Czy długowieczność jest dziedziczna?
Wstęp: Wracamy dzisiaj do tematyki anti-aging, z serią kolejnych dwóch artykułów zainspirowanych najnowszą książką dr. Michaela Gregera pt. „How Not to Age”. Tym razem dowiemy się, do jakiego stopnia długowieczność uwarunkowana jest genetycznie.
Wszystkie artykuły z tej serii:
- Czy długowieczność jest dziedziczna?
- Gen ApoE ‒ z czego wynika jego istotny wpływ na długowieczność?
Mówi się, że dla zapewnienia sobie długowieczności najważniejszy jest odpowiedni dobór rodziców [1]. Przyjęła się bowiem teoria, że długość życia zależna jest od genów. Czy aby na pewno? Na przykładzie krewnych osób, które dożyły co najmniej 100. roku życia widać, że geny rzeczywiście mają tutaj znaczenie. Większe szanse na osiągnięcie takiego wieku wykazano u osób, które wśród rodzeństwa mają stulatków [2]. Natomiast rodzice stulatków mają większe szanse na dożycie wieku co najmniej 90 lat [2]. Z drugiej strony między małżonkami korelacja pod względem długości życia jest równie silna, o ile nie silniejsza [3]. Wpływ partnera może być równie znaczący co rodzica. Przecież nawet w rodzinie „dziedziczone” są nie tylko geny. Źródłem długowieczności mogą być, chociażby przekazywane z pokolenia na pokolenia, zdrowe babcine przepisy, czy zamiłowanie do biegania. W takich sytuacjach, gdy konieczne jest oddzielenie czynników genetycznych od środowiskowych, przeprowadza się badania z udziałem bliźniąt, w których bliźnięta jednojajowe porównuje się z dwujajowymi [4].
Wyobraźmy sobie, na przykład, że chcemy określić rolę genów w rozwoju raka. Jak bardzo ryzyko zachorowania jest uwarunkowane genetycznie, a w jakim stopniu zależy od innych czynników, takich, na które możemy mieć jakiś wpływ [5]. Jak wiadomo, bliźnięta jednojajowe mają w 100% takie samo DNA, a dwujajowe ‒ średnio w 50% [5]. Wobec tego, jeśli ryzyko rozwoju raka rzeczywiście miałoby być zależne od genów, w przypadku bliźniąt jednojajowych prawdopodobieństwo, że oboje z rodzeństwa spotka ten sam los, powinno być wyższe niż w przypadku bliźniąt dwujajowych [5]. Jeśli okazałoby się, że nie ma w tej kwestii żadnej różnicy, można by założyć, że geny nie przyczyniają się do zachorowania na raka [5].
Jak się okazuje, za rozwój nowotworów w przeważającej mierze odpowiadają nie uwarunkowania genetyczne, tylko czynniki środowiskowe [5]. Geny leżą u podłoża jedynie 5-10% wszystkich przypadków raka [5]. Geny BRCA, o których swego czasu było głośno za sprawą Angeliny Jolie, są przyczyną zaledwie 2% wszystkich przypadków raka piersi [6]. Jeśli jedna z bliźniaczek jednojajowych zachoruje na raka piersi, prawdopodobieństwo, że taki sam los spotka jej siostrę, wynosi tylko 13%, mimo że DNA mają w gruncie rzeczy identyczne [7]. Jest to, co prawda, więcej niż w przypadku bliźniaczek niejednojajowych, zatem geny też się przyczyniają do rozwoju raka [7], z tym że w bardzo niewielkim stopniu [5]. To by wyjaśniało, dlaczego częstotliwość występowania najpowszechniejszych rodzajów nowotworów w różnych miejscach na świecie różni się nawet 200-krotnie [7].
A co badania na bliźniętach mówią nam na temat dziedziczności długości życia? Jak pokazało opublikowane w 1996 r. badanie z udziałem tysięcy par bliźniąt, długość życia jest dziedziczna w 26% u mężczyzn i w 23% u kobiet [4]. W późniejszych badaniach na bliźniętach wyniki były zbliżone [8]. Długość życia uwarunkowana jest genetycznie w mniej więcej 25%, co by oznaczało, że nasze przeznaczenie w decydującym stopniu leży w naszych rękach. Przy zastosowaniu innych metod badawczych udział genów oszacowano na 15-30% [2]. Przykładowo: w 2018 r. opublikowano wyniki analizy milionów drzew genealogicznych pochodzących z 86 milionów profili publicznych w internetowej, genealogicznej bazie danych [9]. Zgodnie z wynikami długość życia zależy od genów w 16% [9]. Należy jednak zaznaczyć, że może to być wartość przeszacowana, ponieważ ludzie wybierają swoich partnerów życiowych na zasadzie tzw. kojarzenia selektywnego [3]. Oznacza to, że nie dobieramy się w pary losowo, tylko z osobami do nas podobnymi, chociażby pod względem stylu życia [3]. Niewykluczone więc, że te 16% to nie do końca udział samych genów, bo członków rodzin łączą też nawyki żywieniowe i inne zachowania istotne w kontekście szans na długowieczność [3]. Biorąc to wszystko pod uwagę, można przypuszczać, że dziedziczność długości życia w rzeczywistości plasuje się znacznie poniżej 10% [3].
