Senėjimas ir gyvenimo trukmė. Kodėl mes mirštame?

Mus mokė to, kad mirtis yra neišvengiama ir bet kokie bandymai jos išvengti – bepročių svajoklių fantazijos. Tačiau mokslas gerokai pažengė į priekį. Galų gale, mes jau padvigubinome gyvenimo trukmę nuo XX a. pradžios. Kas galėtų su įsitikinimu teigti, kad mes negalime to padaryti ir dabar, kuomet tiek žinome apie senėjimą? Galbūt nemirtingumo idėja nėra jau tokia beprotiška?

Tikriausiai, mokslininkų tarpe pats ryškiausias mirties dėl senėjimo priešininkas yra ekscentriškos išvaizdos britų biologas bei Kembridžo mokslininkas Aubrey'us de Grey'us.

Jo manymu, senėjimas yra nenatūralus procesas – įvairių nepalankių pašalinių mūsų gyvenimui veiksnių derinys. Senėjimą jis prilygina maliarijai, nes pastaroji taip pat užmuša daug žmonių. Jeigu mes turėtume galimybę ją išgydyti, argi to nepadarytume?

©commons.wikimedia.org

„Kiekvieną diena mano sėkmingos kovos su senėjimu gelbėja 100 tūkst. gyvybių. Šimtas tūkstančių – tai 30 Pasaulinių prekybos centrų,“ – pareiškė jis 2014-aisiais.

Mokslininkai, užsiimantys gyvenimo trukmės ir kokybės gerinimo klausimais, jau dabar žada: 90-mečiams sveikatą kaip pas 50-mečius, gyvenimą iki 150 metų ir amžiną biologinį 25 metų amžių.

Kas yra senėjimas

Praėjusių metų gruodį Kalifornijos universitetui priklausančio Solko instituto mokslininkai pribloškė skaitytojus savo bandymų su pelėmis rezultatais: organizmo senėjimą sukeliančia liga progerija užkrėstos pelės, kurioms buvo atliktos genetinės modifikacijos, gyveno iki 30 proc. ilgiau.

Maža to, sveikos pelės po gydymo greičiau atjaunėjo ir sveiko. „Mūsų tyrimas rodo, kad senėjimo procesas nebūtinai yra vienakryptis,“ – paaiškino vienas iš tyrimui vadovavusių mokslininkų.

Kas keletą mėnesių mokslininkai vis paskelbia apie eilinį atradimą, kurie demonstruoja, kaip specifiniai pokyčiai gyvūnams leidžia sustabdyti senėjimą.

Siekiant įvertinti tyrimų rezultatus visų pirma būtina suvokti, ką reiškia „senėjimas“ mokslo kontekste. Pavyzdžiui, senėjimu vadinamos su amžiumi prastėjančios arba nustojusios funkcionuoti gyvybiškai svarbios organizmo funkcijos. Mes žinome, kad tokios ligos, kaip Alzheimerio liga, diabetas, širdies susirgimai ir vėžys, yra iššaukiamos – bent jau iš dalies – senėjimo.

Kuomet mes senstam, mūsų organizme vyksta pokyčiai ląstelėse, kurie paveikia ne tik širdį ir plaučius, tačiau ir raumenis ar nervų sistemą. Tie pokyčiai paliečia visas įmanomas mūsų organizmo sistemas. Ir kiekviena šių sistemų atskirai senstant pradeda dirbti kažkiek blogiau, ir palaipsniui pasiekia disfunkciją, kuri nulemia susirgimus, invalidumą, ir galų gale – mirtį.

Dabar mes žinome, kad biologinis laikrodis ne visuomet sutampa su chronologiniu. Įsivaizduokite dvynius: vienas daug geria, nepakankamai maitinasi, neišsimiega ir niekada nesportuoja, o kitas viską daro priešingai. Pirmasis iš jų tikriausiai susens greičiau, ir jam išsivystys su senėjimu susiję susirgimai. Pagrindinis mokslininkų tikslas – išsiaiškinti ląstelių senėjimo paslaptį.

Pastaruoju metu to esme vadinamas procesas, vadinamas signalais – ląstelės komunikuoja tarpusavyje, kad sureguliuotų tokias funkcijas kaip ląstelių atsinaujinimas ar imuninis atsakas. Klaidos signaluose gali privesti prie autoimuninių ligų, diabeto ir vėžio. Modifikuoti signalai taip pat gali ir sulėtinti senėjimą, kol kas tikrai žinoma, kad bent jau gyvūnams. Manoma, jeigu pavyks sulėtinti biologinį žmogaus laikrodį, pavyktų atitolinti senatvę ir kartu su ja pasireiškiančias ligas.

