Pochopení funkcí mTOR a jeho vlivu na celkové zdraví je klíčové, pokud zvažujete cílení této dráhy ve svém těle.
mTOR se stal dalším kandidátem v honbě za nepolapitelným pramenem mládí. Mechanistický (původně savčí) cíl rapamycinu je významný protein nezbytný pro naše zdraví a procesy stárnutí, který hraje klíčovou roli při růstu svalů, vývoji a metabolickém zdraví.
mTOR se také podílí na řadě onemocnění, včetně rakoviny, cukrovky 2. typu, inzulinové rezistence, artritidy a neurologických poruch. Je však důležité poznamenat, že tento protein není ani dobrý, ani špatný – je jednoduše nezbytný.
U mTOR jde především o rovnováhu. Nadměrná aktivita mTOR může vést ke zdravotním komplikacím, stejně jako její nedostatek. Modifikace mTOR je klíčová a lze jí dosáhnout prostřednictvím změn životního stylu, jako je strava a cvičení, nebo terapeutickými zásahy, například pomocí rapamycinu, léku, který v pokusech na zvířatech prokázal schopnost prodloužit život.
Pochopení funkcí mTOR a jeho vlivu na celkové zdraví je klíčové, pokud zvažujete cílení na jeho dráhu ve svém těle. Zásah do našich složitě vyvážených systémů často přináší důsledky. Převáží rizika spojená s manipulací s aktivitou mTOR nad potenciálními přínosy?
Objev a definice mTOR
mTOR je přirozeně se vyskytující protein v těle, ale nejdříve byl objeven rapamycin. Ačkoli je pravděpodobně nejznámější jako název stále populárnějšího léku na dlouhověkost, rapamycin je látka vytvořená bakteriemi. V 70. letech vědci izolovali rapamycin ze vzorku půdy odebraného na Velikonočním ostrově během kanadské expedice přibližně o deset let dříve. Původní název ostrova je Rapa Nui, což je základ slova rapamycin.
V 90. letech byl mTOR identifikován jako buněčný cíl rapamycinu. Objev rapamycinu nakonec vedl k následnému určení jeho cíle v těle, mTOR.
Jedním z prvních známých účinků rapamycinu bylo působení na proteiny TOR, což vedlo k tomuto označení. TOR je proteinová kináza, která řídí růst a metabolismus buněk u široké škály organismů, včetně kvasinek, rostlin, hmyzu a savců. Kináza je enzym, protein, který urychluje chemické reakce v těle.
Rapamycin byl původně objeven jako látka s protiplísňovými vlastnostmi. Později vědci zjistili, že má také imunosupresivní a protirůstové účinky v buňkách savců. Tento objev nakonec vedl k výzkumu využití rapamycinu při léčbě rakoviny. V roce 1999 schválil americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv rapamycin jako imunosupresivní lék na předpis.
Písmeno „m“ v mTOR původně znamenalo mammalian (savčí), protože protein byl poprvé objeven v buňkách savců. S dalším výzkumem se ukázalo, že mTOR plní podobné funkce i u jiných organismů, jako jsou kvasinky, hmyz a rostliny. Aby se odrážela jeho širší role, bylo „m“ mnohými upraveno na mechanistický. Tento výklad je nyní preferovaný, ale savčí výklad je stále historicky přesný a používaný, takže oba jsou obecně považovány za přijatelné a zaměnitelné.
mTOR: drobný pracovník v našich buňkách
mTOR pomáhá řídit, jak buňky rostou a prosperují na základě toho, co potřebují a co je k dispozici. Vyhodnocuje prostředí a vydává příkazy k růstu, dělení a efektivnímu využívání energie. Dráha mTOR, větší síť obsahující mTOR a další proteiny, hraje klíčovou roli v regulaci délky života díky své schopnosti vnímat a reagovat na hladiny živin.
