Az öregség nélküli fiatalság mögött álló tudomány - interjú Mihnea Bostinával
írta Adrian Stanica, 2008. december 16., kedd, 18:16
A múlt hónap végén közzétett tanulmány egy olyan mechanizmus felfedezését hirdeti, amely kiválthatja az öregedést. Ez egy olyan kettős szerepű fehérje, amely egy bizonyos életkor után már nem tudja teljesíteni minden funkcióját, és ezáltal elindítja az öregedési folyamatot.
Az öregedésért felelős fehérje titkát először a sörélesztőben fedezték fel, a közelmúltban pedig ennek a fehérjének egy változatát - pontosan azonos funkcióval és viselkedéssel - fedezték fel egerekben. A tanulmányt tanulmányozó kutatók David Sinclair és a Harvard Medical School munkatársai.
Mihnea Bostina, a Harvard Medical School kutatója arról beszélt, hogy mit tudunk az öregedést kiváltó mechanizmusokról, a felfedezésről és mit hozhat a jövő.
MB. Az öregedéssel kapcsolatban számos elmélet létezik. Az első logikus magyarázat az lenne, hogy a hosszabb életre nincs evolúciós nyomás. A legtöbb állat esetében az öregség halála rendkívül alacsony. A ragadozók, járványok vagy éhínség időszakai sokkal valószínűbb események, amelyek halált okozhatnak. Nincs olyan mechanizmus, amely visszatartaná az öregedést.
Bármely faj esetében csak az utódok számához kapcsolódó jutalom jár: minél több és gyorsabb! Gondoljunk csak egy olyan mutációra, amelynek csak az élet késői szakaszában lenne negatív hatása: az evolúció szempontjából ez nagyon kevéssé látható, mert a test már nagy szerepet játszott a fajban.
Egy másik magyarázat az lehet, hogy egy bizonyos génnek eltérő szerepe lehet a testben, és gyakran ellentétesek is lehetnek. Végső soron az számít, hogy a test eléri az érettséget és utódai vannak, még akkor is, ha az élet későbbi részében ára van.
Ezek olyan elméletek lennének, amelyek szempontjából az öregedés biológiai „hiba”, az evolúció mellékhatása.
Az elmúlt évtizedekben azonban sok olyan adat jelent meg, amelyek arra utalnak, hogy ez egy olyan folyamat lehet, amely azért alakult ki és került kiválasztásra, mert bizonyos előnyökkel jár. Más szavakkal, a fajok alkalmazkodásának egyik formája.
A. Az öregedés, mint a fajok alkalmazkodásának egyik formája? Milyen értelemben?
MB. Ez egy olyan forma lenne, amelyben a régi nemzedék átadja helyét egy új nemzedéknek. A generációk gyorsabb egymás utáni gyorsabb evolúciót jelent. Másrészt egy faj az öregedés és végül a halál révén szabályozhatja a populáció egyedszámát, és ezért adekvátabban reagálhat a környezet változásaira: éhínség, évszak stb.
A születések nagy száma implicit módon a természetes szelekcióban kipróbálandó változatok nagy számát jelenti, ugyanakkor egy olyan populációt, amelynek dinamikája nem veszélyezteti az erőforrások kimerülését. Gondoljunk arra, hogy az élettartam még a rokon fajok esetében is rendkívül eltérő. Például mi emberek sokkal tovább élünk, mint más főemlősök!
A. Miért élnek tovább az emberek?
MB. Nem nagyon világos. Például azt lehetne vitatni, hogy az idősebb emberek segítenek a gyermekek nevelésében. Ez több időt jelent a fiatalok számára az ételvásárláshoz, több gyermeket, a gyermekek jobb oktatását jelenti. Egy társadalmi faj számára a tapasztalt emberek jelenléte olyan előny, amelyért érdemes árat fizetni.
A. Hogyan lehet lefordítani az öregedést sejtszinten?
MB. A programozott halál számos formáját fedezték fel sejtszinten az elmúlt évtizedekben. Ezek genetikailag programozott mechanizmusok, evolúciós szempontból igazoltak és a laboratóriumban vizsgálhatók. Ezek különböznek a nekrózistól - az a folyamat, amely során a sejtek elpusztulnak egy gyulladásos folyamat eredményeként.
Sok esetben hasznos egy szervezet számára, ha bizonyos sejtek eltűnnek. Az embrionális periódusban az a tény, hogy bizonyos sejtek az apoptózist (a programozott halál egyik formáját) választják, például az ujjak kialakulásához vezet. Hasonlóképpen, egy teljesen fejlett organizmusban az apoptózis a fertőzött és nem helyrehozható sejtek esetében is kiváltható. Ezek a folyamatok rendkívül fontosak az egészséges test megőrzésében.
Sőt, van egy bizonyos mechanizmus, amellyel nyomon követhető, hogy egy sejt hányszor oszlott fel. Bizonyos határidő után a bizonyos szövetekben lévő „régi” sejtek már nem osztódnak. Minden kromoszóma végén található egy olyan DNS-rész, amely nem kódol fehérjét (telomer), amely minden egyes sejtosztódásnál megrövidül. A szervezet életkorának ilyen módon történő elszámolása számos ráktípusban szerepet játszik. És ez lehet az öregedés egyik oka.
