Wpływ subtelnej transmisji energii i taoistycznej praktyki uważności kaligrafii na mitochondrialne DNA w leukocytach krwi obwodowej

Cel

Celem tego badania jest pomiar wpływu unikalnej formy praktyki uważności Tao Calligraphy, polegającej na angażowaniu się w sztukę Tao (odrysowywanie kaligrafii Tao „Największa Miłość” przy jednoczesnym słuchaniu lub śpiewaniu Muzyki Tao lub Pieśni Tao „Największa Miłość”) wraz z subtelnym przekazem energii na mitochondrialne DNA w leukocytach krwi obwodowej.

W naszym poprzednim badaniu uczestnicy, którzy regularnie praktykowali, wykazali wzrost długości telomerów w granulocytach krwi obwodowej. W innych naszych badaniach uczestnicy zgłaszali subiektywnie postrzegane zmniejszenie objawów swojej choroby, poprawę stanu zdrowia zgłaszaną przez leczących klinicystów oraz poprawę samopoczucia mierzoną za pomocą ustandaryzowanych naukowych kwestionariuszy.

Hipotezy

Badawcza hipoteza zerowa zakłada, że osoby otrzymujące subtelny przekaz energii dla mitochondrialnego DNA w tkance hemato-limfatycznej, które będą codziennie praktykować uważność Tao Calligraphy przez 12 miesięcy, nie wykazają istotnej zmiany zawartości mitochondrialnego DNA w leukocytach krwi obwodowej w analizach kontrolnych oraz nie wykazują poprawy samopoczucia mierzonej za pomocą ustandaryzowanego naukowego kwestionariusza Rand SF-36 po 3, 6 i 12 miesiącach.

Do analizy statystycznej danych z oceny laboratoryjnej i wyników uzyskanych z kwestionariuszy zostaną użyte analiza ANOVA, test T oraz analiza regresji w celu oceny hipotezy zerowej. Wartość p będzie reprezentować, jak mało prawdopodobne byłyby zaobserwowane dane, gdyby hipoteza zerowa była prawdziwa, a badacze użyją jej do wyciągnięcia wniosków. Poziom ufności ustalono na 95%, a jeśli otrzymamy p < 0,05, to H0 zostanie odrzucona. Współczynnik korelacji zostanie użyty do określenia korelacji między różnymi czynnikami (np. wpływ wieku, płci, czasu trwania i częstotliwości praktyk uważności oraz innych) na wynik, a analiza regresji zostanie użyta do określenia zależności między zmiennymi niezależnymi i zależnymi.

Zostaną użyte narzędzia takie jak Minitabs wersja 14 i/lub Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) lub darmowa wersja Statistical Package for the Social Sciences (PSPP).

Tło i ramy teoretyczne

Mitochondria to otoczone błoną, samoreplikujące się organelle obecne w prawie wszystkich komórkach eukariotycznych. Produkcja energii mitochondrialnej jest niezbędna dla wszystkich procesów komórkowych. Ogólnie rzecz biorąc, każda ludzka komórka zawiera od kilkuset do 1000 mitochondriów, z których każde ma 2-10 kopii mitochondrialnego DNA kodującego 13 białek niezbędnych do funkcjonowania łańcucha oddechowego. Uważa się, że mitochondria, pochodzące od symbiotycznych przodków, przyczyniają się do wielu procesów kluczowych dla funkcjonowania i dysfunkcji komórki, w tym sygnalizacji wapniowej, wzrostu i różnicowania komórek, kontroli cyklu komórkowego i śmierci komórki. Kształt i położenie mitochondriów w komórkach są ściśle regulowane przez procesy rozszczepiania i fuzji, biogenezy i autofagii, zapewniając względnie stałą populację mitochondriów. Dziedziczenie mitochondrialne jest powszechnie uznawane za matczyne, chociaż w rzadkich przypadkach odkryto niewielkie ilości mitochondriów przekazywanych ojcowsko.

Dysfunkcja mitochondriów jest uważana za jedną z cech charakterystycznych starzenia się i chorób związanych z wiekiem. Genom mitochondrialny jest bardziej podatny na uszkodzenia oksydacyjne i podlega wyższej częstotliwości mutacji w porównaniu z DNA jądrowym. Dodatkowe przyczyny dysfunkcji mitochondriów obejmują niewystarczającą ilość mitochondriów, narażenie na toksyny środowiskowe, zmniejszenie przepuszczalności błony mitochondrialnej, upośledzony transport niezbędnych metabolitów oraz nieprawidłowe funkcjonowanie łańcucha transportu elektronów i syntezy adenozynotrifosforanu (ATP).

