Effekten av subtil energitransmission och Tao-kalligrafi mindfulness-praxis på mitokondriellt DNA i perifera blodleukocyter

Syfte

Målet med denna studie är att mäta effekterna av en unik form av Tao-kalligrafi mindfulness-praktik som innebär engagemang med Tao-konst (att spåra Tao-kalligrafin "Största kärlek" samtidigt som man lyssnar på eller sjunger Tao-musiken eller Tao-sången "Största kärlek") tillsammans med subtil energiöverföring på mitokondriellt DNA i perifera blodleukocyter.

I vår tidigare studie visade deltagarna som regelbundet praktiserade en ökning av längden på telomerer i perifera blodgranulocyter. I våra andra studier rapporterade deltagarna en minskning av symtom på sin sjukdom som upplevdes subjektivt, förbättrade tecken rapporterade av behandlande kliniker och en förbättring av välbefinnande som mättes med standardiserade vetenskapliga frågeformulär.

Hypoteser

Forsknings nollhypotes är att individer som får subtil energiöverföring för mitokondriellt DNA i hemato-lymfoid vävnad, och som kommer att delta i daglig Tao-kalligrafi mindfulness-praktik i 12 månader, inte kommer att ha någon signifikant förändring i mitokondriellt DNA-innehåll i perifera blodleukocyter i uppföljningsanalyser och inte kommer att visa någon förbättring av välbefinnande som mäts med standardiserat vetenskapligt frågeformulär Rand SF-36 vid 3, 6 och 12 månader.

För statistisk analys av data från laboratoriebedömning och poäng erhållna från frågeformulär kommer Anova, T-test och regressionsanalys att användas för att utvärdera nollhypotesen. P-värdet kommer att representera hur osannolikt de observerade data skulle vara om nollhypotesen faktiskt var sann och utredare kommer att använda dem för att dra slutsatser. Konfidensnivån är satt till 95% och om vi får p < 0,05, då förkastas H0. Korrelationskoefficienten kommer att användas för att fastställa eventuella korrelationer mellan olika faktorer (t.ex. effekter av ålder, kön, längd och frekvens av mindfulness-praktiker och andra) på utfall och regressionsanalys kommer att användas för att fastställa relationen mellan oberoende och beroende variabler.

Verktyg som Minitabs version 14 och/eller Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) eller fri version av Statistical Package for the Social Sciences (PSPP) kommer att användas.

Bakgrund och teoretisk ram

Mitokondrier är membranbundna, självreplikerande organeller som finns i nästan alla eukaryota celler. Mitokondriell energiproduktion är avgörande för alla cellulära processer. Generellt innehåller varje mänsklig cell flera hundra till 1 000 mitokondrier, var och en med 2-10 kopior av mitokondriellt DNA som kodar för 13 proteiner viktiga för respirationskedjans funktion. Tänkta att ha sitt ursprung från symbiotiska förfäder bidrar mitokondrier till många processer centrala för cellulär funktion och dysfunktion inklusive kalciumsignalering, celltillväxt och differentiering, cellcykelkontroll och celldöd. Mitokondriers form och positionering i celler är strikt reglerad av processer för fission och fusion, biogenes och autofagi, vilket säkerställer en relativt konstant mitokondriell population. Mitokondriell arv är allmänt accepterat att vara modernt även om små mängder paternellt överförda mitokondrier har upptäckts vid sällsynta tillfällen.

Mitokondriell dysfunktion anses vara ett av kännetecknen för åldrande och åldersrelaterade sjukdomar. Det mitokondriella genomet är mer sårbart för oxidativ skada och genomgår en högre mutationsfrekvens jämfört med kärn-DNA. Ytterligare underliggande orsaker till mitokondriell dysfunktion inkluderar otillräcklig mitokondriell kvantitet, exponering för miljögifter, minskning av mitokondriellt membranpermeabilitet, försämrad transport av viktiga metaboliter och felaktig funktion av elektrontransportkedjan och adenosintrifosfat (ATP) syntes.

