Biohacking för bättre hälsa

Människor har alltid varit fascinerade av odödlighet. Medan stora vinster inom sjukvården har möjliggjort livslängd förlängning, detta har ofta kommit med priset för att samexistera med kroniska sjukdomar förknippas med åldring, såsom hjärt-kärlsjukdomar, cancer, typ 2-diabetes mellitus (T2DM), hypertoni och demens såsom Alzheimers och Parkinsons sjukdom.

Det sanna "målet med spelet" är att ha en lång hälsospann med försumbar begynnande ålderdom. Detta innebär frånvaron av biologiskt åldrande, såsom att minska funktionell försämring av organ och helkroppskondition, fördröja förlust av reproduktionsförmåga och fördröja dödsrisken med åldersprogression. Vad vi verkligen vill är att utöka ungdomen, inte åldrandet. För att uppnå det kan vi börja skjuta på kuvertet för att öka hälsosam livslängd. 

Åldrande vid cellnivå bestäms av den cellulära skadans hastighet kontra reparationshastigheten. Ackumulering av åldringsrelaterade skador visar sig när celler inte längre "beter sig korrekt" som en del av ett kollektiv som utgör vävnader i ett organ, som t.ex. cancerceller.

Hos friska individer hanteras skadeackumulering genom apoptos, som är kontrollerad celldöd, och förfinad cellulär hushållning inklusive autofagi och mitofagi; "äta upp, bryta ner och återvinna" av skadade inre cellkomponenter (intracellulära) (organeller). Näringsämnet glukos och hormonet insulin styr cellulär kvalitetskontroll. Intracellulär hushållning möjliggör utslaktning av ineffektiva och giftiga celler från besättningen. Med tiden försämras en cells förmåga att utlösa apoptos, vilket gör att en gradvis dysfunktion kan smyga sig förbi under radarn. Med tiden har ackumulering av dessa dysfunktionella celler i ett organ främjar utvecklingen av sjukdomar. 

Människor är flercelliga organismer inom vilka våra friska celler verkar kollektivt. För att ha en lång friska livslängd måste våra celler inte bara leva längre, utan de måste också fungera korrekt. Cancerceller är långlivade och kan obegränsad replikering; emellertid undviker de apoptos och blir själviskt primordial, går tillbaka till encellig organisms beteende. Vårt mål är att bibehålla optimal organfunktion, vilket säkerställer oss själva en lång tid healthspan med försumbar ålderdom och kanske en touch av odödlighet. 

mitokondrier är intracellulära organeller; dessa organeller är kvarlevande symbiotiska protobakterier, härrörande från proteobakterier som kom att leva i en arkeal-härledd värdcell som var närmast släkt med Asgard archaea (en nyligen identifierad grupp av forntida encelliga organismer). Enkelt uttryckt kom en främmande encellig forntida bakterie att leva inuti cellerna som så småningom utvecklades till oss. De asgardiska endocytoserade proteobakterierna utvecklades till mitokondrier; genom en process som kallas endosymbios blev de två beroende av varandra. De stöttar oss nu och vi stöttar dem. Våra celler, med mitokondrier och andra organeller inom sig, kallas "eukaryota" celler. 

Mitokondrier har sitt eget genom; polycistroniskt cirkulärt DNA, medan deras inre matrismembran är rika på en fosfolipid kardiolipin. Båda dessa egenskaper är gemensamma för bakterier och inte för eukaryota kärn-DNA och andra organeller hos flercelliga djur, andra än de som smälter mitokondrier. Mitokondrier producerar majoriteten av vårt livsuppehållande energi samtidigt som den fungerar som en källa till destruktion för de flesta av våra celler. Detta sker på grund av deras användning av syre för att bryta ner näringsämnen, för att fånga energi och lagra den i energibärarmolekylen ATP. Deras (och så vårt) behov och användning av syre är både livgivande och frätande; fullständig oxidation av glukos ger mer oxidativ skada än oxiderande fettsyror, och producerar i processen överskott superoxid, en form av syre med en tillsatt elektron som kallas en fri radikal.

Mitokondrier producerar också väteperoxid, samma som finns i ditt hushållsavloppsrengörare, om än i mycket lägre koncentration. Kroniskt låggradigt förhöjda nivåer av reaktiva syrearter (ROS) skadar våra celler. Att uppnå balans mellan att "förbränna" glukos eller fettsyror som kräver syre för att ge energi till vår kropp (bra) och att producera frätande ämnen (dåliga), är hormes, som "Goldilocks-zonen". ROS-toxicitet är en nyckelspelare i åldrandet, eftersom för mycket av det kommer att göra det minska hälsan och livslängd. 

Majoriteten av ROS i celler är produceras av mitokondrier. Något belopp behövs för hälsa, medan överskott orsakar skada; återigen, detta kräver balans eller hormesis. ROS är också mitokondriella-signal molekyler, kommunicera till kärnan och förändra gen Uttrycket. Detta väcker frågan; vad som driver cellulärt beteende, gener i kärnan, eller mitokondriella signaler? Rätt mängd av ROS orsakar produktion av nya friskare mitokondrier, överdriven ROS ökar skada över reparationackumulerar giftiga egensinniga mitokondrier. Cancerceller har konsekvent skadade mitokondrier; detsamma finns också i hjärt-kärlsjukdomar, Alzheimers och Parkinsons sjukdom, och många av de sjukdomar som vi just har accepterat som en del av åldrandet.

