Βιοχάκινγκ για καλύτερη υγεία

Οι άνθρωποι ανέκαθεν γοητεύονταν από την αθανασία. Ενώ τα μεγάλα οφέλη στην ιατρική περίθαλψη έχουν επιτρέψει την παράταση της διάρκειας ζωής , αυτό συχνά συνοδεύεται από το τίμημα της συνύπαρξης με χρόνιες ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση , όπως οι καρδιαγγειακές παθήσεις, ο καρκίνος, ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 2 (ΣΔΤ2), η υπέρταση και οι άνοιες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και η νόσος Πάρκινσον.

Ο πραγματικός «στόχος του παιχνιδιού» είναι να έχουμε μια μακρά διάρκεια ζωής με αμελητέα γήρανση . Αυτό σημαίνει την απουσία βιολογικής γήρανσης , όπως η μείωση της λειτουργικής παρακμής των οργάνων και της φυσικής κατάστασης ολόκληρου του σώματος, η καθυστέρηση της απώλειας αναπαραγωγικών ικανοτήτων και η καθυστέρηση του κινδύνου θανάτου με την πρόοδο της ηλικίας. Αυτό που πραγματικά θέλουμε είναι να παρατείνουμε τη νεότητα, όχι τη γήρανση. Με την επίτευξη αυτού, μπορεί να αρχίσουμε να διευρύνουμε τα όρια της αύξησης της υγιούς διάρκειας ζωής.

Η γήρανση σε κυτταρικό επίπεδο καθορίζεται από τον κυτταρικό ρυθμό βλάβης έναντι του ρυθμού επιδιόρθωσης. Η συσσώρευση βλαβών που σχετίζονται με τη γήρανση εκδηλώνεται ως κύτταρα που δεν «συμπεριφέρονται πλέον σωστά» ως μέρος ενός συλλογικού οργανισμού που αποτελεί τους ιστούς ενός οργάνου, όπως τα καρκινικά κύτταρα.

Σε υγιή άτομα, η συσσώρευση βλαβών αντιμετωπίζεται μέσω της απόπτωσης, η οποία είναι ο ελεγχόμενος κυτταρικός θάνατος, και μιας βελτιωμένης κυτταρικής οργάνωσης, συμπεριλαμβανομένης της αυτοφαγίας και της μιτοφαγίας · της «κατανάλωσης, διάσπασης και ανακύκλωσης» των κατεστραμμένων ενδοκυτταρικών (ενδοκυτταρικών) συστατικών (οργανιδίων). Η θρεπτική ουσία γλυκόζη και η ορμόνη ινσουλίνη διέπουν τον κυτταρικό έλεγχο της ποιότητας. Η ενδοκυτταρική οργάνωση επιτρέπει την απομάκρυνση αναποτελεσματικών και τοξικών κυττάρων από το κοπάδι. Με την πάροδο του χρόνου, η ικανότητα ενός κυττάρου να προκαλεί απόπτωση εξασθενεί, επιτρέποντας στη σταδιακή δυσλειτουργία να περνά απαρατήρητη. Με την πάροδο του χρόνου, η συσσώρευση αυτών των δυσλειτουργικών κυττάρων μέσα σε ένα όργανο προάγει την ανάπτυξη ασθενειών.

Οι άνθρωποι είναι πολυκύτταροι οργανισμοί μέσα στους οποίους τα υγιή κύτταρά μας λειτουργούν συλλογικά. Για να έχουν μια μακρά και υγιή διάρκεια ζωής, τα κύτταρά μας πρέπει όχι μόνο να ζουν περισσότερο, αλλά και να λειτουργούν σωστά. Τα καρκινικά κύτταρα είναι μακρόβια και ικανά για απεριόριστο πολλαπλασιασμό . Ωστόσο, αποφεύγουν την απόπτωση και γίνονται εγωιστικά αρχέγονα, επιστρέφοντας στη συμπεριφορά ενός μονοκύτταρου οργανισμού. Στόχος μας είναι να διατηρήσουμε τη βέλτιστη λειτουργία των οργάνων, εξασφαλίζοντας στον εαυτό μας μια μακρά διάρκεια ζωής με αμελητέα γήρανση και ίσως μια πινελιά αθανασίας.

