Az ember még nem érte el élettartama végső határát

A népességstatisztikusok egészen a közelmúltig meg voltak győződve arról, hogy hamarosan megáll az emberi élettartam több mint száz éve tartó folyamatos növekedése. Sok kutató úgy vélte, hogy az öregedés elkerülhetetlen, belénk programozott biológiai folyamat, amelynek végeredménye a szükségszerű halál. Senki sem számított arra, hogy az élettartam szinte változatlan ütemben nő tovább, és a legújabb kutatások szerint még közel sem érte el a lehetséges maximumát.

Alig száz évvel ezelőtt a várható élettartam nagyjából 25 évvel volt rövidebb a nyugati országokban, mint napjainkban. Ennek elsősorban az volt az oka, hogy nagyon sok gyerek és fiatal felnőtt halt meg idő előtt különféle okokból. A gyerekek negyede valamilyen fertőzés következtében elhunyt az ötödik születésnapja előtt, a fiatal asszonyokra halálos komplikációk leselkedtek minden gyerekszüléskor, de akár egy fiatal kertész vagy földműves is könnyen kaphatott halálos vérmérgezést egy közönséges tövisszúrástól.

Az elmúlt évszázad folyamán azonban a közegészségügy javulása és az orvostudomány fejlődése oly drámai mértékben csökkentette a gyerek- és a fiatalkori években bekövetkező halálozást, hogy az emberek többsége jóval később hal meg, és a populáció egészében öregebb, mint bármikor régebben. A várható élettartam még mindig világszerte növekszik . A gazdagabb országokban naponta öt órával vagy még többel hosszabbodik, és sok fejlődő országban még ennél is gyorsabb a növekedés. A halál legfőbb oka manapság maga az öregedési folyamat, és az emiatt kialakuló különféle betegségek, például a rosszindulatú daganatok vagy az Alzheimer-kór.

Miért öregszünk?

A sejteknek és az összetett szervezeteknek folytonos kihívásokkal kell megbirkózniuk, hogy életben maradjanak. A sejtek állandóan károsodnak: a DNS mutálódik, a fehérjék tönkremennek, és szabadgyököknek nevezett rendkívül reakcióképes molekulák rongálják a sejtmembránokat. Az élet a genetikai adatok folyamatos másolásától és lefordításától függ. Bármilyen kifinomult az ezzel foglalkozó molekuláris gépezet, azért nem tökéletes.

Az öregedés azért következik be, mert a károsodások fölhalmozódnak, és idővel a test egészséges működésének a meghibásodásához vezetnek. Az öregedés bonyolult folyamat. Minden szinten érinti a szervezetet a molekuláktól a sejteken át a szervekig, ráadásul még az azonos típusú sejtek sem öregszenek egyforma mértékben. Ez is alátámasztja azt az álláspontot, hogy az öregedés tempóját és a halál idejét nem valamilyen genetikai program határozza meg.

Programozott-e a halál?

A szervezet az élet minden szakaszában, még a legvégén is mindent megtesz azért, hogy életben maradjon, más szavakkal, nem az öregedésre és a halálra, hanem a túlélésre van programozva. A természetes szelekció erős nyomása alatt azonban a fajok végül is inkább a növekedésbe és a szaporodásba - azaz a faj fennmaradásába - fektetnek több energiát, mint egy örökké tartó test felépítésébe. Tehát az öregedés hajtómotorja a különféle kijavítatlan molekulák és sejtkárosodások felhalmozódása az élet folyamán.

Noha semmilyen biológiai program nem határozza meg pontosan, mikor kell meghalni, egyre több bizonyíték utal arra, hogy bizonyos gének befolyásolják, mennyi ideig élünk Először az 1980-as években fedezett fel egy ilyen gént Tom Johnson és Michael Klass a Caenorhabditis elegans nevű apró fonálféreggel dolgozva. Azóta számos más hasonló génre bukkantak a kutatók különféle állatokban a muslicáktól az egerekig. E génekben az a közös, hogy mutáns változataik meghosszabbítják az élettartamot azzal, hogy megváltoztatják a szervezet anyagcseréjét, és így elodázzák a károsodások felhalmozódását a testben.

Az is régóta ismert, hogy bizonyos mértékű táplálékmegvonás (éheztetés) is növeli az élettartamot, és ezért is az anyagcsere megváltozása a felelős. A kevesebb táplálékbevitel fokozza a test karbantartó és javító rendszereinek működési aktivitását. Első pillantásra különösnek tűnhet, hogy egy táplálék szűkében lévő állat több és nem kevesebb energiát fektet a test karbantartásába. Az éhezési időszak azonban nem igazán alkalmas a szaporodásra, és a bizonyítékok arra utalnak, hogy az éhezés alatt bizonyos állatok jobban járnak, ha szüneteltetik a szaporodást, és az így felszabaduló nagy mennyiségű energiát a sejtkarbantartásra fordítják.

Hogyan hosszabbítható meg az élettartam?

