Τελομερή και γήρανση
Συγγραφέας Νικολέτα Κοΐνη Γράφτηκε στις ,
Μέσα στον πυρήνα ενός κυττάρου, τα γονίδια μας είναι διατεταγμένα κατά μήκος των συνεστραμμένων, διπλής έλικας μορίων του DNA, που ονομάζονται χρωμοσώματα. Στα άκρα των χρωμοσωμάτων υπάρχουν τμήματα DNA που ονομάζονται τελομερή, τα οποία προστατεύουν τα γενετικά δεδομένα μας, καθιστούν δυνατή τη διάσπαση των κυττάρων και κρατούν κάποια μυστικά για το πώς γερνάμε και κάνουμε καρκίνο.
Τα Τελομερή έχουν συγκριθεί με τις πλαστικές άκρες στα κορδόνια, επειδή διατηρούν τα άκρα των χρωμοσωμάτων από το σπάσιμο και το κόλλημα το ένα στο άλλο, γεγονός που θα κατέστρεφε ή θα ανακάτευε τις γενετικές πληροφορίες ενός οργανισμού.
Ωστόσο, κάθε φορά που μια κυψέλη διαιρείται, τα Τελομερή γίνονται συντομότερα. Όταν είναι πολύ σύντομα, το κελί δεν μπορεί πλέον να χωρίσει. Γίνεται ανενεργό » ή πεθαίνει. Αυτή η διαδικασία κοντέματος συνδέεται με τη γήρανση, τον καρκίνο και τον υψηλότερο κίνδυνο θανάτου. Έτσι, τα Τελομερή έχουν επίσης συγκριθεί με πυροσωλήνα βόμβας.
Τι είναι τα Τελομερή;
Όπως και το υπόλοιπο χρωμόσωμα, συμπεριλαμβανομένων των γονιδίων του, τα τελομερή είναι αλληλουχίες αλυσίδων DNA χημικού κώδικα. Όπως όλα τα DNA, είναι κατασκευασμένα από τέσσερις βάσεις νουκλεϊκών οξέων: G για γουανίνη, Α για αδενίνη, Τ για θυμίνη και C για κυτοσίνη.
Τα Τελομερή αποτελούνται από επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες του TTAGGG σε έναν κλώνο που συνδυάζεται με ΑΑΤΟΟΟ στον άλλο κλώνο. Έτσι, ένα τμήμα του Τελομερούς είναι μια «επανάληψη» που αποτελείται από έξι «ζεύγη βάσεων».
Στα λευκά αιμοσφαίρια, το μήκος των Τελομερών κυμαίνεται από 8.000 ζεύγη βάσεων στα νεογνά έως 3.000 ζεύγη βάσεων σε ενήλικες και 1.500 περίπου σε ηλικιωμένους. (Ένα ολόκληρο χρωμόσωμα έχει περίπου 150 εκατομμύρια ζεύγη βάσεων.) Κάθε φορά που διαιρείται, ένα μέσο κύτταρο χάνει 30 έως 200 ζεύγη βάσεων από τα άκρα των Τελομερών του.
Τα κύτταρα κανονικά μπορούν να χωριστούν μόνο περίπου 50 έως 70 φορές, με τα Τελομερή να μειώνονται σταδιακά έως ότου τα κύτταρα γίνουν αισθητά ή πεθαίνουν.
Τα Τελομερή δεν συντομεύονται σε ιστούς όπου τα κύτταρα δεν διαιρούνται συνεχώς, όπως ο καρδιακός μυς.
Γιατί τα χρωμοσώματα έχουν Τελομερή;
Χωρίς Τελομερή, το κύριο μέρος του χρωμοσώματος, το μέρος δηλαδή με γονίδια απαραίτητα για τη ζωή, θα γινόταν συντομότερο κάθε φορά που ένα κύτταρο θα διαιρείτε. Έτσι, τα Τελομερή επιτρέπουν στα κύτταρα να χωρίζουν χωρίς να χάσουν γονίδια. Η κυτταρική διαίρεση είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη νέου δέρματος, αίματος, οστού και άλλων κυττάρων.
