Sirtuiny: molekularni strażnicy zdrowej długowieczności.

Sirtuiny a długowieczność. Sirtuiny to rodzina siedmiu białek regulacyjnych, które odgrywają kluczową rolę w procesach zdrowego starzenia się oraz ochronie narządów wewnętrznych. Aktywacja białek z grupy SIRT sprzyja naprawie DNA, ogranicza stany zapalne i chroni komórki przed stresem oksydacyjnym. Poprzez modulowanie kluczowych szlaków sygnałowych sirtuiny wspierają utrzymanie homeostazy tkanek, a także mogą przeciwdziałać rozwojowi chorób metabolicznych i nowotworowych. Z tego względu są one przedmiotem intensywnych badań jako obiecujący cel terapeutyczny w strategiach wydłużania życia w dobrym zdrowiu.

Poznaj rolę sirtuin w spowalnianiu procesów starzenia na poziomie komórkowym oraz dowiedz się, jak aktywować je w sposób naturalny.

Rola sirtuin.

U ludzi występuje siedem sirtuin (SIRT1–SIRT7) – są to białka, które pomagają komórkom prawidłowo funkcjonować i starzeć się w zdrowszy i wolniejszy sposób. Do swojej pracy potrzebują cząsteczki zwanej NAD+, która jest związana z poziomem energii w komórkach.

Po pierwsze, sirtuiny biorą udział w regulowaniu metabolizmu, naprawie uszkodzonego DNA, ochronie komórek przed stresem oraz w kontrolowaniu procesów starzenia. Choć wszystkie działają w podobny sposób, różnią się tym, gdzie w komórce są aktywne i jakie dokładnie funkcje pełnią.

Po drugie, sirtuiny (w szczególności SIRT1) pełnią rolę regulatorów aktywujących proces autofagii,

Rola poszczególnych sirtuin:

• SIRT1 (Jądro i cytoplazma): Jest najlepiej poznaną sirtuiną. Działa jako silna deacetylaza, regulując gospodarkę glukozowo-lipidową, wydzielanie insuliny oraz procesy autofagii. Wykazuje silne działanie przeciwzapalne. Ma również właściwości neuroprotekcyjne i kardioprotekcyjne.

• SIRT2 (Głównie cytoplazma): Uczestniczy w regulacji cyklu komórkowego, organizacji mikrotubul oraz ruchliwości komórek. Wpływa na białka FOXO, które pomagają kontrolować rozwój komórek tłuszczowych.

• SIRT3 (Mitochondria): Jest główną deacetylazą mitochondrialną. Kluczowa dla produkcji ATP, utleniania kwasów tłuszczowych oraz termogenezy. Chroni komórki przed stresem oksydacyjnym poprzez aktywację enzymu SOD2.

• SIRT4 (Mitochondria): Wykazuje głównie aktywność ADP-rybozylotransferazy. W przeciwieństwie do SIRT1, SIRT4 hamuje wydzielanie insuliny oraz utlenianie kwasów tłuszczowych w wątrobie. Pełni funkcję supresora nowotworowego.

• SIRT5 (Mitochondria): Choć posiada słabą aktywność deacetylazy, jest silną demalonylazą, desuccinylazą i deglutarylazą. Reguluje cykl mocznikowy (poprzez wpływ na białko CPS1) oraz komórkowy metabolizm energetyczny.

• SIRT6 (Jądro – heterochromatyna): Kluczowa dla zachowania stabilności genomu i długości telomerów. Reguluje homeostazę glukozy, hamując glikolizę. Uczestniczy w naprawie pęknięć DNA (poprzez PARP1).

• SIRT7 (Jądro – jąderko): Odpowiada za regulację transkrypcji rDNA i syntezę białek. Jest niezbędna do przetrwania komórek w warunkach stresu oraz stabilizacji heterochromatyny

Czynniki wpływające na aktywację sirtuin.

Aktywność sirtuin jest ściśle powiązana ze statusem energetycznym komórki oraz dostępnością kofaktorów- głównym jest NAD+.

1. Restrykcja kaloryczna i głód (bez niedożywienia). Jest to najlepiej udokumentowany naukowo czynnik stymulujący sirtuiny. Ograniczenie podaży kalorii o 20-30% podnosi poziom NAD+ (kofaktora sirtuin) oraz stosunek AMP/ATP, co aktywuje kinazę AMPK, która pośrednio zwiększa aktywność większości sirtuin (z wyjątkiem SIRT4).
2. Polifenole roślinne.

• Resweratrol. Najsilniejszy naturalny aktywator SIRT1, występujący w skórkach winogron, czerwonym winie i orzeszkach ziemnych. Powoduje on zmiany konformacyjne w SIRT1, zwiększając jej aktywność enzymatyczną.

