Keď staroba prichádza z pohľadu biológie

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Ukazuje sa, že je nesprávne považovať za starého človeka, ktorý má veľa rokov alebo je veľmi chorý.

Koho možno nazvať starým človekom? Niekto nad 50? Alebo niekoho, kto trpí „stareckými“neduhmi? Biologička a vedecká novinárka Polina Loseva verí, že všetko nie je také jednoduché. Lifehacker spolu s vydavateľstvom Alpina Non-Fiction Publishing House publikuje úryvok z kapitoly „Hľadanie definície: Kto je naozaj starý“z knihy Proti smeru hodinových ručičiek: Čo je starnutie a ako s ním bojovať.

Nakreslite hranicu

Začnime mojou definíciou z detstva: starý je niekto, kto má veľa rokov. Ale „veľa“nie je najprísnejší pojem. Mám 30 - je to veľa? A 40? Alebo 60? Pre všetkých by bolo možné zaviesť jednotnú vekovú hranicu, po prekročení ktorej sa človek začína automaticky považovať za starého. Za takúto hranicu možno považovať napríklad vek odchodu do dôchodku – v mnohých krajinách sa však nezhoduje a v niektorých krajinách o dôchodkoch vôbec nepočuli. Okrem toho sa táto hranica musí neustále posúvať v súlade s priemernou dĺžkou života: napríklad v Rumunsku sa zvyšuje o rok každé štyri roky av Belgicku - každé päť. A ako teda pochopiť, kedy a o koľko posunúť hranicu staroby? Aby sme to dosiahli, musíme sa ešte spoľahnúť na niektoré ďalšie znaky, ktoré priamo nesúvisia s vekom.

Pri akomkoľvek vekovom prahu je tu ešte jeden problém: len čo stanovíme hranicu medzi starými a mladými ľuďmi, zatvárame oči pred procesom starnutia a nástup staroby označujeme za špecifickú udalosť. Človek má povedzme 60 rokov – a presne na výročie narodenia sa lusknutím prstov stáva starcom. Toto je dobrý dejový ťah pre rozprávku, ale v skutočnom živote to vyzerá neuveriteľne.

Podľa nášho názoru je starnutie stále postupný proces, ktorý trvá roky a nenastáva okamžite.

A ak starnutie považujeme za súčasť vývoja, tak ako väčšinu vývojových procesov je logické považovať ho za kontinuálny.

Okrem toho nie je jasné, čo robiť so zvieratami. Ak očakávame, že náš tablet večnej mladosti otestujeme na modelových organizmoch, kým sa presunieme k ľuďom, potom by pre nich malo fungovať aj naše kritérium staroby. A ich životnosť je veľmi odlišná: od niekoľkých dní až po stovky rokov a v laboratóriu často žijú dlhšie ako vo voľnej prírode. Preto si buď budete musieť stanoviť vlastný prah pre každý druh a neustále ho spresňovať v závislosti od okolností, alebo vymyslieť nejaký referenčný bod spoločný pre všetky organizmy.

Súdené podľa vzhľadu

Keďže sa veková hranica ukázala ako nepohodlné kritérium, môžete sa pokúsiť zbaviť sa vonkajších známok staroby. Nakoniec každý z nás dokáže identifikovať starého muža na ulici bez toho, aby sa pozrel do pasu: šedivé vlasy, zhrbená postava, vráskavá koža, nerovnomerná chôdza, poruchy pamäti.

Ku ktorémukoľvek z týchto znamení je zároveň jednoduché uviesť protipríklad – teda nájsť človeka, ktorý by ho opantal a v očiach ostatných by nebol starcom. Niektorí ľudia napríklad začnú šedivieť, keď sú mladí, alebo dokonca plešatí skôr, ako ich vlasy stratia pigmentáciu. Problémy s držaním tela trápia nielen starších ľudí, ale aj mnohých administratívnych pracovníkov. A vráskavá koža sa nachádza medzi obyvateľmi južných dedín, ktorí trávia veľa času na otvorenom slnku.

