Karnosiini vaimentaa vanhenemis- ja sairausgeenejä

Karnosiini vaimentaa vanhenemis- ja sairausgeenejä, osoittavat geenitutkimukset. Geenien ja ravintotekijöiden vuorovaikutusten tutkiminen, nutrigenomiikka, on saattanut ravitsemuksen ja myös ravintolisien käytön uuteen valoon. Karnosiini edistää myös mielenterveyttä, ilmenee Pittsburghin yliopiston psykiatrian professorin johtamasta tutkimuksesta (2012). Epäterveelliset ruokatavat, kuten liiallisten hiilihydraattien, ns. roskaruoan syönti ja virvoitusjuomien juonti, myötävaikuttavat geenivirheiden laukeamiseen sairauksina ja päinvastoin: terveellinen ruoka ja ravintolisät voivat ehkäistä, vaimentaa ja jarruttaa sairauksia ja ennenaikaista vanhenemista. Terveellinen ravitsemus, oikeat ravintolisät ja liikunta lisäävät vuosia elämään ja elämää vuosiin.

Ihmisen genomissa on noin 20 000 geeniä, joista noin 70 % sijaitsee aivoissa. Genomi koostuu äidiltä ja isältä periytyneistä tuman perintötekijöistä sekä äidiltä periytyneistä mitokondrioiden perintötekijöistä. Biogerontologiassa puhutaan gerontogeeneistä, jotka nopeuttavat vanhenemismuutoksia soluissa ja kudoksissa. Gerontogeenien vastavaikuttajia kutsutaan vitageeneiksi. Niistä tunnetuimpia on sirtuitiini-1 (SIRT-1), jota karnosiini ja resveratroli aktivoivat.

Karnosiini suojaa aivoja vaikuttamalla suoliston geeneihin

Karnosiini suojaa geenejä pahanlaatuista aivosyöpää (glioblastoomaa) vastaan geenien epigeneettisen säätelyn kautta, osoittaa saksalaisten neurogiryrgien uusi tutkimus (Oppermann ym. 2018).

Gerontogeneeiksi kutsutaan sellaisia geenejä, joihin on tullut vanhenemismuutoksia aiheuttavia virheitä. Nämä geenit eivät ole ihmisen alkuperäisiä terveitä geenejä (vaan muuntuneita virheellisiä geenejä), joten niitä kutsutaan myös ´virtuaaligeeneiksi´.

Käsitys gerontogeeneistä sopii hyvin vanhenemisen evoluutioon. Solujen luonnollista elinikää ja ohjelmoitua kuolemaa säätäviin geeneihin ilmaantuvat satunnaiset virheet heikentävät solujen kykyä korjata vanhenemista ja sairastumista aiheuttavia muutoksia. Toisin sanoen solujen huolto-, siivous- ja korjausjärjestelmä alkaa pettää, solut alkavat voida huonosti, ne sairastuvat, vanhenevat ja kuolevat ennen aikojaan. Solujen jakaantuessa uudestaan ja uudestaan geenit kopioivat geneettisen informaation, mutta siihen tulee virheitä, aivan kuten valokopioihin, joita otetaan yhä uudestaan ja uudestaan edellisestä kopiosta. Ihminen alkaa vanheta ennen aikojaan homeostaasin (tasapainotilan) eli homeodynamiikan horjuessa [1]. Jos haluat jarruttaa vanhenemista, anti-aging-toimenpiteiden pitää kohdistua soluihin. Karnosiini ehkäisee myös harmaakaihia, ilmenee monista tutkimuksista (Abdelkader ym. 2015).

Geenien ja ympäristön manipulaatio tarjoaa aivan uudenlaisen mahdollisuuden ehkäistä ja jarruttaa sairauksiin liittyvää patologista vanhenemista. Geeniterapia, ravinto- ja kosmeettiset aineet sekä elintapojen kohentaminen ovat uusia keinoja, joilla voidaan aktivoida vitageenejä.

