Hienovaraisen energian siirron ja tao-kalligrafian mindfulness-käytännön vaikutus mitokondriaaliseen DNA:han perifeerisen veren leukosyyteissä

Tavoite

Tämän tutkimuksen tavoitteena on mitata uniikin Tao-kalligrafian mindfulness-harjoituksen vaikutuksia, joka sisältää vuorovaikutusta Tao-taiteen kanssa (Tao-kalligrafian "Suurin rakkaus" -teoksen jäljittäminen samalla, kun kuuntelee tai laulaa Tao-musiikkia tai Tao-laulua "Suurin rakkaus") yhdessä hienovaraisen energiansiirron kanssa perifeeristen veren leukosyyttien mitokondrio-DNA:han.

Aiemmassa tutkimuksessamme säännöllisesti harjoittaneet osallistujat näyttivät telomeerien pituuden lisääntymisen perifeeristen veren granulosyyttien joukossa. Muissa tutkimuksissamme osallistujat raportoivat sairautensa oireiden vähenemisen subjektiivisesti havaittuna, hoitavien lääkärien raportoimien merkkien parantumisen ja hyvinvoinnin parantumisen standardoitujen tieteellisten kyselylomakkeiden mittaamina.

Hypoteesit

Tutkimuksen nollahypoteesi on, että henkilöt, jotka saavat hienovaraista energiansiirtoa hemato-lymfoiidisessa kudoksessa olevaan mitokondrio-DNA:han ja jotka harjoittavat päivittäistä Tao-kalligrafian mindfulness-harjoitusta 12 kuukauden ajan, eivät näy merkittävää muutosta perifeeristen veren leukosyyttien mitokondrio-DNA:n sisällössä seuranta-analyysissä eivätkä näytä hyvinvoinnin parantumista standardoidun tieteellisen Rand SF-36 -kyselylomakkeen mukaan 3, 6 ja 12 kuukauden kohdalla.

Tilastollista data-analyysiä laboratorioarvioinneista ja kyselylomakkeista saatuja pisteitä varten käytetään Anovaa, T-testiä ja regressioanalyysiä nollahypoteesin arvioimiseksi. P-arvo kuvaa sitä, kuinka epätodennäköistä havaittu data olisi, jos nollahypoteesi olisi tosi, ja tutkijat käyttävät sitä johtopäätösten tekemiseen. Luottamustaso on asetettu 95 %:iin, ja jos saamme p < 0,05, niin H0 hylätään. Korrelaatiokerrointa käytetään eri tekijöiden välisen korrelaation määrittämiseen (esim. iän, sukupuolen, mindfulness-harjoitusten pituuden ja taajuuden sekä muiden tekijöiden vaikutukset tuloksiin), ja regressioanalyysiä käytetään riippumattomien ja riippuvien muuttujien suhteen määrittämiseen.

Työkaluina käytetään Minitabs-versiota 14 ja/tai Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) -ohjelmistoa tai ilmaista Statistical Package for the Social Sciences (PSPP) -versiota.

Tausta ja teoreettinen viitekehys

Mitokondriot ovat kalvoon sitoutuneita, itsekopioituvia soluelimiä, jotka ovat läsnä lähes kaikissa aitotumallisissa soluissa. Mitokondrion energiantuotanto on välttämätöntä kaikille solun prosesseille. Yleensä jokainen ihmisen solu sisältää useita satoja 1 000 mitokondrioon, joista kullakin on 2–10 kopiota mitokondrio-DNA:ta, joka koodaa 13 proteiinia, jotka ovat välttämättömiä hengitysketjun toiminnan kannalta. Oletetusti symbioottisista esi-isistä peräisin olevat mitokondriot osallistuvat moniin solun toimintaan ja toimintahäiriöihin liittyviin keskeisiin prosesseihin, kuten kalsiumsignaloinnin, solun kasvun ja erilaistumisen, solusyklin säätelyn ja solukuoleman. Mitokondrion muoto ja sijainti soluissa on tiukasti säädelty fissio- ja fuusioprosessien, biogeneesin ja autofagian kautta, varmistaen suhteellisen vakaan mitokondriopopulaation. Mitokondrion periytyminen yleisesti hyväksytään äidilliseksi, vaikka pieniä määriä isällisesti siirrettyjä mitokondrioita on harvinaisissa tapauksissa löydetty.

