Een interessant gebied van onderzoek naar de levensduur belicht telomeren, de "uiteinden" aan de uiteinden van onze chromosomen, samengesteld uit sequenties van niet-coderend DNA. Telomeren spelen een cruciale rol in de menselijke gezondheid en de wetenschappers die hen ontdekten, hebben in 2009 de Nobelprijs voor de fysiologie of geneeskunde gewonnen.
Wanneer cellen op het punt staan te delen, moet DNA worden gerepliceerd.
De enzymen die het replicatieproces uitvoeren, beginnen door aan het einde van het chromosoom vast te klikken. Het deel van het chromosoom waaraan de replicatiemachinerie hecht, kan niet worden gekopieerd, dus bij elke celdeling zou het chromosoom theoretisch korter worden. Telomeerverkorting is een indicator voor cellulaire veroudering. Telomeren zijn de DNA-segmenten aan de uiteinden van de chromosomen die een plaats bieden waar de replicatiemachinerie kan worden bevestigd, zodat de DNA-streng in zijn geheel kan worden gekopieerd. Om nog een replicatie te laten plaatsvinden, moet er voldoende van de telomere overblijven om een plaats te bieden voor de replicatie-enzymen om te hechten, waarbij de gencoderende basenparen intact blijven en beschikbaar zijn om te worden gekopieerd. Als de telomeer te kort wordt, komt de DNA-replicatie in het gedrang en kan de cel niet delen. Cellen hebben inherente mechanismen om telomeren te onderhouden. Het enzym telomerase herbouwt telomeren, ter compensatie van de verkorting die optreedt bij elke celdeling.
Cellulaire veroudering leidt tot cellulaire senescentie
Cellulaire veroudering, waaronder telomeerverkorting en DNA-schade, resulteert uiteindelijk in senescentie, een toestand van cellulaire groei-arrestatie. De cel leeft nog, maar is niet gezond en niet in staat om te delen. Naarmate meer en meer cellen in een weefsel verouderend worden, veroudert in essentie het weefsel, waardoor de functie ervan wordt aangetast.
Senescente cellen zijn niet in staat om normale cellulaire processen uit te voeren, het vermogen van het weefsel om schade te herstellen verminderen, en factoren die een negatieve invloed hebben op de functie van naburige cellen en de ontwikkeling van kanker bevorderen, uit te scheiden.
Kortere telomeren zijn gekoppeld aan ziekte
Telomere lengte en telomerase-activiteit kunnen worden gemeten in humane witte bloedcellen, en dit heeft onderzoekers de mogelijkheid gegeven om factoren en ziektetoestanden met banden met deze cellulaire verouderingsmerkers te onderzoeken.
In studies bij mensen is een kortere telomeerlengte of lagere telomerase-activiteit geassocieerd met een aantal chronische, te voorkomen ziekten, waaronder hypertensie, hart- en vaatziekten, insulineresistentie, type 2 diabetes, depressie, osteoporose en obesitas.
Dieet- en levensstijlfactoren beïnvloeden de Telomere-lengte
Telomere lengte en telomerase-activiteit worden beïnvloed door zowel genetische als omgevingsinvloeden, waaronder keuzes in voeding en levensstijl. Hogere niveaus van groente- en fruitconsumptie, vezelinname, inname van vitamines en mineralen en lichaamsbeweging zijn factoren die geassocieerd zijn met langere telomeren en grotere telomerase-activiteit. Het onderhouden van telomeren lijkt een van de vele mechanismen te zijn waarmee deze gezonde leefstijlgedragingen een lang leven bevorderen.
bronnen:
Burton DG, Krizhanovsky V. Fysiologische en pathologische gevolgen van cellulaire senescentie. Cell Mol Life Sci 2014, 71: 4373-4386.
Cassidy A, De Vivo I, Liu Y, et al. Associaties tussen voeding, leefstijlfactoren en telomeerlengte bij vrouwen. Am J Clin Nutr 2010, 91: 1273-1280.
Deng W, Cheung ST, Tsao SW, et al. Telomerase-activiteit en de associatie ervan met psychologische stress, psychische stoornissen, leefstijlfactoren en interventies: een systematische review. Psychoneuroendocrinology 2016, 64: 150-163.
Effect van uitgebreide leefstijlveranderingen op telomerase-activiteit en telomeerlengte bij mannen met biopsie-bewezen laag-risico prostaatkanker: 5-jaar durende follow-up van een beschrijvend pilootonderzoek.
Marcon F, Siniscalchi E, Crebelli R, et al. Dieet-gerelateerde telomeer verkorting en chromosoom stabiliteit. Mutagenesis 2012, 27: 49-57.