Rola genów jest zatem stosunkowo niewielka, co oznacza, że długość naszego życia leży w dużej mierze w naszych rękach. Dla dobrego wykorzystania tej mocy sprawczej znaczenie kluczowe ma zrozumienie, na czym polega proces starzenia się organizmu [11]. Określenie anti-aging jest współcześnie rażąco nadużywane do opisu przeróżnych produktów i zabiegów, których skuteczność nie została potwierdzona w badaniach naukowych [10]. Tak na logikę termin ten powinien być zarezerwowany dla interwencji, które mogą spowolnić lub odwrócić starzenie się organizmu, poprzez działanie ukierunkowane na co najmniej jeden z charakterystycznych dla tego procesu, oficjalnie uznanych mechanizmów [10]. W 2013 r. opublikowano przełomowe badanie pt. The Hallmarks of Aging [11], na które w literaturze medycznej powoływano się już niemal 7000 razy. Opisano tutaj 9 markerów starzenia się organizmu, a są to mianowicie:
- niestabilność genomowa (akumulacja uszkodzeń DNA),
- skracanie się telomerów (utrata ochronnych osłonek na końcach chromosomów),
- zmiany epigenetyczne (zmiany w sposobie ekspresji genów),
- utrata proteostazy (nagromadzenie nieprawidłowo pofałdowanych białek),
- zaburzone wykrywanie składników odżywczych (zmiany metaboliczne ściśle powiązane z dietą),
- dysfunkcja mitochondriów (słabnąca czynność mitochondriów, odpowiedzialnych za produkcję energii na poziomie komórkowym),
- starzenie komórkowe ‒ senescencja (zatrzymanie podziałów komórkowych),
- wyczerpanie się komórek macierzystych (utrata potencjału tkanek do autoregeneracji)
- zmiany w komunikacji między komórkami (wzmożone wytwarzanie sygnałów prozapalnych) [11].
Wszystkie te mechanizmy dr Michael Greger omówił w swojej najnowszej książce pt. How Not to Age. Przedstawił w niej również strategie pozwalające każdy z tych procesów spowolnić, zatrzymać, a nawet i odwrócić.
Źródło: nutritionfacts.org
[1] Kirkwood T. How can we live forever? BMJ. 1996;313(7072):1571.[2] Milman S, Barzilai N. Dissecting the mechanisms underlying unusually successful human health span and life span. Cold Spring Harb Perspect Med. 2015;6(1):a025098.
[3] Ruby JG, Wright KM, Rand KA, et al. Estimates of the heritability of human longevity are substantially inflated due to assortative mating. Genetics. 2018;210(3):1109-1124.
[4] Herskind AM, McGue M, Holm NV, Sørensen TI, Harvald B, Vaupel JW. The heritability of human longevity: a population-based study of 2872 Danish twin pairs born 1870-1900. Hum Genet. 1996;97(3):319-323.
[5] Lichtenstein P, Holm NV, Verkasalo PK, et al. Environmental and heritable factors in the causation of cancer–analyses of cohorts of twins from Sweden, Denmark, and Finland. N Engl J Med. 2000;343(2):78-85.
[6] Syrjäkoski K, Vahteristo P, Eerola H, et al. Population-based study of BRCA1 and BRCA2 mutations in 1035 unselected Finnish breast cancer patients. J Natl Cancer Inst. 2000;92(18):1529-1531.
[7] Hemminki K, Lorenzo Bermejo J, Försti A. The balance between heritable and environmental aetiology of human disease. Nat Rev Genet. 2006;7(12):958-965.
[8] Skytthe A, Pedersen NL, Kaprio J, et al. Longevity studies in GenomEUtwin. Twin Res. 2003;6(5):448-454.
[9] Kaplanis J, Gordon A, Shor T, et al. Quantitative analysis of population-scale family trees with millions of relatives. Science. 2018;360(6385):171-175.
[10] Lee MB, Hill CM, Bitto A, Kaeberlein M. Antiaging diets: Separating fact from fiction. Science. 2021;374(6570):eabe7365.
[11] López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013;153(6):1194-1217.