Unikanie glikotoksyn w profilaktyce choroby Alzheimera
Każdy z nas ma DNA o długości ok. 10 miliardów kilometrów. Jakim cudem tak długi łańcuch się w ogóle nie plącze? To zasługa specjalnych białek zwanych histonami, które pełnią rolę szpulki, na którą nawija się nić ‒ DNA. Za nawijanie DNA na histonowe szpulki odpowiedzialne są enzymy zwane sirtuinami [1]. Mają one zdolność wyciszania określonych genów, stąd też ich nazwa: SIRtuiny, z angielskiego silencing information regulator (regulator wyciszania informacji) [1].
Chociaż sirtuiny odkryto dopiero ok. dziesięć lat temu, badania nad tymi enzymami stały się jednym z najbardziej obiecujących obszarów biomedycyny [2]. Wszystko wskazuje na to, że wspierają one długowieczność i zdrowe starzenie się organizmu [3]. Zahamowanie aktywności sirtuin jest jedną z głównych cech choroby Alzheimera [3].
Autopsje osób zmarłych na Alzheimera pokazują, że utrata aktywności tych enzymów jest ściśle związana z powstawaniem blaszek starczych i zwyrodnień włókienkowych w mózgu [4]. Ich obecność jest charakterystyczna dla choroby Alzheimera, a zapobiegać ich tworzeniu, poprzez aktywację odpowiednich procesów, wydają się właśnie sirtuiny [5]. Z uwagi na fakt, że obniżenie aktywności sirtuin może być szkodliwe dla układu nerwowego, naukowcy pracują nad wynalezieniem leków zwiększających aktywność tych enzymów [4]. Tylko czy nie lepiej byłoby po prostu nie dopuścić do jej osłabienia?
Aktywność sirtuin obniżają obecne w żywności glikotoksyny, czyli końcowe produkty zaawansowanej glikacji (AGE) [6]. Nasza współczesna dieta zawiera zbyt duże ilości tych związków, a w nadmiarze mogą one wykazywać działanie neurotoksyczne [6]. Wysokie stężenie AGE we krwi może być zapowiedzią przyszłych zaburzeń funkcji poznawczych [7].
W 2011 r. przeprowadzono badanie z udziałem osób starszych [8]. Uczestnikom zmierzono poziom glikotoksyn w moczu i, jak się okazało, badani o najwyższych wynikach w ciągu następnych dziewięciu lat doświadczyli najbardziej dotkliwych zaburzeń funkcji poznawczych [8].
Wraz z wiekiem mózg człowieka staje się coraz mniejszy [9]. W wieku 60, 70 lat tracimy średnio pięć centymetrów sześciennych całkowitej objętości tkanki mózgowej rocznie [9]. Niektórzy z nas tracą więcej niż pozostali. Bardzo zdrowe osoby mogą atrofię mózgu spowolnić [9], a u niektórych zanik tkanki mózgowej w ogóle nie występuje [10]. Normalnie tracimy mniej więcej 2% objętości mózgu rocznie, ale to tylko średnia [10]. Chociaż dla osób w wieku 70, 80 lat zanik tkanki mózgowej wynosi mniej więcej 2,1% objętości rocznie, niektórzy tracą więcej, niektórzy mniej [10]. Zdarza się również, że w ciągu czterech lat u niektórych kobiet i mężczyzn w ogóle nie odnotowuje się zaniku tkanki mózgowej [10].
Pierwszych dowodów łączących AGE z zanikiem tkanki mózgowej dostarczyli naukowcy z Australii [11]. Ograniczenie spożycia tych związków może przynieść znaczące korzyści w zakresie zdrowia publicznego [11].
Oprócz tego, że osłabieniu aktywności sirtuin można zapobiec, możliwe jest również odwrócenie rozwiniętych już zaburzeń. Wystarczy ograniczyć spożycie AGE [6]. Zatem metoda leczenia zakładająca unikanie żywności o wysokim stężeniu AGE może stanowić nową strategię walki z epidemią choroby Alzheimera [6].
