Ένα γενετικό «μωσαϊκό» που μεγαλώνει μαζί τους

Με την πάροδο του χρόνου, οι άνδρες τείνουν να χάνουν το χρωμόσωμα Υ από ορισμένα κύτταρά τους. Οι αριθμοί είναι αποκαλυπτικοί: ενώ το 40% των 60χρονων παρουσιάζει αυτή την απώλεια, το ποσοστό εκτοξεύεται στο 57% για τους άνδρες άνω των 90 ετών.

Όταν ένα κύτταρο χάνει το Υ, οι «απόγονοί» του δεν το ξαναποκτούν ποτέ. Έτσι, δημιουργείται στο σώμα ένα μωσαϊκό από κύτταρα με και χωρίς το χρωμόσωμα Υ. Το ανησυχητικό είναι πως αυτά τα κύτταρα χωρίς Υ φαίνεται να αναπτύσσονται ταχύτερα, αποκτώντας ένα ιδιότυπο πλεονέκτημα μέσα στον οργανισμό, ακόμα και μέσα σε όγκους. Σε αυτό το φαινόμενο συμβάλλουν και περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως το κάπνισμα και η έκθεση σε καρκινογόνες ουσίες.

Γιατί μας νοιάζει η απώλεια ενός «μικρού» χρωμοσώματος;

Το ανθρώπινο Υ είναι ένα παράξενο χρωμόσωμα. Διαθέτει μόλις 51 γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, τη στιγμή που άλλα χρωμοσώματα φέρουν χιλιάδες. Μέχρι πρόσφατα, η επιστήμη θεωρούσε πως η μόνη του δουλειά ήταν να καθορίζει το φύλο και τη λειτουργία του σπέρματος.

Είναι το μόνο χρωμόσωμα που μπορεί να χαθεί χωρίς να πεθάνει το κύτταρο. Μάλιστα, σε ορισμένα είδη μαρσιποφόρων, το Υ αποβάλλεται νωρίς στην ανάπτυξη, ενώ σε κάποια τρωκτικά έχει ήδη αντικατασταθεί από άλλους μηχανισμούς. Γιατί λοιπόν η απώλειά του στους άνδρες θεωρείται πλέον «δράμα»;

Η σύνδεση με την καρδιά, το Αλτσχάιμερ και τον καρκίνο

Παρά τη φαινομενική του «αχρηστία», η συσσώρευση στοιχείων δείχνει πως η απώλεια του Υ (Loss of Y – LOY) αποτελεί κακό οιωνό για την υγεία:

Καρδιαγγειακά: Μεγάλη γερμανική μελέτη έδειξε πως άνδρες άνω των 60 με υψηλά ποσοστά απώλειας του Υ διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο καρδιακών προσβολών.

Νευροεκφυλιστικές νόσοι: Στους ασθενείς με Αλτσχάιμερ έχει βρεθεί δεκαπλάσια συχνότητα απώλειας του χρωμοσώματος.

Καρκίνος: Η απώλεια του Υ είναι συχνή στα ίδια τα καρκινικά κύτταρα και συνδέεται με χειρότερη πρόγνωση για τον ασθενή.

COVID-19: Ίσως εδώ κρύβεται η απάντηση γιατί οι άνδρες υπέφεραν περισσότερο από την πανδημία, καθώς η απώλεια του Υ συνδέθηκε με αυξημένη θνησιμότητα από τον ιό.

Τελικά, η απώλεια προκαλεί τη νόσο ή η νόσος την απώλεια;

Αυτό είναι το μεγάλο ερώτημα των επιστημόνων. Είναι η απώλεια του Υ η αιτία των προβλημάτων ή απλώς ένα «σημάδι» ότι το σώμα γερνάει και τα κύτταρα δυσκολεύονται να διαιρεθούν σωστά;

Μια πρόσφατη μελέτη σε ποντίκια έδειξε πως όταν μεταμοσχεύθηκαν κύτταρα αίματος χωρίς το χρωμόσωμα Υ, τα ζώα εμφάνισαν καρδιακή ανεπάρκεια και άλλες παθήσεις που σχετίζονται με το γήρας. Αυτό υποδηλώνει μια άμεση, αιτιώδη σχέση.

Ο κρυφός ρόλος του Υ στα κύτταρα

Φαίνεται πως τα λιγοστά γονίδια του Υ κάνουν πολύ περισσότερη δουλειά από όση νομίζαμε. Ορισμένα από αυτά λειτουργούν ως «καταστολείς όγκων», ενώ άλλα ρυθμίζουν τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος. Επιπλέον, το Υ περιέχει μη κωδικοποιητικά γονίδια που ελέγχουν τη δραστηριότητα γονιδίων σε άλλα χρωμοσώματα.