Karnosiini
on osoittautunut erinomaiseksi vitageenien aktivaattoriksi, joka tutkimuksen mukaan ehkäisee DNA-vaurioita ja italialaisten geentitutkijoiden mukaan myös gerontogeenien vaikutuksia ja siten myös vanhenemismuutoksia [1]. Karnosiini ehkäisee ja hidastaa myös Alzheimerin tautia, osoittavat geenitutkijoiden ja neurotieteilijöiden tutkimukset (Corona ym. 2011, Kawahara ym. 2014). Karnosiinilla on tärkeä tehtävä sydämen suojaamisessa (Liu ym. 2016). Katnosiini ehkäisee liiallisten hiilihydraattien syönnistä johtuvaa glykolyysia ja sen tuottamaa metyyliglooksaalia, joka vaurioittaa mitokondrioita ja vanhentaa kudoksia ja koko ihmistä. Siksi karnosiini on erinomainen vanhenemista ehkäisevä ravintolisä (Hipkiss 2017).

Karnosiini hidastaa vanhenemismuutoksia

Mitä vanheneminen on?

Evoluution kannalta tarkasteltuna ihmisen vanheneminen alkaa hedelmällisen iän jälkeen, toisin sanoen sitten kun ihminen saattanut maailmaan seuraavan sukupolven. Sen jälkeen elimistössä alkaa tapahtua luonnostaan vanhenemismuutoksia (ilman sairauksiakin), jotka kaksinkertaistuvat aina kahdeksassa vuodessa.

Terveys ja pitkäikäisyys riippuvat suuresti biologisten (geneettisten), psyykkisten ja ympäristötekijöiden onnistuneesta ja dynaamisesta vuorovaikutuksesta. Solujen vanheneminen johtuu satunnaisten ja lisääntyvien molekulaaristen vaurioiden syntymisestä ja siitä, ettei solujen korjaus- ja huoltojärjestelmä enää toimi kunnolla. Niin käy eritoten silloin, kun ihminen on sairastunut johonkin krooniseen tautiin. Silloin alkaa yleensä myös patologinen vanheneminen, joka kiihdyttää ikääntymismuutoksia. Solujen huoltojärjestelmän pettäessä niihin kertyy myrkyllisiä yhdisteitä, jotka muuttavat solun normaaleja toimintoja ja vanhentavat sitä. Vanhentavia (katabolisia) sairauksia ovat useimmat kansantaudit, kuten luukato, sydän- ja verisuonisairaudet, reuma- ja keuhkotaudit, Alzheimerin ja Parkinsonin taudit sekä syöpä.

Telomeerien kuluminen

Telomeerit ovat kromosomien päissä olevia ikäkelloja, ´langanpätkiä´, aivan kuten kengännauhojen päissä olevat muovisuojat. Telomeerit kuluvat joka kerta solun jakautuessa. Mitä nopeammin ne kuluvat, sitä nopeammin solu vanhenee ja kuolee. Telomeerien kulumista on verrattu myös kengänpohjien kulumiseen. Mitä nopeammin pohjat kuluvat, sitä nopeammin kengät vanhenevat. Tupakointi, runsas alkoholin käyttö, voimakas pitkäaikainen stressi, lihavuus ja monet krooniset sairaudet kuluttavat telomeerejä, ja ne voivat lyhentää ihmisen ikää jopa 7 vuotta. Telomeerien nopea kuluminen lisää riskiä sairastua syöpään. Telomeerien kulumista voidaan hidastaa välttämällä epäterveitä elintapoja ja ottamalla ruoan lisänä karnosiinia [2] ja väkevöityä kalaöljyä.

Kuva 1. Telomeerit ovat kromosomien päissä oleviä "ikäkelloja", joiden nopea kuluminen vanhentaa ihmistä. Karnosiini suojaa telomeerejä kulumiselta (lue lisää).

Mitokondrioiden merkitys vanhenemiselle

Jokaisessa solussa on satoja pienoisvoimalaitoksia, mitokondrioita. Niiden määrää voidaan lisätä säännöllisellä kuntoliikunnalla. Mitokondrioiden kunnolla on keskeinen merkitys monissa tavallisissa aineenvaihduntasairauksissa (esim. diabetes ja sydän- ja verisuonitaudit) ja vanhenemisessa.

