Starzenie się ludzkiego organizmu można badać na wiele różnych sposobów [1]. W tym artykule przyjrzymy się jednej z najbardziej skutecznych i powszechnie stosowanych metod – wykorzystaniu organizmów modelowych w badaniach nad długowiecznością.

Jak badać ludzi pod kątem długowieczności?

Jednym ze sposobów jest analiza długowiecznych populacji, szczególnie osób w wieku powyżej 100 lat. Ciekawym podejściem jest również badanie stulatków, którzy mimo nawyków uznawanych za niezdrowe – jak palenie tytoniu – wykazują wyjątkową odporność na fizjologiczne czynniki stresogenne. Tego typu badania mogą pomóc odkryć mechanizmy biologiczne stojące za długowiecznością i zdrowym starzeniem się [2]. Można też pójść w kierunku odwrotnym i badać ludzi żyjących wyjątkowo krótko, cierpiących na schorzenia typu progeria [3]. Dzieci z tą chorobą starzeją się 8-10 razy szybciej, na ich twarzach pojawiają się zmarszczki, doświadczają związanej z wiekiem utraty włosów [4], po czym umierają, w wieku mniej więcej 13 lat, w wyniku zawału serca czy udaru mózgu [5].

Trzecią opcją jest badanie długowiecznych zwierząt [6]. Niektóre gatunki ssaków, jak chociażby wieloryb grenlandzki, żyją po kilkaset lat [7]. Niektórym ostrygom i małżom w ciągu ich 500 lat życia serce zabije ponad miliard razy [8]. Na drodze ewolucji wśród zwierząt wykształciły się ogromne różnice w długości życia. Gatunki najbardziej długowieczne żyją ponad 10 000 razy dłużej niż gatunki najmniej długowieczne [8]. Z czego to wynika?

Czym są organizmy modelowe?

Większość mechanizmów starzenia [9] zidentyfikowano w eksperymentach na tzw. organizmach modelowych [10], takich jak drożdże, nicienie, muszki owocówki, czy myszy. Mechanizmy starzenia są w dużej mierze ewolucyjnie zachowane, dzięki czemu odkrycia z badań na gatunkach prostszych dostarczają cennych wskazówek, wyznaczających kierunek dalszych badań z udziałem ludzi [11].

Kiedyś uważano, że ze względu na złożoność całego procesu, starzenie jest niemożliwe do zbadania [12]. Postrzegane było jako wypadkowa przeróżnych czynników genetycznych i środowiskowych, spośród których nie sposób wyodrębnić poszczególnych części składowych [12]. Przełomem było odkrycie, że pojedyncza mutacja genowa może w spektakularnym stopniu wydłużać życie mikroskopijnych nicieni o nazwie C. elegans (Zdjęcie 1) [12].

C. elegans w badaniach nad długowiecznością

Od tego czasu C. elegans ugruntował sobie pozycję jako ważny obiekt badań nad długowiecznością. Wszystko wskazuje na to, że około pół miliarda lat temu mieliśmy z tym gatunkiem wspólnego przodka [13]. Po dziś dzień materiał genetyczny tych malutkich nicieni jest mniej więcej w połowie taki sam jak u człowieka [10]. Atutem C. elegans jest krótki okres życia – tylko 2-3 tygodnie, który pozwala naukowcom na szybką ocenę efektów wprowadzonych modyfikacji genetycznych czy żywieniowych [10]. Pod tym względem nicienie mają zdecydowaną przewagę nad ludźmi, których opisuje się jako „niełatwy obiekt badań, zarówno z powodów etycznych, jak i praktycznych” [10].

Czy warto badać S. cerevisiae w kontekście długowieczności?

Jeszcze prostszym, bo jednokomórkowym, organizmem modelowym, są drożdże Saccharomyces cerevisiae (Zdjęcie 2) [14].