„mTOR funguje jako hlavní kontrolor v našich buňkách, podobně jako centrální velitelství, které přijímá a zpracovává signály z prostředí uvnitř i vně buňky,“ říká Joseph Purita, certifikovaný odborník na ortopedickou chirurgii, léčbu bolesti a terapii kmenovými buňkami a bývalý prezident Americké akademie a rady regenerativní medicíny, pro Epoch Times v e-mailu.
„mTOR činí strategická rozhodnutí o tom, zda by buňky měly růst a množit se, nebo šetřit zdroje.“
Purita přirovnává mTOR k sofistikovanému spínači, který činí přesná rozhodnutí v reálném čase, aby buňky fungovaly optimálně.
mTOR tvoří komplexy
mTOR se nachází v různých buňkách po celém těle, ale nefunguje samostatně. Spojuje se s dalšími proteiny a tvoří dvě odlišné skupiny více proteinů: komplex 1 savčího cíle rapamycinu (mTORC1) a komplex 2 savčího cíle rapamycinu (mTORC2). Tyto komplexy obsahují různé proteiny, ale všechny hrají roli při stabilizaci mTOR a pomáhají mu vázat se na cílové receptory.
mTORC1 hraje roli při růstu buněk, jejich množení a regulaci metabolismu, uvádí Michael T. Nelson, výzkumník, fyziolog cvičení a odborník na metabolickou flexibilitu, pro Epoch Times v e-mailu. mTORC1 vnímá přítomnost aminokyselin, glukózy a růstových faktorů, a podle toho upravuje buněčný metabolismus a vývoj. Pokud přijímáte dostatečné množství živin, mTORC1 inhibuje autofagii. Autofagie je proces, kterým tělo čistí poškozené buňky. mTORC1 se nachází také v lysozomech buňky, které fungují jako její recyklační centrum. Tento komplex je citlivý na léčivo rapamycin.
mTORC2 ovlivňuje tvar a pohyb buněk. Tento komplex se nachází převážně na periferii buňky. Nelson vysvětluje, že přispívá také k přežití buňky. Dle něj se mTORC2 podílí na regulaci metabolismu glukózy a lipidů; a je aktivován primárně růstovými faktory, jako je inzulin a růstový hormon IGF-1 (inzulinu podobný růstový faktor).
„mTORC2 není ve srovnání s mTORC1 zatím příliš dobře pochopen,“ poznamenává.
Hledání rovnováhy
mTOR hraje v těle složitou roli a nelze jednoduše říci, že více nebo méně jeho aktivity je lepší. Modifikace mTOR spočívá v nalezení rovnováhy, nikoli v jeho vypnutí.
„Nechceme, aby mTOR neustále nekontrolovaně fungoval, ale stejně tak ho nechceme úplně vypnout,“ sdílí Nelson.
„Modifikace aktivity mTOR je jako nastavování termostatu v buněčných procesech vašeho těla,“ zmiňuje Purita. Je to jako Zlatovláska, která hledá teplotu, která je „tak akorát“.
Vysvětluje, že hyperaktivní signály mTOR jsou silně spojeny s různými formami rakoviny. Jsou také spojené s Parkinsonovou a Alzheimerovou chorobou, stejně jako s poruchami růstu a vývoje mozku. Zvýšená aktivita mTORC1 může také přispět k metabolickým dysfunkcím, srdečnímu selhání a urychlení věkem podmíněného úpadku a zvýšeného zánětu v těle.
Naopak nedostatečné signály mTOR mohou vést k řadě nepříznivých efektů. Buňky mohou zaznamenat sníženou syntézu proteinů, narušený průběh buněčného cyklu a změněné metabolické funkce.
„Zvláštní pozornost si zaslouží vliv mTOR na mitochondrie, buněčné elektrárny. Inhibice mTOR může snížit potenciál mitochondriální membrány, spotřebu kyslíku a produkci buněčné energie (ATP), což může potenciálně ohrozit celkové zdraví a energetickou produkci buněk. Většina onemocnění se nakonec týká mitochondrií,“ konstatuje Purita.