Kuva 2. Mitokondriot ovat pieniä bakteerien kokoisia solun organellejä, joissa on ulko- ja sisäkalvot sekä runkorakenne. Mitokondriot muuntavat ravintoa ja happea energiaksi solujen käyttöön. Mitokondrioiden vuotaminen vanhentaa ihmistä ja altistaa kroonisille sairauksille. Mitokondrioiden kuntoa ja toimintoja voidaan suojata liikunnalla ja ravintolisillä, mm. karnosiinilla, ubikononilla ja E-EPAlla. Ne suojaavat mitokondrioita muun muassa statiinien haittavaikutuksilta.

Mitokondriot muuntavat ravintoaineita (etenkin glukoosia) ja happea energiaksi, jonka varassa elimistö toimii. Mitokondrioiden DNA:n (mtDNA) tila on ratkaisevia terveydelle. Jokaisessa mitokondriossa on satoja mtDNA-ketjuja, jotka koodaavat soluhengitykselle välttämätöntä oksidatiivista fosforylaatiota, toisin sanoen adenosiinitrifosfaatin (ATP:n) tuotantoa. Jokaisessa solussa on siis tuhansia mtDNA-ketjuja.

mtDNA:n ilmentymisessä, jakautumisessa ja huollossa ilmenevät häiriöt altistavat pitkäaikaisille sairauksille, kuten tyypin 2 diabetekselle, syöpätaudeille ja rappeuttaville keskushermoston sairauksille (Alzheimerin ja Parkinsonin taudit). Niitä voidaan ehkäistä ja hoitaa huolehtimalla mtDNA:sta mm. antioksidanteilla [3] .

Terveen ihmisen mitokondriot tuottavat vuorokaudessa noin 6 kiloa ATP:tä, jota mm. sydänlihas tarvitsee kyetäkseen lyömään noin 100 000 kertaa ja kierrättämään 10 tonnia verta päivässä! Jos mitokondrioiden toiminta heikkenee, siitä kärsivät sydän, lihaksisto, aivot ja muut elimet. Tässä yhteydessä on syytä huomauttaa, ettei sydäntautien lääkehoito lainkaan tähtää sydänlihaksen energian saannin lisäämiseen, päinvastoin monet lääkkeet (beetasalpaajat ja ACE:n estäjät) heikentävät sitä entisestään. Beetasalpaajat ja kolesterolilääkeet (statiinit) riistävät sydänlihakselta ubikinonia (Q10), joka on välttämätön yhdiste energian tuotannossa. Digoksiini (digitalis) puolestaan riistää sydänlihakselta magnesiumia ja B-vitamiineja, jotka ovat välttämättömiä energian tuotannossa. Eritoten diabeetikoilla on B1-vitamiinista (tiamiinista) huomattavaa puutetta, mikä altistaa heidät sydäntaudeille. Benfotiamiini on tehokkain ja turvallisin B1-vitamiini diabeetikolle. Se normalisoi sokerin palamista ja ehkäisee siten vapaiden radikaalien syntyä mitokondrioissa.

Aivan kuten vanhat tehtaat myös vanhat mitokondriot tuottavat ympäristölleen haitallista jätettä. Se lisää kudoksissa vapaiden radikaalien ja tulehdussytokiinien määriä, jolloin vanheneminen kiihtyy [4, 5]. Ubikinoni (vähintään 50 mg/vrk), magnesium, C-vitamiini, lysiini, karnitiini, karnosiini ja omega-3-rasvahapot edistävät mitokondrioiden energian tuotantoa. Erityisesti E-EPA suojaa ja korjaa mitokondrioiden kalvoja ja ehkäisee niiden vuotamista (kuin hapettuneet paristot). Ne hidastavat sydämen ja koko ihmisen vanhenemista.

