Przywracanie zdrowych funkcji komórek macierzystych

Tkanki ludzkiego organizmu mają wbudowany swego rodzaju system „zapasowy”, którym są komórki macierzyste specyficzne dla poszczególnych tkanek.

Ponieważ komórki funkcjonalne w naszych tkankach starzeją się, to osadzone komórki macierzyste mogą je zastąpić, wytwarzając nowe, zdrowe komórki.

Te nowe komórki funkcjonalne odmładzają starzejące się tkanki.

Niewiele osób wie, że komórki macierzyste mają zdolność reprodukcji (samoodnawiania) i dlatego mogą one zastępować starzejące się komórki funkcjonalne.

Dlaczego więc tkanki naszego organizmu wciąż się starzeją i wraz z wiekiem tracą swoje funkcje?

Problem polega na tym, że starzenie się wpływa również niekorzystnie na komórki macierzyste.

Wraz z upływem czasu, w naszych komórkach macierzystych kumulują się różne uszkodzenia, tak jak w pozostałych komórkach organizmu. To upośledza ich zdolność do utrzymywania zdrowych i w pełni funkcjonalnych tkanek.¹

Naukowcy z Life Extension® nawiązali współpracę z grupą biotechnologiczną o nazwie InSilico Medicine stosującą metodę głębokiego uczenia się sztucznej inteligencji. Misją było odkrycie sposobów na zachowanie młodości i witalności komórek macierzystych.

Stwierdzono, że trzy składniki odżywcze pochodzenia roślinnego (garcynol, piceatannol i resweratrol) wspomagają zdrowie komórek macierzystych.

Naukowcy wykazali, że związki te mogą pomóc w ochronie i rewitalizacji komórek macierzystych.^2-10

Czym są komórki macierzyste?

Większość komórek w naszym organizmie specjalizuje się w określonych funkcjach.

Na przykład, neuron jest komórką w układzie nerwowym, która została specjalnie zaprojektowana do reagowania na bodźce i przewodzenia impulsów elektrycznych. Komórka mięśniowa rozwinęła natomiast odmienne właściwości, które umożliwiają jej kurczenie się - skracanie się w celu umożliwienia ruchu.

Zarówno te jak też inne komórki w tkankach organizmu nie mogą zmieniać specjalizacji po osiągnięciu dojrzałości. Neuron jest zawsze neuronem, komórka mięśniowa jest zawsze komórką mięśniową.

Ponadto wiele z tych rodzajów komórek nie może się dzielić, w celu wyprodukowania większej ilości komórek. Komórki te umierają i muszą zostać zastąpione nowymi komórkami.

Większość tkanek posiada również niewielką populację komórek macierzystych (określanych również jako komórki progenitorowe specyficzne dla tkanki). Są one niezwykle ważne dla utrzymania zdrowia każdej tkanki.

Jak regenerują się komórki macierzyste?

Komórki macierzyste działają jak rezerwuar zastępujący stare, uszkodzone lub umierające komórki.

Kiedy wyspecjalizowane (funkcjonalne) komórki w tkankach przestają działać lub są osłabione przez uraz czy chorobę, to wówczas komórki macierzyste mogą przekształcać się w konkretny typ komórki, aby ją zastąpić.

Dzięki temu tkanki mogą zostać odmłodzone i naprawione.

Aby komórki macierzyste działały prawidłowo, muszą spełniać dwie podstawowe funkcje:

• Samoodnawianie. Komórki macierzyste kontynuują podział, tworząc nowe komórki macierzyste. Dzięki temu możliwe jest utrzymanie dostępnej puli komórek macierzystych i zapewnienie wystarczającej liczby komórek, tak aby niektóre z nich mogły rozwinąć się w wyspecjalizowane komórki.

• Różnicowanie. W razie potrzeby komórki macierzyste przekształcają się w wyspecjalizowane funkcjonalne typy komórek, które zastępują komórki, które zostały utracone lub uległy uszkodzeniu.

Kiedy komórki macierzyste działają prawidłowo, wówczas wspomagają utrzymanie zdrowych funkcji tkanek i narządów, a ponadto naprawiają/chronią tkanki przed chorobami, urazami i starzeniem się.

Komórki macierzyste i starzenie

To prawie idealny system, ale z jedną ogromną wadą.

