Az élet ülve rövidebb

Dr. Villányi Zoltán, biológus kutató ismeretterjesztő írása. Publikációi olyan rangos folyóiratokban jelentek meg, mint a Nature Structural&Molecular Biology, Cell Reports vagy a Nucleic Acid Research. Az illusztráció Villányi Sára munkája.

A telomerek a kromoszómák végein található repetitív örökítőanyag-szakaszok. Örökítőanyagunk dezoxiribonukleinsavakból (DNS) álló kettős szálú, hosszú láncmolekula. Két lánca komplementer egymással. A DNS adenin (A), timin (T), guanin (G) és citozin (C) nukleinsavakból épül fel. Leginkább egy csigalépcsőre hasonlít, amelynek lépcsőfokai vagy adenin és timin, vagy pedig guanin és citozin nukleinsavakból állnak. A lépcsőfokokat kémiai kötések tartják csigaalakban. Nagyjából 10 lépcsőfokra esik egy teljes forduló. A timinek az adeninektől, a guaninok a citozinoktól el tudnak válni a lépcsőfokok közepén, és mindkét fél a saját bázispárjaival kiegészülve két azonos DNS kettős spirált képezhet. Ez a molekula, amely saját képére képes létrehozni önmagát, az élet alapja. A testünket felépítő valamennyi fehérje tervrajzát hordozza. A DNS-lánc fehérjékből álló kis orsókra, ún. nukleoszómákra tekeredik fel, a nukleoszómák pedig tovább tömörödve alkotják a kromoszómákat, amiket sejtosztódáskor figyelhetünk meg. A kromoszómák biztosítják, hogy osztódáskor egyenlőképpen jusson az újonnan képződött lemásolt DNS-láncokból mindkét sejtbe. Ha a sejtosztódási folyamat zavart szenved, az általában sejthalálhoz vagy a sejt identitásának elvesztéséhez, megzavarodott folyamatosan osztódó daganatképző sejtek kialakulásához vezet. Ha a DNS-lánc a lépcsőfokokat csigavonalban tartó kémiai (foszfodiészter) kötéseknél elszakad, pl. ionizáló sugárzás hatására, a sejtek DNS-javító fehérjéket mobilizálnak a törés helyére, hogy a DNS-lánc újból folytonossá válhasson. A különböző élőlényekben eltérő számú kromoszóma figyelhető meg. A telomerek szerepe, hogy lezárják a kromoszómavégeket. Ily módon nem fordulhat elő, hogy a DNS-hibajavítás összeforraszt két kromoszómát, ami osztódás után egyenlőtlen örökítőanyag-elosztáshoz vezetne az utódsejtek között. Mivel a DNS-polimeráz működéséhez egy rövid láncindító nukleinsav szükséges, a DNS minden osztódáskor a kromoszóma végein, a telomereken rövidül. Ha a telomer elfogy, a sejt nem képes többé osztódni. Ezért a telomer hosszából következtethetünk a sejtek életkorára, hogy mennyit osztódtak eddig, hogy mennyi idejük van még hátra. A telomerrövidülés a sejtszintű öregedés jelzője tehát.

Ősivarsejtjeinkben működik a telomeráz enzim, ami az ősivarsejtek telomerjeit folyamatosan pótolja. Testi sejtjeinkben a telomeráz inaktív. Az inaktív telomeráznak fontos szerepe van abban, hogy testi sejtjeink ne osztódhassanak korlátlanul. Idővel testi sejtjeink mutációkat halmoznak fel, ami megváltoztathatja a működésüket, legrosszabb esetben korlátlan osztódásba kezdhetnek. Ilyenkor előnyös a telomerrövidülés, mert korlátozza az ilyen szervezetre veszélyes sejtklónok szaporodási képességének időtartamát. Baj csak akkor van, ha az ősivarsejtekben működő telomeráz egy daganatsejtben újra bekapcsol, ezáltal a tumorsejt – az ősivarsejtekhez hasonlatosan – korlátlan osztódási potenciálra tehet szert.

