Biohacking til bedre sundhed

Mennesker har altid været fascineret af udødelighed. Mens store gevinster inden for lægebehandling har muliggjort forlængelse af levetiden, er dette ofte kommet med prisen for at sameksistere med kroniske sygdomme forbundet med aldring, såsom hjerte-kar-sygdomme, cancer, type 2 diabetes mellitus (T2DM), hypertension og demens såsom Alzheimers og Parkinsons sygdom.

Det sande "mål med spillet" er at have en lang sundhedsperiode med ubetydelig ældning. Det betyder fraværet af biologisk aldring, såsom at reducere funktionelt fald i organer og helkropsfitness, forsinke tab af reproduktionsevner og forsinke dødsrisiko med alderen. Det, vi virkelig ønsker, er at udvide ungdommen, ikke at blive ældre. For at opnå det, kan vi begynde at skubbe kuverten på at øge en sund levetid. 

Aging ved cellulært niveau bestemmes af den cellulære skadeshastighed versus reparationshastigheden. Akkumulering af aldringsrelaterede skader viser sig ved, at celler ikke længere "opfører sig korrekt" som en del af et kollektiv, der udgør væv i et organ, som f. kræftceller.

Hos raske individer styres skadeakkumulering gennem apoptose, som er kontrolleret celledød, og raffineret cellulær husholdning, herunder autofagi og mitofagi; "opspisning, nedbrydning og genanvendelse" af beskadigede indre celler (intracellulære) komponenter (organeller). Næringsstoffet glukose og hormonet insulin styrer cellulær kvalitetskontrol. Intracellulær husholdning gør det muligt at aflive ineffektive og giftige celler fra flokken. Med tiden bliver en celles evne til at udløse apoptose svækket, hvilket gør det muligt for en gradvis dysfunktion at snige sig forbi under radaren. Med tiden har akkumulering af disse dysfunktionelle celler i et organ fremmer udvikling af sygdom. 

Mennesker er flercellede organismer, inden for hvilke vores sunde celler opererer kollektivt. For at have en lang sund levetid, skal vores celler ikke kun leve længere, men de skal også fungere korrekt. Kræftceller er langlivede og i stand til ubegrænset replikation; dog unddrager de sig apoptose og bliver egoistisk primordial, går tilbage til encellet organismeadfærd. Vores mål er at opretholde optimal organfunktion og sikre os selv en lang healthspan med ubetydelig alderdom og måske et strejf af udødelighed. 

Mitokondrier er intracellulære organeller; disse organeller er rester af symbiotiske protobakterier, der stammer fra proteobakterier, der kom til at leve i en archaeal-afledt værtscelle, som var tættest på relateret til Asgard archaea (en nyligt identificeret gruppe af gamle encellede organismer). Forenklet sagt kom en fremmed encellet gammel bakterie til at leve inde i de celler, der til sidst udviklede sig til os. De asgardiske endocytoserede proteobakterier udviklede sig til mitokondrier; gennem en proces kaldet endosymbiose blev de to indbyrdes afhængige. De støtter os nu, og vi støtter dem. Vores celler, med mitokondrier og andre organeller i dem, kaldes 'eukaryote' celler. 

Mitokondrier har deres eget genom; polycistronisk cirkulært DNA, mens deres indre matrixmembraner er rige på et fosfolipid kardiolipin. Begge disse træk er fælles for bakterier og ikke for det eukaryote nukleare DNA og andre organeller fra flercellede dyr, bortset fra dem, der fordøjer mitokondrier. Mitokondrier producerer størstedelen af ​​vores livsopretholdende energi samtidig med at den fungerer som kilde til ødelæggelse for de fleste af vores celler. Dette sker på grund af deres brug af ilt til at nedbryde næringsstoffer, for at opfange energi og lagre det i energibærermolekylet ATP. Deres (og dermed vores) behov og brug af ilt er både livgivende og ætsende; fuldstændig oxidation af glukose giver mere oxidativ skade end oxiderende fedtsyrer og producerer i processen overskud superoxid, en form for oxygen med en tilføjet elektron, som kaldes et frit radikal.

Mitokondrier producerer også hydrogenperoxid, det samme som findes i din husholdningsafløbsrens, dog i en meget lavere koncentration. Kronisk lavgradig forhøjede niveauer af reaktive oxygenarter (ROS) skader vores celler. At opnå balance mellem at "forbrænde" glukose eller fedtsyrer, der kræver ilt for at levere energi til vores krop (godt) og at producere ætsende stoffer (dårlige), er hormesis, ligesom "Goldilocks-zonen". ROS toksicitet er en nøglespiller i aldring, da for meget af det vil mindske helbredstiden og levetid. 

Størstedelen af ​​ROS i celler er produceret af mitokondrier. Noget beløb er nødvendigt for sundhed, mens overskud forårsager skade; igen, dette kræver balance eller hormesis. ROS er også mitokondrie-signalering molekyler, kommunikere til kernen og forandring gen udtryk. Dette rejser spørgsmålet; hvad der driver cellulær adfærd, gener i kernen, eller mitokondrielle signaler? Det rigtige beløb af ROS forårsager produktion af nye sundere mitokondrier, overdreven ROS stiger skader i løbet af reparereakkumulerer giftige egensindige mitokondrier. Kræftceller konsekvent har beskadigede mitokondrier; det samme findes også ved hjertekarsygdomme, Alzheimers og Parkinsons sygdom og mange af de sygdomme, som vi netop har accepteret som en del af aldring.