Niestety, obecnie nie ma dostępnej miary, która globalnie ocenia zdolność mitochondriów do wykonywania normalnych funkcji biologicznych. Funkcje mitochondriów obejmują, ale nie są ograniczone do fosforylacji oksydacyjnej i produkcji energii w postaci adenozynotrifosforanu (ATP), produkcji reaktywnych form tlenu (ROS), sygnalizacji śmierci komórki, a także syntezy hormonów steroidowych i sygnalizacji ogólnoustrojowej.

Zaproponowano, że liczba kopii mitochondrialnego DNA na komórkę (liczba kopii mitochondrialnego DNA) odzwierciedla zdrowie mitochondriów. Głównym czynnikiem popularności liczby kopii mitochondrialnego DNA jako potencjalnego wskaźnika zdrowia mitochondriów jest łatwość jej pomiaru z przechowywanego DNA lub pośrednio z danych genotypowania/sekwencjonowania. W porównaniu z bezpośrednimi testami funkcji mitochondriów, które wymagają świeżej tkanki, skalowalność ocen liczby kopii mitochondrialnego DNA jest atrakcyjna dla badań biomarkerów.

Jednak liczba kopii mitochondrialnego DNA nie odzwierciedla bezpośrednio funkcji łańcucha oddechowego (RC) ani zdolności produkcji energii. Zgodnie z teorią „progu biochemicznego”, dopiero gdy liczba kopii mitochondrialnego DNA zmniejszy się o 60 do 80% poziomu normalnego, funkcja RC i zdolność produkcji energii maleją. Oznacza to, że w wielu przypadkach 20-40% podstawowej liczby kopii mitochondrialnego DNA wystarcza do wytworzenia 13 białek niezbędnych do utrzymania zdolności oddechowej. Ale ten poziom zubożenia mitochondrialnego DNA wydaje się występować tylko w rzadkich chorobach mitochondrialnych lub w izolowanych pojedynczych komórkach w chorych narządach. Rozprzężenie między liczbą kopii mitochondrialnego DNA a zdolnością oddechową można wytłumaczyć faktem, że zwiększenie transkrypcji i translacji z istniejących kopii mitochondrialnego DNA może zwiększyć poziom informacyjnego kwasu rybonukleinowego (mRNA), podjednostek białkowych, funkcji RC i zdolności produkcji energii, bez zmiany liczby kopii mitochondrialnego DNA. Zjawisko to występuje szczególnie w odpowiedzi na ćwiczenia, gdzie zawartość mitochondriów i aktywność RC w ludzkim mięśniu wzrasta w ciągu dni do tygodni bez zmiany liczby kopii mitochondrialnego DNA. Zatem w ludzkich tkankach liczba kopii mitochondrialnego DNA nie jest bezpośrednio sprzężona z i nie odzwierciedla bezpośrednio bioenergetyki mitochondrialnej.

Ponadto obraz jest nieco skomplikowany, ponieważ podczas gdy niska liczba kopii mitochondrialnego DNA we krwi była powiązana z chorobami neurodegeneracyjnymi, chorobami sercowo-naczyniowymi oraz zarówno sprawnością poznawczą, jak i fizyczną w starzeniu się; inne schorzenia, takie jak cukrzyca, ciężka depresja, niektóre nowotwory i zaburzenia mitochondrialne, są związane z podwyższoną liczbą kopii mitochondrialnego DNA. Jeśli chodzi o narażenie na toksyny środowiskowe, liczba kopii mitochondrialnego DNA była powiązana z wyższą lub niższą liczbą kopii mitochondrialnego DNA.

Niemniej jednak wartość i specyficzność liczby kopii mitochondrialnego DNA we krwi można zwiększyć na kilka sposobów, jak podsumowano poniżej:

1. Wykorzystanie danych z pełnej morfologii krwi z rozmazem, ulepszonych metodami cytometrii przepływowej, które ilościowo określają immunologicznie zdefiniowane subpopulacje komórek, a następnie analiza za pomocą modeli wielowymiarowych (tj. metoda dekonwolucji) w celu zrozumienia proporcji wariancji liczby kopii mitochondrialnego DNA przypisywanej nie tylko ogólnym kategoriom komórek odpornościowych (np. granulocytom i limfocytom), ale konkretnym podtypom komórek (naiwnym i pamięciowym limfocytom T CD4 i CD8, limfocytom B, podtypom monocytów itp.).
2. Dalsze zwiększenie czułości i interpretowalności liczby kopii mitochondrialnego DNA w odniesieniu do fenotypów związanych ze zdrowiem poprzez ilościowe określenie liczby kopii mitochondrialnego DNA bezpośrednio w molekularnie zdefiniowanych podtypach komórek odpornościowych. Na przykład, naiwne limfocyty T CD4+, monocyty lub inne specyficzne podtypy immunologiczne występują w wystarczającej obfitości w krążeniu, aby można je było wyizolować za pomocą sortowania komórek metodą cytometrii przepływowej (znanej również jako sortowanie komórek aktywowane fluorescencją, FACS) lub przez negatywną/pozytywną selekcję za pomocą sortowania magnetycznego. W porównaniu z mieszaninami komórkowymi, ilościowe określenie liczby kopii mitochondrialnego DNA specyficzne dla komórek dodaje specyficzności biologicznej w celu wykrycia znaczących związków mitochondrialnych związanych z ekspozycjami, innymi biomarkerami oraz ewentualnie różnicami związanymi z wiekiem i płcią.
3. Równoległe pomiar innych markerów zawartości i/lub funkcji mitochondriów wraz z liczbą kopii mitochondrialnego DNA, np. żywe testy funkcji mitochondriów. Niektóre przykłady obejmują i) aktywność syntazy cytrynianowej (CS), kardiolipinę lub obfitość białek mitochondrialnych w celu oszacowania zawartości mitochondriów; ii) integralność mitochondrialnego DNA, takie jak uszkodzenia DNA, mutacje punktowe lub delecje; lub iii) zdolność oddechową mitochondriów, taką jak zużycie tlenu mierzone respirometrią, co można i należy wykonać w specyficznych typach komórek, a także aktywności enzymatyczne łańcucha oddechowego, które odzwierciedlają zdolność produkcji energii na podstawie na komórkę lub na mitochondrium. W kontekście bezpośrednich pomiarów funkcji łańcucha oddechowego liczba kopii mitochondrialnego DNA staje się bardziej biologicznie interpretowalną cechą zdrowia mitochondriów.
4. Pomiar krążących markerów stresu mitochondrialnego dostępnych w osoczu lub innych płynach ustrojowych, w tym czynnika różnicowania wzrostu 15 (GDF15), cf mitochondrialnego DNA lub innych pojawiających się kinetyk mitochondrialnych. Jednak mogą one brakować specyficzności. Np. GDF15, cf mitochondrialne DNA i inne krążące markery mogą być indukowane przez szereg czynników stresogennych, niekoniecznie odzwierciedlających zdolność RC mitochondriów lub stres.
5. Istnieje ujemna korelacja między liczbą kopii mitochondrialnego DNA, liczbą mutacji w mitochondrialnym kwasie deoksyrybonukleinowym (mitochondrialnym DNA) a długowiecznością. Wyższe wskaźniki somatycznych mutacji mitochondrialnego DNA są konsekwentnie związane z fenotypami starzenia się, zwiększonym ryzykiem chorób związanych z wiekiem i skróconą długością życia zarówno w modelach zwierzęcych, jak i populacjach ludzkich.
6. Sekwencjonowanie całego mitochondrialnego DNA (poprzez sekwencjonowanie nowej generacji lub sekwencjonowanie Sangera) może identyfikować polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP), haplogrupy i obciążenie mutacyjne związane z długowiecznością. To podejście umożliwia wykrycie specyficznych SNP i haplogrup, które zostały powiązane z wydłużeniem życia.
7. Stosunek genomu mitochondrialnego do jądrowego (zawartość mitochondrialnego DNA) w tkankach i płynach ustrojowych koreluje z wielkością i liczbą mitochondriów. Molekularny test oparty na reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) w celu określenia stosunku genomu mitochondrialnego do jądrowego w leukocytach krwi obwodowej.

Stwierdzono, że chociaż biologiczna interpretacja różnic w liczbie kopii mitochondrialnego DNA jest wątła, w połączeniu z odpowiednimi markerami ocenianymi w jednorodnych lub dobrze zdefiniowanych populacjach komórek, kontynuowanie dodawania liczby kopii mitochondrialnego DNA do istniejących badań z bogatymi zestawami wyników prawdopodobnie przyczyni się do cennych spostrzeżeń na temat roli mitochondriów w zdrowiu człowieka, starzeniu się i odporności.

Praktyki uważności a mitochondria

Psychologicznie uważność zmniejsza reaktywność poznawczą i emocjonalną, ruminację i zamartwianie się, jednocześnie zwiększając samoświadomość i akceptację, co pośredniczy w poprawie zdrowia psychicznego i ułatwia zdrowsze zachowania. Te zmiany psychologiczne są ściśle powiązane z obserwowanymi efektami biologicznymi.

