telomeeri – IkäKRIISI

Ihmisen biologista ikää voidaan mitata monenlaisilla mittareilla. Mitä useampaa mittaustapaa hyödynnetään, sitä lähemmäs totuutta todennäköisesti päästään. Viimeaikaiset tutkimukset ovat onnistuneet yhdistämään myös psyykkisen terveyden biologisiin vanhenemisprosesseihin.

Biologista ikää voidaan mitata monin keinoin. Mutta mikä on ylitse muiden? Kuva: Unsplash.

Biologisen iän mittarit pyrkivät mittaamaan kehon todellista ikää, joka voi poiketa suurestikin omasta kalenteri-iästä. Tunnetuimmat biologisen iän mittarit perustuvat DNA:n tiettyjen kohtien merkkiaineiden, eli metylaation mittaamiseen. Muitakin vaihtoehtoja biologisen iän mittaamiseen on, ja uusia menetelmiä hiotaan jatkuvasti. Yksittäiset tutkimukset keskittyvät yleensä kuitenkin mittaamaan biologista ikää vain yhdellä tavalla, mikä voi antaa virheellisen kuvan kehon todellisesta iästä.

Eri mittari, eri arvio iästä

Nykyiset biologisen iän mittaustavat voidaan jakaa viiteen eri kategoriaan: telomeerien pituuden, epigeneettisten muutosten, geenien tai proteiinien ilmenemisen ja aineenvaihdunnan tuotteiden mittaamiseen. Alla käyn lyhyesti läpi jokaisen menetelmän mittausperiaatteen.

Telomeerien pituuden mittaaminen tehdään tyypillisimmin veren valkosoluista. Tällöin mitataan DNA-juosteiden päässä olevien toistojaksojen pituutta. Mitä lyhempi telomeeri, sitä useammin solu on jakautunut, ja sitä vanhempi se on.

Epigeneettisten muutosten mittaamiseen on kehitetty useita eri algoritmeja, joita kutsutaan epigeneettisiksi kelloiksi. Menetelmässä mitataan tiettyihin DNA:n kohtiin kiinnittyneitä metyyliryhmiä. On havaittu, että DNA:n tiettyjen kohtien metylointi liittyy ikääntymiseen. Metyyliryhmän kiinnittyminen tiettyyn geeniin tyypillisesti hiljentää sen toiminnan.

Geenien ilmenemisen kokonaisuuden tutkiminen (traskriptomiikka) kertoo mitkä geenit näytteenottohetkellä ovat olleet aktiivisia. Tämä perustuu siihen, että tarkastellaan lähetti-RNA-molekyylejä, jotka välittävät geenien tiedon tuman DNA:sta toiminnalliseksi tuotteeksi. Lähetti-RNA:n lopputuote on tyypillisesti proteiini.

Proteiinien kokonaisuuden (proteomiikka) mittaaminen on idealtaan sama kuin geenien ilmenemisen, mutta nyt ollaankin kiinnostuneita lopputuotteesta, eli proteiinista. Nämä kaksi mittaustapaa voivat kuitenkin antaa hyvin eri tuloksen, sillä pelkkä lähetti-RNA:n määrä ei kerro vastaavan proteiinin määrää, sillä yksittäisestä lähetti-RNA:sta voidaan tuottaa koko joukko samaa proteiinia. Tällaisessa tilanteessa lähetti-RNA:n määrä on pieni, mutta vastaavan proteiinin suuri.

Aineenvaihduntatuotteiden kokonaisuutta (metabolomiikka) mitataan sitäkin tyypillisimmin verestä. Aineenvaihdunnan tuote eli metaboliitti on mikä tahansa yhdiste, joka osallistuu aineenvaihduntaan tai on sen tuote. Yksi metaboliittien mittaamisen hyödyistä on siinä, että metaboliitit ovat itsessään fysiologisesti merkittäviä viestin välittäjiä, toisin kuin edellä mainitut epäsuorasti elimistön tilasta kertovat mittarit, kuten lähetti-RNA:n määrä. Metaboliittien pitoisuudet kuitenkin vaihtelevat esimerkiksi iän ja elintapojen mukaan, mikä on huomioitava tulosten tulkinnassa.