W 1959 r. odkryto, że wbrew temu, co wcześniej zakładano, drożdże nie są nieśmiertelne [15]. Ich komórki nie mogą dzielić się w nieskończoność – liczba podziałów jest ograniczona [15]. Z ewolucyjnego punktu widzenia S. cerevisiae to obiekt badań jeszcze bardziej odległy od człowieka niż C. elegans [16]. Wspólnego przodka mieliśmy z drożdżami aż miliard lat temu [16], a DNA mamy takie samo tylko w mniej więcej 30% [17]. Ich ogromną zaletą są natomiast mikroskopijne rozmiary i bardzo krótki okres życia, umożliwiające prowadzenie badań wysokoprzepustowych, w ramach których w ciągu jednego dnia, pod kątem potencjału wydłużania życia, przetestować można ponad tysiąc różnych związków [18]. Może się oczywiście zdarzyć, że takie nowo odkryte związki długowieczności okażą się skuteczne tylko u drożdży. Jednak nawet jeśli nie uda się odtworzyć ich korzystnego wpływu na długość życia w badaniach z udziałem ludzi, nie musi to oznaczać, że będą bezużyteczne. Przy produkcji piwa ich udział może być przecież nieoceniony [17].

Czy myszy to dobry organizm modelowy?

Okres życia drożdży wynosi kilka dni, nicieni – kilka tygodni. Wśród innych istotnych organizmów modelowych wymienić można muszki owocówki, które żyją kilka miesięcy oraz myszy, które żyją kilka lat [17]. Te ostatnie miały wspólnego przodka z człowiekiem 75 milionów lat temu [19], tuż po wyginięciu dinozaurów, kiedy to nastąpiła istna eksplozja różnorodności biologicznej ssaków. DNA myszy i ludzi jest identyczne mniej więcej w 85%, z zastrzeżeniem, że te 15% robi jednak wielką różnicę [10].

W porównaniu z gryzoniami człowiek jest organizmem bardziej złożonym nie tylko pod względem budowy anatomicznej, ale również na poziomie komórkowym [20]. Środowisko naukowe niejednokrotnie miało okazję się przekonać, że dane z badań na zwierzętach laboratoryjnych ciężko jest ekstrapolować na organizm człowieka [21]. Spośród leków onkologicznych, które okazują się skuteczne u myszy, do fazy badań klinicznych z udziałem ludzi dociera tylko niecałe 10% [22]. Egzaminu nie zdały też setki z pozoru obiecujących leków na chorobę Alzheimera [23]. Cytując artykuł opublikowany w 2017 r. na łamach czasopisma Trends in Biotechnology: „Ludzie to nie ogromne nicienie, czy duże myszy” [24]. Jesteśmy natomiast dużymi ssakami naczelnymi.

Małpy i psy – bliscy kuzyni człowieka w badaniach nad starzeniem

Makaki królewskie również należą do organizmów modelowych wykorzystywanych w badaniach nad starzeniem [25]. Długość ich życia wynosić może nawet do 40 lat, toteż prace badawcze z ich udziałem są bardziej rozciągnięte w czasie [25]. Aż 93% DNA tych zwierząt jest takie samo, jak u człowieka [26], co może wzbudzać obawy natury etycznej.

Z etycznego punktu widzenia takie eksperymenty są tym bardziej problematyczne, im większe jest genetyczne podobieństwo między danym organizmem modelowym i człowiekiem. Ze względu na uwarunkowania kulturowe można by przypuszczać, że najbardziej kontrowersyjne powinny być badania na psach. Powstają jednak inicjatywy obywatelskie, w ramach których właściciele sami zgłaszają swoich czworonogów do udziału w nieinwazyjnych eksperymentach [27]. Właśnie na takiej zasadzie prowadzi się, na przykład, badania genetyczne na psach, które dożywają wieku od 25 lat w górę [27]. Niestety taka długowieczność nie jest u psów normą, bo aż 99,9% osobników tego gatunku nie cieszy się wcale długim życiem w zdrowiu.

