Miért éhezik tovább a Telepolis?
Az MIT tudósai felfedeztek egy egyszerű genetikai mechanizmust, amely megmagyarázza az alacsony kalóriatartalmú étrend élet meghosszabbító hatását, amelyet állatkísérletek már bizonyítottak
Az MIT biológusai először tudták bemutatni, miért lassítja az alacsonyabb kalóriatartalmú étrend az öregedési folyamatot. Ha ezt a mechanizmust közvetlenül befolyásolják, lehetséges, hogy egy nap pirulát dolgoznak ki az emberek számára. Eddig azonban a kísérletek csak azt mutatták, hogy az élesztősejtek, patkányok és egerek hosszabb ideig élnek, ha kevesebbet esznek.
A patkányok és egerek akár 40 százalékkal is meghosszabbíthatják élettartamukat, ha olyan étrendre tesszük őket, amely a szokásosnál akár 70 százalékkal kevesebb kalóriát tartalmaz, de tartalmazza a szükséges tápanyagokat és vitaminokat. Ez úgy tűnik, hogy segít távol tartani az életkorral összefüggő betegségeket és egyébként teljesen egészségesek, csak láthatóan kevésbé termékenyek. Az Országos Öregedési Intézetben 1987 óta végeztek csökkentett kalóriatartalmú étrenddel végzett kísérletet rhesusmajmokkal, de ez még nem mutatott érdemi hatást a várható élettartamra, elvégre a majmok általában körülbelül 25 évig élnek. Eddig azonban kevesebb volt a haláleset a diétás csoportban, mint a normál étkezési összehasonlító csoportban.
Legalább az élesztősejtek esetében úgy tűnik, hogy egy enzim és egy gén kofaktora felelős az öregedési program elhalasztásáért, amint arról Leonard Guarente és csapata beszámol a Science legújabb számában. A gén az SIR2 (néma információszabályozó), amely több SIR2 fehérjét szabadít fel alacsonyabb kalóriabevitel mellett, ami a génszekvenciák kikapcsolását okozza, de ami a gének helyrehozása szempontjából is fontos. Összesen négy SIR lokusz ismert - a "néma információ" szabályozói -, amelyek "hangtompítóként" működnek, azaz elnyomják bizonyos génszekvenciák expresszióját. Ha viszont az élesztősejtekben kikapcsolják a SIR2 gént, akkor az alacsony kalóriatartalmú étrend életet meghosszabbító hatása már nem határozható meg.
Az élesztősejtekben az életkorot az határozza meg, hogy hányszor osztódik fel egy sejt halála előtt. Általában egy élesztősejt 20-szor képes osztódni. A guarente kísérletek során az élesztősejtek 30-40 százalékkal tovább éltek, amikor a normálisan bevitt glükóznak csak a negyedét kapták. És akkor is tovább éltek, amikor egy másik SIR2 gént beépítettek a genomjukba. Guarente meg van győződve arról, hogy a SIR2 gén, amelynek számos organizmusban és emberben is vannak homológjai, mindig hasonló módon működik, mint az élesztősejtekben. Ez azt jelentené, hogy csak egy kicsit kell célzottan befolyásolni a sejt anyagcseréjét a hosszabb élet elérése érdekében, ami közvetlenül is elvégezhető, a csökkentett kalóriatartalmú étrend kitérője nélkül, ha ismeri a pontos mechanizmust.
Az élelmiszer feldolgozásához bizonyos kofaktoroknak jelen kell lenniük a sejtben lévő enzimekben. Fontos kofaktor a NAD (nikotinamid-adenin-dinukleotid) molekula, amelyet az NPT1 gén részvételével állítanak elő, és amely oxidációval megragadja a glükóz lebontásakor keletkező nagy energiájú elektronokat. Ha kevés vagy egyáltalán nem fogyaszt ételt, akkor a molekulára már nincs szükség a feldolgozáshoz, és az SIR2 fehérje (SIR2p) rendelkezésére áll, amely csak ezután képes elnyomni a gének expresszióját, és ezzel meghosszabbíthatja az életet. Amíg a glükózáram behatol a sejtbe, az öregszik is, mert akkor nem állnak rendelkezésre NAD molekulák az SIR2p számára.
Például a genetikai szekvenciák inaktiválásával úgy tűnik, hogy az SIR2 gén leállítja azt a folyamatot, amely általában az idősebb sejtekben fordul elő. Itt aktiválódnak néha olyan gének, amelyeknek csendben kell maradniuk. Kifejezésük olyan problémákhoz vezet, amelyek a felhalmozás révén halálhoz vezethetnek. Az idősebb élesztősejtekben például - amint azt Guarente megfigyelte - a kromoszóma apró töredékei időnként elszakadnak, amikor új fehérjék keletkeznek, amelyek aztán felhalmozódnak a sejtben, és végül halálához vezetnek. Úgy tűnik, hogy a SIR2 gén megakadályozza ezt a jelenséget a génszekvenciák inaktiválásával is, mivel jól és szorosan csomagolja a géneket, így kevésbé könnyű kölcsönhatásba lépni a környezetükkel.
A Guarente semmiképpen sem zárja ki azt a tényt, hogy általában nem egy, hanem sok gén felelős az öregedésért. De gyanítja, hogy még mindig létezik ez az egyetlen mechanizmus az öregedés megakadályozására, mert ennek evolúciós értelme van: mint a legjobb stratégia arra, hogy egy szervezet elhalassza a szaporodást, ha élelmiszerhiány van, és várja meg, amíg az életkörülmények ismét javulnak. Ha egy olyan génnel rendelkező organizmusok, mint az SIR2, elhalaszthatják az öregedést, ha kevés az élelmiszer, akkor ezeket a természetes szelekció előnyben részesítheti.
Ha ez lenne a helyzet, és ha az embereknek is rendelkezne ezzel az egyszerű mechanizmussal, amely csak egy génen alapult, akkor az ajtók nyitva állnának e mechanizmusra ható gyógyszerek kifejlesztésére. Például a testsejtek mindig elegendő NAD-t kaphatnak, hogy az SIR2p aktívvá válhasson. De a molekula túl nagy ahhoz, hogy a membránon keresztül bejuthasson a sejtekbe: "Ha tudna előállítani egy olyan gyógyszert," reméli Guarente ", amelynek ugyanolyan hatása van a SIR2-re, mint a NAD-re, akkor elképzelheti, hogy jó egészséget és talán még hosszabb életet is elérhet. " A kutatók nemrégiben bebizonyították, hogy bizonyos hatóanyagok bevitele meghosszabbíthatja az életet (egy tabletta az élet meghosszabbítására). A nem kezelt férgekhez képest akár 50% -kal is meghosszabbíthatták a C. fegérférgek élettartamát a kezeletlen férgekhez képest, drogok használatával. Az oxigéngyököket megkötő mesterséges enzimekből álló gyógyszerek képesek voltak meghosszabbítani a mutáns férgek élettartamát is, amelyeknek megsérültek a mitokondriumaik, ami megnövekedett oxigéngyökök generálódását és ezáltal idő előtti öregedést eredményezett. (Florian Rötzer)