Χωρίς Τελομερή, τα άκρα των χρωμοσωμάτων θα μπορούσαν να συγχωνευθούν και να διαφθείρουν το γενετικό σχέδιο του κυττάρου, πιθανώς προκαλώντας δυσλειτουργία, καρκίνο ή κυτταρικό θάνατο. Επειδή το σπασμένο DNA είναι επικίνδυνο, ένα κύτταρο έχει την ικανότητα να αντιλαμβάνεται και να επιδιορθώνει βλάβες στο χρωμόσωμα.
Χωρίς Τελομερή, τα άκρα των χρωμοσωμάτων θα έμοιαζαν με σπασμένο DNA και το κύτταρο θα προσπαθούσε να διορθώσει κάτι που δεν είχε σπάσει. Αυτό θα τους έκανε να σταματήσουν να χωρίζουν και τελικά να πεθαίνουν.
Γιατί τα Τελομερή γίνονται συντομότερα κάθε φορά που ένα κύτταρο διαιρείται;
Πριν ένα κύτταρο μπορεί να χωρίσει, κάνει αντίγραφα των χρωμοσωμάτων του έτσι ώστε και τα δύο νέα κύτταρα να έχουν το ίδιο γενετικό υλικό. Για να αντιγραφεί, οι δύο δέσμες DNA του χρωμοσώματος πρέπει να ξετυλιχθούν και να διαχωριστούν. Ένα ένζυμο (DΝΑ πολυμεράση) διαβάζει τότε τους υφιστάμενους κλώνους για την κατασκευή δύο νέων κλώνων. Αρχίζει τη διαδικασία με τη βοήθεια κοντών τεμαχίων RNA. Όταν κάθε νέο ταιριαστό σκέλος είναι πλήρες, είναι λίγο μικρότερο από το αρχικό σκέλος λόγω του χώρου που απαιτείται στο τέλος για αυτό το μικρό κομμάτι RNA. Είναι σαν κάποιος που ζωγραφίζει τον εαυτό του σε μια γωνία και δεν μπορεί να ζωγραφίσει τη γωνία.
Η Τελομεράση εξουδετερώνει τη μείωση του Τελομερούς
Ένα ένζυμο που ονομάζεται Τελομεράση προσθέτει βάσεις στα άκρα των Τελομερών. Στα νεαρά κύτταρα, η Τελομεράση κρατά τα Τελομερή από το να μειωθούν πάρα πολύ. Όμως, καθώς τα κύτταρα διαιρούνται επανειλημμένα, δεν υπάρχει αρκετή Τελομεράση, έτσι ώστε τα Τελομερή να γίνουν συντομότερα και τα κύτταρα να γερνούν.
Η Τελομεράση παραμένει ενεργή σε σπερματοζωάρια και αυγά, τα οποία μεταφέρονται από τη μία γενιά στην άλλη. Εάν τα αναπαραγωγικά κύτταρα δεν είχαν Τελομεράση για να διατηρήσουν το μήκος των Τελομερών τους, οποιοσδήποτε οργανισμός με τέτοια κύτταρα δε θα μπορούσε να υπάρξει.
Καθώς ένα κύτταρο αρχίζει να γίνεται καρκινικό, διαιρείται πιο συχνά, και τα Τελομερή του γίνονται πολύ σύντομα. Αν τα Τελομερή του είναι πολύ σύντομα, το κύτταρο μπορεί να πεθάνει. Συχνά, αυτά τα κύτταρα διαφεύγουν από το θάνατο κάνοντας περισσότερο ένζυμο Τελομεράσης, το οποίο εμποδίζει τα Τελομερή να γίνουν ακόμα μικρότερα.
Πολλοί καρκίνοι έχουν μειωμένα τα Τελομερή, συμπεριλαμβανομένου του παγκρέατος, του οστού, του προστάτη, της ουροδόχου κύστης, του πνεύμονα, των νεφρών και του κεφαλιού και του λαιμού.