Lue lisää mitokondrioista

Inflammaging (tulehdus vanhenemismuutoksissa)

Gerontologit ja neurotieteilijät käyttävät käsitettä ´ inflammaging ´ (tai inflamm-ageing) kuvaamaan hiljaisen kroonisen tulehduksen (inflammaation) merkitystä vanhenemisprosessissa [6,7]. Tulehdus vanhentaa ihmistä ja sairastuttaa hänet ennen pitkää. Tässä yhteydessä ei tarkoiteta keuhkokuumetta eikä muuta fulminanttia tulehdusta, vaan subkliinistä hiljaista inflammaatiota, joka ilmenee tulehdussytokiinien (CRP, TNF- a , IL-1, IL-6 jne.) lisääntymisenä veressä, syljessä, selkäydinnesteessä ja muissa kudoksissa. Myös lihavuus on krooninen tulehdustila, joka selittää lihavuuteen liittyviä muita sairauksia ja ennenaikaista vanhenemista. Tulehdus vähentää aivoperäisen hermokasvutekijän (BDNF) pitoisuutta, mikä altistaa muun muassa masennukselle (joka onkin vanhemmiten yleistä). Tulehdus vaurioittaa myös aivotursoja (hippokampuksia), jotka huolehtivat mm. muistitoiminnoista.

Immunosenesenssi, immunologinen vanheneminen, tarkoittaa sitä, että iän myötä immuunijärjestelmään ilmaantuvat muutokset kiihtyttävät vanhenemista. Erityisen tärkeä on rasvoista (varsinkin omega-6:sta) aiheutuva tulehdussytokiinien lisääntyminen ja niiden haitallinen vaikutus immuunipuolustukseen. Silloin mm. immuunijärjestelmän T-soluissa tapahtuu monia haitallisia muutoksia. Immunosenesenssi (kuten gerontogeenienkin ilmentyminen) johtuu myös siitä, että iän myötä solujen huolto- ja korjausjärjestelmät pettävät. Evoluutio ei ole varustanut ihmistä immunosenesenssiä vastaan, sillä evolution kannalta ikääntyvä ihminen on jo täyttänyt lisääntymistehtävänsä ja hän joutaa kuolla pois. Tämä näkökulma selittää uudella tavalla vanhenemisen mekanismeja ja ikääntymiseen liittyvien tautien patogeneesia (syntytapaa).

Lihominen vanhentaa, koska se tuottaa tulehdussytokiineja ja heikentää immuunipuolustusta. Lihomiseen liittyy monia kroonisia sairauksia, joiden syntymekanismista solutasolla on juuri saatu uutta tietoa (lue lisää).

Itsehoidon kannalta on kiinnostavaa tietää, että kalaöljyn EPA-rasvahappo on tehokas NF-kappaB:n vastavaikuttaja ja BDNF:n suojaaja. Tämä selittää miksi E-EPA-niminen kalaöljy voi ehkäistä ja hidastaa vanhenemismuutoksia ja masennusta. Ennestään tiedetään, että EPA-rasvahappo muuntuu kudoksissa resolviini-nimisiksi nanomolekyyleiksi, jotka ovat tehokkaita tulehduksen estoaineita.

Esimerkkinä luukato

Luukadossa eli osteoporoosissa luusto menettää mineraalejaan ja haurastuu, minkä seurauksena ikääntyvän ihmisen selkäranka painuu kasaan ja kaatumisen seurauksena voi tulla luunmurtuma. Tulehdus (inflammaatio) heikentää luuston aineenvaihduntaa. Monet tulehdussytokiinit säätävät luuta muodostavien osteoblastien ja sitä hajottavien luunsyöjäsolujen (osteoklastien) toimintaa. Luukato yleistyy iän myötä, koska tulehdussytokiinit ja gerontogeenit lisääntyvät. Luukato on siis käytännön esimerkki inflammagingista [8, 9]. Sitä tulisi torjua liikunnalla ja ravintolisillä.