Wśród psów czystej rasy notorycznym problemem są obciążenia genetyczne [29], przez co żyją one średnio o ponad rok krócej niż psy ras mieszanych [28]. Podobnie jak ludzie psy również zmagają się na starość ze schorzeniami związanymi z wiekiem, typu choroby zapalne stawów, rak, zaćma, choroby nerek, zanik mięśni itp. [30] Na postępy w badaniach nad długowiecznością psów nie można patrzeć tylko przez pryzmat przekładalności tych wyników na organizm człowieka. Nieodłączną wartością takich odkryć jest bowiem ich potencjalny korzystny wpływ na jakość i długość życia naszych czworonogich przyjaciół, których populacja, w samym tylko USA, liczy sobie aż 70 milionów osobników [31].

Źródło: nutritionfacts.org

STRESZCZENIE:

Do badań nad długowiecznością wykorzystuje się organizmy od drożdży po małpy. Drożdże pozwalają na szybkie testy – w jeden dzień można sprawdzić tysiące związków. Nicienie C. elegans żyją tylko kilka tygodni, ale dzielą z człowiekiem połowę genów. Muszki owocówki i myszy natomiast są bardziej złożone – myszy mają aż 85% wspólnego DNA z nami, choć wciąż bywają zawodne jako modele. Małpy, mimo 93% zgodności genetycznej, budzą wątpliwości etyczne. Psy badane są coraz częściej dobrowolnie, a analizy z ich udziałem mogą pomóc zarówno im, jak i ludziom. Zaciekawił Cię temat badań nad długowiecznością? Więcej ciekawostek znajdziesz w naszym artykule!

The post Jakie organizmy modelowe wykorzystuje się w badaniach nad długowiecznością? first appeared on Akademia Siła Roślin.

Artykuł Jakie organizmy modelowe wykorzystuje się w badaniach nad długowiecznością? pochodzi z serwisu Akademia Siła Roślin.

Naturalnych związków immunomodulujących, czyli substancji, które pomagają regulować działanie naszego układu odpornościowego bez skutków ubocznych, szukaliśmy przez całe stulecia [1]. Jak się okazuje, obiekt naszych poszukiwań przez cały ten czas czekał na nas w owocowo-warzywnym dziale każdego sklepu. Rośliny wytwarzają tysiące różnych substancji aktywnych, z których duża część moduluje nasz układ odpornościowy na tyle skutecznie, że może zapobiegać infekcjom [2]. Na uwagę zasługują również grzyby. W medycynie ludowej stosuje się je od wieków, i to zresztą nie bez powodu [3]. Jak pokazują badania, niektóre gatunki grzybów wspierają działanie naszego układu odpornościowego [3]. Grzyby shiitake, na przykład, stosuje się w leczeniu uzupełniającym przy chemioterapii. Podawane dożylnie wzmacniają mechanizmy obronne ludzkiego organizmu i pomagają w zwalczaniu wielu rodzajów nowotworów [4].

Na temat tzw. beta-glukanów opublikowano ponad 6000 artykułów naukowych, ale niemal wszystkie dane w zakresie profilaktyki infekcji jeszcze do niedawna pochodziły z badań z zastosowaniem szalek Petriego i badań na zwierzętach [5]. Wszystko zmieniło się w 2009 r., kiedy to przeprowadzono serię eksperymentów z udziałem sportowców. Wyniki były pozytywne, ale chodziło tutaj o maratończyków [6]. A co z resztą populacji? Zaraz się przekonamy.

W 2013 r. przeprowadzono w tym zakresie podwójnie zaślepione, randomizowane, kontrolowane placebo badanie z udziałem osób niebędących sportowcami [7]. Wykazano w nim, że beta-glukan zawarty w produktach takich jak drożdże piekarskie i piwowarskie oraz płatki drożdżowe, wspomaga obronę naszego organizmu przed patogenami [7]. Wśród osób, które zjadały mniej więcej łyżkę płatków drożdżowych dziennie ryzyko nawrotów przeziębienia było o 25% niższe [7]. Co więcej, nawet jeśli zdarzyło im się zachorować, wywołane przeziębieniem problemy ze snem były w ich przypadku mniej uciążliwe [7].