Η μέτρηση της Τελομεράσης μπορεί να είναι ένας τρόπος για τον εντοπισμό του καρκίνου. Και αν οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν πώς να σταματήσουν την Τελομεράση, θα μπορούσαν να καταπολεμήσουν τον καρκίνο κάνοντας τα καρκινικά κύτταρα να πεθαίνουν. Σε ένα πείραμα, οι ερευνητές μπλόκαραν τη δράση της Τελομεράσης σε ανθρώπινα κύτταρα καρκίνου του μαστού και του προστάτη που αναπτύσσονται στο εργαστήριο, προτρέποντας τα νεοπλασματικά κύτταρα να πεθάνουν. Υπάρχουν όμως κίνδυνοι. Η αποδέσμευση της Τελομεράσης θα μπορούσε να επηρεάσει τη γονιμότητα, την επούλωση τραυμάτων και την παραγωγή κυττάρων αίματος και ανοσοποιητικού.
Τελομερή και γήρανση
Ο γενετιστής Richard Cawthon και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα βρήκαν ότι βραχύτερα Τελομερή συνδέονται με βραχύτερες ζωές. Μεταξύ των ατόμων ηλικίας άνω των 60 ετών, τα άτομα με βραχύτερα Τελομερή είχαν τριπλάσιες πιθανότητες να πεθάνουν από καρδιακές παθήσεις και οκτώ φορές πιο πιθανό να πεθάνουν από μολυσματικές ασθένειες.
Ενώ η μείωση των Τελομερών έχει συνδεθεί με τη διαδικασία γήρανσης, δεν είναι ακόμη γνωστό αν τα βραχύτερα Τελομερή είναι απλώς ένα σημάδι γήρανσης όπως τα γκρίζα μαλλιά ή στην πραγματικότητα συμβάλλουν στη γήρανση.
Αν η Τελομεράση καθιστά τα καρκινικά κύτταρα αθάνατα, θα μπορούσε να αποτρέψει τη γήρανση των φυσιολογικών κυττάρων; Μπορούμε να παρατείνουμε τη διάρκεια ζωής διατηρώντας ή αποκαθιστώντας το μήκος των Τελομερών με Τελομεράση;
Εάν ναι, αυτό θα αυξήσει τον κίνδυνο να πάρει καρκίνο;
Οι επιστήμονες δεν είναι ακόμα σίγουροι. Αλλά κατάφεραν να χρησιμοποιήσουν την Τελομεράση στο εργαστήριο για να διατηρήσουν τα ανθρώπινα κύτταρα που χωρίζουν πολύ πέρα από το φυσιολογικό τους όριο και τα κύτταρα δεν γίνονται καρκινικά.
Εάν χρησιμοποιήσαμε Τελομεράση για να «αθανατοποιήσουμε» ανθρώπινα κύτταρα, μπορεί να είμαστε σε θέση να παράγουμε μαζικά κύτταρα για μεταμόσχευση, συμπεριλαμβανομένων κυττάρων που παράγουν ινσουλίνη για να θεραπεύσουν διαβήτη, μυϊκά κύτταρα για θεραπεία μυϊκής δυστροφίας, κύτταρα χόνδρου για ορισμένα είδη αρθρίτιδας και κύτταρα δέρματος για Θεραπεύοντας σοβαρά εγκαύματα και πληγές. Μια απεριόριστη προσφορά φυσιολογικών ανθρώπινων κυττάρων που αναπτύσσονται στο εργαστήριο θα βοηθούσε επίσης τις προσπάθειες για τη δοκιμή νέων φαρμάκων και γονιδιακών θεραπειών.
Πόσο μεγάλος είναι ο ρόλος των Τελομερών στη γήρανση;
Ορισμένα είδη μακράς διαρκείας όπως ο άνθρωπος, έχουν Τελομερή που είναι πολύ μικρότερα από τα είδη όπως τα ποντίκια, τα οποία ζουν μόνο λίγα χρόνια. Κανείς δεν ξέρει γιατί. Αλλά είναι απόδειξη ότι μόνο τα Τελομερή δεν υπαγορεύουν τη διάρκεια ζωής.