Η πλήρης αλληλούχιση του DNA του χρωμοσώματος Υ ολοκληρώθηκε μόλις πριν από δύο χρόνια. Καθώς η έρευνα προχωρά, ίσως σύντομα είμαστε σε θέση να κατανοήσουμε πώς ακριβώς αυτά τα «μικρά» γονίδια κρατούν το κλειδί για την ανδρική μακροζωία και πώς μπορούμε να προστατεύσουμε τους συντρόφους, τους πατέρες ή τους γιους μας από τις συνέπειες της απώλειάς τους.

5 Κινήσεις ματ για την υγεία του συντρόφου σας μετά τα 50

Μπορεί να μην μπορούμε (ακόμα) να σταματήσουμε τη γενετική απώλεια του χρωμοσώματος Υ, αλλά μπορούμε να βοηθήσουμε τους άνδρες της ζωής μας να θωρακίσουν τον οργανισμό τους απέναντι στις επιπτώσεις του χρόνου.

Προτεραιότητα στον καρδιολογικό έλεγχο: Καθώς η απώλεια του Υ συνδέεται στενά με την καρδιακή ανεπάρκεια, ένας πλήρης ετήσιος έλεγχος (check-up) είναι απαραίτητος. Η ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και της χοληστερίνης είναι το πρώτο βήμα προστασίας.

Πείτε «όχι» στο κάπνισμα: Οι έρευνες δείχνουν ότι το κάπνισμα επιταχύνει την απώλεια του χρωμοσώματος Υ από τα κύτταρα του αίματος. Η διακοπή του είναι ίσως το μεγαλύτερο δώρο που μπορεί να κάνει ένας άνδρας στον εαυτό του.

Ενίσχυση της μυϊκής μάζας: Η άσκηση με αντιστάσεις (βάρη) βοηθά στη διατήρηση του μεταβολισμού και της ορμονικής ισορροπίας, λειτουργώντας ως ανάχωμα στις φλεγμονές που προκαλεί η γήρανση των κυττάρων.

Μεσογειακή διατροφή με έμφαση στα αντιοξειδωτικά: Τα φρούτα, τα λαχανικά και το ελαιόλαδο προστατεύουν το DNA από τις οξειδωτικές βλάβες που οδηγούν σε γενετικές απώλειες κατά τη διαίρεση των κυττάρων.

Πνευματική εγρήγορση και κοινωνικοποίηση: Επειδή η απώλεια του Υ έχει συσχετιστεί με τον κίνδυνο Αλτσχάιμερ, οι νέες προκλήσεις για το μυαλό (διάβασμα, χόμπι) και η ενεργή κοινωνική ζωή είναι οι καλύτεροι σύμμαχοι για τη διατήρηση της γνωστικής υγείας.

Δεν χρειάζεται να έχουμε σπουδάσει τους πολύπλοκους κιρκάδιους ρυθμούς για να καταλάβουμε ότι πεινάμε συγκεκριμένες ώρες, ότι η μεσημεριανή «κοιλιά» στην ενέργεια είναι αληθινή και πως αν ξενυχτήσουμε μέχρι τις 4 το πρωί, δύσκολα θα κοιμηθούμε οκτώ ώρες μετά — το βιολογικό μας ρολόι δεν λυπάται τα hangover. Η κατανόηση αυτού του καθημερινού κύκλου είναι το κλειδί για να γνωρίσουμε την πραγματική, ζωώδη φύση μας.

Οι περισσότεροι από εμάς είμαστε ξύπνιοι για 16-17 ώρες τη μέρα, κατά τη διάρκεια των οποίων αλλάζουμε συνεχώς βιολογικά. Κάθε λεπτό, λέει η Debra Skene, καθηγήτρια χρονοβιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Surrey, «το σώμα μας είναι διαφορετικό». Αυτό δεν αφορά μόνο τη χημική μας σύσταση ή τις σωματικές λειτουργίες, αλλά και τα κίνητρα, τη συμπεριφορά, τη διάθεση και την εγρήγορσή μας. «Σε κάθε χρονική στιγμή υπάρχουν ρυθμοί που ανεβαίνουν ή κατεβαίνουν — κάποιοι βρίσκονται στο ζενίθ τους, άλλοι στη μέση. Είναι ένα δυναμικό σύστημα.»

Κάποιοι από εμάς είμαστε πρωινοί τύποι («κορυδαλλοί»), άλλοι νυχτερινοί («κουκουβάγιες»), επειδή το εσωτερικό μας ρολόι είναι μοναδικό. Αυτά τα διαφορετικά χρονοτύπα, όπως ονομάζονται, αποτελούν φυσιολογικές γενετικές παραλλαγές, εξηγεί η Skene. Ορισμένοι άνθρωποι «τρέχουν» λίγο πιο γρήγορα, άλλοι πιο αργά· αν δεν υπάρξει παρέμβαση, η διαφορά μεγαλώνει σταδιακά.