Biologiczne mechanizmy, poprzez które praktyki uważności poprawiają zdrowie, obejmują zmniejszenie aktywności szlaków stresu i zapalenia, wzmocnienie funkcji immunologicznych oraz zmiany nowotworowe wspierające samoregulację i adaptacyjne radzenie sobie.

Praktyki uważności mogą przyczyniać się do przedłużenia życia ludzkiego poprzez poprawę funkcji mitochondriów, redukcję stresu komórkowego i promowanie adaptacyjnych reakcji na stres, które wzmacniają utrzymanie komórek i odporność. Przewlekły stres psychologiczny przyspiesza dysfunkcję mitochondriów, zwiększa uszkodzenia oksydacyjne i upośledza mechanizmy naprawy komórek, co wszystko jest związane ze starzeniem się i skróceniem życia. Wykazano, że interwencje oparte na uważności łagodzą te efekty poprzez redukcję stresu indukowanego stanem zapalnym i stresem oksydacyjnym, tym samym wspierając zdrowie mitochondriów.

Mitochondria regulują kluczowe szlaki długowieczności poprzez produkcję energii, sygnalizację redoks i komunikację mitochondrialno-jądrową. Praktyki uważności mogą aktywować korzystne reakcje stresowe mitochondriów, takie jak hormeza mitochondrialna, która obejmuje łagodny stres mitochondrialny wyzwalający adaptacyjne mechanizmy naprawy i utrzymania komórek, ostatecznie promując długowieczność w modelach zwierzęcych i potencjalnie u ludzi. Te odpowiedzi obejmują wzmocnienie osteoporozy, zwiększoną ekspresję czynników nadochronnych i poprawę wydajności metabolicznej.

Kaligrafia chińska

Pisanie chińskiej kaligrafii to dynamiczny proces integracji świadomości przestrzennej wzrokowej, planowania poznawczego i umiejętności motorycznych, który jest manewrowany pędzlem w celu naśladowania określonych konfiguracji znaków. Pojawia się coraz więcej badań empirycznych nad pisaniem chińskiej kaligrafii, które wykazały poprawę uwagi wzrokowej i zakresu, zwiększoną koncentrację umysłową, potwierdzając ją jako skuteczne leczenie schorzeń psychosomatycznych i objawów hiperpobudzenia pourazowej oraz wykazując istotny wpływ na nadciśnienie i cukrzycę typu 2. Zajęcia rekreacyjne podejmowane później w życiu, w tym kaligrafia, mogą hamować spadek funkcji poznawczych.

Kaligrafia Tao jest unikalną gałęzią kaligrafii chińskiej (Yi Bi Zi), charakteryzującą się pisaniem jednym pociągnięciem. Każdy znak jest pisany jednym ciągłym pociągnięciem, przy czym pędzel pozostaje w ciągłym kontakcie z papierem. Wyniki badań potwierdziły skuteczność odrysowywania w warunkach rehabilitacji po ostrym stanie, w którym pacjenci zgłaszali mniejsze nietrzymanie moczu, skrócony czas pobytu w szpitalu oraz wzrost ogólnego samopoczucia. Retrospektywna analiza danych wykazała poprawę ogólnego samopoczucia, wzrost optymizmu i poziomu energii oraz poprawę ich objawów. Według badania mierzącego efekty medytacji odrysowywania kaligrafii z intonowaniem mantry (powtarzany dźwięk lub słowo wspomagające koncentrację, wypowiadane na głos lub w myślach) przez praktykujących duchowo, wyniki wykazały statystycznie pozytywną poprawę w zakresie funkcjonowania fizycznego, ograniczeń roli z powodu problemów zdrowotnych fizycznych; ograniczeń roli z powodu problemów osobistych lub emocjonalnych; energii/zmęczenia; dobrostanu emocjonalnego; funkcjonowania społecznego; bólu ciała; ogólnego stanu zdrowia. W prospektywnym badaniu kontrolnym tych osób, po 6 miesiącach nadal poprawiali się w funkcjonowaniu w wyżej wymienionych obszarach. Autorzy stwierdzili, że odrysowywanie kaligrafii i intonowanie mantry było łatwe do naśladowania, dobrze tolerowane i nie wystąpiły żadne komplikacje podczas badania.

Badacze już omówili wartość medytacji uważnościowej sztuki Tao w poprawie depresji, lęku, bólu, raka i zdrowia, długości telomerów w leukocytach oraz jak to wydaje się przyczyniać do korzystnych wyników związanych z samopoczuciem (wynik jakości życia SF-36).