Faktory ovlivňující aktivitu mTOR
Několik faktorů životního stylu přispívá k výkyvům v aktivitě mTOR:
Výživa
- Proteiny. Aminokyseliny, stavební kameny proteinů, jsou známé tím, že podporují aktivaci mTORC1. Leucin, klíčová aminokyselina, která se nachází zejména v živočišných proteinech, přímo aktivuje mTORC1. Konzumace bílkovin, zejména zdrojů bohatých na leucin, stimuluje aktivitu mTORC1. Purita uvádí, že nadměrná konzumace živočišných bílkovin, včetně červeného masa, kuřete, tuňáka, fazolí, sýru, mléka a vajec, může vést k nadměrné aktivaci mTOR.
- Příjem sacharidů. Sacharidy, zejména ty, které způsobují rychlé zvýšení hladiny cukru v krvi, mohou nepřímo aktivovat mTOR. Nelson vysvětluje, že nadměrná konzumace sacharidů může zvýšit aktivitu mTOR prostřednictvím stimulace inzulinu, který má přímější vliv na mTORC2.
Studie publikovaná v roce 2019 v časopise International Journal of Molecular Sciences zjistila, že příjem glukózy a fruktózy aktivuje mTORC1 u myší.
Tato reakce na sacharidy se však neprojevuje univerzálně u všech lidí.
„Vliv sacharidů na mTOR závisí na citlivosti jednotlivce na inzulin. Lidé s obezitou, vyšším podílem tělesného tuku nebo cukrovkou 2. typu – kteří mají narušenou citlivost na inzulin – mohou zažívat větší metabolické narušení,“ dodává Nelson.
Výzkumy ukazují, že ketogenní dieta může snížit signální aktivitu mTOR. Strava s vysokým obsahem tuků a nízkým obsahem sacharidů, která zvyšuje hladinu ketonů, oslabila dráhu mTOR u myších modelů.
- Omezení kalorií. Přerušovaný a dlouhodobý půst může snížit aktivitu mTOR kvůli nižší dostupnosti živin. Omezení kalorií bylo spojeno se snížením aktivity mTOR a prodloužením života u různých organismů, od kvasinek po primáty. Purita poznamenává, že časově omezené stravování může dočasně tlumit mTOR, zatímco vysoký příjem kalorií nad potřeby těla může aktivitu mTOR zvyšovat.
Nakonec zásahy, které podporují hubnutí, jako je půst a omezení kalorií, snižují aktivitu mTOR díky menší dostupnosti živin. Naopak podmínky, které pravděpodobně způsobují přibývání na váze kvůli nadměrné konzumaci kalorií, mají tendenci aktivitu mTOR zvyšovat.
Obezita
Nelson objasňuje, že obezita může způsobit vyšší hladinu volných mastných kyselin v oběhu, což může potenciálně stimulovat mTORC1 prostřednictvím lipidových signálních drah, i když o tomto vztahu zatím není mnoho známo.
„Obezita také potlačuje AMPK, což je proti-regulační dráha, která inhibuje mTOR. Tím vzniká cyklus metabolických dysfunkcí, který zvyšuje riziko chronických onemocnění,“ zmiňuje.
Cvičení
Silový trénink, jako například posilování, silně aktivuje mTOR v kosterních svalech, což vede k růstu svalů a zvyšování síly. I vytrvalostní cvičení může ovlivnit mTOR, ale jeho účinky jsou obecně méně výrazné než u silového tréninku.
„To neznamená, že mTOR zůstává aktivní neustále, ale zapíná se, když je potřeba podpořit růst a opravu svalů,“ dodává Nelson.
mTOR je klíčový pro udržení svalové hmoty s přibývajícím věkem, uvádí Nelson. Systémový přehled publikovaný v roce 2017 v časopise Contemporary Issues in Cancer Rehabilitation potvrdil, že cvičení zlepšuje klinické, funkční a dokonce přežívací výsledky napříč různými typy rakoviny.