Ο ρόλος του φωτός και της νύχτας στο βιολογικό ρολόι

«Με τον καιρό θα αποσυντονιζόμασταν εντελώς από τον ρυθμό της Γης», λέει η Skene· γι’ αυτό ο κύκλος φωτός-σκοταδιού είναι ζωτικής σημασίας για την επαναφορά του ρολογιού μας στις 24 ώρες. Αυτός ο κύκλος αποτελεί το ισχυρότερο και πιο σταθερό σήμα στο οποίο έχουν εξελιχθεί να ανταποκρίνονται όλα τα ζώα. Γι’ αυτό ανησυχούμε όλο και περισσότερο για τις αρνητικές επιπτώσεις του τεχνητού φωτός τη νύχτα: μπερδεύει το σύστημά μας όπως συμβαίνει με τα μεταναστευτικά πουλιά ή τις νεογέννητες θαλάσσιες χελώνες.

Το σώμα έχει προετοιμαστεί να ξυπνήσει μία-δύο ώρες πριν συμβεί αυτό. Ενώ όλοι ευθυγραμμιζόμαστε πάνω-κάτω με τον ίδιο κύκλο φωτός-σκότους, τα διαφορετικά χρονοτύπα εξηγούν γιατί κάποιοι προτιμούν να κοιμούνται νωρίς ή αργά. Η ομάδα της Skene διαπίστωσε ότι ακόμη κι αν ένας νυχτερινός τύπος εκπαιδεύσει το σώμα του να λειτουργεί δύο ώρες νωρίτερα μέσω αυστηρού προγράμματος ύπνου και γευμάτων, μόλις σταματήσει αυτή την πειθαρχία, τείνει να επιστρέφει στις φυσικές του συνήθειες.

Το κιρκάδιο ρολόι έχει σχεδιαστεί για να εξασφαλίζει την επιβίωση προβλέποντας τι πρόκειται να συμβεί. Δεν ανταποκρίνεται απλώς όταν ξυπνάμε· προετοιμάζει το σώμα μας αρκετή ώρα πριν. «Η κορτιζόλη, που ελέγχεται άμεσα από το “κύριο” ρολόι στον υποθάλαμο, αρχίζει να αυξάνεται ώστε όταν ξυπνήσουμε να βρίσκεται σχεδόν στην κορυφή της», σημειώνει η Skene. «Χρειαζόμαστε την κορτιζόλη γιατί προσφέρει γλυκόζη και το θάρρος να σηκωθούμε να αντιμετωπίσουμε τον κόσμο.»

Ο συντονισμός των συστημάτων του σώματος μέσα στη μέρα

Κάθε ουσιαστική αλλαγή στη συμπεριφορά μας κατά τη διάρκεια της ημέρας απαιτεί συντονισμό πολλών συστημάτων του σώματος, εξηγεί ο Robert Lucas, διευθυντής του κέντρου βιολογικής χρονομέτρησης στο Πανεπιστήμιο του Manchester. Για παράδειγμα, όταν πεινάμε και λαχταρούμε ένα μεγάλο γεύμα κάποια στιγμή της ημέρας, αυτή η αλλαγή αφορά τόσο τα κίνητρα στον εγκέφαλο όσο και τον συγχρονισμό του πεπτικού συστήματος και του ήπατος που προετοιμάζονται για την άφιξη της τροφής.

Το βιολογικό σας ρολόι φροντίζει ώστε όλα αυτά να συμβαίνουν την κατάλληλη στιγμή. Αν διαρκώς αλλάζετε το πρόγραμμά σας, λέει ο Lucas, «ο συντονισμός διαλύεται και η προβλεπτική ικανότητα του σώματος μειώνεται». Αυτό μπορεί να συμβεί ακόμη και με μια μικρή αλλαγή ώρας ή με jet lag. Η ομάδα της Skene διαπίστωσε ότι αν φάτε τα μεσάνυχτα αντί για το μεσημέρι, η τροφή δεν μεταβολίζεται το ίδιο — με αποτέλεσμα αυξημένα επίπεδα τριγλυκεριδίων (λιπαρών) στο αίμα.

