Antioxidant supplementation slows telomere shortening in free-living white stork chicks

Abstract

Telomere length (TL) and shortening is increasingly shown to predict variation in survival and lifespan, raising the question of what causes variation in these traits. Oxidative stress is well known to accelerate telomere attrition in vitro, but its importance in vivo is largely hypothetical. We tested this hypothesis experimentally by supplementing white stork (Ciconia ciconia) chicks with antioxidants. Individuals received either a control treatment, or a supply of tocopherol (vitamin E) and selenium, which both have antioxidant properties. The antioxidant treatment increased the concentration of tocopherol for up to two weeks after treatment but did not affect growth. Using the telomere restriction fragment technique, we evaluated erythrocyte TL and its dynamics. Telomeres shortened significantly over the 21 days between the baseline and final sample, independent of sex, mass, size and hatching order. The antioxidant treatment significantly mitigated shortening rate of average TL (−31% in shorter telomeres; percentiles 10th, 20th and 30th). Thus, our results support the hypothesis that oxidative stress shortens telomeres in vivo.

La longitud y acortamiento de los telómeros han demostrado ser buenos indicadores de la potencial esperanza de vida en aves, haciendo que nos preguntemos cuales son los factores que pueden afectar a su variación. Se sabe que el estrés oxidativo es capaz de acelerar el acortamiento de los telómeros in vitro, pero su relación in vivo no está tan clara, siendo el objetivo de este trabajo ha sido evaluar dicha relación. Para ello hemos administrado los antioxidantes tocoferol (vitamina E) y selenio a un grupo de pollos de cigüeña blanca (Ciconia ciconia), mientras que el otro grupo recibió una dosis de suero salino. La administración de antioxidantes produjo un aumento en la concentración de tocoferol, aunque sin llegar a afectar al crecimiento. Los telómeros eritrocitarios fueron medidos mediante la técnica TRF (Telomere restriction fragment technique), obteniéndose no solo una media de su longitud, sino también su distribución. Los telómeros se acortaron significativamente durante los 21 días que duró el experimento, independientemente del sexo, tamaño o del orden en la puesta. El tratamiento con antioxidantes fue capaz de mitigar significativamente el acortamiento, principalmente en los telómeros más cortos (los pertenecientes a los percentiles 10, 20 y 30). Por ello, nuestros resultados apoyan la hipótesis de que el estrés oxidativo acorta los telómeros in vivo.