MB. Paradox módon eddig az élet meghosszabbításának egyetlen módja az éhezés! Kalóriakorlátozás esetén mondjon a napi szükséglet 10-25% -ának megfelelő nagyságrendet, a vizsgált fajok többségének átlagos élettartama hosszabb. Például patkányoknál ez megduplázódhat. Eddig nincs elmélet ezeknek a megfigyeléseknek a magyarázatára. Sajnos a kalóriakorlátozás mellékhatásai drámai. Ideális esetben ugyanazt az eredményt kell elérni kémiai vegyületek beadásával. Már vannak olyan anyagok, amelyek potenciálisan képesek erre a hatásra.
Ugyanez David Sinclair, a friss felfedezés szerzőcsoportjának vezetője 2003-ban kimutatta, hogy a resveratrol - egyebek mellett a vörösborban található vegyület - meghosszabbítja az egerek életét (sajnos a szükséges napi mennyiség kb. 1000-nek felel meg) borosüvegek).
Érdekesebb, hogy a resveratrollal kezelt egerek esetében a kalóriakorlátozás nem vezet további élettartam-növekedéshez. Van tehát egy kémiai vegyületünk, amelynek egyrészt ugyanolyan pozitív hatása van, mint a kalória-korlátozásnak, negatív hatások nélkül, és amelynek adagja fajtól függően változhat.
A. Beszéljünk a szubcelluláris öregedés erről a mechanizmusáról. Ami ismert - és honnan származnak ezek az információk?
MB. Az öregedéssel kapcsolatos ismert információk nagy részét egysejtű organizmusban - Saccharomyces cerevisiae - vagy románul sörélesztőben intenzíven tanulmányozták és vizsgálják.
Így fedeztek fel egy fehérjét (a kezdőbetűi SIR kóddal), amelyek a sejt belsejében zajló folyamatok sorozatába avatkoznak be. Ezek egyike közvetlen és rendkívül fontos kapcsolatban áll az öregedéssel - e fehérje nagyobb mennyisége meghosszabbítja a sejtek életét, kisebb mennyiség pedig csökkenti azt.
Ennek az élesztőben először talált fehérjének megfelelője van az állatvilágban - és még a magasabb emlősöknél is felfedezték - kifejezetten az egereknél, amelyet SIRT1-nek hívnak. Nem lehet megmondani, mi a mechanizmus, amely megmagyarázza ezt a jelenséget, de érdekes megvizsgálni a kalóriakorlátozással fennálló kapcsolatot - ez az egyetlen „természetes” módszer az élet meghosszabbítására a laboratóriumi állatok esetében.
A. Mi a szerepe a SIRT1 fehérjének? A közzétett cikkből kiderül, hogy ez az öregedési folyamat kulcsa.
MB. A SIRT1 több dolgot próbál egyszerre elvégezni - és innen erednek a problémák.
Elsősorban a DNS-architektúra megőrzésében vesz részt a magban. A sejt sok ezer génje közül (20 000 feletti emberek esetében) sokakat nem használnak. Néhányan csak egy bizonyos időszakban, mások csak bizonyos szövetekben hasznosak.
Tehát minden cellának el kell rejtenie azokat, amelyeket nem kell kifejezni, és a hasznosakat hozzáférhető helyzetben kell tartani. Ezt egy sor fehérje végzi, amelyek köré a sejtek néhány méternyi DNS-jét tekerik - ez blokkolja bizonyos gének másolását, és egyúttal megkönnyíti mások másolását.
Másodszor, a SIRT1 egy másik „csapat” része, amely megszakítja a DNS-szálat. Ilyen esemény bekövetkezésekor a SIRT1 elhagyja pozícióját a DNS „csomójában”, aminek következtében egyes gének, amelyeknek nem kellett volna láthatónak lenniük, aktívvá váltak a sejtekben. Ez a folyamat felborítja a teljes meglévő rendet.
A. Mit tett most David Sinclair? A cikk újdonságai?
MB. Az a folyamat, amelyről fentebb beszéltünk, 10 évvel ezelőtt bizonyult az élesztő esetében. A cikk újdonsága annak demonstrálása, hogy ugyanez vonatkozik az emlősökre, még akkor is, ha a javításra szoruló hibák típusa eltér.
Ezért a SIRT1 részt vesz a genom stabilitásának fenntartásában; a DNS magból történő lemásolásakor fellépő hibák folyamatos javításában. A kiindulási genetikai anyag módosítása az öregedés egyik oka, ezáltal megértsük a test kopását, amelyben megnő bizonyos betegségek valószínűsége.
Az életkor előrehaladtával a negatív hatások felhalmozódnak, és a kiindulási anyag „helyreállítása” egyre nehezebb. Vagy éppen itt avatkozik be a SIRT1; az életkorral egyre fontosabb a szerepe, és jelenlétét egyre gyakrabban állítják. A logikus megoldás ebben az esetben az lenne, ha kémiailag kiegészítenénk. Bár a resveratrol szerepe pontosan ez.