JAK ZASTAVIT STÁRNUTÍ
Elixír věčného mládí hledají lidé odedávna. Mohou jím být izotopy některých prvků? Dočkáme se potravin a nápojů, díky nimž budeme žít déle?
Co vlastně způsobuje stárnutí lidského organizmu? Dodnes se to přesně neví. Nejčastěji se klade vina volným radikálům, agresivním chemickým látkám, které vznikají činností metabolizmu a působí nevratné změny molekul, z nichž se skládá lidské tělo. Kyslíkové volné radikály jsou nebezpečné hlavně kvůli schopnosti odebírat elektrony z jakékoli molekuly, která se jim postaví do cesty, ať už jde o molekuly vody, bílkovin, tuků nebo DNA. Zanechávají tím za sebou velkou spoušť, což může vést až k úplnému selhání biochemických procesů.
VRAŽEDNÉ RADIKÁLY
Jednou z nejtěžších škod je tzv. proteinová karbonylace, při níž kyslíkové radikály napadají slabé uhlíko-vodíkové vazby v bílkovinách. Poškozené bílkoviny pak mohou vyvolat řadu závažných onemocnění spojených s vyšším věkem včetně Alzheimerovy choroby, Parkinsonovy nemoci, rakoviny, cukrovky a chronické ledvinové nedostatečnosti. Dalším cílem volných radikálů jsou mastné kyseliny v buněčných membránách a DNA.
Lidské tělo vytváří velké množství antioxidantů, mezi něž patří vitaminy a enzymy, které volné radikály likvidují dřív, než stačí napáchat škodu. S přibývajícím věkem však i tento obranný systém začne selhávat a volné radikály vítězí.
Vědci proto vytvořili řadu léků s obsahem látek jako vitamin C a betakaroten, u nichž je možné předpokládat, že účinky stárnutí zpomalí. Nejnovější studie však dokazují, že ani tyto látky nejsou organizmu příliš platné.
IZOTOPOVÝ EFEKT
Rozruch v boji proti stárnutí vyvolal objev ruského biochemika Michaila Ščepinova. Ten si při práci pro biotechnologickou společnost sídlící v britském Oxfordu uvědomil, že nebezpečí v podobě volných radikálů lze čelit daleko účinněji než dosud. Klíčem k řešení je tzv. izotopový efekt.
V molekulách lidského těla mohou být přítomny těžké izotopy. Patří mezi ně například deuterium (izotop vodíku s jedním protonem a jedním neutronem), dále izotop uhlíku 13C (má 6 protonů a 7 neutronů), izotop dusíku 15N (7 protonů a 8 neutronů) a izotop kyslíku 180 (8 protonů a 10 neutronů). Tyto těžké izotopy v molekule vytvářejí mnohonásobně silnější vazby než jejich lehčí protějšky.
Michalila Ščepinova napadlo dát izotopový efekt do souvislosti se stárnutím a tedy působením volných radikálů. Jestliže je příčinou stárnutí bourání vazeb v molekulách, tyto vazby by bylo možné posílit a zabránit tak nevratnému procesu. Stačí vazby posílit izotopy deuteria nebo uhlíku 13C a o zbytek se postará chemie. Experimentálně bylo potvrzeno, že bílkoviny, mastné kyseliny a DNA mohou vlivem izotopového efektu lépe odolávat kyslíkovým radikálům. Ščepinov své závěry publikoval a posléze s dvojicí partnerů založil soukromou společnost Retrotope.
OCHRANA OD NAROZENÍ
V lidském těle jsou triliony trilionů chemických vazeb, z nichž zdaleka ne všechny podléhají působení volných radikálů. Jak tedy dostat těžké izotopy právě tam, kde jsou nejvíce zapotřebí? Dají se konzumovat v potravě a nápojích, nebo je nutný zvláštní postup?
Některé z těžkých izotopů například tritium nebo uhlík 14C jsou radioaktivní a tedy pro člověka nebezpečné. Jiné, jako deuterium a uhlík 13C jsou naopak stabilní, vyskytují se v malém množství i v přírodě a tvoří součást některých molekul lidského těla. Přítomností uhlíku 13C se organizmus brání volným radikálům už od narození. Děti se rodí s vyšším podílem izotopu 13C v těle, než mají jejich matky. U těch se naopak množství tohoto izotopu s porodem snižuje. Je pravděpodobné, že matky předávají izotop 13C svému plodu a ten si jej zabuduje do bílkovin, molekul DNA a dalších molekul.
PIJTE TĚŽKOU VODU
Deuterium a uhlík 13C jsou v určité míře netoxické. Při pokusech na zvířatech se zjistilo, že deuterium v podobě těžké vody může být podáváno mláďatům bez jakýchkoli škodlivých následků. Těžká voda může nahradit až pětinu objemu vody v těle zvířat bez jakékoli újmy na zdraví. Experimenty s octomilkami provedené v moskevském Institutu pro biologii stárnutí prokázaly, že malé množství těžké vody dokáže prodloužit život octomilek až o třicet procent.
Podobné pokusy s malým množstvím deuteria se prováděly i s lidmi. Při jednom pokusu byla jeho účastníkům podávána těžká voda deset týdnů, až se její objem ustálil na 2,5 procenta vody obsažené v organizmu. Deuterium se úspěšně navázalo do bílkovin. (Smrtelná dávka deuteria se u člověka pohybuje okolo pětatřiceti procent objemu vody v těle.)
POTRAVINY PRO MLÁDÍ
Michail Ščepinov netvrdí, že by pouze těžká voda byla elixírem věčného mládí. Sází na metodu postupného podávání těžkých izotopů v potravě. Z dvaceti aminokyselin, které lidský organizmus potřebuje, se jich deset vytváří v těle a deset je dodáváno v potravě. Jejich slabé vazby mohou být posíleny přítomností těžkých izotopů. Tělo je zapracuje nejen do bílkovin, ale také do některých stavebních kamenů tuků a DNA. Možností, jak izotopy dostat do organizmu, je konzumace masa, vajec a mléka zvířat, která byla krmena aminokyselinami obohacenými těžkými izotopy nebo těžkou vodou. Vše bude ale třeba experimentálně prověřit.
Izotopové potraviny, které Ščepinovova firma označuje jako iFood, zatím nikdo nevyrábí, ale brzy se to má změnit. Společnost Retrotope navázala kontakty s moskevským Institutem pro bioorganickou chemii a s Minskou státní univerzitou v Bělorusku. Cílem je vyrobit aminokyseliny a mastné kyseliny s těžkými izotopy, které by bylo možné komerčně využít. Problémem je cena. Litr těžké vody v současnosti vyjde na tři sta dolarů.
Někteří odborníci poukazují na fakt, že proces stárnutí zahrnuje více změn a pouze těžké izotopy jej nemohou zastavit. Izotopový efekt může být ale využit více způsoby. Potraviny s těžkými izotopy by mohly například ochránit kosmonauty před následky kosmického záření, které má podobné účinky jako stárnutí. (hh)