„Potenciální riziko rakoviny způsobené aktivací mTOR prostřednictvím cvičení je zanedbatelné ve srovnání s přínosy pravidelné fyzické aktivity,“ podotýká.
Nedostatek spánku
Nedostatek spánku je známý tím, že snižuje toleranci glukózy a citlivost na inzulin. Nedostatečný noční spánek proto může nepřímo ovlivnit signalizaci mTOR tím, že omezuje schopnost inzulinu aktivovat tuto dráhu.
Chronický stres
Přestože je potřeba více výzkumu, existuje souvislost mezi stresem a mTOR. Prodloužený stres může vést k vyšším hladinám kortizolu, což ovlivňuje aktivitu mTOR tím, že způsobuje zvýšení nebo snížení hladin tohoto proteinu.
Studie publikovaná v roce 2021 v časopise Frontiers in Pharmacology zjistila, že chronický stres snižuje signalizaci mTORC1 v hipokampu myší. Toto zjištění zdůrazňuje, že stres neaktivuje mTOR univerzálně a jeho účinky závisí na kontextu, což vyžaduje další výzkum.
Konzumace alkoholu
Pro úplné pochopení různých účinků alkoholu na mTOR je potřeba více výzkumu, nicméně studie publikovaná v roce 2022 v časopise Biomolecules zjistila, že akutní i chronická konzumace alkoholu může měnit signalizaci mTORC1.
Pití alkoholu může potenciálně snižovat pozitivní vliv cvičení na dráhu mTORC1.
Pokud jde o tyto faktory ovlivňující aktivitu mTOR, zejména stravu a cvičení, opět se vše vrací k nalezení rovnováhy.
Nelson shrnuje svůj pohled na rovnováhu mTOR: „Vyšší příjem bílkovin, pravidelné cvičení a vyvážená výživa podporují lepší zdraví, dlouhověkost a fyzickou výkonnost. Ačkoliv existují teoretické obavy ohledně mTOR, přínosy udržení svalové hmoty a metabolického zdraví výrazně převažují nad riziky.“
Purita doplňuje k této nuanci závěrečnou myšlenku: „Stojí za zmínku, že ačkoliv strava i cvičení mohou aktivovat mTOR, jejich účinky závisí na kontextu. Optimální rovnováha aktivace mTOR pro zdraví a dlouhověkost může zahrnovat období aktivace prostřednictvím cvičení následovaná obdobími nižší aktivity díky dietnímu omezení.“
Co užívání rapamycinu?
Spojení nadměrné aktivity mTOR s rakovinou a dalšími nemocemi vedlo k výraznému rozmachu trhu s inhibitory mTOR, který by měl v následujících letech dosáhnout hodnoty několika miliard dolarů. Rapamycin se zdá být klíčovým hráčem při potlačování aktivity mTOR a podpoře dlouhověkosti.
Systémová recenze zahrnující pět databází, publikovaná v roce 2024 v časopise The Lancet, zjistila, že rapamycin zlepšuje problémy související se stárnutím v oblasti imunitního systému, srdce, cév a kůže u zdravých jedinců i u lidí s nemocemi spojenými s věkem. Výzkumníci věří, že zlepšuje imunitu zejména díky změnám v adaptivním imunitním systému.
Purita zdůrazňuje, že nízké dávky rapamycinu jsou předmětem výzkumu pro své potenciální účinky proti stárnutí.
„Účinky rapamycinu se ukázaly jako výrazné u různých myších kmenů a při různých dávkovacích režimech, přičemž největší přínosy byly pozorovány u samic myší. Přenesení těchto zjištění na lidi však vyžaduje pečlivé zvážení,“ říká.