Η μελέτη του Cawthon διαπίστωσε ότι όταν οι άνθρωποι χωρίζονται σε δύο ομάδες με βάση το μήκος των Τελομερών, το ήμισυ με μεγαλύτερα Τελομερή ζει κατά μέσο όρο πέντε χρόνια περισσότερο από εκείνα με μικρότερα Τελομερή. Η μελέτη αυτή δείχνει ότι η διάρκεια ζωής θα μπορούσε να αυξηθεί πέντε χρόνια με την αύξηση του μήκους των Τελομερών σε άτομα με βραχύτερες.
Τα άτομα με μακρύτερα Τελομερή εξακολουθούν να παρουσιάζουν μείωση της Τελομερούς καθώς μεγαλώνουν. Πόσα χρόνια θα μπορούσαν να προστεθούν στη διάρκεια ζωής μας, διακόπτοντας πλήρως τη μείωση του Τελομερούς;
Ο Cawthon πιστεύει 10 χρόνια και ίσως 30 χρόνια.
Μετά την ηλικία των 60 ετών, ο κίνδυνος θανάτου διπλασιάζεται κάθε 8 χρόνια. Έτσι, ο 68 χρόνος έχει διπλάσιες πιθανότητες να πεθάνει μέσα σε ένα χρόνο σε σύγκριση με έναν 60 χρόνο. Η μελέτη του Cawthon διαπίστωσε ότι οι διαφορές στο μήκος των Τελομερών αντιπροσώπευαν μόνο το 4% αυτής της διαφοράς. Και ενώ η διαίσθηση μας λέει ότι οι ηλικιωμένοι έχουν μεγαλύτερο κίνδυνο θανάτου, μόνο το 6% οφείλεται αποκλειστικά στη χρονολογική ηλικία. Όταν το μήκος των Τελομερών, η χρονολογική ηλικία και το φύλο συνδυάζονται (οι γυναίκες ζουν περισσότερο από τους άνδρες), οι παράγοντες αυτοί αντιπροσωπεύουν το 37% της διακύμανσης του κινδύνου θανάτου άνω των 60 ετών. Έτσι, τι προκαλεί το άλλο 63%;
Μία σημαντική αιτία γήρανσης είναι το «οξειδωτικό στρες». Είναι η βλάβη του DNA, των πρωτεϊνών και των λιπιδίων (λιπών) που προκαλούνται από τα οξειδωτικά, τα οποία είναι πολύ δραστικές ουσίες που περιέχουν οξυγόνο. Αυτά τα οξειδωτικά παράγονται κανονικά όταν αναπνέουμε και επίσης προκύπτουν από φλεγμονή, μόλυνση και κατανάλωση οινοπνεύματος και τσιγάρων. Σε μια μελέτη, οι επιστήμονες εκθέτουν σκουλήκια σε δύο ουσίες που εξουδετερώνουν τα οξειδωτικά και η διάρκεια ζωής των σκουληκιών αυξήθηκε κατά μέσο όρο κατά 44%.
Ένας άλλος παράγοντας στη γήρανση είναι η «γλυκοζυλίωση». Αυτό συμβαίνει όταν η γλυκόζη, η κύρια ζάχαρη που χρησιμοποιούμε ως ενέργεια, δεσμεύεται με κάποιο από τα DNA μας, τις πρωτεΐνες και τα λιπίδια, αφήνοντάς τα αδύνατα να κάνουν τη δουλειά τους. Το πρόβλημα γίνεται χειρότερο καθώς μεγαλώνουμε, προκαλώντας δυσλειτουργία των ιστών του σώματος, με αποτέλεσμα την εμφάνιση νόσου και θανάτου. Η γλυκοζυλίωση μπορεί να εξηγήσει γιατί μελέτες σε πειραματόζωα δείχνουν ότι ο περιορισμός της πρόσληψης θερμίδων επεκτείνει τη διάρκεια ζωής.