Mitokondrion toimintahäiriötä pidetään yleisesti vanhenemisen ja ikään liittyvien sairauksien tunnusmerkeistä. Mitokondrion genomi on alttiimpi hapettumisvaurioille ja sen mutaatioiden määrä on suurempi verrattuna tuma-DNA:han. Mitokondrion toimintahäiriöiden muita taustatekijöitä ovat riittämätön mitokondrioiden määrä, altistuminen ympäristömyrkyille, mitokondriokalvon permeabiliteetin väheneminen, välttämättömien metaboliittien kuljetuksen heikkeneminen sekä elektroninsiirtoketjun ja adenosiinitrifosfaatin (ATP) synteesin toimintahäiriöt.

Valitettavasti mitään mittaria ei tällä hetkellä ole saatavilla, joka globaalisti arvioisi mitokondrioiden kykyä suorittaa normaaleja biologisia toimintoja. Mitokondrion toiminnot sisältävät muun muassa hapettavan fosforylaation ja energiantuotannon adenosiinitrifosfaatin (ATP) muodossa, reaktiivisten happiyhdisteiden (ROS) tuotannon, solukuolemasignaalin sekä steroidihormonien synteesin ja systeemisen signaloinnin.

On esitetty, että mitokondrio-DNA:n kopioiden määrä solua kohden (mitokondrio-DNA:n kopioluku) heijastaa mitokondrion terveyttä. Suurin syy mitokondrio-DNA:n kopioluvun suosioon mahdollisena mitokondrion terveyden merkkiaineena on sen helppo mitattavuus varastoidusta DNA:sta tai epäsuorasti genotyyppäys-/sekvensointidatasta. Verrattuna suoriin mitokondrion toiminnan testauksiin, jotka vaativat tuoretta kudosta, mitokondrio-DNA:n kopiolukuarviointien skaalautuvuus on houkuttelevaa merkkiainetutkimuksissa.

Kuitenkaan mitokondrio-DNA:n kopioluku ei suoraan heijasta hengitysketjun (RC) toimintaa tai energiantuotantokykyä. "Biokemiallisen kynnyksen" teorian mukaan hengitysketjun toiminta ja energiantuotantokyky vähenevät vasta, kun mitokondrio-DNA:n kopioluku laskee 60–80 % normaaleista tasoista. Tämä tarkoittaa, että monissa tapauksissa 20–40 % peruslinjan mitokondrio-DNA:n kopioluvusta riittää tuottamaan 13 proteiinia, jotka ovat välttämättömiä hengityskapasiteetin ylläpitämiseksi. Mutta tämä taso mitokondrio-DNA:n vähenemistä näyttää tapahtuvan vain harvinaisissa mitokondriosairauksissa tai sairaiden elinten eristetyissä yksittäisissä soluissa. Mitokondrio-DNA:n kopioluvun ja hengityskapasiteetin eriytymistä voidaan selittää sillä, että olemassa olevien mitokondrio-DNA-kopioiden transkription ja translaation tehostaminen voi lisätä viesti-RNA:n (mRNA), proteiiniyksiköiden, hengitysketjun toiminnan ja energiantuotantokyvyn tasoja ilman muutosta mitokondrio-DNA:n kopioluvussa. Tämä tapahtuu erityisesti vastauksena liikuntaan, jossa ihmisen lihaksen mitokondrioiden määrä ja hengitysketjun aktiivisuus lisääntyvät päivien tai viikkojen sisällä ilman muutosta mitokondrio-DNA:n kopioluvussa. Näin ollen ihmisen kudoksissa mitokondrio-DNA:n kopioluku ei ole suoraan kytketty eikä suoraan heijasta mitokondrion bioenergetiikkaa.