Τα μιτοχόνδρια είναι ενδοκυτταρικά οργανίδια . Αυτά τα οργανίδια είναι υπολείμματα συμβιωτικών πρωτοβακτηρίων, που προέρχονται από πρωτεοβακτήρια που έζησαν μέσα σε ένα κύτταρο ξενιστή που προέρχεται από αρχαιοειδή, το οποίο ήταν στενότερα συγγενικό με τα αρχαία Άσγκαρντ (μια πρόσφατα αναγνωρισμένη ομάδα αρχαίων μονοκύτταρων οργανισμών). Με απλά λόγια, ένα ξένο μονοκύτταρο αρχαίο βακτήριο έζησε μέσα στα κύτταρα που τελικά εξελίχθηκαν σε εμάς. Τα ενδοκυτταρωμένα πρωτεοβακτήρια της Άσγκαρντ εξελίχθηκαν σε μιτοχόνδρια. Μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται ενδοσυμβίωση, τα δύο έγιναν αλληλεξαρτώμενα. Τώρα μας στηρίζουν και τα στηρίζουμε. Τα κύτταρά μας, με τα μιτοχόνδρια και άλλα οργανίδια μέσα τους, ονομάζονται «ευκαρυωτικά» κύτταρα.

Τα μιτοχόνδρια έχουν το δικό τους γονιδίωμα: πολυκιστρονικό κυκλικό DNA, ενώ οι εσωτερικές μεμβράνες της μήτρας τους είναι πλούσιες σε ένα φωσφολιπίδιο καρδιολιπίνη . Και τα δύο αυτά χαρακτηριστικά είναι κοινά στα βακτήρια και όχι στο ευκαρυωτικό πυρηνικό DNA και σε άλλα οργανίδια πολυκύτταρων ζώων, εκτός από εκείνα που χωνεύουν τα μιτοχόνδρια. Τα μιτοχόνδρια παράγουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που συντηρεί τη ζωή μας , ενώ παράλληλα λειτουργούν ως πηγή καταστροφής για τα περισσότερα κύτταρά μας. Αυτό συμβαίνει λόγω της χρήσης οξυγόνου για τη διάσπαση των θρεπτικών συστατικών, προκειμένου να δεσμεύσουν ενέργεια και να την αποθηκεύσουν στο μόριο φορέα ενέργειας ATP. Η ανάγκη και η χρήση οξυγόνου που έχουν (και επομένως η δική μας) είναι ζωογόνος και διαβρωτική. Η πλήρης οξείδωση της γλυκόζης προκαλεί περισσότερη οξειδωτική βλάβη από την οξείδωση των λιπαρών οξέων και, κατά τη διαδικασία, παράγει περίσσεια υπεροξειδίου , μιας μορφής οξυγόνου με ένα πρόσθετο ηλεκτρόνιο που ονομάζεται ελεύθερη ρίζα.

Τα μιτοχόνδρια παράγουν επίσης υπεροξείδιο του υδρογόνου , το ίδιο που βρίσκεται στο καθαριστικό αποχέτευσης του σπιτιού σας, αν και σε πολύ χαμηλότερη συγκέντρωση. Τα χρόνια, χαμηλά αυξημένα επίπεδα δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) βλάπτουν τα κύτταρά μας. Η επίτευξη ισορροπίας μεταξύ της «καύσης» γλυκόζης ή λιπαρών οξέων που απαιτούν οξυγόνο για την παροχή ενέργειας στο σώμα μας (καλή) και της παραγωγής διαβρωτικών ουσιών (κακές), είναι ορμόνη , όπως η «ζώνη της Χρυσομαλλούσας». Η τοξικότητα των ROS είναι βασικός παράγοντας στη γήρανση, καθώς η υπερβολική ποσότητα αυτών θα μειώσει τη διάρκεια ζωής και την υγεία.