Ahhoz, hogy olyan részletesen megértsük az öregedést, hogy megakadályozhassuk vagy lelassíthassuk bizonyos kiválasztott sejtek öregedését, illetve halálát, meg kell értenünk a molekuláris hibák természetét, amelyek a sejtszintű öregedés mozgatórugói. Az öregedés elleni harc egyik lehetséges módja lehet, ha beleavatkozunk azokba a folyamatokba, amellyel a sejt megakadályozza a károsodások felhalmozódását. A túlzott elhasználódás elleni védekezés egyik módja, amikor a sejt egyszerűen elpusztítja önmagát. Ez az úgynevezett programozott sejthalál vagy apoptózis. Valaha a kutatók az apoptózis léte miatt gondolták, hogy az öregedés valamilyen genetikai programmal függ össze. Most már azonban tudjuk, hogy az apoptózis elsősorban túlélési mechanizmus, amely az egész testet védi azoktól a sérült sejtektől, amelyek potenciálisan veszélyt jelentenek a szervezetre, például kóros burjánzásba kezdhetnek.

Az apoptózis gyakrabban fordul elő idős szervekben, mivel ezek sejtjei több káros behatást szenvedtek már el. A természetben azonban az állatok ritkán élnek olyan soká, hogy megöregedjenek. Az apoptózis eredetileg azért alakult ki az evolúció folyamán, hogy a fiatalabb szervek károsodott sejtjeivel foglalkozzon, ahol jóval kevesebb sejtet kell eliminálni. Ha túl sok sejt pusztul el, akkor a szerv működése leáll vagy romlik. Így tehát a programozott sejthalál jó is meg rossz is. Jó, amikor eltörli a potenciálisan veszélyes sejteket, rossz, amikor túl sokat irt ki.

A természet többet törődik a fiatal egyed túlélésével, mint az idős korban bekövetkező hanyatlás kezelésével, ezért nem minden késői éveinkben bekövetkező apoptózis feltétlenül szükséges. Egyes betegségek (például az agyi érkatasztrófa vagy stroke) esetében például a kutatók remélik, hogy az apoptózis elnyomásával a kevésbé károsodott szövetekben kisebb lehet a sejtveszteség, így nagyobb az esélye a gyógyulásnak.

A sejtek nemcsak a szélsőséges pusztulással reagálnak a sérülésekre: bizonyos esetekben egyszerűen leállítják az osztódásukat (ez az úgynevezett replikatív szeneszcencia). Leonard Hayflick ötven éve fedezte fel, hogy a sejtek meghatározott számú osztódás (ez a Hayflick-határ) után befejezik az osztódást. A későbbi munkák kimutatták, hogy gyakran akkor áll le a sejtek osztódása, amikor a kromoszómavégeket fedő sapkák, a telomerák túlságosan lekoptak. A sejtöregedés bekövetkeztének más részletei azonban továbbra is homályosak.

Nagyobb felbontásért kattintson ide!

Nemrég azonban Thomas Kirkwood, a Newcastle-i Egyetem öregedés- és egészségkutató intézetének kutatója munkatársaival izgalmas felfedezést tett. Azt tapasztalták, hogy minden sejtben rendkívül kifinomult molekuláris kapcsolási kör létezik, amely figyeli, milyen mértékben károsodik a sejt DNS-e és az energiagyártó egységei (a mitokondriumok). Amikor a károsodás mértéke átlép egy küszöbértéket, a sejtek olyan állapotban zárolják magukat, amelyben még mindig képesek hasznos feladatot ellátni a szervezetben, de soha nem osztódnak a továbbiakban.

Akárcsak az apoptózis esetében, a természet részrehajlása a fiatal túlélése irányában itt is azt jelentheti, hogy nem mindegyik ilyen lezárás feltétlenül szükségszerű. Ahhoz azonban, hogy feloldjuk ezeket a zárakat, és bizonyos mértékben helyreállítsuk az idősödő sejtek osztódási kapacitását anélkül, hogy elszabadítanánk a rákveszélyt, nagyon alaposan meg kell értenünk, hogyan működik a sejtöregedés.

Ennek kiderítéséhez több tudományágat átfogó kutatócsoportok kialakítására van szükség, ahol molekuláris biológusok, biokémikusok, matematikusok és számítógépes kutatók dolgoznak együtt. Természetesen olyan korszerű eszközök is kellenek, amelyek alkalmasak arra, hogy képet alkossanak az élő sejtekben létrejövő károsodásokról. Ezek a kutatások remélhetőleg elvezetnek olyan új gyógyszerek kifejlesztéséhez, amelyekkel teljesen új módon lehet küzdeni a korral járó betegségek ellen, ily módon lerövidítve az élet végén bekövetkező krónikus betegségek időtartamát. Az ilyen típusú alapkutatások nehézségét figyelembe véve még hosszú évek, akár évtizedek telhetnek el ezeknek a gyógyszereknek a piacra kerüléséig. Örökélettel azonban senki ne kecsegtesse magát. A vég előbb-utóbb mindenképpen bekövetkezik. Arra kell azonban törekednünk, hogy minél jobb állapotban élhessük meg életünk utolsó éveit is.

A Scientific American cikke nyomán