Vedci objavili tajomstvo dlhovekosti? Bielkovina z kostí môže chrániť celý organizmus

Kosti nie sú iba pevnou oporou nášho tela. Vedci zistili, že pri mechanickom zaťažení dokážu uvoľňovať látky, ktoré ovplyvňujú starnutie celého organizmu. V experimentoch na myšiach sa podarilo predĺžiť život takmer o desať percent a zlepšiť fungovanie imunitného systému aj mozgu. Za pozoruhodnými účinkami stojí okrem iného bielkovina PEDF. Objav otvára cestu k vývoju liečby, ktorá by jedného dňa mohla napodobňovať niektoré účinky fyzickej aktivity.

Dlhé roky sa na kosti pozeralo predovšetkým ako na oporu tela a zásobáreň minerálov. Výskum publikovaný v odbornom časopise Cell Metabolism však ukazuje, že ich úloha môže byť oveľa širšia. Kostné bunky totiž reagujú na mechanické zaťaženie a vysielajú signály, ktoré ovplyvňujú aj vzdialené orgány. Vedci tento mechanizmus skúmali v súvislosti so starnutím a dĺžkou života.

Kosti môžu ovplyvňovať starnutie celého tela

Pri chôdzi, behu či silovom tréningu pôsobia na kosti mechanické sily. Tie zachytávajú špecializované kostné bunky nazývané osteocyty.

Výskumníci zistili, že osteocyty dokážu na takéto podnety reagovať uvoľňovaním biologicky aktívnych látok do krvného obehu.

Jedným z dôležitých prvkov tohto procesu je PIEZO1, bielkovina umožňujúca bunkám vnímať mechanické sily.

Keď vedci u desaťmesačných myší narušili jej fungovanie v osteocytoch, zvieratá začali vykazovať výraznejšie známky starnutia.

Objavili sa zápalové zmeny vo vnútorných orgánoch, oslabenie imunitného systému, zhoršenie pohybových schopností aj poznávacích funkcií.

Myši s narušeným mechanickým vnímaním kostných buniek žili v priemere o 105,5 dňa kratšie než kontrolné zvieratá.

Výsledky naznačili, že schopnosť kostí reagovať na fyzické zaťaženie môže zohrávať dôležitú úlohu pri udržiavaní zdravia počas starnutia.

Špeciálne zaťažovanie kostí predĺžilo život myší

Vedci následne skúmali, či možno tento mechanizmus cielene aktivovať.

Použili metódu označovanú ako dynamické axiálne zaťažovanie píšťaly, pri ktorej sa na kosť pôsobí kontrolovaným mechanickým tlakom.

Experiment zahŕňal staršie myši vo veku 20 až 24 mesiacov. Procedúru absolvovali dvakrát týždenne počas štyroch mesiacov.

Výsledky ukázali priemerné predĺženie života o 9,4 percenta, čo predstavovalo približne 79,5 dňa navyše.

Zvieratá zároveň vykazovali lepšie ukazovatele zdravia kostí, imunitného systému a poznávacích schopností.

Pozoruhodné bolo, že účinky sa neobmedzovali iba na samotné kostné tkanivo.

Vedci zaznamenali zmeny aj v ďalších častiach organizmu, čo podporilo predpoklad, že kosti dokážu ovplyvňovať procesy starnutia prostredníctvom látok prenášaných krvou.

Neznamená to však, že rovnaký postup predĺži život človeka o deväť rokov. Takýto prepočet zo zvieracích experimentov nemožno považovať za spoľahlivú predpoveď.

Tajomstvo môže ukrývať bielkovina PEDF

Výskumníci sa pokúsili identifikovať látky zodpovedné za pozorované účinky.

Jednou z najdôležitejších sa ukázala bielkovina PEDF, známa ako faktor odvodený od pigmentového epitelu.

Ide o biologicky aktívnu látku, ktorú môžu osteocyty uvoľňovať v reakcii na mechanické zaťaženie.

PEDF sa podieľa na regulácii viacerých bunkových procesov vrátane zápalových reakcií a ochrany tkanív.