Η πλειονότητα των ROS στα κύτταρα παράγεται από τα μιτοχόνδρια. Κάποια ποσότητα είναι απαραίτητη για την υγεία , ενώ η περίσσεια προκαλεί βλάβη. Και πάλι, αυτό απαιτεί ισορροπία ή ορμόνη. Τα ROS είναι επίσης μιτοχονδριακά μόρια σηματοδότησης , που επικοινωνούν με τον πυρήνα και αλλοιώνουν την γονιδιακή έκφραση . Αυτό εγείρει το ερώτημα: τι οδηγεί την κυτταρική συμπεριφορά , τα γονίδια στον πυρήνα ή τα μιτοχονδριακά σήματα ; Η ​​σωστή ποσότητα ROS προκαλεί την παραγωγή νέων, υγιέστερων μιτοχονδρίων, η υπερβολική ROS αυξάνει τη βλάβη έναντι της επιδιόρθωσης , συσσωρεύοντας τοξικά, ασύμβατα μιτοχόνδρια. Τα καρκινικά κύτταρα έχουν σταθερά κατεστραμμένα μιτοχόνδρια. Το ίδιο παρατηρείται επίσης σε καρδιαγγειακές παθήσεις, στη νόσο Αλτσχάιμερ και στη νόσο Πάρκινσον, και σε πολλές από τις ασθένειες που μόλις έχουμε αποδεχτεί ως μέρος της γήρανσης.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, μπορούμε να παράγουμε ενέργεια από λίπος ή από γλυκόζη (ένα σάκχαρο) μέσω των συνεργατικών μιτοχονδρίων μας. Η ποσότητα έκθεσης στη γλυκόζη (κυρίως από διαιτητικές πηγές και επίσης παράγεται και εκκρίνεται στην κυκλοφορία του αίματος από το ήπαρ) είναι κρίσιμη για την επίτευξη αυτής της ισορροπίας μεταξύ της βοήθειας ή της βλάβης των μιτοχονδρίων μας. Η ινσουλίνη παράγεται σε απόκριση στην πρόσληψη υδατανθράκων (σάκχαρα όπως γλυκόζη, άμυλο και σακχαρόζη), στην αύξηση της απορρόφησης (και χρήσης) της γλυκόζης από τα κύτταρα και τα μιτοχόνδρια μας και στη μείωση της καύσης λίπους (βήτα-οξείδωση και επακόλουθη κέτωση).

Για να απλοποιήσουμε, χρησιμοποιούμε κυρίως είτε γλυκόζη από υδατάνθρακες για να παράγουμε ενέργεια με τα μιτοχόνδρια μας, είτε λιπαρά οξέα από τις τροφές ή τα λιποκύτταρά μας, είτε κετόνες από τη διάσπαση του λίπους, για να παράγουμε ενέργεια μέσω μιας εναλλακτικής μεταβολικής οδού, που ονομάζεται κέτωση.

Ο περιορισμός των θερμίδων (περιορισμός υδατανθράκων) σε ζυμομύκητες , νηματώδεις σκώληκες και ποντίκια έως πρωτεύοντα θηλαστικά αυξάνει τη διάρκεια ζωής με την υγεία προκαλώντας κέτωση. Προκαλεί αρκετά χαμηλή ινσουλίνη ώστε να επιτρέψει την κετογένεση (ένα προϊόν από βήτα-οξείδωση, την καύση λίπους). Η αυξημένη καύση λίπους έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μορίων που ονομάζονται κετονικά σώματα, κυρίως από το ήπαρ (ενδογενής σύνθεση).

Ένα από αυτά τα κετονικά σώματα είναι το βήτα-υδροξυβουτυρικό (BHB), το οποίο προέρχεται από λιπαρά οξέα που προέρχονται είτε από τα λιποκύτταρά μας είτε από ένα γεύμα. Η κετόνη BHB είναι ένα μόριο καυσίμου και σηματοδότησης, που προκαλεί την προσαρμογή των μιτοχονδρίων και των πυρήνων στις μεταβολικές αλλαγές. Οι δίαιτες που μιμούνται τη νηστεία, όπως η σίτιση με περιορισμένο χρόνο και οι δίαιτες πολύ χαμηλών υδατανθράκων/υγιών λιπαρών (γνωστές και ως κετογονικές δίαιτες), προκαλούν επίσης κέτωση χωρίς τη συνειδητή προσπάθεια περιορισμού των θερμίδων.

Αυτές οι δίαιτες με υψηλή περιεκτικότητα σε υγιή λίπη (όπως ζωικά λίπη) και χαμηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα/αμυλούχους υδατάνθρακες οδηγούν σε μειωμένη ινσουλίνη και γλυκόζη και αυξημένες κετόνες (BHB) στην κυκλοφορία του αίματος. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό προκαλεί αλλαγές στον ενδοκυτταρικό μηχανισμό , μετατοπίζοντας τον μεταβολισμό του σώματος ώστε να τροφοδοτείται κυρίως από λίπος και κετόνες αντί για ζάχαρη (γλυκόζη). Η κέτωση αυξάνει την ενδοκυτταρική δραστηριότητα καθαριότητας, επιτρέποντας στα κύτταρα να απομακρύνουν και να αντικαταστήσουν τα κατεστραμμένα οργανίδια. Επίσης, δίνει περισσότερο χρόνο στον έλεγχο του DNA από πρωτεΐνες καθαριότητας του DNA, οι οποίες είναι σε θέση να αποτρέψουν τη διάδοση σφαλμάτων διπλασιασμού του DNA στα θυγατρικά κύτταρα, μειώνοντας έτσι την ανάπτυξη καρκίνου και άλλων ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία. Η κέτωση έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί ελιξίριο για μια πιο υγιή , αν όχι μεγαλύτερη, ζωή.