Rolą komórek macierzystych jest utrzymanie witalności i zdrowia tkanek. Zaawansowany wiek wywiera jednak negatywny wpływ również na komórki macierzyste.¹

Proces pogarszania funkcji komórek macierzystych jest rozciągnięty w czasie. Efektem tego procesu jest upośledzenie podziału komórek macierzystych, utrata zdolności zastępowania starych i uszkodzonych komórek tkankowych, a w końcu ich obumieranie.

Następstwem tego jest szybsze starzenie się tkanek i utrata ich funkcji. Dochodzi wówczas do osłabienia sprawności fizycznej, zaburzenia funkcji poznawczych, spowolnienia metabolizmu i wzrostu podatności na związane z wiekiem rozmaite schorzenia i dysfunkcje.

Rewitalizacja komórek macierzystych

Pogorszenie stanu komórek macierzystych może wydawać się nieuniknione. Ale tak nie jest.

Naukowcy odkryli, że istnieją sposoby ochrony komórek macierzystych i przywrócenia ich młodzieńczych funkcji:

• Aktywacja enzymu AMPK – uważanego za „główny regulator” metabolizmu w organizmie. Aktywacja AMPK poprawia bilans energetyczny w komórkach macierzystych i wspomaga wymianę starych, uszkodzonych białek.^11,12

• Hamowanie mTOR (enzymu regulującego syntezę białek i wzrost komórek) oraz aktywowanie FoxO (białka regulującego ekspresję genów). Ogranicza to gromadzenie się toksyn i poprawia autofagię („porządkowanie” komórek), dzięki czemu komórki macierzyste mogą działać w sposób ciągły.^13-15

• Aktywacja sirtuin - białek regulujących zdrowie komórek oraz chroniących i naprawiających DNA.^16,17

• Blokowanie działania enzymów (zwanych acetylotransferazami histonowymi) w celu zmniejszenia zmian w materiale genetycznym, powodujących dysfunkcje komórek.¹⁸

Składniki odżywcze poprawiające zdrowie komórek macierzystych

Trzy składniki odżywcze znajdujące się w roślinach: garcynol, piceatannol i resweratrol wykazują szerokie spektrum działań chroniących komórki macierzyste.

Garcynol

Wraz ze starzeniem się komórek macierzystych, ich ekspresja materiału genetycznego może zostać zmieniona w procesie znanym jako acetylacja histonów.

W niektórych przypadkach acetylacja histonów może zwiększyć ekspresję niekorzystnych czynników, które mogą być bardzo szkodliwe dla komórek. Jest to jedną z głównych przyczyn starzenia się i utraty funkcji komórek macierzystych. Acetylacja histonów może prowadzić do dysfunkcji komórek i zwiększenia ryzyka chorób związanych z wiekiem.

Do acetylacji histonów wymagany jest enzym zwany acetylotransferazą histonową (HAT). Jeżeli uda nam się zablokować ten enzym, to możemy zatrzymać niektóre szkodliwe procesy i przywrócić młodzieńcze funkcje komórek macierzystych.

Naukowcy poszukują syntetycznych leków, które mogą hamować HAT. Jednak składnik odżywczy, który może hamować HAT już istnieje.

Garcynol jest związkiem wyekstrahowanym z owoców drzewa mangostanowego.¹⁹ Badania przedkliniczne wykazały, że garcynol jest silnym inhibitorem HAT. Hamując HAT (acetylotransferazę histonową), redukuje on szkodliwe zmiany chemiczne, które negatywnie wpływają na ekspresję genów.^7,20

To działanie garcylonu przynosi bezpośrednie korzyści komórkom macierzystym, wspomagając ekspresję genów zaangażowanych w samoodnowę i tłumiąc czynniki, które ją ograniczają. W badaniu ex vivo komórek macierzystych ludzkiej krwi, garcynol spowodował ponad 4,5-krotny wzrost ich ilości.⁷

Garcynol może również wspomagać przemianę komórek macierzystych w wyspecjalizowane komórki tkankowe. Na przykład, zastosowanie garcynolu wspomogło różnicowanie szczurzych nerwowych komórek macierzystych w neurony.⁹

Piceatannol

Piceatannol znajduje się w owocach, w tym w czerwonych i białych winogronach, marakui i jagodach.²¹

Badania przedkliniczne wskazują, że Piceatannol ma zdolność do stymulowania metabolizmu komórkowego i funkcji sirtuin, co wykazuje korzystny wpływ na komórki macierzyste.²²

W badaniu przedklinicznym, ludzkie komórki macierzyste wyizolowane z tkanek tłuszczowych różnicowano w dojrzałe komórki tłuszczowe w obecności lub nieobecności piceatannolu. Komórki hodowane z piceatannolem wykazywały lepszy metabolizm tłuszczów i zdrowsze funkcjonowanie, a także zmniejszoną absorpcję cukru, który normalnie zostałby przekształcony w tłuszcz.³

W hodowli komórkowej i u dorosłych myszy, piceatannol wspomagał różnicowanie nerwowych komórek macierzystych w celu wytworzenia nowych, wyspecjalizowanych komórek mózgowych, zwanych astrocytami.²

Resweratrol

Od dawna wiadomo, że resweratrol, składnik odżywczy znajdujący się w skórce czerwonych winogron, charakteryzuje się szerokim zakresem korzyści zdrowotnych.

