Sirtuiny – enzymy długowieczności

Sirtuiny (silent information regulator, białka Sir) to białka enzymatyczne, które mają zdolność wyciszania ekspresji genów prostarzeniowych. Aktywowane są w momencie wprowadzenia restrykcji kalorycznej.

Mechanizm działania sirtuin

Restrykcja kaloryczna to dieta, w której wartość energetyczną pożywienia zmniejsza się od 30 do 60% dziennego zalecanego spożycia, ale jednocześnie dostarcza wszystkie niezbędne mikro- i makroelementy, witaminy oraz inne składniki odżywcze. Podczas restrykcji kalorycznej uruchamia się genetyczny mechanizm przetrwania, promujący przeżycie organizmu w niekorzystnych warunkach środowiska. Aktywowane są wówczas sirtuiny, wytwarzane przez niemal wszystkie komórki ludzkiego ciała. Ich rola w długowieczności jest kluczowa – biorą udział w procesie podziałów komórkowych i naprawy DNA, opowiadając za ich prawidłowy przebieg.

Lokalizacja i funkcje sirtuin

Odkryto 7 sirtuin, które różnią się lokalizacją w komórce oraz kierunkiem działania. SIRT 1, 6 i 7 są obecne głównie w jądrze komórkowym, gdzie odpowiadają za naprawę DNA i stabilizację epigenomu. SIRT 3, 4, 5 są obecne w mitochondriach, gdzie kontrolują metabolizm i „produkcję” energii. SIRT 2 występuje w cytoplazmie i odpowiada za kontrolę procesu podziałów komórkowych, naprawę DNA i stabilizację epigenomu.

Rola sirtuin (białek Sir) w zachowaniu zdrowia i długowieczności jest bezsprzeczna.

1. Nie pozwalają dzielić się komórkom z uszkodzonym DNA, zastępując reprodukcję naprawą.
2. Stabilizują genom i epigenom.
3. Aktywują proces autofagii („recycling” uszkodzonych komórek i białek).
4. Odgrywają niezwykle istotną rolę w prewencji chorób wieku podeszłego oraz chorób powszechnie uważanych za choroby cywilizacyjne, takich jak: choroby układu krążenia, cukrzyca, choroby metaboliczne, choroby neurodegeneracyjne (w tym choroba Alzheimera) czy nowotwory.
5. Mają zdolność wyciszania przewlekłych procesów zapalnych, które prowadzą do tzw. inflammaging (starzenia spowodowanego chronicznym stanem zapalnym o niskim stopniu nasilenia). Skutkiem inflammaging jest występowanie takich chorób jak astma, zaburzenia metaboliczne, miażdżyca tętnic czy wrzodziejące zapalenie jelita grubego.
6. Wykazują zdolność pobudzania mitochondriów („centrów energetycznych” komórek). Jest to niezwykle istotne, ponieważ spadek aktywności mitochondriów jest jedną z przyczyn starzenia organizmu.
7. SIRT1 prawdopodobnie odgrywa bezpośrednią rolę w ekspresji telomerazy.
8. Inicjują spalanie glukozy i kwasów tłuszczowych – wspomagają zachowanie szczupłej sylwetki. Resweratrol pomaga niszczyć istniejące komórki tłuszczowe, a kwercetyna hamuje produkcję nowych.

Przestrzeganie restrykcji kalorycznych przez całe życie byłoby niezwykle trudne.

Naukowcy rozpoczęli zatem poszukiwania substancji, które naśladują ich działanie i wykazują zdolność aktywowania sirtuin (białek Sir). Pierwszą substancją, w przypadku której udowodniono działanie stymulujące sirtuiny, był resweratrol (polifenol występujący w czerwonych winogronach i czerwonym winie). Potem udowodniono w badaniach, że również inne substancje pochodzenia roślinnego wykazują podobne działanie. Substancje te nazwano mimetykami restrykcji kalorycznej. Mechanizm ich działania w roślinach polega na pomocy w przetrwaniu w okresie niekorzystnego działania środowiska zewnętrznego. Dzięki tym substancjom rośliny stają się bardziej odporne na zewnętrzne czynniki stresogenne. Doskonałymi mimetykami restrykcji kalorycznej są polifenole.