Vieno geno pokytis leido prailginti gyvenimo trukmę dvigubai

JAV biologė Cynthia Kenyon vadovauja senėjimo tyrimams „Calico“. 1993-iaisiais ji dirbo San Francisko Kalifornijos universitete, ten ji ir nusprendė išsiaiškinti, kodėl skiriasi įvairių gyvūnų gyvenimo trukmė.

Kaip savo tyrimo objektą ji pasirinko C. elegans – apvaliosios kirmėlės, kurios pasižymėjo tinkamomis savybėmis. Vidutinė jų gyvenimo trukmė – apie dvi savaites, o tai palengvino tyrimo stebėsenos procesą. Taip pat buvo žinoma, kad viena iš atmainų, dėl neaiškių priežasčių, gyveno ilgiau už likusiuosius.

Mokslininkė pradėjo atsitiktiniu būdu keisti C. elegans genus, kad įsitikintų, ar tokiu būdu yra įmanoma pakeistų jų gyvenimo trukmę. Netrukus paaiškėjo, kad vieno vienintelio geno daf-2 pakeitimas padvigubino tiriamųjų kirmėlių gyvenimo trukmę.

Maža to, kirmėlės ne tik ilgiau gyvendavo, tačiau ir senėjimo procesas ateidavo lėčiau. Dviejų savaičių trukmės modifikuotas C. elegans judėjo greičiau ir buvo daug staigesnis, negu jo analogas natūralioje gamtoje.

Tačiau tyrimas tuo nesibaigė. Mokslininkai tą patį geną modifikavo musėms ir pelėms, kurios taip pat gyveno ilgiau. Įdomiausia yra tai, kad pas kirmėles genas daf-2 veikia hormono receptorių, kuris itin panašus į žmogaus receptorių IGF-1 (insulino-1 gaminimo faktorius). Ilgaamžiai, kurie sugebėjo išgyventi 100 ar daugiau metų, tikėtina labiau negu tie kurie miršta anksčiau, turi ląstelių mutacijas, kurios sumažina IGF-1 receptorių aktyvumą.

Kiti tyrimai taip pat parodė, kad genetiškai apribojus šių ląstelių komunikaciją, gyvenimo trukmė gyvūnams pailgėja. Mokslininkų teigimu, sustabdžius šių signalų perdavimą, galima pasiekti puikių rezultatų lėtinant senėjimą. Žmogaus genų modifikacija yra stabdoma dėl eilės etinių ir praktinių problemų, todėl didžioji dalis tyrimų yra nukreipta į signalinius ryšius mTOR ir IGF-1 be pačių genų pokyčių.

Ar galima gyventi ilgiau nebadaujant?

Vienas iš būdų, kuriais galima sustabdyti mTOR signalų perdavimą jums gali nepatikti, jeigu mėgsta gerai pavalgyti. Tyrimai parodė, kad pelės, kurias valgydino 65 proc. mažiau, gyveno 60 proc. laiko ilgiau. Laimei, mokslininkai aptiko ir kitų „signalų perdavimo užkardymo“ būdų, veikiančių analogiškai.

Rapamicinas – preparatas, kuris yra naudojamas po kepenų persodinimo operacijos – pelių gyvenimo trukmę padidina 14 proc; maža aspirino dozė kirmėlės gyvenimo trukme prailgindavo 23 proc. Su senėjimu kovojantys mokslininkai su entuziazmu skelbia apie cheminių preparatų poveikį gyviems organizmams.

Pavyzdžiui, vitaminas D kirmėlių gyvenimo trukmę prailgino 31 proc., o nuo II tipo diabeto išrašomas metforminas pelių gyvenimo trukmę prailgino 5 proc. Britų mokslininkų tyrimas parodė, kad pacientai, sirgę diabetu ir gydyti metforminu, gyveno ilgiau už tuos, kurie šia liga nesirgo, nors statistiškai turėjo mirti 8 metais anksčiau. Jeigu preparatas juos gydė nuo diabeto, tai jie vistiek turėjo numirti maždaug panašaus amžiaus, kaip ir „sveikieji“, o ne gyventi ilgiau už juos.

Šiuo metu yra vykdomi klinikiniai tyrimai (ТАМЕ, – Targeting Aging with Metformin) dėl galimo metformino poveikio žmogaus senėjimo procesui.

Kaltos mitochondrijos

Yra dar viena strategija, kuri nėra susijusi su signalinės informacijos perdavimu.

Auginantys vaikus dažnai užsiduoda sau klausimą, kodėl atrodo, kad vaikams energija liejasi per kraštus visą laiką, o tuo metu jūs iki darbo dienos pabaigos vos ištveriate. Bent jau dalis šios problemos atsakymo slypi mitochondrijose. Jų mitochondrijos – ląstelių elektrinės – produktyvesnės už jūsų.

