Az öregedés újabb titkának megfejtése<br/>

A sejtek öregedésében valószínűleg a káros mutációk és az agresszív kémiai anyagok által okozott hibák játsszák a főszerepet. Olasz tudósok olyan egerekkel kísérleteztek, amelyek hibajavító-védekező folyamatai a normálistól eltérően folyamatosan működtek. Az eredmény: hosszabb életkor.

Az öregedés titkainak megfejtésén a világ számos tudósa megszállottan dolgozik. A közhiedelemmel ellentétben ez a munka nem a ráncaink elleni küzdelmet tűzte ki alapvető célul, hanem főleg a daganatos megbetegedések elleni harc részét képezi. A tumorsejtek ugyanis egyáltalán nem öregszenek, s gyakorlatilag halhatatlanok. A következőkben rövid összefoglalót olvashatnak az öregedés biológiai folyamatairól, majd az új felfedezést ismertetjük.

Mi az öregedés?

Egy élőlény élete a megtermékenyítéstől a halálig tart. A legtöbb fajnál a születés jelzi az önálló élet kezdetét. Az ember esetében kb. 25 éves korig egy felfelé ívelő szakasz létezik a méhen kívüli fejlődés során, amelyben növekedés és fejlődés egyaránt jellemző. Ezután következik (kb. 25 és 55 éves kor között) egy stabil (stagnáló) szakasz, majd 55-60 éves kor után már megmutatkoznak a hanyatlás első jelei. Túlsúlyba kerülnek a szervezet leépüléséhez vezető folyamatok, amelyek miatt az egyed sokkal kevésbé lesz ellenálló a környezeti hatásokkal szemben. Így az öregkor szinte mindig számos betegséggel jár együtt, amelyek miatt természetes lefolyásának vizsgálata igen nehéz. Ez azonban nem azt jelenti, hogy az öregség betegség.

Az öregedés nem hirtelen bekövetkező folyamat, mivel az ehhez vezető lépések többnyire már az imént említett stabil életszakaszban megindulnak. Az egyes szervek sem egyszerre kezdenek öregedni. Az öregedés természetes folyamat, amint azt az egyszerre fejlődésnek induló magzat és méhlepény fejlődése is példázza. Mire a magzat megszületik, a méhlepény megöregszik és elpusztul, hiszen már nincs rá szükség. Itt tehát egy öregnek még egyáltalán nem nevezhető szervezetben öregedett meg egy konkrét szerv. Az ellenpélda mondjuk a szellemi frissességüket (naptár szerinti) idős korukban megtartó emberek lehetnek, akiknek egyik szerve még mindig remekül működik, s nem mutatja az öregedés jeleit.

Látható tehát, hogy az öregedés fogalmának tisztázása nagy körültekintést igényel. Az alapvető kérdés azonban az, hogy mi okozza az öregedést.

A sejtek öregedése

Az öregedés okait a szövetek és sejtek szintjén kell keresnünk. Sokan azt gondolják, hogy az öregedés egyszerűen csak a sejtek "elkopását" jelenti. A sejtek azonban lényegileg különböznek egy mechanikai szerkezettől abban, hogy egyszerűen nem képesek elkopni; amíg működőképesek, addig folyamatosan ellenőrzik és javítják magukat, vagyis szüntelenül megújulnak. Erre egy idős sejt is képes. Ugyanakkor kísérletekkel igazolható, hogy az öreg szervezet sejtjeinek nagy része elveszti megújulási (regenerációs) képességét, s védtelenné válik a környezet ártalmaival szemben. Mi okozza ezt a változást?

Az egyik lehetőség a sejthalál programozottsága. Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos életkor felett a sejtekben egy előre meglevő program alapján olyan változások történnek, amelyek végül a sejt elpusztulásához ("öngyilkosságához") vezetnek. Egy másik forgatókönyv szerint a sejtek öregedését a sejt élete során felhalmozódó, ki nem javított hibák okozzák. A két elmélet valójában jól megfér egymással: valószínűnek tűnik, hogy minden sejt élete csak egy előre meghatározott ideig tarthatna, s ha a környezeti hatások nem károsítanák őket, akkor ezt az időtartamot tudnák kitölteni.

Véges számú osztódások - programozott sejthalál

A szervezetünkben lévő különféle sejtek osztódási képessége igen eltérő. Vannak olyan sejtek, amelyek igen hosszú ideig képesek osztódni (pl. a vérképző őssejtek), míg mások csak kevésszer vagy egyáltalán nem osztódnak (pl. az agysejtek; lásd ide vonatkozó korábbi cikkünket: Az agysejtek mégis osztódnak? címmel). Kísérletekkel igazolták, hogy mesterséges körülmények között osztódásra késztetett sejtek osztódásainak száma függ annak a szervezetnek a korától, amelyből a sejtet kiemelték (az idős emberek sejtjei kevesebbszer osztódnak, mielőtt elpusztulnak). Az is megállapítható, hogy az öreg szervezet sejtjeire nincs hatással, ha fiatalabb szervezet sejtjeit ültetjük melléjük (ez a körülmény a szervátültetéseknél fontos: az idős donorból származó sejtek egy fiatal szervezetben sem élnek tovább). Valószínűnek látszik tehát, hogy a sejtekben egy olyan genetikai óra ketyeg, amely meghatározza, hogy hány osztódást végezhet, és meddig maradhat életben. Külön esetet képviselnek a tumorsejtek, amelyek osztódási képessége végtelen, s gyakorlatilag halhatalanok.