A jakie efekty przyniosłoby pół łyżki płatków drożdżowych dziennie? Równie imponujące: duży spadek w liczbie przypadków przeziębienia i złagodzenie objawów [8]. Z czego to wynika? W badaniu z 2012 r. [9] wykazano, że płatki drożdżowe nie tylko łagodzą objawy infekcji górnych dróg oddechowych, ale również poprawiają chorym nastrój i wiążą się z wyraźnym przypływem sił witalnych. Naukowcy podejrzewają, że to zasługa zawartego w płatkach drożdżowych błonnika, który przeciwdziałać może negatywnym skutkom przeciążenia układu odpornościowego [9].

Jeśli chodzi o skutki uboczne, dwóch uczestników skarżyło się na bóle brzucha, ale obaj należeli do grupy placebo [9].

Działanie antybiotyków i leków przeciwwirusowych polega na zabijaniu patogenów w sposób bezpośredni, natomiast związki zawarte w płatkach drożdżowych pobudzają naturalne mechanizmy obronne naszego organizmu, dzięki czemu, w przeciwieństwie do substancji syntetycznych, nie wpływają negatywnie na zdrowie naszych komórek [10]. Reakcja immunologiczna wynikać może z faktu, że nasz organizm tych związków po prostu nie rozpoznaje [10]. Tylko, czy takie przekonanie o obecności intruza nie grozi przypadkiem reakcją zapalną? Wręcz przeciwnie; płatki drożdżowe wywołują najwyraźniej reakcję przeciwzapalną [11]. Wygląda na to, że stanowią one takie lekarstwo dwa w jednym: z jednej strony wspierają nasz układ odpornościowy w walce z infekcją, z drugiej ‒ przeciwdziałają rozwojowi stanu zapalnego [12]. Naukowcy podsumowali, że doustne przyjmowanie płatków drożdżowych jest bezpieczne i skuteczne [12]. Kluczowe znaczenie ma tutaj słowo „doustne”. Podawanie dożylne jest zdecydowanie niezalecane [12], niezależnie od stopnia zamiłowania do tego produktu.

Płatki drożdżowe zawierają dużo puryn, więc w przypadku osób po przeszczepie oraz cierpiących na dnę moczanową albo kamienie nerkowe z kwasu moczowego dzienna dawka nie powinna przekraczać jednej łyżeczki [12]. A co z resztą populacji? Płatki drożdżowe możemy sobie jeść do woli, czy lepiej jednak zachować ostrożność? W Kalifornii, na przykład, na opakowaniach płatków drożdżowych znaleźć można ostrzeżenie, że stężenie pewnej zawartej w tym produkcie substancji przekracza dopuszczalne limity bezpieczeństwa, co grozić może rozwojem raka lub wad wrodzonych płodu [13]. Jak się okazuje, chodzi tutaj o ołów [13].

Zgodnie z prawem stanowym Kalifornii produkty spożywcze nie mogą zawierać więcej niż pół mikrograma ołowiu na dzienną porcję [13]. Jak w tym kontekście wypadają popularni amerykańscy producenci płatków drożdżowych? Według firmy KAL stężenie ołowiu w ich produkcie wynosi mniej niż 3 ppm, czyli niecałe 45 mikrogramów na porcję ‒ obowiązujący w Kalifornii limit przekraczają więc niemal stukrotnie. Plus za to, że przynajmniej mają tego świadomość, bo już Bob’s Red Mill, czy Frontier Coop swoich produktów na zawartość ołowiu w ogóle nie testują. Byli za to skłonni do udzielenia informacji w tym zakresie, w przeciwieństwie do firmy Red Star, która nie odpowiedziała na wielokrotne próby nawiązania kontaktu. Now Foods utrzymywało, że bada swoje płatki drożdżowe na zawartość ołowiu i że stężenie tego związku w ich produkcie, a przynajmniej w ostatnich jego partiach, nie przekracza kalifornijskiego limitu w wysokości pół mikrograma na porcję. Nie byli jednak skłonni przedstawić żadnej dokumentacji, która potwierdzałaby prawdziwość tych twierdzeń.