Ak sa teda rozhodneme vypočítať starých ľudí podľa ich vlastností, do tejto kategórie budú spadať ľudia všetkých vekových kategórií, ktorí náhodne získali sivý prameň alebo krivé držanie tela. Navyše medzi „starými ľuďmi“bude veľa postihnutých či duševne chorých ľudí, ktorí stratili pamäť. A bohatí ľudia, ktorí si môžu dovoliť sledovať stav svojej pokožky a vlasov, sa naopak budú zdať mladší ako ich chudobní a neupravovaní rovesníci.

Najzrejmejšie kritérium sa pre nás ukazuje ako nepresné, a to nie bez dôvodu. Faktom je, že to priamo nesúvisí s mechanizmami starnutia. Pri komponovaní portrétu priemerného starca hodnotíme proces podľa jeho finálnych prejavov – ako keby sme pripravenosť kaše zisťovali podľa unikajúceho mlieka. Ale cereálie môžu byť varené bez toho, aby ste opustili hranice panvice, ak s nimi budete zaobchádzať opatrne, alebo môžu naplniť celý sporák na samom začiatku varenia, ak zapnete príliš vysoký oheň. Preto, aby sme chytili za chvost staroby, musíme sa pozrieť do panvice, to znamená ísť hľadať príčiny starnutia a jeho prvých prejavov.

Kontrola v boji

Prejdime k hlavnému zdroju ľudovej múdrosti – „Wikipédii“– dostaneme odpoveď: „Staroba je obdobie života od straty schopnosti plodiť dieťa až po smrť.“Táto definícia vyzerá logicky, pretože na rozdiel od predchádzajúcich odráža špecifické zmeny v tele. Navyše sa to zdá celkom jasné – na rozdiel od vonkajších znakov staroby sa schopnosť rozmnožovania dá ľahko zmerať: dovoľte zvieraťu, aby sa párilo s inými jedincami a zistite, či produkuje potomstvo.

Ale nie je veľmi vhodné hodnotiť človeka podľa tohto kritéria.

Po prvé, nie všetci ľudia sa snažia neustále reprodukovať, čím demonštrujú svoj reprodukčný potenciál.

Po druhé, nie je veľmi jasné, podľa akého parametra je potrebné určiť tento potenciál: podľa schopnosti porodiť potomstvo alebo podľa počtu zárodočných buniek na sklade. Moderné reprodukčné technológie umožňujú žene donosiť dieťa a porodiť ho vo veku 50 alebo dokonca 60 rokov (v Guinessovej knihe je záznam o najstaršom pôrode takmer 67 rokov), ale vajíčka, aspoň zdravé, zvyčajne vyčerpajú ich niekde v 40-45 rokoch.

Po tretie, reprodukčné kritérium bude fungovať inak pre mužov a ženy. Spermie sa na rozdiel od vajíčok tvoria neustále a telo muža ich dokáže produkovať až do smrti, aj keď jeho rovesníčka už dávno nemá žiadne zárodočné bunky. Vonkajšie znaky staroby ako šediny a vrásky sa zároveň objavujú u mužov a žien takmer súčasne a ženy spravidla žijú dlhšie.

Meranie staroby z hľadiska reprodukčného potenciálu sa ukazuje byť rovnako nepohodlné ako vzhľadovo. Moderné 40- a 50-ročné ženy vyzerajú mlado vo všetkých parametroch, ktoré sme už uviedli, no najčastejšie si už netrúfajú na deti – a či sú toho schopné, nevieme overiť. A so starostlivosťou kozmetológov a plastických chirurgov si niektorí dokážu zachovať svoju mladosť aj vo veku 70 rokov.

Počítame mutácie

Keď sa na prednáškach pýtam poslucháčov, čo je to staroba, často mi odpovedajú: to sú poruchy a poruchy v tele. Do tejto definície zapadá aj reprodukčné kritérium: jedným z týchto porúch je neschopnosť reprodukovať sa. Ale keďže sa u každého konkrétneho človeka môže skôr či neskôr objaviť v súvislosti s inými známkami starnutia, je nerozumné robiť z neho meradlo staroby, ak chceme nájsť jediný referenčný bod pre všetkých.

