image
Noutăți

Terapia cu oxigen hiperbar în anti-aging

în 10.01.2022
Impactul asupra lungimii telomerilor și a imunosenescenței

Un studiu prospectiv israelian, intitulat „Oxigenoterapia hiperbară crește lungimea telomerilor și scade imunosenescența în celulele sanguine izolate”, și-a propus să examineze dacă terapia cu oxigen hiperbar (HBOT) afectează lungimea telomerilor (TL) și concentrațiile de celule senescente la o populație vârstnică normală, non-patologică. Ei au descoperit că expunerile hiperoxice intermitente repetate, folosind anumite protocoale de terapie cu oxigen hiperbaric (HBOT), pot induce efecte regenerative care apar în mod normal în timpul hipoxiei. În acest studiu, efectuat pentru prima dată pe oameni, s-a constatat că sesiunile zilnice repetate de HBOT pot crește lungimea telomerilor cu mai mult de 20% la o populație în vârstă, celulele B prezentând cea mai izbitoare schimbare. În plus, HBOT a scăzut numărul de celule senescente cu 10-37%, având cel mai mare impact asupra T-helper senescente.
Manifestările fiziologice ale îmbătrânirii
Îmbătrânirea poate fi caracterizată prin pierderea progresivă a integrității fiziologice, având ca rezultat afectarea funcțiilor și susceptibilitatea la boli și decesul. Această deteriorare biologică este considerată, printre altele, un factor de risc major pentru cancer, boli cardiovasculare, diabet și boala Alzheimer. La nivel celular, există două semne distinctive ale procesului de îmbătrânire: scurtarea lungimii telomerilor și senescența celulară [1].
Telomerii sunt fragmente de ADN repetitiv, situate la capătul cromozomilor care mențin stabilitatea genomică. Se scurtează în timpul replicării (mitozei) din cauza incapacității de a replica complet partea finală a catenei de ADN rămase [2]. Lungimea telomerilor (TL), care măsoară între 4-15 kilobaze, se scurtează treptat cu ~20-40 de baze pe an. Această scurtare este asociată cu diferite boli, performanță fizică scăzută și subțierea corticală a creierului [3]. Când TL atinge o lungime critică, celulele nu se pot replica și organismul înaintează către senescență sau moarte celulară programată [4]. Goglin și colab. au demonstrat că adulții cu TL mai scurte au rate de mortalitate crescute [5]. Scurtarea TL poate fi o trăsătură moștenită, dar, în același timp, o serie de factori de mediu au fost asociați cu scurtarea TL, incluzând stresul, lipsa activității fizice de anduranță, indicele de masă corporală în exces, fumatul, inflamația cronică, deficitul de vitamine și stresul oxidativ [6].
Senescența celulară este o stopare a ciclului celular care poate fi cauzată de scurtarea telomerilor [7], precum și de alți stimuli asociați îmbătrânirii, independenți de TL, cum ar fi deteriorarea ADN-ului netelomeric[1]. Scopul principal al senescenței este de a preveni propagarea celulelor deteriorate prin declanșarea eliminării lor prin intermediul sistemului imunitar. Acumularea de celule senescente odată cu îmbătrânirea reflectă fie o creștere a generării acestor celule și/sau o scădere a clearance-ului lor, care la rândul lui agravează deteriorarea și accelerează îmbătrânirea [1].