Kuomet mes senstame, dėl kol kas ne visai aiškių priežasčių mitochondrijos pradeda veikti nebe taip gerai, įveldamos pokyčių, kurie pamažu kaupiasi žmogaus organuose.

Per pastaruosius kelerius metus pradėta daug kalbėti apie sirtuinus, baltymus kurie kontroliuoja ląstelių procesus, įskaitant ir mitochondrinius procesus, susijusius su senėjimu. Ir nors sirtuinų vaidmuo kol kas nėra visiškai aiškus, tyrėjai aptiko, kad geresnis organizmo aprūpinimas sirtuinais leidžia ne tik sulėtinti senėjimą, tačiau ir „atsukti jį atgal“.

Pelės, kurias šėrė sirtuino aktyvatoriais, gyveno 16-20 proc. ilgiau. Visa aukščiau išvardinta: gyvenimo būdas, medicininis ir genetinis įsikišimas – leido paprasčiausiems sliekams išgyventi 10 kartų ilgiau, o pelėms – 15-20 proc. ilgiau. Tai nereiškia, kad kuris nors iš šių metodų suveiks žmonėms, tačiau tai leidžia mokslininkams pasiekti atspirties tašką. „Prieš dešimt metų mums buvo sunku sugalvoti ką nors, be fizinio aktyvumo ir dietos laikymosi. Dabar mes turime 10-15 įvairių įsikišimo būdų, kurie galėtų veikti,“ – teigia profesorius Bryanas Kennedy, kuris senėjimo klausimą tyrinėja jau daugiau nei 20 metų.

Svajonės ir tikrovė

Teoriškai ,jeigu mes sugebėtume aptikti, kuris iš šių metodų veikia žmogaus organizme geriau negu visi likę, ir išmoksime pakeisti susidėvėjusius organus klonuotais, tai leistų sukurti efektyvius kompleksinius veiksmus, kurie jeigu ir neleistų visiškai pamiršti apie senėjimą, tai bent jau stipriai jį apribotų.

Deja, šiandien tokia perspektyva yra labiau paremta svajonėmis, negu tikruoju mokslu. Viena iš labiausiai pamokančių istorijų – resveratrolio pakilimas ir nuosmukis. Šis ekstraktas yra dažniausiai aptinkamas vynuoginės kilmės augaluose. Daugelis mokslinių tyrimų su gyvūnais parodė – resveratrolis prailgina mielių bakterijų gyvenimą 70 proc. o žuvų – 59 proc.

Dar vienas tyrimas parodė, kad resveratrolis pagerina pelių, kurioms buvo taikoma kaloringos mitybos dieta, gyvenimo kokybę ir prailgina jo trukmę. Taip pat tuo buvo aiškinamas vadinamasis „prancūzų paradoksas“ (tarp prancūzų santykinai žemas širdies ligų susirgimo lygis, nepaisant gana riebios mitybos). Visi pradėjo gerti vyną ir pirkti maisto papildus, kurių pardavimai išaugo 30 mln. dolerių per metus.

Deja, resveratrolio poveikis žmogui nepasitvirtino. 2014-ųjų tyrimai parodė, kad žmonės su aukštesniu resveratrolio lygiu negyveno ilgiau.

Gyvenimo trukmė neilgės, nes mokslininkams ji ir taip per ilga?

Viena iš didžiausių problemų su tyrimais dėl senėjimo yra paradoksali – žmonės gyvena pernelyg ilgai. Pelės gyvena apie du metus; prailginus jos gyvenimo trukmę 20 proc., gyvenimas pailgės apie 5 mėnesius. Tai gana lengva ištirti ir pakartoti su kontroline grupe. Daug sunkiau panašius eksperimentus atlikti su žmonėmis.

Mokslininkams tektų laukti, kol jų pacientai mirtų, kas su jų pačių mirtingumu sudaro gana nemažą problemą. Siekiant tinkamai atlikti eksperimentą, gali prireikti ne vienos mokslininkų kartos – vien tam, kad būtų atliktas pacientų gyvenimo ciklo tyrimas.

Su senėjimu kovojantys tyrėjai, aišku, gali remtis vyresniojo amžiaus pacientų tyrimais, tačiau tai paverčia niekais visus bandymus sukurti prevencines technologijas. Tuo pat metu manipuliacijos su jaunais žmonėmis daugeliui kelia etinių problemų.

Pavyzdžiui, genų terapijos bandymai su sveiku jaunu žmogumi gali būti potencialiai rizikingi. Geriausia išeitis būtų surasti būdą išmatuoti biologinį senėjimą be būtinybės laukti, kol pacientas iš tiesų susens. Tam tyrėjai šiuo metu karštligiškai ieško vieningo požymio ar žymeklio, kuris atspindėtų biologinį amžių.