Vaikka kaikki menetelmät tähtäävät biologisen iän selvittämiseen, tutkimuksissa nämä eri menetelmät eivät ole antaneet kovinkaan yhteneväisiä tuloksia. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että jos verestäsi mitattaisiin oma biologinen ikäsi viidellä eri tavalla, saisit viisi eri vastausta. Jokainen mittari siis mittaa hieman eri asiaa elimistön vanhenemisesta. Tämän vuoksi viimeaikaisissa tutkimuksissa on pyritty yhdistämään useampaa eri mittaria toisiinsa, jotta ihmisen kehon tilasta saataisiin kokonaisvaltaisempi kuva.

Biologiset kellot mittaavat ikääntymisen eri puolia

Useat tutkimukset ovat osoittaneet, ettei telomeerien pituudella ja epigeneettisillä muutoksilla ole vahvaa yhteyttä. Ne siis kuvaavat ikääntymistä eri tavoin. Sen sijaan epigeneettisten kellojen ja geenien ilmenemisen on havaittu olevan yhteydessä toisiinsa, mikä on loogista, sillä metylaatio vaikuttaa geenien toimintaan. Osa ikääntymisen mittareista voi siis antaa samansuuntaisen tuloksen, vaikka keskittyvätkin eri solutason ilmiöihin.

Vastikään julkaistussa tutkimuksessa hyödynnettiin kaikkia viittä biologisen iän määritysmenetelmää. Tulokseksi saatiin, että biologista ikää eniten lisäsivät miessukupuoli, tupakointi, korkea kehonpainoindeksi (BMI) ja metabolinen syndrooma ja masennus. Kaikki edellä mainitut ovat tunnetusti elinikää lyhentäviä tekijöitä. Tässä yhteydessä COVID-19-rokotusten yhteydessä Twitterissä leviävä lause ”COVID-19-rokotus ei muuta DNA:tasi – tupakointi muuttaa” on enemmän kuin ajankohtainen. Kiinnostavaa kyllä, myös masennus pystyttiin yhdistämään useisiin solutason ikääntymisprosesseihin.

Ei ole siis suinkaa yhdentekevää, millä mittarilla biologista ikää mitataan. Lisäksi on huomioitava, että suurin osa tutkimuksista tehdään verestä (seerumi, veren valkosolut), jolloin ei myöskään päästä kiinni siihen, millä nopeudella eri kudokset (esimerkiksi aivot, lihakset, maksa) vanhenevat.

Vaikuttaa kuitenkin siltä, että useaa eri mittaustapaa yhdistämällä saadaan kokonaisvaltaisempi kuva kehon vanhenemisprosesseista, jolloin myös biologisessa iässä päästään lähemmäs totuutta.

Lähteet:

Belsky, D. W., Moffitt, T. E., Cohen, A. A., Corcoran, D. L., Levine, M. E., Prinz, J. A., et al. (2018). Eleven telomere, epigenetic clock, and biomarker-composite quantifications of biological aging: Do they measure the same thing? American Journal of Epidemiology, 187(6), 1220-1230.
Han, L. K. M., Aghajani, M., Clark, S. L., Chan, R. F., Hattab, M. W., Shabalin, A. A., et al. (2018). Epigenetic aging in major depressive disorder. The American Journal of Psychiatry, 175(8), 774-782.
Jansen, R., Han, L. K., Verhoeven, J. E., Aberg, K. A., van den Oord, E C, Milaneschi, Y., et al. (2021). An integrative study of five biological clocks in somatic and mental health. eLife, 10, 10.7554/eLife.59479.
Jylhava, J., Pedersen, N. L., & Hagg, S. (2017). Biological age predictors. EBioMedicine, 21, 29-36.
Li, X., Ploner, A., Wang, Y., Magnusson, P. K., Reynolds, C., Finkel, D., et al. (2020). Longitudinal trajectories, correlations and mortality associations of nine biological ages across 20-years follow-up. eLife, 9, 10.7554/eLife.51507.
Marioni, R. E., Harris, S. E., Shah, S., McRae, A. F., von Zglinicki, T., Martin-Ruiz, C., et al. (2018). The epigenetic clock and telomere length are independently associated with chronological age and mortality. International Journal of Epidemiology, 45(2), 424-432.
Walker, E. R., McGee, R. E., & Druss, B. G. (2015). Mortality in mental disorders and global disease burden implications: A systematic review and meta-analysis. JAMA Psychiatry, 72(4), 334-341.
Metabolomiikka – lääketieteellisen tutkimuksen uusi työkalu (duodecimlehti.fi)