Lungimea telomerilor și stilul de viață
Un număr tot mai mare de cercetări au descoperit mai mulți agenți farmacologici care pot reduce rata de scurtare a telomerilor [8]. De asemenea, anumite schimbări în stilul de viață, incluzând antrenamentul de anduranță, dietele și suplimentele care îmbunătățesc metabolismul celular și reduc stresul oxidativ, au raportat, de asemenea, anumite efecte, relativ mici (2-5%), asupra lungimii telomerilor [6].
A fost constatat un număr considerabil de asocieri între lungimea telomerilor și modificările stilului de viață. S-au realizat în acest sens mai multe studii intervenționale care au urmărit efectele dietei, ale suplimentelor (cum ar fi Omega-3 și nucile, printre altele), activității fizice, managementului stresului și susținerii sociale. De exemplu, un studiu de doi ani efectuat pe adulți în vârstă, sănătoși din punct de vedere cognitiv, care au adoptat o dietă bogată în nuci, a demonstrat o tendință de a păstra lungimea telomerilor, în comparație cu grupul de control [9]. Într-un alt studiu care a evaluat efectul unui antrenament moderat de rezistență, timp de douăsprezece săptămâni, la un grup de persoane în vârstă, s-a constatat că lungimea telomerilor a fost mai bine păstrată în grupul de intervenție, fără a marca însă o creștere semnificativă [10]. Un studiu recent a constatat că antrenamentul de rezistență aerobă sau antrenamentul de mare intensitate timp de șase luni au crescut lungimea telomerilor cu până la 5% [11]. Tehnicile de pierdere în greutate, de meditație și management al stresului nu au înregistrat modificări semnificative ale lungimii telomerilor [12]. Majoritatea acestor studii au arătat corelații semnificative între activitatea antioxidantă și activitatea telomerazei [12].
În timp ce mulți factori genetici și de mediu sunt asociați cu scurtarea telomerilor, cel mai comun mecanism se pare că este stresul oxidativ, care poate apărea ca urmare a unor dezechilibre între producția de specii reactive de oxigen (ROS) și captatorii celulari. Telomerii sunt foarte sensibili la deteriorarea oxidativă a ADN-ului, care poate induce scurtarea și disfuncția telomerilor [13]. Asocierea dintre oxigen, stresul oxidativ și lungimea telomerilor a fost dezbătută intens în ultimele decenii. Studiile pe culturi de celule umane arată că stresul oxidativ accelerează scurtarea telomerilor, în timp ce antioxidanții și captatorii de radicali liberi scad ratele de scurtare și cresc durata de viață celulară [14]. Mai multe studii clinice asupra stărilor patologice (cum ar fi diabetul, bolile inflamatorii, boala Parkinson) au arătat corelații între markerii de stres oxidativ, nivelurile de captatori ai speciilor reactive de oxigen și lungimea telomerilor [15].

Efectele HBOT asupra fenomenului de îmbătrânire
Treizeci și cinci de adulți sănătoși, cu vârste de peste 64 de ani, au fost înrolați în acest studiu [16] pentru a fi supuși la 60 de expuneri zilnice de HBOT. Le-au fost recoltate probe de sânge integral la momentul inițial, la a 30-a ședință, la a 60-a ședință și la 1-2 săptămâni după ultima ședință HBOT. Au fost evaluate lungimea și senescența telomerilor celulelor mononucleare din sângele periferic.
Lungimea telomerilor celulelor T-helper, T citotoxice, natural killer și B a crescut semnificativ cu peste 20% după HBOT. Cea mai semnificativă schimbare a fost observată în cazul celulelor B care au prezentat creșteri după a 30-a sesiune, a 60-a sesiune și după HBOT, respectiv cu 25,68%, 29,39% și 37,63%. A existat o scădere semnificativă a numărului de T-helper senescente cu -37,30% post-HBOT. Procentajele de celule senescente T-citotoxice au scăzut semnificativ cu -10,96% post-HBOT. În concluzie, studiul indică faptul că HBOT poate induce efecte senolitice semnificative, inclusiv creșterea semnificativă a lungimii telomerilor și clearance-ul celulelor senescente în populațiile în vârstă.
Terapia cu oxigen hiperbaric (HBOT) utilizează 100% oxigen la o presiune a mediului mai mare decât o atmosferă absolută (ATA) pentru a crește cantitatea de oxigen dizolvată în țesuturile corpului. Expunerile hiperoxice intermitente repetate, folosind anumite protocoale HBOT, pot induce efecte fiziologice care apar în mod normal în timpul hipoxiei într-un mediu hiperoxic, așa-numitul paradox hiperoxic-hipoxic [17]. În plus, s-a demonstrat recent că HBOT poate induce îmbunătățiri cognitive la adulții vârstnici sănătoși prin mecanisme care implică modificări regionale ale fluxului sanguin cerebral [18]. La nivel celular, s-a demonstrat că HBOT poate determina expresia factorului indus de hipoxie (HIF), a factorului de creștere endotelial vascular (VEGF) și a sirtuinei (SIRT), proliferarea celulelor stem, biogeneza mitocondrială, angiogeneza și neurogeneza [19]. Cu toate acestea, nici un studiu până în prezent nu a examinat efectele HBOT asupra TL și a acumulării de celule senescente. Scopul studiului actual a fost de a evalua dacă HBOT afectează populația de celule T asemănătoare TL și senescența la adulții în vârstă.
În acest studiu, s-a constatat pentru prima dată la oameni că sesiunile zilnice repetate de HBOT pot crește lungimea telomerilor cu mai mult de 20% la o populație în vârstă, celulele B suferind cea mai impresionantă schimbare. În plus, HBOT a scăzut numărul de celule senescente cu 10-37%, celulele T-helper senescente fiind cele mai afectate.
Aceste date au fost confirmate și de un alt studiu prospectiv efectuat timp de un an pe scafandri expuși la oxigen hiperbaric, care a constatat o lungire semnificativă a telomerilor în leucocite [20]. Aceste expuneri hiperoxice intermitente induc un răspuns adaptativ care include o reglare crescută a genelor antioxidanților [21] și producția de antioxidanți/captatori care se adaptează la generarea crescută de ROS. Astfel, similar exercițiului fizic și restricției calorice, un protocol HBOT repetat zilnic poate induce fenomenul de hormeză. Expunerile cresc generarea de ROS, declanșând răspunsul antioxidant, iar prin expuneri repetate, răspunsul devine protector [22]. 
Protocolul folosit în studiul  realizat de echipa din Israel a inclus 60 de ședințe de oxigen 100%, la două atmosfere absolute, incluzând trei pauze de aer în timpul fiecărei sesiuni pentru a utiliza paradoxul hipoxic-hiperoxic și a minimiza riscul de toxicitate a oxigenului. Interesant este faptul că atât reducerea celulelor TL, cât și a celulelor senescente au atins apogeul la a 30-a ședință. Cu toate acestea, curba doză-răspuns legată de presiunea aplicată, timpul și numărul de expuneri HBOT și relația sa cu expresia HIF și efectele sale regenerative aferente nu sunt încă deplin înțelese. Din acest motiv, sunt necesare studii suplimentare pentru a găsi protocoalele optime HBOT.