Mirtis – natūralus procesas ar ne?

Mūsų žinios apie senėjimą yra kažkiek panašios į žinias apie miegą. Tai fundamentali mūsų gyvenimo dalis, tačiau mes nežinome, kaip ji veikia. Mes matome, kad žmonės sensta, ir pradedame suvokti, kaip atskirti kai kuriuos senėjimo požymius, tačiau ne visiškai suprantame, kodėl mes senstame. Žmogaus senatvė – tai klaida ar taip turi būti? Šiais metais Alberto Einsteino universiteto mokslininkai paskelbė tyrimą, paremtą duomenimis apie gyvenimo eigą. Jų išvada tokia: natūralus gyvenimo ciklas trunka apie 115 metų. Nors daugelis iš mūsų išgyvena iki 70, dalis tų, kurie išlieka iki 100 metų yra labai maža.

Priežastis, anot tyrėjų, yra ne tame, kad mirtis – tai mūsų natūralus tikslas, o greičiau tai, kad senėjimas – pašalinis genetinio kodo efektas, pakeičiantis mūsų gyvenimą – vystymąsi, gimimą, augimą, dauginimąsi. Kodai, suteikiantys mums gyvybę, nėra tobuli, ir jie atveda prie mirties.

Ir nors mokslininkai gali pasistengti ir prailginti gyvenimo trukmę iki natūralių jos ribų, tačiau mes galų gale vis tiek būtume apriboti – taip pat sėkmingai mes galėtume statyti dangoraižį ant vieno aukšto namuko pamatų. Ne tai, kad mes negalėtume pragyventi ilgiau 115 metų – tai tiesiog statistiškai neįmanoma. Gali pasirodyti, kad tai neatitinka žmonijos istorijos.

Tikėtina amerikiečių gyvenimo trukmė išaugo nuo 47 metų XX a. pradžioje iki 78,7 metų mūsų dienomis, ir todėl galime prognozuoti jog, žmogaus gyvenimo ciklas yra lengvai keičiamas. Tačiau taip nėra.

Tikėtinos gyvenimo trukmės augimas, kuris yra visų gyvybės ciklų vidurkis, daugiausiai susijęs su vaikų mirtingumo mažėjimu dėl pagerėjusios sveikatos apsaugos, higienos ir pragyvenimo lygio. Tai padėjo gerokai sumažinti skaičių vaikų, nesulaukusių savo 5-ojo gimtadienio skaičių.

Žmonės, išgyvenę iki pilnametystės, visiškai normaliai galėjo išgyventi iki 40, 50 ar net 60 metų, o kartais ir ilgiau. Thomas Jeffersonas mirė 83-ų, Benjaminas Franklinas – 84-ių, o Johnas Adamas sulaukė 90-ies. Prancūzė Jeanne Calment, mirusi sulaukusi 122 metų, gimė dar 1875 metais.

Tačiau tyrėjų tai negąsdina. Nors šiuo metu nebuvo atlikta nė vieno tyrimo dėl „amžino“ organizmo kūrimo ir gamtoje tokių dalykų nebuvo aptikta (nors yra ir ilgaamžių, tūkstančius metų siekiančių pavyzdžių), tai vis dar išlieka vienu iš galimų prioritetinių ateities mokslų sričių.

Vienintelis amžinai egzistuojantis padaras, žinomas žmonijai, tai vėžinė ląstelė, tačiau ji nužudo savo nešiotoją.

Amžinas gyvenimas, aišku, yra labiau filosofijos mokslo sritis, biologai yra linkę tirti senėjimą dėl pragmatiškesnių dalykų – pagrindinis daugelio chroniškų susirgimų faktorius yra būtent senstančios ląstelės.

Mokslininkai savo darbuose pažymi ir taip vadinamą sveikatos nelygybę – mažai uždirbantys žmonės dažniau kenčia dėl chroniškų susirgimų. Viena iš to priežasčių: jų taip vadinamas „biologinis senėjimas“ ateina greičiau, negu pas kitus.

Yra žymi citata, priskiriama Ralphui Waldo Emersonui: „Kam reikalinga amžinybė tam, kuris nežino, ką naudingo nuveikti per pusvalandį?“. Daugeliui mūsų tikslas yra ne prailginti gyvenimą, o jo kokybės gerinimas. Jeigu žmonių amžino gyvenimo troškimą pavyktų paversti į tinkamų tyrimų finansavimą, mūsų gyvenimas taptų ir ilgesnis, ir kokybiškesnis.