Tasaisin väliajoin lehtien palstoille nousee ilosanoma punaviinin ja tumman suklaan terveysvaikutuksista. Näiden himoittujen nautintoaineiden terveellisyyden takana on sama nimittäjä – resveratroli. Resveratroli on fenoliyhdiste, joka on saanut maineen nuoruuden lähteenä. Kannattaako näin syksyn tullen panostaa kynttilöiden, viinin ja suklaan täyteisiin iltoihin nuoruuden tavoittelun nimissä?

Auttaako resveratroli vanhenemaan kuin viini? Kuva: Pixabay

Resveratroli on useissa kasveissa, kuten punaisissa viinirypäleissä, mustikoissa, puolukoissa ja karpaloissa esiintyvä fenoliyhdiste. Sen on todettu hidastavan ikääntymistä useilla eliöillä. Ihmeaineen resveratrolista tekee se, että se lisää nimenomaan maksimielinikää – eliöt eivät vain saavuta pisimmäksi arveltua ikäänsä, vaan elävät vielä sen yli.

Resveratroli estää lihomista, vanhenemista ja syöpää

Eläinkokeissa on osoitetu, että resveratroli aktivoi SIRT1-proteiinia. Kuten sirtuiineja käsittelevässä tesktissä todettiin, SIRT1 proteiinin aktiivisuus johtaa hiirillä hyvin samantapaiseen tulokseen kuin kalorirajoitteinen ruokavalio – ne ovat hoikkia, aineenvaihdunnaltaan terveempiä ja elävät normaalia pidempään. Hiirillä resveratrolin nauttimisen on todettu parantavan myös mitokondrioiden toimintaa ja sitä kautta hiirten juoksukykyä. Tämän lisäksi resveratrolin on havaittu suojaavan hiiriä lihomiselta ja aineenvaihdunnallisten ongelmien kehittymiseltä.

Resveratrolin vaikutukset erityisesti juoksukykyyn kulkevat mitokondrioiden määrää koordinoivan PGC1a-proteiini kautta. Ketju kulkee seuraavasti: Resveratroli aktivoi SIRT1-proteiinin, joka puolestaan käskee PGC1a-proteiinia lisäämään mitokondrioiden määrää. Suurempi määrä mitokondrioita puolestaan mahdollistaa tehokkaamman energiantuoton parantaen näin juoksukykyä.

Kaiken tämän lisäksi resveratrolin on havaittu myös estävän syöpää. Tämä vaikutus kulkee solun jakautumiskertoja säätelevien telomeerien kautta. Resveratroli laskee potentiaalisten syöpäsolujen telomeraasi-entsyymin aktiivisutta, jolloin syöpäsolut eivät enää voi jakautua loputtomasti.

Resveratroli parantaa terveyttä muttei aina lisää elinikää

On viitteitä siitä, että ikä, jolloin resveratrolin nauttiminen aloitetaan, vaikuttaa sen toimintaan elimistössä. Esimerkiksi resveratrolin antaminen aikuisille hiirille saa kyllä aikaan ikääntymisen merkkien vähentymisen, muttei lisää itse elinikää. On myös havaittu, että luontaisesti hoikilla ja geeniperimältään terveillä jyrsijöillä resveratroli parantaa tiettyjä terveyteen liittyviä muuttujia, muttei pidennä elinikää.