Najlepiej wypadła firma Bragg; stężenie ołowiu w ich płatkach drożdżowych wynosi poniżej 0,01 ppm, co potwierdzili wynikami testów laboratoryjnych. Jest to mniej niż połowa limitu obowiązującego w Kalifornii, a bardziej rygorystycznego nie ma chyba nigdzie. Dla porównania: jeśli chodzi o dopuszczalne stężenie ołowiu w słodyczach przeznaczonych do spożycia przez małe dzieci, dla lizaków, na przykład, limit ustanowiony przez FDA wynosi 2 mikrogramy dziennie [14]. Jednak, jak wiadomo, im mniej ołowiu tym lepiej.

Źródło: https://nutritionfacts.org/

The post Płatki drożdżowe w profilaktyce przeziębień first appeared on Akademia Siła Roślin.

Artykuł Płatki drożdżowe w profilaktyce przeziębień pochodzi z serwisu Akademia Siła Roślin.

Owies uważany jest za produkt żywieniowy o wyjątkowych wartościach odżywczych [1]. Nasze zdrowie wspiera, między innymi, dzięki zawartości prebiotyków, które wspomagają wzrost dobrych bakterii jelitowych [1]. Oczywiście owies owsowi nierówny; na sklepowych półkach zboże to dostępne jest w różnych formach: od ziaren w całości, czy kaszy owsianej (owies krojony), aż po owsiane produkty wysoko przetworzone, typu płatki Cheerios [2].

W procesie płatkowania ziarna owsa ulegają zmiażdżeniu, co może prowadzić do rozerwania ich ścian komórkowych i uszkodzenia granulek skrobi [2]. Zboża w takiej formie są wchłaniane na wcześniejszych odcinkach przewodu pokarmowego, co wcale nie jest dobre [2]. Skrobia jest przecież pokarmem dla naszych dobrych bakterii jelitowych; ważne zatem, aby docierała aż do jelita grubego [2]. Jeszcze mniej prozdrowotnie działa owies zmielony na mąkę w postaci płatków śniadaniowych [2]. Jeśli porównać wpływ owsa o różnym stopniu przetworzenia na poziom cukru i insuliny we krwi, najmniejszy wzrost odnotowuje się dla ziaren w najmniejszym stopniu przetworzonych (kaszy owsianej) [2].

No dobrze, ale co z ochratoksyną A? Owies jest jednym z głównych źródeł tej wytwarzanej przez pleśnie substancji zanieczyszczającej [3], nie jest jednak źródłem jedynym [4]. Zanieczyszczenie plonów mikotoksynami jest zjawiskiem na skalę światową [4]. Według danych statystycznych Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa problem dotyczyć może nawet 25% światowych upraw [4]. Niestety, jak się okazuje, wartość ta nie ma wiele wspólnego z rzeczywistością [4]. Tak naprawdę mówimy tutaj raczej o 60-80% [4]. Różnica ta jest zapewne wynikiem poprawy czułości metod pomiaru, jak również skutków zmian klimatycznych [4].

Jednym z produktów o najwyższej zawartości mikotoksyn są przyprawy [5]. Jednak z uwagi na fakt, że spożywa się je w bardzo małych ilościach, nie są one uważane za istotne źródło tych związków [5]. Mimo wszystko dobrze zdać sobie sprawę, że jako konsumenci sami możemy zadbać o zminimalizowanie naszej ekspozycji [6]. Przykładowo: po otwarciu przyprawy przechowywać należy z dala od źródeł wilgoci [6].