Môžete si urobiť zoznam problémov, ktoré sú typické pre starý organizmus. Toto je princíp, ktorý používajú Searle S. D., Mitniski A., Gahbauer E. A., Gill T. M., Rockwood K. Štandardný postup na vytvorenie indexu krehkosti // BMC Geriatrics. september 2008; 8. (vrátime sa k nim v kapitole o biologickom veku), ktoré často využívajú lekári študujúci starnutie. Index krehkosti je súbor symptómov a chorôb súvisiacich s vekom, ktoré má konkrétny pacient nahromadené. Čím vyššia hodnota indexu, tým bližšie k starobe.

S indexom sa môže stať rovnaká nepríjemnosť ako s vonkajšími znakmi staroby: keď sa zameriame na následok, nie príčinu, bohatí ľudia sú v priemere mladší ako ich chudobní rovesníci.

To však neznamená, že problém starnutia možno jednoducho „zaplaviť peniazmi“: v konečnom dôsledku bohatí zomierajú rovnako ako chudobní a nemajú o nič menší záujem na predĺžení života.

Preto sa budeme musieť pozrieť hlbšie – do jednotlivých buniek a molekúl a hľadať známky starnutia už na mikroskopickej úrovni.

Bodovú mutáciu v DNA, teda nahradenie jedného „písmena“(nukleotidu) v jeho „texte“(sekvencii) iným, možno považovať za príklad molekulárneho znaku staroby. Vo väčšine prípadov takéto jednotlivé substitúcie neovplyvňujú životnosť bunky, pretože genetický kód je nadbytočný a poistený proti náhodným chybám. K poruche však môže dôjsť aj na významnom mieste génu – potom buď prestane fungovať úplne, alebo sa ukáže, že proteín, ktorý kóduje, je deformovaný. Mutovaný proteín niekedy plní svoje funkcie lepšie alebo horšie ako zvyčajne a v oboch prípadoch to môže viesť k nepríjemným následkom pre telo, ako je vznik nádoru.

Nie všetky bodové mutácie ovplyvňujú život organizmu, ale je dosť ťažké určiť účinok, ktorý každá z nich produkuje jednotlivo. Preto pre zjednodušenie možno akúkoľvek bodovú mutáciu považovať za poruchu. V konečnom dôsledku ktorýkoľvek z nich robí DNA v bunke odlišnou od „pôvodnej“, pôvodného nositeľa genetickej informácie.

V roku 2018 boli publikované články dvoch Bae T. et al. Rôzne rýchlosti mutácií a mechanizmy v ľudských bunkách pri pregastrulácii a neurogenéze // Veda. 2018 február; 359 (6375): 550–555. skupiny Lodato M. A. a kol. Starnutie a neurodegenerácia sú spojené so zvýšenými mutáciami v jednotlivých ľudských neurónoch // Science. 2018 február; 359 (6375): 555-559. vedci, ktorí verili bodovým mutáciám v nervových bunkách ľudí. Výskumníkov zaujímalo, v akom bode tieto mutácie vznikajú a koľko z nich sa počas života nahromadí. Aby to urobili, odobrali niekoľko susedných nervových buniek z mozgu dospelých - a základný materiál mozgu v embryách (vedci pracovali s materiálom získaným v dôsledku potratu) a prečítali ich DNA. V ideálnom prípade by vo všetkých bunkách nášho tela mala byť sekvencia nukleotidov v DNA rovnaká. Ale počas života každá bunka nezávisle od ostatných hromadí „jednopísmenkové“substitúcie. Ak teda porovnáme dve bunky medzi sebou, počet bodových rozdielov v texte DNA sa bude rovnať počtu mutácií v každej bunke.