Vaikuttaisi siis siltä, että resveratrolin käytössä aloitusiällä ja terveydentilalla on merkitystä lopputuloksen kannalta.

Viinillä ja suklaalla lisää vuosia?

Eläinkokeiden perusteella resverarolin aikaansaamat vaikutukset ovat olleet niin vakuuttavia, että reveratrolista on toivottu nuoruudenlähdettä myös ihmisille. Ikävä uutinen viininystäville kuitenki on, että hiiritutkimusta vastaava määrä resveratrolia saataisiin juomalla noin 400 punaviinilasillista – päivässä. Riittävän resveratroli-määrän saavuttaminen suklaata syömällä tuskin on sen terveellisempää.

Usko resveratrolin toimivuuteen myös ihmisillä on kuitenkin ollut niin vahva, että innokkaimmat hankkivat sitä ravintolisänä. Resveratrolin tutkiminen ihmisillä on kuitenkin vasta lapsen kengissä, eikä pitkäaikaisvaikutuksia tunneta. Lisäksi resveratroli ohjaa niin monia solunsäätelyreittejä, että sen kokonaisvaltaisia vaikutuksia elimistössä on vielä hankala arvioida.

Lisätutkimuksia odotellessa voi kuitenkin huoletta syödä resveratolia sisältäviä hedelmiä ja marjoja, ja nauttia viinistä ja suklaastakin kohtuuden rajoissa!

Lähteet:

Lagouge M, Argmann C, Gerhart-Hines Z, Meziane H, Lerin C, Daussin F, Messadeq N, Milne J, Lambert P, Elliott P, Geny B, Laakso M, Puigserver P, Auwerx J: Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha. Cell 2006, 127(6):1109-1122.
Baur JA, Sinclair DA: Therapeutic potential of resveratrol: the in vivo evidence. Nat Rev Drug Discov 2006, 5(6):493-506.
Howitz KT, Bitterman KJ, Cohen HY, Lamming DW, Lavu S, Wood JG, Zipkin RE, Chung P, Kisielewski A, Zhang LL, Scherer B, Sinclair DA: Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 2003, 425(6954):191-196.
Pearson KJ, Baur JA, Lewis KN, Peshkin L, Price NL, Labinskyy N, Swindell WR, Kamara D, Minor RK, Perez E, Jamieson HA, Zhang Y, Dunn SR, Sharma K, Pleshko N, Woollett LA, Csiszar A, Ikeno Y, Le Couteur D, Elliott PJ, Becker KG, Navas P, Ingram DK, Wolf NS, Ungvari Z, Sinclair DA, de Cabo R: Resveratrol delays age-related deterioration and mimics transcriptional aspects of dietary restriction without extending life span. Cell Metab 2008, 8(2):157-168.
Li YR, Li S, Lin CC: Effect of resveratrol and pterostilbene on aging and longevity. Biofactors 2018, 44(1):69-82.
Miller RA, Harrison DE, Astle CM, Baur JA, Boyd AR, de Cabo R, Fernandez E, Flurkey K, Javors MA, Nelson JF, Orihuela CJ, Pletcher S, Sharp ZD, Sinclair D, Starnes JW, Wilkinson JE, Nadon NL, Strong R: Rapamycin, but not resveratrol or simvastatin, extends life span of genetically heterogeneous mice. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2011, 66(2):191-201.
da Luz PL, Tanaka L, Brum PC, Dourado PM, Favarato D, Krieger JE, Laurindo FR: Red wine and equivalent oral pharmacological doses of resveratrol delay vascular aging but do not extend life span in rats. Atherosclerosis 2012, 224(1):136-142.
Varoni EM, Lo Faro AF, Sharifi-Rad J, Iriti M: Anticancer Molecular Mechanisms of Resveratrol. Front Nutr 2016, 3:8.

Avainsana: telomeeri

Biologinen ikä – millä mittarilla lähimmäs totuutta?