Esimerkkinä diabetekseen liittyvä munuaisvaurio, diabeettinen nefropatia

Diabeettinen munuaisvika johtuu useista proteiineista, ympäristötekijöistä ja geenivirheistä, joita koholla oleva verensokeri ja valkuaisaineiden ja rasvojen sokeroitumisesta syntyvät myrkylliset yhdisteet (mm. AGE:t eli glykaation lopputuotteet) aiheuttavat. Ne tuottavat monia muutoksia aineenvaihdunnassa, hemodynamiikassa (verenkierrossa) ja solujen sisällä. Kohonnut sokeripitoisuus tuottaa tulehdussytokiinejä, ja diabeetikon elimistössä glukoosi palaa väärällä tavalla (kuvassa polyoli-, heksosinaasi- ja proteiinikinaasi C -teitä [PKC]), jolloin mitokondrioissa muodostuu ylimäärin myrkyllisiä vapaita radikaaleja (kuvassa ROS). Ne tuhoavat mm. munuaiskeräsiä. Karnosiini on osoittautunut erinomaisen hyväksi munuaisia suojaavaksi yhdisteeksi [10]. Erään tutkimuksen mukaan karnosiini pääsee hyvin munuaiskudokseen, jota se suojaa. Karnosiini metaboloituu munuaisessa, ja suojaa sitä kohonneen sokeripitoisuuden haitoilta (Peters ym. 2015). Benfotiamiini puolestaan estää glukoosin palamisen vääriä reittejä ja ohjaa sen normaalille tielle (pentoosifosfaattireitille), jolloin soluihin ei kerry myrkyllisiä palamisjätteitä.

Kuva 3. Kohonneen verensokerin (hyperglykemian) aiheuttamat biokemialliset muutokset, jotka johtavat munuaisten vaurioitumiseen. Huomaa munuaisia suojaava karnosiini kuvassa oikealla. Lähde [9]. Suurenna kuva.
Kirjallisuutta:
Ding Q, Tanigawa K, Kaneko J,  et al. Anserine/Carnosine Supplementation Preserves Blood Flow in the Prefrontal Brain of Elderly People Carrying APOE e4. Aging and Disease. 2018 Jun 1;9(3):334-345. doi: 10.14336/AD.2017.0809. eCollection 2018 Jun.
Hipkiss AR. On the Relationship between Energy Metabolism, Proteostasis, Aging and Parkinson's Disease: Possible Causative Role of Methylglyoxal and Alleviative Potential of Carnosine. Review. Aging and Disease. 2017 May 2;8(3):334-345. doi: 10.14336/AD.2016.1030. Free Full Text pdf
Peters V, Klessens CQ, Baelde HJ, et al. Intrinsic carnosine metabolism in the human kidney. Amino Acids. 2015 Jul 24. PubMed
Abdelkader H, Swinden J, Pierscionek BK, Alany RG. Analytical and physicochemical characterisation of the senile cataract drug dipeptide β-alanyl-L-histidine (carnosine). Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2015 Jun 3;114:241-246. doi: 10.1016/j.jpba.2015.05.025.
Kawahara M, Mizuno D, Koyama H, et al. Disruption of zinc homeostasis and the pathogenesis of senile dementia. Minireview. Metallomics, 2014, Advance Article DOI: 10.1039/C3MT00257H
Sale C, Artioli GG, Gualano B, et al. Carnosine: from exercise performance to health. Amino Acids. 2013 Mar 12.
Hipkiss AR, Cartwright SP, Bromley C, et al. Carnosine: can understanding its actions on energy metabolism and protein homeostasis inform its therapeutic potential? Chemistry Central Journal 2013, 7:38 doi:10.1186/1752-153X-7-38 Published: 25 February 2013 Free Full Text pdf
Hipkiss AR. Parkinson’s Disease and Type-2 Diabetes: Methylglyoxal may be a Common Causal Agent; Carnosine could be Protective. Molecular Medicine and Therapeutics 1:2. 2012 doi:10.4172/2324-8769.1000104 Free Full Text pdf
Corona C, Frazzini V, Silvestri E, et al. Effects of dietary supplementation of carnosine on mitochondrial dysfunction, amyloid pathology, and cognitive deficits in 3xTg-AD mice. PLoS One. 2011;6(3):e17971. doi:10.1371/journal.pone.0017971

Karnosiini hidastaa vanhenemista
Kirjallisuusviitteet