Lisäksi kuvaa hieman monimutkaistaa se, että vaikka matala veren mitokondrio-DNA:n kopioluku on liitetty neurodegeneratiivisiin sairauksiin, sydän- ja verisuonitauteihin sekä sekä kognitiiviseen että fyysiseen suorituskykyyn vanhenemisessa; muut olosuhteet, kuten diabetes, masennus, jotkin syövät ja mitokondriosairaudet, liittyvät kohonneeseen mitokondrio-DNA:n kopiolukuun. Ympäristömyrkkyjen altistumisen suhteen mitokondrio-DNA:n kopioluku on liitetty joko korkeampaan tai matalampaan mitokondrio-DNA:n kopiolukuun.

Silti veren mitokondrio-DNA:n kopioluvun arvoa ja spesifisyyttä voidaan lisätä useilla tavoilla, kuten alla on yhteenveto:

1. Käytä tietoja täydellisistä veren kokeista erotuksineen, tehostettuna virtaussytometriameneetelmillä, jotka mittaavat immunologisesti määriteltyjä solualapopulaatioita, sitten analysoi monimuuttujamalleilla (esim. dekonvoluutiomenetelmä) ymmärtääkseen varianssin osuuden mitokondrio-DNA:n kopioluvussa, joka ei ole pelkästään yleisten immuunisolukategorioiden (esim. granulosyytit ja lymfosyytit) vaan myös tiettyjen solualatyypien (naiivit ja muistin CD4- ja CD8-T-solut, B-solut, monosyyttien alatyyppien jne.) aiheuttamaa.
2. Paranna edelleen mitokondrio-DNA:n kopioluvun herkkyyttä ja tulkittavuutta terveyteen liittyvien fenotyyppien suhteen mittaamalla mitokondrio-DNA:n kopioluku suoraan molekyylitasolla määritellyissä immuunisolujen alatyyppissä. Esimerkiksi CD4+ naiivit T-solut, monosyytit tai muut spesifiset immuunialatyyppit esiintyvät verenkierrossa riittävän runsaasti voidakseen eristää joko virtaussytometrisella solulajittelulla (tunnetaan myös fluoresenssiaktivoituna solulajitteluna, FACS) tai negatiivisella/positiivisella valinnalla magneettisella solulajittelulla. Verrattuna soluseoksiin, solukohtainen mitokondrio-DNA:n kopiolukumittaus lisää biologista spesifisyyttä merkityksellisten mitokondrioliitosten havaitsemiseen, jotka liittyvät altistuksiin, muihin merkkiaineisiin ja mahdollisesti ikään ja sukupuoleen liittyviin eroihin.
3. Mittaa muita mitokondrion sisällön ja/tai toiminnan merkkiaineita rinnakkain mitokondrio-DNA:n kopioluvun kanssa, esim. mitokondrion toiminnan elävät testit. Joitakin esimerkkejä ovat i) sitraattisyntaasin (CS) aktiivisuus, kardioliipini tai mitokondrioproteiinien runsaus mitokondrion sisällön arvioimiseksi; ii) mitokondrio-DNA:n eheys, kuten DNA-vahingot, pistemutaatiot tai deleetiot; tai iii) mitokondrion hengityskapasiteetti, kuten happikulutus respirometrialla, jota voidaan ja tulisi suorittaa tiettyjen solutyyppien lisäksi, sekä hengitysketjun entsymaattiset aktiivisuudet, jotka heijastavat energiantuotantokykyä joko solua tai mitokondriota kohden. Suorien hengitysketjun toiminnan mittauksien yhteydessä mitokondrio-DNA:n kopioluvusta tulee biologisesti tulkittavampi piirre mitokondrion terveydestä.
4. Mittaa mitokondrion stressin kiertäviä merkkiaineita, joihin on pääsy plasmassa tai muissa biologisissa nesteissä, mukaan lukien Growth Differentiation Factor 15 (GDF15), cf mitokondrio-DNA tai muut nousevat mitokondriokineesit. Kuitenkaan näiltä saattaa puuttua spesifisyys. Esimerkiksi GDF15, cf mitokondrio-DNA ja muut kiertävät merkkiaineet voivat olla monien stressitekijöiden aiheuttamia, jotka eivät välttämättä heijasta mitokondrion RC-kapasiteettia tai stressiä.
5. On negatiivinen korrelaatio mitokondrio-DNA:n kopioluvun, mitokondrio-deoksiribonukleiinihapon (mitokondrio-DNA) mutaatioiden määrän ja pitkäikäisyyden välillä. Korkeammat somaattisten mitokondrio-DNA-mutaatioiden määrät liittyvät johdonmukaisesti vanhenemisfenotyyppeihin, ikään liittyvien sairauksien riskin lisääntymiseen ja lyhentyneeseen elinikään sekä eläinmalleissa että ihmisväestöissä.
6. Koko mitokondrio-DNA:n sekvensointi (seuraavan sukupolven sekvensoinnin tai Sanger-sekvensoinnin kautta) voi tunnistaa yksilölliset nukleotidipolymorfismit (SNP:t), haploryhmät ja mutaatiotaakan, jotka liittyvät pitkäikäisyyteen. Tämä lähestymistapa mahdollistaa tiettyjen SNP:iden ja haploryhmien havaitsemisen, jotka on liitetty pidempään elinikään.
7. Mitokondrion ja tumagenomin suhde (mitokondrio-DNA:n sisältö) kudoksissa ja kehon nesteissä korreloi mitokondrioiden koon ja määrän kanssa. Polymeraasiketjureaktioon (PCR) perustuva molekyylitesti mitokondrion ja tumagenomin suhteen määrittämiseksi perifeerisissä veren leukosyyteissä.