Káros mutációk felhalmozódása

A sejtek öregedésében fontos szerepet tölthetnek be a genetikai anyag spontán (önmagától végbemenő) mutációi. Az emberi szervezetben naponta kb. 1 millió sejt mutál, amelyek egy része működő géneket érint és előnytelen változást okoz. A káros környezeti hatások (vegyszerek, sugárzások, dohányzás stb.) jelenősen megnövelhetik a mutációk számát. A sejt önjavító mechanizmusainak ellenére (lásd fent) a mutációk felhalmozódása a sejt működésnek sérüléséhez, végső soron halálhoz vezethet. Megállapították, hogy a hosszú életű állatok és az ember esetében az önjavító mechanizmusok ötször aktívabbak, mint például a rövid életű rágcsálóknál.

Pusztító szabadgyökök

A sejtekben folyamatosan keletkeznek olyan erősen oxidáló hatású anyagok (szuperoxid-, hidroperoxid-, hidroxil- és peroxid-gyökök), amelyek az élethez alapvető fontosságú molekulákat (DNS, lipidek, fehérjék, szénhidrátok) károsítják. A sejt úgy védekezik az agresszív oxidánsok ellen, hogy enzimeivel folyamatosan lebontja őket. Kimutatható, hogy a hosszabb élettartamú állatokban ez az enzimrendszer aktívabb, mint azokban, amelyek rövid életűek. A káros sugárzások és vegyi anyagok növelik a szabad gyökök mennyiségét, egyes vitaminok viszont csökkentik (E-, C- és A-vitamin).

Az öregedés: a hosszú élettartam ára

Az imént felsorolt elméleteken kívül még számos más elképzelés létezik a sejtek öregedéseinek okairól (pl. az autoimmunitás fokozódása, a torz fehérjék számának megnövekedése, a génaktiválás- és gátlás zavarai, a felhalmozódó bomlástermékek, sejtkommunikációs káosz stb.), de ezek valószínűleg nem olyan alapvető jelentőségűek, illetve csak a mutációk felhalmozódásának következményei. Valószínűnek látszik, hogy a sejtek öregedésének szempontjából a mutációk és a káros szabad-gyökök játsszák a főszerepet. Mint láttuk, a sejtek rendelkeznek olyan hibajavító- és védekező mechanizmusokkal, amelyek képesek közömbösíteni ezek hatásait. Ez azonban igen energiaigényes folyamat. Lehetségesnek tűnik, hogy a hibajavítás és védekezés csak addig működik, amíg a szervezet szintjén létre nem jön a reprodukció, vagyis meg nem születnek az utódok. A faj fennmaradása szempontjából ugyanis ez az alapvető fontosságú lépés. A nemző egyedet tehát addig érdemes "jó karban tartani", amíg utódját (vagy utódjait) létre nem hozza, illetve életképessé nem teszi. Az ember esetében - a társadalmi körülményektől eltekintve - ez kb. 25 éves korra tehető. Lehetséges, hogy az öregedés azért indul meg, mert ezután a hibajavítás és védekezés lanyhul, vagy teljesen leáll. Bár az iménti sorok kegyetlenül logikusnak tűnhetnek számunkra, a dolog természetesen nem tudatos, hanem genetikailag előre programozott, s fajra jellemző.

Az új felfedezés: folyamatosan aktivált hibajavító mechanizmus

A fenti elképzeléseket most újabb eredményekkel erősítették meg Pier Guiseppe Pelicci (a képen) vezetésével olasz kutatók, a European Institute of Oncology munkatársai. Olyan egerekkel kísérleteztek, amelyekben - egy gén kifejeződésének hiánya miatt - nem termelődött a p66shc jelzésű fehérje. E fehérje fontos szerepet tölt be a szabad gyökök elleni védekező mechanizmusok szabályozásában. Normális esetben gátolja azokat a folyamatokat, amelyek a káros szabad gyökök semlegesítését végzik. (Mint említettük, ez igen energiaigényes folyamat, így fiatal egyedekben sem "érdemes" folyamatosan működtetni.) A szabad gyökök felszaporodásának hatására a fehérje szerkezeti változáson megy keresztül, gátló hatása megszűnik, a védekező rendszer pedig aktiválódik.
A kísérleti állatokban a fehérje hiánya miatt a gátlás nem létezett, így a védekező rendszer állandó készültségben volt. Az eredmény: az egerek élettartama egyharmadnyi idővel haladta meg normális társaikét.

Nyilvánvalóan mindenki számára logikus folytatásnak tűnik: ha idővel az emberben is megtalálnánk és kiiktatnánk a p66shc-hez hasonló hatású fehérjét kódoló gént, akkor kb. 20-30 évvel növelhetnénk az átlagéletkort, vagy legalábbis egészségesebb öregkorunk lehetne (feltételezve természetesen az egerekével megegyező szabályozási mechanizmust). Bár ez az egyed szempontjából csábító lehet, az öregedés evolúciós okának ismeretében a faj szintjén teljesen értelmetlen lépésnek tűnik. Az embert azonban nem szabad pusztán biológiai lényként kezelni: az emberi faj szempontjából is előnyös lehet, ha az életük során nagy tudásra és tapasztalatra szert tett egyedek tovább életben maradnak…

S. T.

Megjegyzés: a cikk megírásához szükséges információk Csaba György: Orvosi biológia c. könyvéből származnak (Semmelweis Kiadó, Bp. 1994.).

Ajánló:

Élet és Tudomány, 1999. 8. szám Élet és Tudomány, 1999. 6. szám TUDOMÁNYOS SZAKMAI KONFERENCIA, SOPRON - 1995. október 12-13. Gondolatok Fritz Riemann: Az öregedés művészete című könyvéről. Emlékezet, öregedés, agyműködés. Gazdag linkgyűjtemény az öregedés témakörében (angol nyelvű honlapok).