Dieta SIRT

Coraz większą popularnością cieszy się dieta bazująca na produktach aktywujących działanie sirtuin (dieta SIRT).

Najsilniejszymi aktywatorami sirtuin są: papryczka chili, kapary, kakao, kawa, oliwa z oliwek, zielona herbata, jarmuż, lubczyk, daktyle, czerwona cebula, czerwone wino, rukola, soja, truskawki, kurkuma oraz orzechy włoskie. Dieta SIRT wykorzystuje dodatkowo efekt synergii występujący pomiędzy poszczególnymi składnikami odżywczymi aktywującymi sirtuiny. Ponadto istotne jest w niej podawanie produktów stymulujących sirtuiny z tłustymi rybami oraz dobrej jakości białkiem np. jaja, sery, drób (aminokwas leucyna oraz kwasy tłuszczowe omega-3 wykazują synergiczne działanie ze składnikami żywności sirtuinowej i wzmacniają ich korzystny wpływ na organizm).

Inne stresory aktywizujące sirtuiny

Warto wiedzieć, że prócz diety SIRT oraz restrykcji kalorycznych również inne stresory aktywizują geny długowieczności. Hormeza to zjawisko polegające na tym, że czynnik szkodliwy dla organizmu w większych dawkach, w małych dawkach działa na niego korzystnie. Przykładami takich stresorów są:

• aktywność fizyczna treningi HIIT – trening interwałowy o wysokiej intensywności – wzmagają produkcje SIRT1, natomiast trening aerobowy powoduje wzrost aktywności SIRT 3,
• post przerywany,
• dieta niskobiałkowa,
• ekspozycja na wysokie (sauna) i niskie (morsowanie) temperatury.

Znaczenie NAD i NMN

Do aktywności sirtuin (białek Sir) absolutnie niezbędna jest cząsteczka nazywana NAD (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy). Niestety wraz z wiekiem spada poziom tej substancji w organizmie, czego efektem jest obniżenie aktywności sirtuin. Przez wielu naukowców niedobór NAD uważany jest za główny powód zarówno samego starzenia organizmu, jak i rozwoju chorób wieku podeszłego. W organizmie NAD powstaje z NMN (mononukleotyd nikotynamidu), a ten z kolei przekształcany jest z NR (rybozyd nikotynamidu). Naturalnymi źródłami NMN są awokado, brokuły i kapusta.

Sirtuiny (białka Sir) to białka enzymatyczne o dużym potencjale biologicznym. Aktywowane są w okresach umiarkowanie nasilonego stresu dla organizmu (restrykcje kaloryczne, stresowy fizyczne). Postęp w dziedzinie badań nad sirtuinami zaowocował wiedzą na temat składników diety, które stymulują aktywność sirtuin z pominięciem uruchomienia tzw. obwodu przetrwania. Należą do nich produkty bogate w polifenole oraz NMN.

Piśmiennictwo

1. Sinclair D.A i LaPlante M. jak żyć długo? Dlaczego się starzejemy i czy naprawdę musimy? Wydawnictwo Znak Horyzont. Kraków 2021
2. M. Jarzynka-Jendrzejewska, E. Sypnik-Pogorzelska „Jedz i chudnij z dietą SIRT”, Wydawnctwo RM, 2020
3. Rose S. What Are Sirtuins and What Do They Do? https://www.lifespan.io/topic/what-are-sirtuins-and-what-do-they-do/
4. Palacios JA, Herranz D, De Bonis ML, Velasco S, Serrano M, Blasco MA. SIRT1 contributes to telomere maintenance and augments global homologous recombination. J Cell Biol. 2010;191(1299–1313). doi: 10.1083/jcb.201005160.
5. 4Mostoslavsky R. DNA repair, insulin signaling and sirtuins: at the crossroads between cancer and aging. Front Biosci. 2008;13:6966–6990.