On päätelty, että vaikka mitokondrio-DNA:n kopioluvun erojen biologinen tulkinta on heikko, yhdessä relevanttien merkkiaineiden kanssa, jotka on arvioitu homogeenisissa tai hyvin määritellyissä solupopulaatioissa, mitokondrio-DNA:n kopioluvun jatkuva lisääminen olemassa oleviin tutkimuksiin, joissa on runsaasti lopputuloksia, todennäköisesti auttaa arvokkaiden näkemysten saavuttamisessa mitokondrioiden roolista ihmisen terveydessä, vanhenemisessa ja resilienssissä.

Mindfulness-harjoitukset ja mitokondriot

Psykologisesti mindfulness vähentää kognitiivista ja emotionaalista reaktiivisuutta, mietiskelyä ja huolta samalla kun lisää itsetietoisuutta ja hyväksyntää, jotka välittävät mielenterveyden parannuksia ja edistävät terveellisempiä käyttäytymismalleja. Nämä psykologiset muutokset liittyvät tiukasti havaittuihin biologisiin vaikutuksiin.

Biologiset mekanismit, joilla mindfulness-harjoitukset parantavat terveyttä, sisältävät stressi- ja tulehdusreittien alireguloinnin, immuunitoiminnon tehostamisen ja neoplastiset muutokset, jotka tukevat itsesäätelyä ja adaptiivista selviytymistä.

Mindfulness-harjoitukset voivat edistää ihmisen elämän pidentymistä parantamalla mitokondrion toimintaa, vähentämällä solustressiä ja edistämällä adaptiivisia stressivasteita, jotka tehostavat solun ylläpitoa ja resilienssiä. Krooninen psykologinen stressi nopeuttaa mitokondrion toimintahäiriöitä, lisää hapettumisvaurioita ja heikentää solun korjausmekanismeja, jotka kaikki liittyvät vanhenemiseen ja lyhentyneeseen elinikään. Mindfulness-pohjaiset interventiot on osoitettu lievittävän näitä vaikutuksia vähentämällä stressiin liittyvää tulehdusta ja hapettumisstressiä, tukien siten mitokondrion terveyttä.