Pewne ilości glikotoksyn wytwarzane są przez ludzki organizm, szczególnie w przypadku osób z cukrzycą [12]. Jeśli chodzi o źródła zewnętrzne, najbardziej powszechne to palenie i jedzenie, przede wszystkim żywności o wysokiej zawartości tłuszczu i białka [12].
Wśród produktów o najwyższym stopniu zanieczyszczenia glikotoksynami wyróżnić można kurczaka, wieprzowinę, wołowinę i ryby [13]. To by wyjaśniało, dlaczego dla osób, które spożywają duże ilości mięsa ryzyko rozwoju demencji jest trzy razy wyższe niż w przypadku długoletnich wegetarian [14].
Źródło: https://nutritionfacts.org/
[1] F Zhang, S Wang, L Gan, P S Vosler, Y Gao, M J Zigmond, J Chen. Protective effects and mechanisms of sirtuins in the nervous system. Prog Neurobiol. 2011 Nov;95(3):373-95.[2] R Mostoslavsky, M Esteller, A Vaquero. At the crossroad of lifespan, calorie restriction, chromatin and disease: meeting on sirtuins. Cell Cycle. 2010 May 15;9(10):1907-12.
[3] N Braidy, T Jayasena, A Poljak, P S Sachdev. Sirtuins in cognitive ageing and Alzheimer’s disease. Curr Opin Psychiatry. 2012 May;25(3):226-30.
[4] C Julien, C Tremblay, V Emond, M Lebbadi, N Salem Jr, F Calon. Sirtuin 1 reduction parallels the accumulation of tau in Alzheimer disease. J Neuropathol Exp Neurol. 2009 Jan;68(1):48-58.
[5] L Guarente. Franklin H. Epstein Lecture: Sirtuins, aging, and medicine. N Engl J Med. 2011 Jun 9;364(23):2235-44.
[6] W Cai, J Uribarri, L Zhu, X Chen, S Swamy, et al. Oral glycotoxins are a modifiable cause of dementia and the metabolic syndrome in mice and humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Apr 1;111(13):4940-5.
[7] M S Beeri, E Moshier, J Schmeidler, J Godbold, J Uribarri, S Reddy, M Sano, H T Grossman, W Cai, H Vlassara, J M Silverman. Serum concentration of an inflammatory glycotoxin, methylglyoxal, is associated with increased cognitive decline in elderly individuals. Mech Ageing Dev. 2011 Nov-Dec;132(11-12):583-7.
[8] K Yaffe, K Lindquist, A V Schwartz, C Vitartas, E Vittinghoff, S Satterfield, E M Simonsick, L LAuner, C Rosano, J A Cauley, T Harris. Advanced glycation end product level, diabetes, and accelerated cognitive aging. Neurology. 2011 Oct 4;77(14):1351-6.
[9] S M Resnick, D L Pham, M A Kraut, A B Zonderman, C Davatzikos. Longitudinal magnetic resonance imaging studies of older adults: a shrinking brain. J Neurosci. 2003 Apr 15;23(8):3295-301.
[10] Y Tang, GT Whitman, I Lopez, RW Baloh. Brain volume changes on longitudinal magnetic resonance imaging in normal older people. J Neuroimaging. 2001 Oct;11(4):393-400.
[11] V Srikanth, B Westcott, J Forbes, T G Phan, R Beare, A Venn, S Pearson, T Greenaway, V Parameswaran, G Munch. Methylglyoxal, cognitive function and cerebral atrophy in older people. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2013 Jan;68(1):68-73.
[12] C Leuvano-Contreras, K Chapman-Novakofski. Dietary advanced glycation end products and aging. Nutrients. 2010 Dec;2(12):1247-65.
[13] Uribarri J, Woodruff S, Goodman S, Cai W, Chen X, Pyzik R, Yong A, Striker GE, Vlassara H. Advanced glycation end products in foods and a practical guide to their reduction in the diet. J Am Diet Assoc. 2010 Jun;110(6):911-16.e12.
[14] P Giem, WL Beeson, GE Fraser. The incidence of dementia and intake of animal products: preliminary findings from the Adventist Health Study. Neuroepidemiology. 1993;12(1):28-36.