Keď vedci podávali túto bielkovinu starším myšiam, zaznamenali niektoré priaznivé účinky podobné tým, ktoré vyvolávalo mechanické zaťažovanie kostí.

PEDF tak môže predstavovať jeden zo signálov, ktorými kostné tkanivo komunikuje so zvyškom organizmu.

Vedci skúmali aj vzorky od ľudí. Zistili, že hladina tejto bielkoviny má tendenciu s pribúdajúcim vekom klesať a nižšie hodnoty sa objavovali aj u pacientov s osteoporózou.

V laboratórnych experimentoch navyše PEDF priaznivo ovplyvňovala ukazovatele starnutia ľudských organoidov chrupavky.

Tieto zistenia sú sľubné, no zatiaľ nepreukazujú, že podávanie PEDF dokáže spomaliť starnutie človeka.

Krv prenášala priaznivé účinky aj na ďalšie myši

Zaujímavé výsledky priniesli experimenty s krvnou plazmou.

Vedci odobrali plazmu zvieratám, ktorých kosti pravidelne mechanicky zaťažovali, a následne ju podali ďalším starším myšiam.

Aj u príjemcov zaznamenali priaznivé zmeny vo vybraných ukazovateľoch starnutia a fungovania imunitného systému.

To naznačuje, že mechanické zaťaženie kostí môže spúšťať tvorbu látok, ktoré sa krvou dostávajú do ďalších orgánov.

Dôležitou súčasťou pozorovaných účinkov boli zmeny imunitných buniek v kostnej dreni.

S pribúdajúcim vekom totiž imunitný systém postupne stráca časť svojej účinnosti. Tento proces sa označuje ako imunosenescencia.

Výskum naznačuje, že signály pochádzajúce z kostí by mohli niektoré prejavy tohto procesu ovplyvňovať.

Môže vzniknúť tabletka napodobňujúca cvičenie?

Objav bielkoviny PEDF otvára zaujímavé možnosti pre budúcu medicínu.

Vedci uvažujú o vývoji takzvaných mimetík cvičenia, teda látok schopných napodobňovať určité biologické účinky fyzickej aktivity.

Takáto liečba by mohla byť obzvlášť užitočná pre starších pacientov, ľudí s obmedzenou pohyblivosťou alebo osoby pripútané na lôžko.

Práve títo pacienti často nedokážu vykonávať pohybové aktivity, ktoré pomáhajú udržiavať svaly a kosti v dobrej kondícii.

Jednou z možností by mohlo byť podávanie látok pôsobiacich na mechanizmus PIEZO1 alebo priamo na signálne dráhy spojené s PEDF.

Zatiaľ však neexistuje schválená liečba, ktorá by prostredníctvom tohto mechanizmu preukázateľne predlžovala ľudský život.

Nie je tiež isté, či by takáto terapia dokázala nahradiť všetky zdravotné prínosy pohybu.

Znamená to, že silový tréning je najlepší na dlhovekosť?

Výsledky upozorňujú na význam mechanického zaťažovania kostí, ku ktorému dochádza aj pri niektorých formách pohybu a odporového tréningu.

Nemožno z nich však vyvodiť, že silový tréning je jedinou účinnou aktivitou proti starnutiu alebo že chôdza a aeróbne cvičenie neprinášajú podobne dôležité zdravotné výhody.

Vedci skúmali špecifickú experimentálnu metódu zaťažovania kostí u myší, nie bežný tréningový program ľudí.

Výskum preto predovšetkým odhaľuje nový biologický mechanizmus, nie univerzálny recept na dlhovekosť.

Ďalšie štúdie musia preveriť jeho bezpečnosť, účinnosť a možnosti využitia u ľudí, najmä u seniorov s osteoporózou.

Ak sa výsledky potvrdia, kosti by sa v budúcnosti mohli stať dôležitým cieľom liečby chorôb súvisiacich so starnutím.

Najväčším prekvapením je samotné zistenie, že kostra nemusí byť iba oporou tela. Môže aktívne vysielať signály, ktoré pomáhajú regulovať zdravie celého organizmu.