Mitokondriot säätelevät keskeisiä pitkäikäisyysreittejä energiantuotannon, redox-signaloinnin ja mitokondrion-tuman viestinnän kautta. Mindfulness-harjoitukset voivat aktivoida hyödyllisiä mitokondrion stressivasteita, kuten mitokondrion hormeesia, joka sisältää lievää mitokondrion stressiä, joka laukaisee adaptiivisia solun korjaus- ja ylläpitomekanismeja, edistäen lopulta pitkäikäisyyttä eläinmalleissa ja mahdollisesti ihmisissä. Nämä vasteet sisältävät tehostunutta osteoporoosia, ylisuojatekijöiden ilmentymisen lisääntymistä ja parantunutta metabolista tehokkuutta.

Kiinalainen kalligrafia

Kiinalainen kalligrafian käsinkirjoitus on dynaaminen prosessi, joka yhdistää visuaalisen spatiaalisen tietoisuuden, kognitiivisen suunnittelun ja motoriset taidot, joita ohjataan sivellimellä seuraamaan merkkien määriteltyjä konfiguraatioita. Kiinalaisen kalligrafian käsinkirjoituksesta on tehty yhä enemmän empiirisiä tutkimuksia, jotka ovat johtaneet parannuksiin visuaalisessa tarkkaavaisuudessa ja näkökentässä, lisääntyneeseen henkiseen keskittymiseen, vahvistaen sen tehokkaaksi hoidoksi psykosomaattisille oireille ja post-traumaattisille hyperärsytysoireille sekä osoittaen merkittäviä vaikutuksia hypertoniaan ja tyypin 2 diabetekseen. Myöhemmällä iällä tapahtuvat vapaa-ajan aktiviteetit, jotka sisältävät kalligrafiaa, voivat estää kognitiivista heikkenemistä.

Tao-kalligrafia on kiinalaisen kalligrafian (Yi Bi Zi) ainutlaatuinen haara siinä mielessä, että se on luonteeltaan yhden vedon kirjoitusta. Jokainen merkki kirjoitetaan yhdellä jatkuvalla vedolla sivellin ollessa aina kosketuksessa paperiin. Tutkimusten tulokset vahvistivat jäljittämisen tehokkuuden akuutin jälkeisessä kuntoutusympäristössä siten, että potilaat raportoivat vähemmän inkontinenssia, lyhyttä sairaalassaoloaikaa ja lisääntynyttä yleistä hyvinvointia. Datan retrospektiivinen analyysi osoitti yleisen hyvinvoinnin parantumisen, optimismin ja energiatason nousun sekä oireiden parantumisen. Kalligrafian jäljittämismeditointia ja mantran laulamista (toistuva ääni tai sana keskittymisen avuksi ääneen tai mielessään) harjoittavien henkisten harjoittajien vaikutuksia mittaavan tutkimuksen mukaan tulokset osoittivat tilastollisesti positiivista parannusta fyysisessä toimintakyvyssä; roolirajoituksissa fyysisten terveysongelmien vuoksi; roolirajoituksissa henkilökohtaisten tai emotionaalisten ongelmien vuoksi; energiassa / väsymyksessä; emotionaalisessa hyvinvoinnissa; sosiaalisessa toiminnassa; ruumiinkivussa; yleisessä terveydessä. Näiden henkilöiden prospektiivisessa seurantatutkimuksessa he jatkoivat parantumista edellä mainituilla alueilla 6 kuukauden jälkeen. Kirjoittajat päättelivät, että kalligrafian jäljittäminen ja mantran laulaminen olivat helppoja seurata, hyvin siedettyjä, eikä tutkimuksen aikana ilmennyt komplikaatioita.

Tutkijat ovat jo keskustelleet Tao-taiteen mindfulness-meditaatioiden arvosta masennuksen, ahdistuksen, kivun, syövän ja terveyden parantamisessa, leukosyyttien telomeerien pituudessa ja siitä, miten tämä näyttää edistävän hyvinvointiin liittyviä hyödyllisiä tuloksia (elämänlaatupisteet SF-36).