Užívání tohoto léku může přinášet závažné vedlejší účinky, včetně zvýšeného rizika infekcí, metabolických poruch a potenciálních příznaků podobných cukrovce, upozorňuje Purita. Dodává, že dlouhodobé účinky a optimální dávkovací strategie zůstávají nejasné.
Poukazuje na to, že inhibitory mTOR mohou při dlouhodobém užívání mít nežádoucí účinky na růst svalů, hojení ran a funkci imunitního systému.
„Je důležité si uvědomit, že signalizace mTOR hraje v těle složité role a jak nadměrná aktivace, tak inhibice mohou mít negativní důsledky,“ pokračuje Purita. „Stejně jako u jakéhokoliv silného zásahu by mělo být užívání rapamycinu za účelem dlouhověkosti prováděno s opatrností a pod řádným lékařským dohledem.“
Zamýšlení se nad evolučním nesouladem
S ohledem na to, co víme o aktivitě mTOR a důležitosti rovnováhy, by stálo za zvážení, jak náš současný životní styl tuto křehkou harmonii narušil. Je snadné ukazovat prstem na proteiny, sacharidy, stres, cvičení a další faktory, které mohou zvyšovat aktivitu mTOR. Nicméně klinický výživový poradce J. Gulinello v e-mailu pro Epoch Times naznačuje, že bychom neměli přehlížet, jak moc se naše potravinové prostředí změnilo z evolučního hlediska.
Gulinello vysvětluje, že jelikož je známo, že aminokyseliny aktivují aktivitu mTOR, zdůvodnění nízkoproteinové diety pro dlouhověkost vypadá rozumně: „Pokud je nemoc, jako rakovina, nekontrolovaným bujením buněk, potlačme povolení pro rakovinu, aby se množila. Dává to smysl.“
Nicméně pokračuje: „Zřídka se zmiňuje, že inzulin stimuluje mTOR, a to po delší dobu. Když to zkombinujete se současným potravinovým prostředím, kde sacharidy, zejména rafinované verze, tvoří základ vládní výživové pyramidy, neustále a chronicky stimulujete mTOR, což pravděpodobně není dobré.“
„Veškeré omezení bílkovin na světě tento problém nevyřeší,“ dodává.
Je to bohužel evoluční nesoulad.
Historicky se období hojnosti střídalo s obdobím hladovění. Tento cyklus byl běžnou normou a aktivita mTOR byla přizpůsobena právě tomuto modelu. Hostina aktivovala dráhu mTOR, ale následující období hladovění zabránilo chronicky aktivovanému stavu. Například současná standardní americká strava se vyznačuje nadbytkem živin a minimálními přestávkami mezi obdobími hojnosti. Gulinello upozorňuje, že to je recept na katastrofu, která může vést k urychlenému stárnutí a nekontrolovanému bujení buněk.
„Potřebujeme mTOR pro přežití. Co ale nepotřebujeme a nechceme, je mTOR uzamčený v zapnutém stavu,“ sdílí.
Místo obviňování nezbytného vnitřního mechanismu a zdravých návyků, jako je cvičení a strava, je pravděpodobně přesnější obrátit pozornost na náš moderní životní styl a volby stravy, poznamenává Gulinello.
„To je jako obviňovat hasiče za požáry, na které stále reagují,“ uvádí.
mTOR není něco, čeho bychom se měli obávat. Je to něco, na co bychom si měli dávat pozor v prozánětlivém, přebytkem zaplaveném potravinovém prostředí, ve kterém se dnes nacházíme, uzavírá.
Dokud nebudou k dispozici další výzkumy a lepší porozumění zásahům do aktivity mTOR ve vztahu k dlouhověkosti, je rozumné podporovat přirozené mechanismy rovnováhy těla prostřednictvím umírněné stravy, krátkých období přerušovaného půstu, vhodného cvičení a zdravých životních návyků, které podporují celkové zdraví.
–ete–