Emberben a telomer TTAGGG rövid nukleotidlánc ismétlődéséből épül fel (Harvey, 2014). Kb. 2500x ismétlődik, születéskor kb. 11 ezer bázispár hosszú (Sadava et al, 2011). Ez idős korra átlagosan 4 ezer bázispárra rövidül, de sejttípusonként eltérő a telomerrövidülés mértéke. A leggyorsabb telomerrövidülést a leukocitákban figyelték meg. Ennek mértéke 3 éves korig 270 és 1000 bp körül alakul évente, majd 4 éves kortól áll be egy évi 20-50 bp körüli rövidülésre (Frenck et al, 1998). Ezért a különböző öregedési vizsgálatok célpontjai gyakran a leukociták.

Egy, a Journal of Epidemology című amerikai szaklapban megjelent kutatás rávilágított, hogy a leukocitákban megfigyelhető telomerrövidülés és a fizikai aktivitás között összefüggés van (Shadyab et al., 2017). 2012 és 2013 között 1481 nő vett részt abban a kutatásban, ahol egy készülékkel mérték, hogy az átlagosan 79,2 (szórás: 6,7) éves nők, mennyi időt ülnek egy nap. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy akik kevesebbet mozognak és többet ülnek, gyorsabb telomerrövidülésre számíthatnak. A kutatásban résztvevő legaktívabb nő leukocitáiban mért telomerhosszúság 170 nukleotiddal volt hosszabb, mint a legkevésbé aktív nő leukocitáiban mért telomerhosszúság. A nőkben az évenkénti telomerrövidülés átlagos értéke 21 bp. Ezzel számolva biológiai értelemben kb. 8 évvel számít öregebbnek a kutatásban részt vett legkevésbé aktív életet élő nő a legaktívabbhoz képest (Cherkas et al., 2008). Amikor kérdőívvel mérték, mennyi időt töltöttek ülve a kutatásban résztvevők, a korreláció az üléssel töltött órák és a telomerrövidülés között nem volt jelentős. Azonban egy másik készülékkel mért kutatás szerint a bevallott és a mért üléssel töltött órák száma jelentősen eltér. Egy 7247 nő bevonásával végzett kutatás szerint a készülékkel mért ülve töltött órák száma napi 9,2 óra, míg a bevallott idő 5,2 és 6,7 óra között alakul (Harvey et al., 2015).

Az eredményeket árnyalja egy 2018-ban megjelent publikáció, amely kifogásolja, hogy a viselkedés és a telomerrövidülés közötti ok-okozati összefüggéseket felderítő vizsgálatokból hiányzik az az alternatív hipotézis, hogy esetleg éppen a telomer gyorsuló rövidülése okozza a viselkedés megváltozását (Bateson and Nettle, 2018). Egy harmadik lehetőség a jelenség magyarázatára, hogy egy egyéb hatás okozza egyszerre a telomerrövidülést és a kevésbé aktív életmódot.

Egy dolog biztos: az összefüggés a leukociták telomerjeinek rövidülése és a fizikai aktivitás mértéke között vitathatatlan. Aki szívesen mozog és aktívan él, hosszabb életre számíthat.

Irodalomjegyzék

Bateson M, Nettle D. Why are there associations between telomere length and behaviour? Phil. Trans. R. Soc. B 2018­­, 373, 20160438. (doi:10.1098/rstb.2016.0438)

Cherkas LF, Hunkin JL, Kato BS, et al. The association between physical activity in leisure time and leukocyte telomere length. Arch Intern Med. 2008,168(2):154–158. 

Frenck RW, Blackburn EH, Shannon KM. The rate of telomere sequence loss in human leukocytes varies with age. Proc. Natl Acad. Sci. USA 1998, 95, 5607–5610. (doi:10.1073/pnas.95.10.5607)

Harvey R, Biochemistry, Lippincott’s Illustrated Reviews, 6th edition, 2014, page 407.

Harvey JA, Chastin FM, Skelton DA. How sedentary are older people? A systematic review of the amount of sedentary behavior. J Aging Phys Act. 2015,23(3):471–487. 

Sadava, D., Hillis, D., Heller, C., & Berenbaum, M. (2011). Life: The science of biology (9th ed.), Sunderland, MA: Sinauer Associates Inc

Shadyab AH et al. Associations of accelerometer-measured and self-reported sedentary time with leukocyte telomere length in older women. Am. J. Epidemiol. 2017, 11, 171–181.