Stárnutí a věk organismů jsou pro vědce stále atraktivními tématy k výzkumu. Nutno rozlišovat mezi věkem chronologickým (kalendářním), který je dán datem narození a lze jej přesně vymezit; a věkem biologickým, který udává stáří buněk a tkání na základě fyziologických údajů, a informuje tak o kvalitě a funkčnosti organismu daného jedince. Vedle genetických vlivů může být biologický věk ovlivněn (ať už pozitivně či negativně) řadou faktorů, jako je strava, pohyb, spánek, různé návyky a životní prostředí. Biologický věk tak může být nižší či vyšší v porovnání s věkem chronologickým. Jedním z dalších faktorů je stres, na který se zaměřil mezinárodní tým vědců v nové studii.
Experiment přinesl nové zjištění
Vědci zkoumali metylaci DNA, která se řadí mezi tzv. epigenetické mechanismy. V rámci nich sice nedochází ke změně sekvence DNA, ale mění se struktura chromatinu (komplex DNA a proteinů) a dochází ke změnám genové exprese. Studie z roku 2013 ukázala, že právě metylace DNA může sloužit jako jeden ze způsobů, jak odhadovat biologický věk – jedná se o tzv. DNA methylation (DNAm) clocks neboli epigenetické hodiny.
Tyto epigenetické hodiny byly použity k měření změn biologického věku v reakci na stresové podněty u myší a lidí. V prvním experimentu byl tzv. heterochronickou parabiózou propojen krevní oběh dvou myší různého věku (3 měsíce a 20 měsíců). Po 3 měsících byly myši odděleny a následovalo zotavování po dobu dalších 2 měsíců. Tkáně mladších myší byly následně analyzovány pomocí epigenetických hodin, podle kterých byl zjišťován biologický věk. Ukázalo se, že po parabióze, která rovněž byla stresovou situací, se věk mladších myší zvýšil, nicméně po zotavení se opět vrátil na původní hodnotu.
„Předchozí výzkumy naznačovaly možnost krátkodobých výkyvů biologického věku, ale otázka, zda jsou tyto změny vratné, zůstala až doposud neprozkoumána. Kritické je, že nebyly známy ani spouštěče těchto změn. Zjistili jsme, že u zvířat podrobených heterochronické parabióze lze experimentálně vyvolat vratnou změnu biologického věku,“ uvádí autoři studie.
Vědci na základě tohoto prvotního poznatku předpokládají, že i po dalších přirozeně se vyskytujících situacích může dojít k vratným změnám biologického věku.
Reverzibilní změny i v pokročilém (chronologickém) věku
V navazujícím výzkumu se vědci u lidí zaměřili na další stresové události, jako je závažný chirurgický zákrok, porod nebo infekce. V rámci všech stresových situací se biologický věk zvýšil, nicméně po zotavení a zmírnění stresu se zcela nebo částečně obnovil.
Dokonce u starších pacientů (prům. věk 78 let), kteří museli podstoupit náhlou operaci kyčelního kloubu, byl po výrazném a rychlém nárůstu biologického věku pozorován opět jeho pokles a návrat na výchozí hodnotu několik dní po operaci. Znamená to tedy, že i lidé v pokročilém chronologickém věku jsou schopni zvrátit zvýšení biologického věku, které bylo způsobeno stresem.
Podobný trend byl pozorován i u žen po porodu, které se však zotavovaly různě rychle. V případě infekce (COVID-19) dopomohly k opětovnému snížení biologického věku imunosupresivní léky.
Výsledky studie tak naznačují, že biologický věk může být v průběhu života proměnlivý a tvárný, což zpochybňuje obecný názor, že věk se pohybuje pouze jedním směrem. Poznatky jsou navíc důležité pro praxi.
„Tato zjištění naznačují, že silný stres zvyšuje úmrtnost, přinejmenším částečně tím, že zvyšuje biologický věk. Tato představa bezprostředně naznačuje, že snížením biologického věku lze snížit úmrtnost, a že schopnost zotavit se ze stresu může být důležitým faktorem určujícím úspěšné stárnutí a dlouhověkost. V neposlední řadě může být biologický věk užitečným parametrem při posuzování fyziologického stresu a jeho zmírňování,“ uvedl Vadim Gladyshev, profesor medicíny na Harvard Medical School, ředitel redoxní medicíny v Brigham and Women's Hospital v Bostonu a spoluautor studie.
Originální publikace: Cell Metabolism, https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(23)00093-1 (if: 31,373)
Foto: nikko macaspac, Unsplash
Více z medicíny a zdraví na CZECHSIGHT:
Filip Šlapal
Filip Šlapal
Vstup do diskuze