*

Astfel, un stil de viață armonios, care să includă exerciții fizice și o dietă adecvată, în sinergie cu un protocol HBOT repetat zilnic poate induce fenomenul de lungire a telomerilor și scăderea imunosenescenței, atenuând procesul de îmbătrânire și deteriorare a organismului. 


Referințe
[1] López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013; 153:1194–217. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.05.039 PMID:23746838
[2] Tsoukalas D, Fragkiadaki P, Docea AO, Alegakis AK, Sarandi E, Vakonaki E, Salataj E, Kouvidi E, Nikitovic D, Kovatsi L, Spandidos DA, Tsatsakis A, Calina D. Association of nutraceutical supplements with longer telomere length. Int J Mol Med. 2019; 44:218–26. https://doi.org/10.3892/ijmm.2019.4191 PMID:31115552
[3] Starkweather AR, Alhaeeri AA, Montpetit A, Brumelle J, Filler K, Montpetit M, Mohanraj L, Lyon DE, Jackson-Cook CK. An integrative review of factors associated with telomere length and implications for biobehavioral research. Nurs Res. 2014; 63:36–50. https://doi.org/10.1097/NNR.0000000000000009 PMID:24335912; Puhlmann LM, Valk SL, Engert V, Bernhardt BC, Lin J, Epel ES, Vrticka P, Singer T. Association of short-term change in leukocyte telomere length with cortical thickness and outcomes of mental training among healthy adults: a randomized clinical trial. JAMA Netw Open. 2019; 2:e199687. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2019.9687 PMID:31553468; Åström MJ, von Bonsdorff MB, Perälä MM, Salonen MK, Rantanen T, Kajantie E, Simonen M, Pohjolainen P, Haapanen MJ, Guzzardi MA, Iozzo P, Kautiainen H, Eriksson JG. Telomere length and physical performance among older people-the helsinki birth cohort study. Mech Ageing Dev. 2019; 183:111145. https://doi.org/10.1016/j.mad.2019.111145 PMID:31491428
[4] Xie Z, Jay KA, Smith DL, Zhang Y, Liu Z, Zheng J, Tian R, Li H, Blackburn EH. Early telomerase inactivation accelerates aging independently of telomere length. Cell. 2015; 160:928–39. https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.02.002 PMID:25723167
[5] Goglin SE, Farzaneh-Far R, Epel ES, Lin J, Blackburn EH, Whooley MA. Change in leukocyte telomere length predicts mortality in patients with stable coronary heart disease from the heart and soul study. PLoS One. 2016; 11:e0160748. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160748 PMID:27783614
[6] Tsoukalas D, Fragkiadaki P, Docea AO, Alegakis AK, Sarandi E, Vakonaki E, Salataj E, Kouvidi E, Nikitovic D, Kovatsi L, Spandidos DA, Tsatsakis A, Calina D. Association of nutraceutical supplements with longer telomere length. Int J Mol Med. 2019; 44:218–26. https://doi.org/10.3892/ijmm.2019.4191 PMID:31115552; Armanios M. Telomeres and age-related disease: how telomere biology informs clinical paradigms. J Clin Invest. 2013; 123:996–1002. https://doi.org/10.1172/JCI66370 PMID:23454763; Richards JB, Valdes AM, Gardner JP, Paximadas D, Kimura M, Nessa A, Lu X, Surdulescu GL, Swaminathan R, Spector TD, Aviv A. Higher serum vitamin D concentrations are associated with longer leukocyte telomere length in women. Am J Clin Nutr. 2007; 86:1420–25. https://doi.org/10.1093/ajcn/86.5.1420 PMID:17991655
[7] Bodnar AG, Ouellette M, Frolkis M, Holt SE, Chiu CP, Morin GB, Harley CB, Shay JW, Lichtsteiner S, Wright WE. Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science. 1998; 279:349–52. 