Som nämnts ovan kan vi producera energi från fett eller från glukos (ett socker) genom våra kooperativa mitokondrier. Mängden glukosexponering (främst från kostkällor och även producerad och utsöndrad i blodomloppet av levern) är avgörande för att uppnå denna balans mellan att våra mitokondrier hjälper eller skadar oss. Insulin produceras som svar på kolhydratintag (socker som glukos, stärkelse och sackaros), vilket ökar absorptionen (och användningen) av glukos i våra celler och mitokondrier och minskar fettförbränningen (betaoxidation och efterföljande ketos).

För att förenkla använder vi oftast antingen glukos från kolhydrater för att producera energi med våra mitokondrier, eller fettsyror från mat eller våra fettceller, eller ketoner från nedbrytning av fett, för att producera energi genom en alternativ metabolisk väg, kallad ketos.

Kaloribegränsning (kolhydratbegränsning) i jäst, nematodmaskar och möss till primater ökar livslängd med healthspan genom att inducera ketos. Det gör att insulinet blir tillräckligt lågt för att tillåta ketogenes (en produkt från betaoxidation, förbränning av fett) att inträffa. Uppreglerad fettförbränning resulterar i produktion av molekyler som kallas ketonkroppar, främst i levern (endogen syntes).

En av dessa ketonkroppar är beta-hydroxibutyrat (BHB), som härrör från fettsyror som kommer antingen från våra fettceller eller från en måltid. Ketonen BHB är en bränsle- och signalmolekyl, som orsakar mitokondrier och kärnor att anpassa sig till metabola förändringar. Fasteliknande dieter som tidsbegränsad matning och kost med mycket låga kolhydrater/hälsosamma fetter (även känd som ketogen dieter) framkallar också ketos utan medveten ansträngning av kaloribegränsning. 

Dessa dieter innehåller mycket friska fetter (såsom animaliska fetter) och låga sockerarter/stärkelsehaltiga kolhydrater leder till minskat insulin och glukos och ökade ketoner (BHB) i blodomloppet. Med tiden inducerar detta intracellulärt maskineri förändringar, skifta kroppens ämnesomsättning till att driva sig själv huvudsakligen av fett och ketoner istället för socker (glukos). Ketos ökar den intracellulära hushållsaktiviteten, vilket gör det möjligt för celler att ta bort och ersätta skadade organeller. Det ger också mer tid för DNA att kontrolleras av DNA-hushållsproteiner som kan förhindra spridning av DNA-dupliceringsfel till dotterceller, alltså minska cancer och annan åldersrelaterad sjukdomsutveckling. Ketosis har visat sig hålla en antydan till ett elixir till en friskare om inte längre liv. 

Däremot stimulerar dieter med hög kolhydrat, som tillhandahåller glukos genom stärkelsehaltiga kolhydrater som bröd, pasta, ris, majs och sackaros som finns i rörsocker, majssirap med hög fruktoshalt, kokossocker, frukt och honung, insulinutsöndringen. Långvarig hyperinsulinemi ökar risken för utveckling av Alzheimers sjukdom, maligniteter, kardiovaskulär sjukdomoch T2DM. Medan insulin är livsnödvändigt, leder överskott av insulin (på grund av dessa höga kolhydratkoster) till hyperinsulinemi, vilket är inblandat i kroniska sjukdomar och åldrande. Minskad insulinbehov har visat sig öka hälsan och livslängden. Insulin får också celler att replikera snabbare, vilket minskar pauserna för att kontrollera DNA kopia kvalitet, berättar för cellerna att mat är rikligt och därför "det finns inget behov av att hålla ett tätt skepp." 

Insulin är det åldrande hormonet, och ett kostmönster som regelbundet utlöser för mycket insulinutsöndring förhindrar vår förmåga att producera ketoner, inklusive BHB. Insulin undertrycker ketogenes (ketonproduktion), vilket berövar oss BHB anti-aging egenskaper. Den endogena produktionen av BHB, en kraftfull antioxidant som direkt neutraliserar fria radikaler och ROS, har visat sig förbättra och förhindra kroniska sjukdomar i samband med åldrande. Så vi kan kontrollera mycket av vårt åldrande genom våra kostval. ketoner som BHB produceras när vi inte överstimulerar insulinutsöndringen och behovet genom våra kostval. 

Vi får ofta rådet att äta för att behålla vår energi och hälsa. Men kanske lite mindre resulterar i lite mer med avseende på hälsa och livslängd, och istället för kaloribegränsning, vi kan biohacka genom att antingen äta så mycket vi vill en gång om dagen, eller äta icke-insulinstimulerande livsmedel. Att göra båda kommer att förstärka deras effekter ytterligare. Resultaten är desamma som fasta och kaloribegränsning, mindre insulinoch mer ketoner, i sin tur omvandlas till friskare celler, ett friskt du och en chans att förverkliga din maximala livslängdspotential.

Länk för att donera för att stödja Isabella D. Coopers forskning inom åldrandebiologi, åldersrelaterade sjukdomar och livslängd vid University of Westminster, Storbritannien. Detta är en av få akademiska forskargrupper inom kost- och ämnesomsättningsområdet fri från sponsring av livsmedelsindustrin. Hundra procent av donationsmedlen går till aktiv laboratoriebaserad forskning, med noll pengar förlorade till administrativa kostnader.