• Wysokiej jakości oliwa z oliwek klasy premium, charakteryzującej się wysoką zawartością polifenoli.  Jej regularne spożywanie wspomaga aktywność SIRT oraz procesy autofagii. Najlepsza na rynku oliwa tutaj.
• Inne związki: Kwercetyna, fisetyna, kempferol, kurkumina, katechiny oraz izoflawony sojowe również wykazują zdolność do modulowania ekspresji i aktywności sirtuin.

3. Składniki diety:

    ◦ Kwasy tłuszczowe Omega-3: Mogą przeciwdziałać spadkowi aktywności sirtuin wywołanemu dietą wysokotłuszczową.

    ◦ Leucyna: Wykazano, że zwiększa ekspresję SIRT1 w wątrobie i mięśniach szkieletowych.

4. Wysiłek fizyczny: Ćwiczenia fizyczne stymulują biogenezę mitochondriów i mogą podnosić poziom SIRT1.

5.Prekursory NAD+: Związki takie jak mononukleotyd nikotynamidu (NMN) bezpośrednio podnoszą pulę NAD+ dostępną dla sirtuin, co stymuluje ich działanie.

Sirtuiny a długowieczność- co obniża ich poziom?

Co ważne, nadmierna podaż energii oraz niektóre rodzaje makroskładników działają hamująco na ekspresję i aktywność białek SIRT:

• Cukry proste i fruktoza: Wysokie stężenie cukrów prostych silnie hamuje sirtuiny. Fruktoza (np. w formie syropu kukurydzianego) obniża ekspresję SIRT1, co prowadzi do stłuszczenia wątroby i zaburzeń metabolicznych.

• Dieta wysokotłuszczowa (HFD): Prowadzi do wyraźnego obniżenia ekspresji SIRT1, SIRT3, SIRT4 i SIRT7 w wątrobie i mięśniach szkieletowych.

• Dieta wysokowęglowodanowa (HCD): Według źródeł, długotrwałe stosowanie diety bogatej w węglowodany obniża ekspresję SIRT1 w jeszcze większym stopniu niż dieta wysokotłuszczowa o tej samej wartości energetycznej.

• Nikotynamid (NAM): Jako produkt rozpadu NAD+, w wysokich stężeniach działa jako niekonkurencyjny inhibitor sirtuin.

Podsumowanie

Sirtuiny nie bez powodu nazywane są białkami młodości. Ich aktywność odgrywa kluczową rolę w stymulowaniu autofagii – naturalnego procesu „recyklingu” komórkowego, który wspiera oczyszczanie komórek oraz naprawę DNA.

Aktywności białek SIRT sprzyja odpowiednia dieta, bogata w związki będące ich kofaktorami, a także zdrowy styl życia. Warto jednak podkreślić, że najsilniejszym czynnikiem aktywującym sirtuiny jest restrykcja kaloryczna (CR). Ograniczenie podaży energii zwiększa poziom NAD+ w komórkach, co bezpośrednio pobudza większość sirtuin (z wyjątkiem SIRT4).

Krótkotrwałe okresy postu mogą zwiększać ekspresję genu SIRT1, natomiast stała dostępność pożywienia – szczególnie bogatego w glukozę – osłabia ten mechanizm. Dlatego, chcąc spowolnić procesy starzenia, warto zadbać o dostarczanie substancji aktywnych, regularną aktywność fizyczną oraz rozsądne ograniczenie kalorii – nie poprzez głodzenie się, lecz świadome i zbilansowane podejście do odżywiania.

Bibliografia:

1. Frankenstein H., Robak J., Lewandowska U., Owczarek K. (2021). Sirtuina 1 jako potencjalny cel molekularny resweratrolu w wybranych chorobach.
2. Frydzińska Z., Owczarek A., Winiarska K. (2019). Sirtuiny i ich rola w regulacji metabolizmu. Postępy Biochemii 65(1): 31-40.
3. Hall J. A., Dominy J. E., Lee Y., Puigserver P. (2013). The sirtuin family’s role in aging and age-associated pathologies. Journal of Clinical Investigation 123(3): 973–979.
4. Sharma A., Mahur P., Muthukumaran J., Singh A. K., Jain M. (2023). Shedding light on structure, function and regulation of human sirtuins: a comprehensive review. 3 Biotech 13(1): 29.
5. Wątroba M., Szukiewicz D. (2021). Sirtuins at the Service of Healthy Longevity. Frontiers in Physiology 12: 724506.
6. Wiercińska M., Rosołowska-Huszcz D. (2017). Naturalne i syntetyczne modulatory aktywności sirtuin. Kosmos 66(3): 365–377.