Som nævnt ovenfor kan vi producere energi fra fedt eller fra glukose (et sukker) gennem vores samarbejdende mitokondrier. Mængden af ​​glukoseeksponering (hovedsageligt fra diætkilder og også dannet og udskilt i blodbanen af ​​leveren) er afgørende for at opnå denne balance mellem vores mitokondrier, der hjælper eller skader os. Insulin produceres som reaktion på kulhydratindtagelse (sukkerarter som glucose, stivelse og saccharose), hvilket øger absorption (og brug) af glucose af vores celler og mitokondrier og reducerer fedtforbrænding (beta-oxidation og efterfølgende ketose).

For at forenkle bruger vi for det meste enten glukose fra kulhydrater til at producere energi med vores mitokondrier, eller fedtsyrer fra mad eller vores fedtceller, eller ketoner fra nedbrydning af fedt, til at producere energi gennem en alternativ metabolisk vej, kaldet ketose.

Kaloribegrænsning (kulhydratbegrænsning) i gær, nematodeorme og mus til primater stiger levetid med healthspan ved at inducere ketose. Det får insulin til at blive lavt nok til at tillade ketogenese (et produkt fra beta-oxidation, forbrænding af fedt) at forekomme. Opreguleret fedtforbrænding resulterer i produktionen af ​​molekyler kaldet ketonlegemer, hovedsageligt af leveren (endogen syntese).

Et af disse ketonstoffer er beta-hydroxybutyrat (BHB), afledt af fedtsyrer, der enten kommer fra vores fedtceller eller fra et måltid. Ketonen BHB er et brændstof og signalmolekyle, der forårsager mitokondrier og kerner til at tilpasse sig til metaboliske ændringer. Faste-lignende diæter såsom tidsbegrænset fodring og meget lavt kulhydrat/sund fedtdiæt (også kendt som ketogen diæt) fremkalder også ketose uden den bevidste indsats af kaloriebegrænsning. 

Disse diæter med højt indhold sunde fedtstoffer (såsom animalsk fedt) og lavt indhold af sukker/stivelsesholdige kulhydrater fører til nedsat insulin og glukose og øgede ketoner (BHB) i blodbanen. Over tid inducerer dette intracellulært maskineri ændringer, skiftende kroppens stofskifte til at brænde sig selv hovedsageligt af fedt og ketoner i stedet for sukker (glukose). Ketose øger den intracellulære husholdningsaktivitet, hvilket gør det muligt for celler at fjerne og erstatte beskadigede organeller. Det giver også mere tid til DNA at blive kontrolleret af DNA husholdningsproteiner, der er i stand til at forhindre udbredelse af DNA-duplikationsfejl ind i datterceller, således reducere kræft og anden aldersrelateret sygdomsudvikling. Ketose har vist sig at indeholde en antydning af en eliksir til en sundere hvis ikke længere levetid. 

I modsætning hertil stimulerer diæter med højt kulhydratindhold, der giver glukose gennem stivelsesholdige kulhydrater som brød, pasta, ris, majs og saccharose, som findes i rørsukker, majssirup med højt fructoseindhold, kokossukker, frugt og honning, alle insulinudskillelsen. Langvarig hyperinsulinæmi øger risikoen for udvikling af Alzheimers sygdom, maligniteter, hjertekarsygdomme, og T2DM. Mens insulin er afgørende for livet, fører overskydende insulin (på grund af disse høje kulhydratdiæter) til hyperinsulinæmi, som er impliceret i kroniske sygdomme og aldring. Nedsat insulinbehov har vist sig at øge sundheden og levetiden. Insulin får også celler til at replikere hurtigere, hvilket reducerer pauserne for at kontrollere DNA kopi kvalitet, fortæller cellerne, at der er rigeligt med mad, og derfor "der er ingen grund til at holde et stramt skib." 

Insulin er det aldrende hormon, og et kostmønster, der jævnligt udløser for meget insulinudskillelse forhindrer vores evne til at producere ketoner, herunder BHB. Insulin undertrykker ketogenese (ketonproduktion), hvilket fratager os BHB'er anti-aging egenskaber. Den endogene produktion af BHB, en kraftig antioxidant, der direkte neutraliserer frie radikaler og ROS, er vist for Forbedre og forhindre kroniske sygdomme forbundet med aldring. Så vi kan kontrollere meget af vores aldring ved vores kostvalg. ketoner såsom BHB produceres, når vi ikke overstimulerer insulinsekretion og -behov gennem vores kostvalg. 

Vi bliver ofte rådet til at spise for at bevare vores energi og sundhed. Dog resulterer måske lidt mindre i lidt mere med hensyn til sundhed og levetid, og i stedet for kaloriebegrænsning, kan vi bio-hacke gennem enten at spise så meget, som vi vil en gang om dagen, eller spise ikke-insulin-stimulerende fødevarer. At gøre begge dele vil yderligere forbedre deres virkninger. Resultaterne er de samme som faste og kaloriebegrænsning, mindre insulinog flere ketoner, hvilket igen omsættes til sundere celler, et sundt dig og en chance for at realisere dit maksimale levetidspotentiale.

Link til at donere at støtte Isabella D. Coopers forskning i aldringsbiologi, aldersrelaterede sygdomme og lang levetid ved University of Westminster, UK. Dette er en af ​​få akademiske forskningsgrupper inden for kost- og stofskifteområdet, der er fri for sponsorering af fødevareindustrien. Et hundrede procent af donationsmidlerne går til aktiv laboratoriebaseret forskning, med ingen midler tabt til administrative omkostninger.