https://doi.org/10.1126/science.279.5349.349 PMID:9454332
[8] Townsley DM, Dumitriu B, Liu D, Biancotto A, Weinstein B, Chen C, Hardy N, Mihalek AD, Lingala S, Kim YJ, Yao J, Jones E, Gochuico BR, et al. Danazol treatment for telomere diseases. N Engl J Med. 2016; 374:1922–31. 
https://doi.org/10.1056/NEJMoa1515319 PMID:27192671; Coutts F, Palmos AB, Duarte RR, de Jong S, Lewis CM, Dima D, Powell TR. The polygenic nature of telomere length and the anti-ageing properties of lithium. Neuropsychopharmacology. 2019; 44:757–65. https://doi.org/10.1038/s41386-018-0289-0 PMID:30559463
[9] Freitas-Simoes TM, Cofán M, Blasco MA, Soberón N, Foronda M, Serra-Mir M, Roth I, Valls-Pedret C, Doménech M, Ponferrada-Ariza E, Calvo C, Rajaram S, Sabaté J, et al. Walnut consumption for two years and leukocyte telomere attrition in mediterranean elders: results of a randomized controlled trial. Nutrients. 2018; 10:1907. https://doi.org/10.3390/nu10121907 PMID:30518050
[10] Dimauro I, Scalabrin M, Fantini C, Grazioli E, Beltran Valls MR, Mercatelli N, Parisi A, Sabatini S, Di Luigi L, Caporossi D. Resistance training and redox homeostasis: correlation with age-associated genomic changes. Redox Biol. 2016; 10:34–44. https://doi.org/10.1016/j.redox.2016.09.008 PMID:27687219
[11] Werner CM, Hecksteden A, Morsch A, Zundler J, Wegmann M, Kratzsch J, Thiery J, Hohl M, Bittenbring JT, Neumann F, Böhm M, Meyer T, Laufs U. Differential effects of endurance, interval, and resistance training on telomerase activity and telomere length in a randomized, controlled study. Eur Heart J. 2019; 40:34–46. 
https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehy585 PMID:30496493
[12] Sanft T, Usiskin I, Harrigan M, Cartmel B, Lu L, Li FY, Zhou Y, Chagpar A, Ferrucci LM, Pusztai L, Irwin ML. Randomized controlled trial of weight loss versus usual care on telomere length in women with breast cancer: the lifestyle, exercise, and nutrition (LEAN) study. Breast Cancer Res Treat. 2018; 172:105–12. 
https://doi.org/10.1007/s10549-018-4895-7 PMID:30062572; Mason C, Risques RA, Xiao L, Duggan CR, Imayama I, Campbell KL, Kong A, Foster-Schubert KE, Wang CY, Alfano CM, Blackburn GL, Rabinovitch PS, McTiernan A. Independent and combined effects of dietary weight loss and exercise on leukocyte telomere length in postmenopausal women. Obesity (Silver Spring). 2013; 21:E549–54. https://doi.org/10.1002/oby.20509 PMID:23640743; Krishna BH, Keerthi GS, Kumar CK, Reddy NM. Association of leukocyte telomere length with oxidative stress in yoga practitioners. J Clin Diagn Res. 2015; 9:CC01–03. https://doi.org/10.7860/JCDR/2015/13076.5729 PMID:25954614; Tehfe M, Dowden S, Kennecke H, El-Maraghi R, Lesperance B, Couture F, Letourneau R, Liu H, Romano A. Erratum to: nab-paclitaxel plus gemcitabine versus gemcitabine in patients with metastatic pancreatic adenocarcinoma: canadian subgroup analysis of the phase 3 MPACT trial. Adv Ther. 2017; 34:277–79. https://doi.org/10.1007/s12325-016-0442-2 PMID:27885491
[13] Barnes RP, Fouquerel E, Opresko PL. The impact of oxidative DNA damage and stress on telomere homeostasis. Mech Ageing Dev. 2019; 177:37–45. https://doi.org/10.1016/j.mad.2018.03.013 PMID:29604323
[14] von Zglinicki T. Oxidative stress shortens telomeres. Trends Biochem Sci. 2002; 27:339–44. 
https://doi.org/10.1016/s0968-0004(02)02110-2 PMID:12114022