Tyvärr finns för närvarande inget mått tillgängligt som globalt bedömer mitokondriers förmåga att utföra normala biologiska funktioner. Mitokondriella funktioner inkluderar men är inte begränsade till oxidativ fosforylering och energiproduktion i form av adenosintrifosfat (ATP), produktion av reaktiva syrearter (ROS), celldödssignalering, samt steroidhormonsyntes och systemisk signalering.

Det har föreslagits att antalet mitokondriella DNA-kopior per cell (mitokondriellt DNA-kopienummer) återspeglar mitokondriell hälsa. En stor drivkraft för populariteten av mitokondriellt DNA-kopienummer som en potentiell markör för mitokondriell hälsa ligger i dess enkelhet att mäta från lagrat DNA, eller indirekt från genotypiserings-/sekvenseringsdata. Jämfört med direkta analyser av mitokondriell funktion, som kräver färsk vävnad, är skalbarheten hos mitokondriella DNA-kopienummerbedömningar tilltalande för biomarkörstudier.

Emellertid återspeglar mitokondriellt DNA-kopienummer inte direkt respirationskedjans (RC) funktion eller energiproduktionskapacitet. Enligt teorin om "biokemisk tröskel" minskar RC-funktion och energiproduktionskapacitet endast när mitokondriellt DNA-kopienummer minskar med 60 till 80% av normala nivåer. Detta innebär att i många fall räcker 20-40% av baslinjen för mitokondriellt DNA-kopienummer för att producera de 13 proteiner som behövs för att upprätthålla respirationskapacitet. Men denna nivå av mitokondriellt DNA-utarmning verkar endast inträffa i sällsynta mitokondriella sjukdomar eller i isolerade enskilda celler i sjuka organ. Avkopplingen mellan mitokondriellt DNA-kopienummer och respirationskapacitet kan förklaras av det faktum att uppreglering av transkription och translation från befintliga mitokondriella DNA-kopior kan öka nivåerna av budbärarribonukleinsyra (mRNA), proteinsubenheter, RC-funktion och energiproduktionskapacitet, utan en förändring i mitokondriellt DNA-kopienummer. Detta inträffar särskilt som svar på träning, där mitokondriellt innehåll och RC-aktivitet i mänsklig muskel ökar inom dagar till veckor utan en förändring i mitokondriellt DNA-kopienummer. Således är mitokondriellt DNA-kopienummer i mänskliga vävnader inte direkt kopplat till, och återspeglar inte direkt, mitokondriell bioenergetik.

Dessutom är bilden något komplicerad genom att medan lågt blodmitokondriellt DNA-kopienummer har associerats med neurodegenerativ sjukdom, hjärt-kärlsjukdom och både kognitiv och fysisk prestation vid åldrande; andra tillstånd som diabetes, större depression, vissa cancerformer och mitokondriella störningar är associerade med förhöjt mitokondriellt DNA-kopienummer. När det gäller exponering för miljögifter har mitokondriellt DNA-kopienummer associerats med antingen högre eller lägre mitokondriellt DNA-kopienummer.

Ändå kan värdet och specificiteten hos blodmitokondriellt DNA-kopienummer ökas på flera sätt som sammanfattas nedan:

1. Använd data från fullständiga blodstatus med differential, förbättrade med flödescytometrimetoder som kvantifierar immunologiskt definierade cellsubpopulationer, sedan analyser med multivariata modeller (dvs. dekonvolutionsmetod) för att förstå andelen varians i mitokondriellt DNA-kopienummer som inte bara kan tillskrivas allmänna immuncellkategorier (t.ex. granulocyter och lymfocyter) utan till specifika cellsubtyper (naiva och minnes CD4- och CD8-T-celler, B-celler, subtyper av monocyter, etc.).
2. Ytterligare förbättra känsligheten och tolkbarheten av mitokondriellt DNA-kopienummer i relation till hälsorelaterade fenotyper genom att kvantifiera mitokondriellt DNA-kopienummer direkt i molekylärt definierade subtyper av immunceller. Till exempel finns CD4+ naiva T-celler, monocyter eller andra specifika immunsubtyper i tillräcklig mängd i cirkulation för att isoleras genom antingen flödescytometrisk cellsortering (även känd som fluorescensaktiverad cellsortering, FACS) eller genom negativ/positiv selektion med magnetisk aktiverad cellsortering. Jämfört med cellblandningar tillför cell-specifik kvantifiering av mitokondriellt DNA-kopienummer biologisk specificitet för att upptäcka meningsfulla mitokondriella associationer relaterade till exponeringar, andra biomarkörer och möjligen ålder- och könsskillnader.
3. Mät andra markörer för mitokondriellt innehåll och/eller funktion parallellt med mitokondriellt DNA-kopienummer, t.ex. levande analyser av mitokondriell funktion. Några exempel inkluderar i) citratsyntas (CS) aktivitet, kardiolipin eller mitokondriellt proteinöverflöd för att uppskatta mitokondriellt innehåll; ii) Mitokondriell DNA-integritet, såsom DNA-skada, punktmutationer eller deletioner; eller iii) mitokondriell respirationskapacitet, såsom syreförbrukning genom respirometri, vilket kan och bör utföras i specifika celltyper, samt respirationskedjans enzymatiska aktiviteter som återspeglar energiproduktionskapacitet antingen per cell eller per mitokondrie. I samband med direkta mätningar av respirationskedjans funktion blir mitokondriellt DNA-kopienummer en mer biologiskt tolkningsbar egenskap hos mitokondriell hälsa.
4. Mät cirkulerande markörer för mitokondriell stress tillgängliga i plasma eller andra biofluider, inklusive Growth Differentiation Factor 15 (GDF15), cf mitokondriellt DNA eller andra framväxande mitokondriella kineser. Dessa kan dock sakna specificitet. T.ex. GDF15, cf mitokondriellt DNA och andra cirkulerande markörer kan induceras av ett antal stressfaktorer som inte nödvändigtvis återspeglar mitokondriell RC-kapacitet eller stress.
5. Det finns en negativ korrelation mellan kopienumret av mitokondriellt DNA, antalet mutationer i mitokondriellt deoxiribonukleinsyra (mitokondriellt DNA) och livslängd. Högre frekvenser av somatiska mitokondriella DNA-mutationer är konsekvent associerade med åldrandefenotyper, ökad risk för åldersrelaterade sjukdomar och minskad livslängd i både djurmodeller och mänskliga populationer.
6. Hela mitokondriella DNA-sekvensering (via nästa generations sekvensering eller Sanger-sekvensering) kan identifiera enstaka nukleotidpolymorfismer (SNP:er), haplogrupper och mutationsbörda associerade med livslängd. Detta tillvägagångssätt möjliggör detektering av specifika SNP:er och haplogrupper som har associerats med ökad livslängd.
7. Förhållandet mellan mitokondriellt och nukleärt genom (mitokondriellt DNA-innehåll) i vävnader och kroppsvätskor korrelerar med storleken och antalet mitokondrier. Polymeraskedjereaktion (PCR)-baserad molekylär test för att fastställa förhållandet mellan mitokondriellt och nukleärt genom i perifera blodleukocyter.

Det har dragits slutsatsen att även om den biologiska tolkningen av skillnader i mitokondriellt DNA-kopienummer är svag, i kombination med relevanta markörer bedömda i homogena eller väldefinierade cellpopulationer, är det sannolikt att fortsätta lägga till mitokondriellt DNA-kopienummer till befintliga studier med rika uppsättningar av utfall kommer att bidra med värdefulla insikter i mitokondriers roll i mänsklig hälsa, åldrande och motståndskraft.

Mindfulness-praktiker och mitokondrier

Psykologiskt minskar mindfulness kognitiv och emotionell reaktivitet, grubbel och oro, samtidigt som det ökar självmedvetenhet och acceptans, vilket medierar förbättringar i mental hälsa och underlättar hälsosammare beteenden. Dessa psykologiska förändringar är tätt kopplade till de observerade biologiska effekterna.