Το πιο πιθανό οξειδωτικό στρες, η γλυκοζυλίωση, η μείωση του αριθμού των Τελομερών και η χρονολογική γήρανση, όλα μαζί προκαλούν γήρανση.
Τελομερή και άλλες ασθένειες
Οι άνθρωποι με μια ασθένεια που ονομάζεται συγγενή Δυσκεράτωση, έχουν Τελομερή που μειώνονται πολύ πιο γρήγορα από το κανονικό. Αυτοί οι άνθρωποι υπομένουν πρόωρη γήρανση και θάνατο. Αντιμετωπίζουν μεγαλύτερο κίνδυνο απειλητικών για τη ζωή λοιμώξεων, λευχαιμίας και άλλων μορφών καρκίνου του αίματος, εντερικών διαταραχών, κίρρωσης του ήπατος και πνευμονικής Ίνωσης, μιας θανάσιμης αρτηρίας του πνευμονικού ιστού. Είναι επίσης πιο πιθανό να έχουν γκρίζα μαλλιά, φαλάκρα, κακή επούλωση τραυμάτων, κηλίδες στο δέρμα, εντερικές διαταραχές, μαλάκυνση των οστών και μαθησιακές δυσκολίες.
Το συμπέρασμα είναι ότι τα Τελομερή μπορούν να διαδραματίσουν έναν ρόλο σε όλες αυτές τις συνθήκες, επειδή όλα περιλαμβάνουν ιστούς στους οποίους τα κύτταρα διαιρούνται συχνά. Υπάρχουν επίσης κάποια στοιχεία που συνδέουν τα βραχύτερα Τελομερή με τη νόσο Alzheimer, τη σκλήρυνση των αρτηριών, την υψηλή αρτηριακή πίεση και σακχαρώδη διαβήτη τύπου ΙΙ.
Ποιες είναι οι προοπτικές της ανθρώπινης αθανασίας;
Η ανθρώπινη ζωή έχει αυξηθεί σημαντικά από το 1600, όταν ο μέσος όρος ζωής ήταν 30 χρόνια. Μέχρι το 2012, το μέσο προσδόκιμο ζωής των ΗΠΑ ήταν σχεδόν 79.
Λόγοι για την αύξηση περιλαμβάνουν τους υπονόμους και άλλα μέτρα αποχέτευσης, τα αντιβιοτικά, το καθαρό νερό, την ψύξη, τα εμβόλια και άλλες ιατρικές προσπάθειες για την αποτροπή της θανάτωσης των παιδιών και των μωρών, και την αντιμετώπιση των λοιμώξεων και των οξέων περιστατικών των ασθενειών.
Μερικοί επιστήμονες προβλέπουν ότι το μέσο προσδόκιμο ζωής θα συνεχίσει να αυξάνεται, παρόλο που πολλοί αμφιβάλλουν ότι ο μέσος όρος θα είναι πάντα πολύ μεγαλύτερος από τους 90. Αλλά μερικοί λένε ότι είναι δυνατή η μεγάλη διάρκεια ζωής.
Επίσης οι έρευνες δείχνουν τα τελευταία χρόνια, ότι το προσδόκιμο επιβίωσης μπορεί να φτάσει τα 150 έτη, και μάλιστα σε ακόμη πιο προχωρημένες και πρόσφατες έρευνες έδειξαν ότι πλέον δεν υπάρχει προσδόκιμο επιβίωσης.
Ο Cawthon λέει ότι αν μπορούσαν να εξαλειφθούν όλες οι διαδικασίες γήρανσης και να αποκατασταθούν οι βλάβες του οξειδωτικού στρες, «μία εκτίμηση είναι ότι οι άνθρωποι θα μπορούσαν να ζήσουν 1.000 χρόνια».
Dr. Νικολέτα Κοḯνη M.D
Ιατρός Λειτουργικής, Αντιγηραντικής, Προληπτικής και Αναγεννητικής Ιατρικής
