory. S přibývajícím věkem fibroblasty vylučují méně kolagenu a elastinu, a proto svrchní vrstva kůže působí starým a povislým dojmem. Tento efekt proniká vrstvami kůže nahoru a výsledkem je starší vzhled. Zestárlá kůže se ztenčuje, jak ztrácí tukové polštáře a kyselinu hyaluronovou, přirozený zvlhčovač kůže a kloubů. Kůže ztrácí odolnost proti vnějším vlivům.4 Zestárnutí melanocytů (buněk produkujících kožní barvivo melanin) vede nejen ke stařeckým skvrnám, ale také k bledosti. Stárnoucí kůže získává až příliš dobře známý skvrnitý, pobledlý, povislý a vrásčitý vzhled, a to hlavně kvůli stárnutí fibroblastů, které už nepodporují svrchní buňky. Kožní buňky starších lidí často ztrácejí schopnost dělení, u jiných jedinců však v dělení nadále pokračují. Při zkoumání těchto buněk výzkumníci zjišťují, že dokážou lépe odolávat oxidačnímu stresu a mají delší telomery.5 Krátké telomery vám nemusejí nutně způsobit stárnutí kůže, ale určitou roli v něm hrají, zejména při stárnutí vlivem slunce (tzv. fotostárnutí). Při vystavení kůže slunci mohou být telomery poškozovány ultrafialovými paprsky.6 Petra Boukampová z německého Centra pro výzkum rakoviny v Heidelbergu, která s kolegy zkoumá telomery v kůži, porovnávala kůži z místa vystaveného slunci (krk) s partiemi, které jsou před sluncem chráněny (hýždě). Svrchní buňky na krku vykazovaly pod vlivem slunce větší opotřebení telomer, zatímco chráněné 38
Jak předčasně stárnoucí buňky způsobují, že vypadáte, chováte se a cítíte se, jako byste byli staří
buňky na hýždích žádné opotřebení telomer při stárnutí nepocítily. Jestliže jsou tedy kožní buňky chráněny před sluncem, mohou stárnutí odolávat velmi dlouhou dobu. Řídnutí kostí
Vaše kostní tkáň se během života neustále přetváří a zdravá hustota kostní hmoty je výsledkem rovnováhy mezi stavebními buňkami (osteoblasty) a buňkami, které kostní hmotu odbourávají (osteoklasty). Osteoblasty potřebují zdravé telomery, aby se mohly dělit a doplňovat; když jsou vaše telomery krátké, osteoblasty zestárnou a nedokážou držet tempo s osteoklasty. Jazýček vah se vychýlí a osteoklasty vám začnou kosti nahlodávat.7 Po opotřebení telomer se navíc staré kostní buňky zanítí. Laboratorní myši vyšlechtěné k tomu, aby měly extrémně krátké telomery, trpí brzkým řídnutím kostí a osteoporózou;8 a stejně tak trpí lidé, kteří se narodili s genetickou poruchou, kvůli které jsou jejich telomery mimořádně krátké. Šedivění vlasů
Všichni se rodíme s vlasy, které jsou nějak zbarvené. Každý vlas začíná uvnitř ve svém folikulu a skládá se z keratinu, který tvoří bílý vlas. Uvnitř folikulu jsou však stejně jako v kůži melanocyty, které do vlasu dodávají pigment. Bez těchto přirozených „barev na vlasy“ se barva vlasů ztrácí. Kmenové buňky ve folikulu produkují melanocyty. Když se telomery těchto kmenových buněk opotřebují, melanocyty se nemohou doplňovat dost rychle, aby udržely tempo s růstem vlasů, a výsledkem je šedý vlas. Když nakonec úplně všechny melanocyty odumřou, stává se vlas čistě bílým. Melanocyty jsou rovněž citlivé na chemické stresory a ultrafialové záření; v jedné studii, publikované v lékařském časopise Cell, se u myší vystavených rentgenovým paprskům vyvinuly poškozené melanocyty a šedá srst.9 U myší s genetickou mutací, 39
TELOMERY: CESTA K DELŠÍMU ŽIVOTU
která způsobuje mimořádně krátké telomery, také dochází k časnému šednutí srsti, ale obnova telomerázy opět vede ke ztmavnutí šedé srsti.10 Co je normální šedivění? Šedivění postihuje nejméně černochy a Asiaty a nejvíc ze všech blonďaté lidi.11 Nejméně u poloviny lidí se začíná projevovat na přelomu čtyřicítky a padesátky a u zhruba 90 % po šedesátce. Drtivá většina případů brzkého šedivění je docela normálních; jen malé procento lidí, u nichž se v raném věku, mezi třicítkou a čtyřicítkou, objeví šedé nebo bílé vlasy, může být nositeli nějaké genetické mutace, která způsobuje zkrácení telomer. Co říká vzhled o vašem zdraví?
Možná si teď říkáte: „Že mám šedé vlasy, mi až tolik nevadí. A těch několik skvrnek okolo očí má snad být takový problém? Nechcete po mně, abych se zaměřoval na hlouposti – cenil si mladistvého vzhledu místo zdraví?“ To jsou jistě podnětné otázky. Nechceme se s nikým přít: nejdůležitější je určitě zdraví. Zamyslete se však nad tím, nakolik zestárlý vzhled odráží vnitřní zdraví. Badatelé zapojili speciálně vycvičené „posuzovatele“, aby odhadli věk osoby jen podle fotografie.12 Ukazuje se, že lidé, kteří vypadají starší, mají obvykle i kratší telomery. Vzhledem k roli, jakou telomery zjevně hrají při stárnutí kůže a šedivění vlasů, to není až tak překvapivé. Starší vzhled v určitých ohledech souvisí s příznaky špatného fyzického zdraví. Lidé, kteří vypadají staře, jsou většinou tělesně slabší, vedou si hůře při testech paměti, mají vyšší hladiny krevního cukru i kortizolu a vykazují první příznaky kardiovaskulárního onemocnění.13 Tyto projevy jsou naštěstí jen nepatrné. Nejvíce samozřejmě záleží na stavu uvnitř těla, ale starší nebo ztrhaný vzhled může být varovným znamením, že vaše telomery potřebují lepší ochranu.
40