A co z suszonymi ziołami? Mikotoksyny w roślinnych suplementach diety: największe stężenie mikotoksyn wykryto w suplementach na bazie ostropestu plamistego [7]. Jak się okazuje, zbiory ostropestu wymagają mokrych i wilgotnych warunków pogodowych [7]; nic więc dziwnego, że nasiona zanieczyszczone są pleśnią. Biorąc pod uwagę fakt, że ostropest przyjmują głównie osoby cierpiące na choroby wątroby, tak wysokie spożycie związków działających na wątrobę toksycznie stanowić może pewien problem [7].

Wyjątkowo wysokie stężenie mikotoksyn mają również wina pochodzące z USA [8]. Spośród wszystkich win świata najwyższy poziom zanieczyszczenia odnotowuje się właśnie dla wina amerykańskiego [8]. Problem dotyczy jednak wina ogółem [8]. Być może właśnie dlatego ochratoksynę A powszechnie wykrywa się we krwi zdrowych osób; przyczyną może być właśnie regularne spożycie wina [9].

Ochratoksyna A działa toksycznie na nerki [9]; wykazuje działanie immunosupresyjne i rakotwórcze, może powodować uszkodzenia płodu [9]. A może dobrym rozwiązaniem byłaby dekontaminacja wina ‒ usuwanie ochratoksyny A? [9] Oczywiście najlepiej byłoby do zanieczyszczenia w ogóle nie dopuszczać; nie zawsze jest to jednak możliwe [10]. Właśnie dlatego coraz więcej uwagi poświęca się poszukiwaniu skutecznych metod oczyszczania produktów spożywczych z obecnych w nich mikotoksyn [10].

Obiecującym rozwiązaniem jest zastosowanie w tym celu drożdży [9]. Mikotoksyny wiążą się bowiem z ich ścianami komórkowymi [9]. Jednym ze sposobów jest wykorzystanie drożdży do usunięcia mikotoksyn jeszcze przed spożyciem danego produktu [11]. Jednak skuteczną strategią okazać się może również zapobieganie przyswajaniu spożytych mikotoksyn, poprzez zjadanie zanieczyszczonych produktów w połączeniu, na przykład, z płatkami drożdżowymi [11].

W przypadku kurczaków ta metoda okazała się skuteczna [12]. Podawanie im aflatoksyny (innego rodzaju mikotoksyny) w połączeniu z drożdżami, zaskutkowało ograniczeniem dotkliwości schorzeń wywołanych działaniem trującego związku [12]. Jednak skuteczność produktów typu płatki drożdżowe jako substancji wiążących zależy od stabilności wiązania drożdże-mikotoksyna w przewodzie pokarmowym [13]. Od dawna wiadomo było, że drożdże mogą usuwać ochratoksynę A z jedzenia [11]. Przez długi czas nie mieliśmy jednak pojęcia, jak zadziałałyby w naszych jelitach [11]. Przełomem było badanie z 2016 r. [11] Wykazano w nim, że drożdże wiążą w naszym przewodzie pokarmowym nawet do 44% ochratoksyny A [11]. W rzeczywistości jednak mówić tu możemy raczej o około jednej trzeciej; niektóre z wiązań były bowiem niestabilne [11].

Wygląda na to, że maksymalną dopuszczalną dzienną dawkę do spożycia dla ochratoksyny A przekroczyć można wypijając zaledwie jeden kieliszek wina, nawet jeśli towarzyszyć mu będzie przekąska w postaci popcornu z dodatkiem płatków drożdżowych [11]. Ale co to tak naprawdę oznacza? Jak bardzo szkodliwa jest ta substancja? Więcej na ten temat już w następnym artykule.

Pozostałe artykuły z tej serii:

Ochratoksyna A w płatkach śniadaniowych
Czy działanie ochratoksyny A powinno być dla nas powodem do niepokoju?
Czy aflatoksyny powinny być dla nas powodem do niepokoju?

Źródło: https://nutritionfacts.org/

The post Ochratoksyna A w ziołach, przyprawach i winie first appeared on Akademia Siła Roślin.

Artykuł Ochratoksyna A w ziołach, przyprawach i winie pochodzi z serwisu Akademia Siła Roślin.