Kilka ostatnich badań wykazało, że resweratrol może również pomóc w przywróceniu zdrowych funkcji komórek macierzystych poprzez:

• Aktywację SIRT1. W badaniu ludzkich komórek macierzystych resweratrol zwiększył aktywność SIRT1 -białka sirtuiny związanego z długowiecznością i działaniem przeciwstarzeniowym. Zastosowanie resweratrolu wspomogło  samoodnowę komórek macierzystych, a także ich różnicowania w komórki wyspecjalizowane.⁸

• Aktywację AMPK. Jedno z ostatnio przeprowadzonych badań wykazało, że resweratrol pomaga w różnicowaniu osteogennych komórek macierzystych poprzez aktywację AMPK.²³

• Wzmocnienie funkcji mitochondriów. U starzejących się myszy, a także w hodowli komórek, poprzez poprawę funkcji mitochondriów resweratrol przywrócił zdrowy metabolizm komórkowy.⁶

• Hamowanie mTOR. Zbyt duża aktywność enzymu mTOR może prowadzić do przedwczesnego starzenia się komórek.²⁴ Mysie embrionalne komórki macierzyste u których zastosowano resweratrol miały obniżoną aktywność mTOR, co zwiększało ich witalność i zdolność do samoodnowy.⁵

W innym ostatnio przeprowadzonym badaniu, naukowcy poddali myszy chemioterapii - wyniszczającej terapii, która przyspiesza starzenie się komórek macierzystych jajnika. Ale - kiedy zwierzęta otrzymały resweratrol - to wówczas utrata komórek macierzystych jajnika została w pewnym stopniu zahamowana.¹⁰

Ochrona komórek macierzystych przekłada się na wyraźną poprawę funkcji tkanek. Na szczurzym modelu zwierzęcym naukowcy odtworzyli uszkodzenie aorty - tętnicy, która przenosi krew z serca do reszty organizmu. U szczurów którym podawano resweratrol, komórki macierzyste potrafiły lepiej zastąpić uszkodzone komórki śródbłonka, dzięki czemu mogło nastąpić przyspieszone gojenie/naprawa uszkodzonej tętnicy.⁴

Zastosowanie resweratrolu u ludzi zmniejszyło średnią wielkość komórek tłuszczowych i poprawiło adipogenezę (różnicowanie preadipocytów w komórki tłuszczowe) związaną z poprawą wrażliwości tkanek na insulinę.²⁵

Resweratrol i piceatannol należą do grupy naturalnych stilbenów. W jednym z badań komórkowych, resweratrol i piceatannol działały synergistycznie, dla wzmocnienia wzajemnych zdolności do stymulowania zarządzania komórkami i funkcjami sirtuin.²²

W połączeniu z garcynolem, resweratrol i piceatannol mogą przynieść znaczne korzyści komórkom macierzystym.

Podsumowanie

Komórki macierzyste są obecne w wielu tkankach, zapewniając ciągłe zastępowanie martwych, obumierających i uszkodzonych komórek i tym samym odmładzając tkankę.

Zaawansowany wiek wywiera negatywny wpływ również na komórki macierzyste, co uniemożliwia ich prawidłowe funkcjonowanie.

Naukowcy zidentyfikowali trzy roślinne składniki odżywcze, które mają potężny wpływ na zdrowie i funkcje komórek macierzystych. Składnikami tymi są garcynol, piceatannol i resweratrol.

Każdy z tych związków chroni i rewitalizuje komórki macierzyste, wspomagając ich samoodnowę i zdolność do wzrostu w dojrzałe komórki tkankowe.

Utrzymanie zdrowej puli komórek macierzystych może zapewnić optymalne funkcjonowanie tkanek, zapobiegając związanej ze starzeniem ich degeneracji i utracie funkcji.

Materiał wykorzystany za zgodą Life Extension. Wszelkie prawa zastrzeżone.