Υπάρχει επίσης ένα ολόκληρο σύστημα εγρήγορσης που δυσκολεύεται όσο περνούν οι ώρες αφύπνισης. «Ακόμη κι αν κοιμηθήκατε καλά», λέει η Skene, «κάτι μετράει τις ώρες που είστε ξύπνιοι — σαν μια κλεψύδρα». Η πίεση για ύπνο αυξάνεται όλη μέρα· όμως επειδή η ημέρα μας είναι τόσο μεγάλη, χρειάζεται μια επιπλέον ενίσχυση για να φτάσουμε ως το βράδυ. Έτσι αργά το απόγευμα ή νωρίς το βράδυ εμφανίζεται ένα δεύτερο “κύμα” ενέργειας και διαύγειας — αυτός είναι ο κιρκάδιος ρυθμός εγρήγορσης που μας βοηθά να μείνουμε ξύπνιοι μέχρι την ώρα του ύπνου.

Επηρεάζουν οι εποχές τους ανθρώπους;

Αν το φως ρυθμίζει τα κύρια βιολογικά μας ρολόγια, τότε οι εποχικές αλλαγές στη διάρκεια της ημέρας θα έπρεπε λογικά να επηρεάζουν τη συμπεριφορά μας. Η Skene εξηγεί ότι όταν αλλάζουν οι ώρες ανατολής και δύσης έχουμε μια σχετική ευελιξία στο σύστημα. Ζώα όπως πρόβατα ή ελάφια μεταβάλλουν την αναπαραγωγική τους ικανότητα, το χρώμα δέρματος ή το βάρος τους ανάλογα με τις εποχές. Το μεγάλο ερώτημα όμως είναι: πόσο εποχικοί είμαστε τελικά οι άνθρωποι; Αυτό είναι δύσκολο να μελετηθεί διότι έχουμε αλλάξει τόσο πολύ το περιβάλλον μας — με τεχνητό φως και θέρμανση — ώστε το σώμα αγνοεί πότε είναι χειμώνας έξω.

Τα μυστικά των κυττάρων: Μιτοχόνδρια και μικροβίωμα

Όσο οι βιολόγοι αποκτούν μια πιο ολιστική εικόνα του σώματος, τόσο περισσότερα στοιχεία αποκαλύπτουν την πολυπλοκότητα των εσωτερικών βιολογικών μας ρολογιών. Το μικροβίωμα του εντέρου έχει τον δικό του κιρκάδιο ρυθμό που αλληλεπιδρά με τον δικό μας: βοηθά στην πέψη μετά τα γεύματα και παράγει νευροδιαβιβαστές όπως η σεροτονίνη.

Ακόμη και τα μιτοχόνδρια, οι ενεργειακές μονάδες των κυττάρων μας, παρουσιάζουν δικούς τους κιρκάδιους ρυθμούς σύμφωνα με έρευνα του University College London (UCL). Σε δημοσίευσή τους το 2019, οι επιστήμονες έδειξαν ότι τα μιτοχόνδρια «ενεργοποιούνται έντονα νωρίς το πρωί», όπως εξηγεί ο καθηγητής νευροεπιστήμης Glen Jeffery από το UCL: «Γνωρίζουν ότι πλησιάζει η αυγή ενώ εμείς ακόμα κοιμόμαστε.» Εκείνη την ώρα αρχίζουν να παράγουν ενέργεια ώστε όταν ξυπνήσουμε να είμαστε έτοιμοι — κάτι που ίσως έχει εξελικτικές καταβολές.

Τα μιτοχόνδρια πιθανόν εκτελούν πολλές ακόμη σημαντικές λειτουργίες που δεν έχουμε ακόμη ανακαλύψει· πάντως παίζουν βασικό ρόλο στη γήρανση και τον θάνατο των κυττάρων. Η ενέργεια που παράγουν έχει τη μορφή ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη), ενός χημικού που βρίσκεται σε όλα τα κύτταρα. Το ATP παράγεται και καταναλώνεται συνεχώς — «φτιάχνεις καθημερινά ποσότητα ίση με το βάρος σου», λέει ο Jeffery. Καμία λειτουργία δεν γίνεται χωρίς ATP.

Καθώς το ATP κορυφώνεται τις πρωινές ώρες ανεβαίνει αντίστοιχα ο μεταβολισμός — ακόμα κι αν δεν αισθανόμαστε έτσι όταν σηκωνόμαστε απ’ το κρεβάτι. Προς το μεσημέρι τα μιτοχόνδρια επιβραδύνουν παράγοντας λιγότερη ενέργεια· ως αποτέλεσμα μπορεί οι μύες να πονάνε περισσότερο μετά από απογευματινή άσκηση.

Το βράδυ, όταν τα επίπεδα ATP πέφτουν χαμηλά, το σώμα στρέφεται σε μια δεύτερη πηγή παραγωγής ενέργειας: τη γλυκόλυση. Όμως αυτή είναι αναποτελεσματική διαδικασία που δημιουργεί πολλές φλεγμονώδεις ουσίες — αυτός είναι ο λόγος που μετά από έντονη άσκηση αργά τη μέρα νιώθουμε πόνους στους μύες.