[15] Sampson MJ, Winterbone MS, Hughes JC, Dozio N, Hughes DA. Monocyte telomere shortening and oxidative DNA damage in type 2 diabetes. Diabetes Care. 2006; 29:283–89. 
https://doi.org/10.2337/diacare.29.02.06.dc05-1715 PMID:16443874
[16] https://www.aging-us.com/article/202188/text
[17] Cimino F, Balestra C, Germonpré P, De Bels D, Tillmans F, Saija A, Speciale A, Virgili F. Pulsed high oxygen induces a hypoxic-like response in human umbilical endothelial cells and in humans. J Appl Physiol (1985). 2012; 113:1684–89. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00922.2012 PMID:23042909; Sunkari VG, Lind F, Botusan IR, Kashif A, Liu ZJ, Ylä-Herttuala S, Brismar K, Velazquez O, Catrina SB. Hyperbaric oxygen therapy activates hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1), which contributes to improved wound healing in diabetic mice. Wound Repair Regen. 2015; 23:98–103. https://doi.org/10.1111/wrr.12253 PMID:25532619; Milovanova TN, Bhopale VM, Sorokina EM, Moore JS, Hunt TK, Hauer-Jensen M, Velazquez OC, Thom SR. Hyperbaric oxygen stimulates vasculogenic stem cell growth and differentiation in vivo. J Appl Physiol (1985). 2009; 106:711–28. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.91054.2008 PMID:19023021; Yang Y, Wei H, Zhou X, Zhang F, Wang C. Hyperbaric oxygen promotes neural stem cell proliferation by activating vascular endothelial growth factor/extracellular signal-regulated kinase signaling after traumatic brain injury. Neuroreport. 2017; 28:1232–38. 
https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000000901 PMID:28953090
[18] Hadanny A, Daniel-Kotovsky M, Suzin G, Boussi-Gross R, Catalogna M, Dagan K, Hachmo Y, Abu Hamed R, Sasson E, Fishlev G, Lang E, Polak N, Doenyas K, et al. Cognitive enhancement of healthy older adults using hyperbaric oxygen: a randomized controlled trial. Aging (Albany NY). 2020; 12:13740–61. 
https://doi.org/10.18632/aging.103571 PMID:32589613
[19] Hadanny A, Efrati S. The hyperoxic-hypoxic paradox. Biomolecules. 2020; 10:958. 
https://doi.org/10.3390/biom10060958 PMID:32630465
[20] Shlush LI, Skorecki KL, Itzkovitz S, Yehezkel S, Segev Y, Shachar H, Berkovitz R, Adir Y, Vulto I, Lansdorp PM, Selig S. Telomere elongation followed by telomere length reduction, in leukocytes from divers exposed to intense oxidative stress—implications for tissue and organismal aging. Mech Ageing Dev. 2011; 132:123–30. 
https://doi.org/10.1016/j.mad.2011.01.005 PMID:21320523
[21] Godman CA, Joshi R, Giardina C, Perdrizet G, Hightower LE. Hyperbaric oxygen treatment induces antioxidant gene expression. Ann N Y Acad Sci. 2010; 1197:178–83. 
https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2009.05393.x PMID:20536847
[22] Cimino F, Balestra C, Germonpré P, De Bels D, Tillmans F, Saija A, Speciale A, Virgili F. Pulsed high oxygen induces a hypoxic-like response in human umbilical endothelial cells and in humans. J Appl Physiol (1985). 2012; 113:1684–89. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00922.2012 PMID:23042909; Hadanny A, Efrati S. The hyperoxic-hypoxic paradox. Biomolecules. 2020; 10:958. https://doi.org/10.3390/biom10060958 PMID:32630465


Distribuie pe:

image
Fă o programare, de luni până vineri
între orele 7:30 - 19:30!

Serviciu clienți — 031.405.0350

sau scrie-ne și te sunăm noi în maxim 2 ore