De biologiska mekanismer genom vilka mindfulness-praktiker förbättrar hälsa involverar nedreglering av stress- och inflammatoriska vägar, förbättring av immunfunktion och neoplastiska förändringar som stödjer självreglering och adaptiv hantering.

Mindfulness-praktiker kan bidra till att förlänga mänskligt liv genom att förbättra mitokondriell funktion, minska cellulär stress och främja adaptiva stresssvar som förbättrar cellulärt underhåll och motståndskraft. Kronisk psykologisk stress accelererar mitokondriell dysfunktion, ökar oxidativ skada och försämrar cellulära reparationsmekanismer, allt detta är associerat med åldrande och minskad livslängd. Mindfulness-baserade interventioner har visats mildra dessa effekter genom att minska stress-inducerad inflammation och oxidativ stress, och därigenom stödja mitokondriell hälsa.

Mitokondrier reglerar nyckellivslängdsvägar genom energiproduktion, redoxsignalering och mitokondriell-nukleär kommunikation. Mindfulness-praktiker kan aktivera fördelaktiga mitokondriella stresssvar, såsom mitokondriell hormes, som involverar mild mitokondriell stress som utlöser adaptiva cellulära reparations- och underhållsmekanismer, vilket slutligen främjar livslängd i djurmodeller och potentiellt hos människor. Dessa svar inkluderar förbättrad osteoporos, ökad uttryck av överbeskyddande faktorer och förbättrad metabol effektivitet.

Kinesisk kalligrafi

Kinesiskt kalligrafiskt handskrift är en dynamisk process av integrering av visuell rumslig medvetenhet, kognitiv planering och motoriska färdigheter som manövreras med en pensel för att följa definierade konfigurationer av tecken. Det har växande empiriska studier av kinesisk kalligrafisk handskrift som resulterat i förbättringar i visuell uppmärksamhet och spann, ökad mental koncentration, bekräftar det som en effektiv behandling för psykosomatiska tillstånd och posttraumatiska hyperarousalsymtom och visade signifikanta effekter på hypertoni och typ 2 diabetes. Fritidsaktiviteter som inträffar senare i livet som inkluderar kalligrafi kan inhibera kognitiv nedgång.

Tao-kalligrafi är en unik gren av kinesisk kalligrafi (Yi Bi Zi) genom att den karakteriseras av enstrecksskrivning. Varje tecken skrivs med ett kontinuerligt streck med penseln alltid i kontakt med papperet. Resultat från studier bekräftade effektiviteten i spårning i postakut rehabiliteringsmiljö genom att patienter rapporterade mindre inkontinens, förkortad vårdtid och en ökning av övergripande välbefinnande. Retrospektiv analys av data visade förbättring i allmänt välbefinnande, en ökning av optimism och energinivå, samt förbättring av deras symtom. Enligt en studie som mätte effekterna av kalligrafispårningsmeditation med mantrasjungande (upprepat ljud eller ord för att hjälpa med koncentration uttalat högt eller tyst) av andliga utövare, visade resultaten statistiskt positiv förbättring i fysisk funktion, rollbegränsningar på grund av fysiska hälsoproblem; rollbegränsningar på grund av personliga eller emotionella problem; energi/trötthet; emotionellt välbefinnande; social funktion; kroppssmärta; allmän hälsa. I den prospektiva uppföljningsstudien av dessa ämnen, efter 6 månader fortsatte de att förbättras i funktion i ovan nämnda områden. Författarna drog slutsatsen att spårning av kalligrafi och mantrasjungande var enkelt att följa, väl tolererat och inga komplikationer uppstod under studien.

Utredarna har redan diskuterat värdet av Tao-konst mindfulness-meditationer för att förbättra depression, ångest, smärta, cancer och hälsa, längden på telomerer i leukocyter och hur detta verkar bidra till fördelaktiga utfall relaterade till välbefinnande (livskvalitetspoäng SF-36).