Αντίθετα, οι δίαιτες με υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες, που παρέχουν γλυκόζη μέσω αμυλούχων υδατανθράκων όπως το ψωμί, τα ζυμαρικά, το ρύζι, το καλαμπόκι και η σακχαρόζη που βρίσκονται στη ζάχαρη από ζαχαροκάλαμο, στο σιρόπι καλαμποκιού υψηλής φρουκτόζης, στη ζάχαρη καρύδας, στα φρούτα και στο μέλι, διεγείρουν την έκκριση ινσουλίνης. Η παρατεταμένη υπερινσουλιναιμία αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης νόσου Αλτσχάιμερ, κακοηθειών, καρδιαγγειακών παθήσεων και ΣΔ2. Ενώ η ινσουλίνη είναι απαραίτητη για τη ζωή, η υπερβολική ινσουλίνη (λόγω αυτών των δίαιτων με υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες) οδηγεί σε υπερινσουλιναιμία, η οποία εμπλέκεται σε χρόνιες ασθένειες και γήρανση. Η μειωμένη ζήτηση ινσουλίνης έχει αποδειχθεί ότι αυξάνει τη διάρκεια ζωής και τη διάρκεια ζωής. Η ινσουλίνη προκαλεί επίσης την ταχύτερη αναπαραγωγή των κυττάρων, μειώνοντας τις παύσεις για τον έλεγχο της ποιότητας του αντιγράφου του DNA , λέγοντας στα κύτταρα ότι η τροφή είναι άφθονη και επομένως «δεν υπάρχει λόγος να διατηρείται ένα σφιχτό πλοίο».

Η ινσουλίνη είναι η ορμόνη της γήρανσης και ένα διατροφικό πρότυπο που προκαλεί τακτικά υπερβολική έκκριση ινσουλίνης εμποδίζει την ικανότητά μας να παράγουμε κετόνες , συμπεριλαμβανομένης της BHB. Η ινσουλίνη καταστέλλει την κετογένεση (παραγωγή κετονών), στερώντας μας τις αντιγηραντικές ιδιότητες της BHB . Η ενδογενής παραγωγή BHB , ενός ισχυρού αντιοξειδωτικού που εξουδετερώνει άμεσα τις ελεύθερες ρίζες και τα ROS , έχει αποδειχθεί ότι βελτιώνει και προλαμβάνει χρόνιες ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση. Έτσι, μπορούμε να ελέγξουμε μεγάλο μέρος της γήρανσής μας μέσω των διατροφικών μας επιλογών. Οι κετόνες όπως η BHB παράγονται όταν δεν υπερδιεγείρουμε την έκκριση και την απαίτηση ινσουλίνης μέσω των διατροφικών μας επιλογών.

Συχνά μας συμβουλεύουν να τρώμε για να διατηρήσουμε την ενέργεια και την υγεία μας. Ωστόσο, ίσως λίγο λιγότερο φαγητό έχει ως αποτέλεσμα λίγο περισσότερα όσον αφορά την υγεία και τη διάρκεια ζωής, και αντί για περιορισμό θερμίδων , μπορούμε να κάνουμε βιολογικά πειράματα είτε τρώγοντας όσο θέλουμε μία φορά την ημέρα είτε τρώγοντας τροφές που δεν διεγείρουν την ινσουλίνη . Κάνοντας και τα δύο, θα ενισχύσουμε περαιτέρω τα αποτελέσματά τους. Τα αποτελέσματα είναι τα ίδια με τη νηστεία και τον περιορισμό θερμίδων, λιγότερη ινσουλίνη και περισσότερες κετόνες , που με τη σειρά τους μεταφράζονται σε πιο υγιή κύτταρα, έναν υγιή εαυτό και μια ευκαιρία να αξιοποιήσετε στο έπακρο τις δυνατότητες ζωής σας.

Σύνδεσμος για δωρεά για την υποστήριξη της έρευνας της Isabella D. Cooper στη Βιολογία της Γήρανσης, στις Ασθένειες που Σχετίζονται με την Ηλικία και στη Μακροζωία στο Πανεπιστήμιο του Westminster, Ηνωμένο Βασίλειο. Πρόκειται για μία από τις λίγες ακαδημαϊκές ερευνητικές ομάδες στον τομέα της διατροφής και του μεταβολισμού που δεν χρηματοδοτούνται από τη βιομηχανία τροφίμων. Το εκατό τοις εκατό των κεφαλαίων δωρεάς διατίθεται για ενεργή εργαστηριακή έρευνα, χωρίς καμία απώλεια κεφαλαίων λόγω διοικητικών εξόδων.