Výsledky výpočtov sa ukázali byť desivé. Na samom začiatku vývoja embrya, keď sa oplodnené vajíčko rozdelí na prvé bunky, sa delí približne raz denne. Každé takéto rozdelenie, ako sa ukázalo, už so sebou prináša v priemere 1, 3 nové mutácie. Neskôr, keď sa začne formovať nervový systém – do 15. týždňa vývoja – každý deň pridá do buniek asi päť ďalších mutácií. A na konci neurogenézy, teda bunkového delenia vo väčšine oblastí vyvíjajúceho sa mozgu – to je približne 21. týždeň – už každá bunka nesie 300 unikátnych bodových mutácií. Kým sa človek narodí, v tých bunkách, ktoré sa ďalej delia, sa nahromadí až 1000 mutácií. A potom počas života DNA mutuje pomalšie, rýchlosťou asi 0,1 chyby za deň a do veku 45 rokov obsahujú bunky približne 1500 mutácií a do veku 80 - 2500 každá.

Ak, ako bolo dohodnuté, považujeme každú mutáciu za rozpad, to znamená za znak staroby, potom sa ukáže, že človek začne starnúť ihneď po počatí, od okamihu prvého rozdelenia oplodneného vajíčka. Ako však môže zchátrať štruktúra, ktorá sa ešte nevytvorila?

Na molekulárnej úrovni sa potvrdzuje naše intuitívne chápanie starnutia: nejde o udalosť, ale o prebiehajúci proces.

Mutácie sa neobjavujú náhle, ale hromadia sa od prvého dňa vývoja až do konca života. A kde nakresliť čiaru „mládežníckej DNA“je úplne nepochopiteľné. Ak sa staroba počíta od objavenia sa úplne prvej mutácie, potom bude potrebné uznať ako starú hromadu niekoľkých buniek. A ak sa pokúsime stanoviť hraničnú hodnotu pre počet mutácií, budeme čeliť rovnakému problému ako v prípade dôchodkového veku: aby nás hranica nezaskočila, budeme sa musieť spoliehať na iné znaky staroby. - vzhľad, schopnosť rozmnožovania alebo niečo iné., - ktoré, ako už vieme, sú nespoľahlivé.

Bolo by možné zamerať sa nie na moment výskytu chýb, ale na rýchlosť mutácie – napríklad zavolať starú, ktorej mutácie sa začnú objavovať rýchlejšie. Aj tu nás však čaká háčik: nervové bunky hromadia chyby pred narodením rýchlejšie ako po ňom. V čase, keď sa narodia, obsahujú už viac ako tretinu všetkých mutácií, ktoré sa im podarí získať za celý život. Dalo by sa rozhodnúť, že ide o vlastnosť buniek nervového tkaniva, ktoré sa takmer úplne vytvoria v embryonálnom období a potom sa po narodení dieťaťa takmer nemnožia. Ale nie, deliace sa bunky čreva alebo pečene u dospelého mutanta Blokzijl F. et al. Akumulácia tkanivovo špecifickej mutácie v ľudských dospelých kmeňových bunkách počas života // Príroda. októbra 2016; 538: 260-264. približne rovnakou rýchlosťou ako tie nervózne – asi 0,1 chyby za deň. A to znamená, že počítanie chýb nás nepribližuje k definícii staroby.

Stanovíme diagnózu

Zdá sa, že starobu a starého človeka sa nám nepodarí jednoznačne definovať: starnutie je proces postupný, s koncom, ale bez začiatku. Sú však ľudia, ktorí napriek chýbajúcim definíciám naďalej bojujú so starnutím – sú to lekári. Poznajú starobu podľa špecifických prejavov: chorôb súvisiacich s vekom a bojujú – kedykoľvek je to možné – priamo s nimi. Všetko, čo dnes môže urobiť lekár staršiemu pacientovi: výmena zubov, vloženie načúvacieho prístroja, vyliečenie srdca či transplantácia rohovky - drobné opravy karosérie, výmena jednotlivých častí. Preto je staroba z pohľadu lekára súhrnom najčastejších defektov, ktoré sa dajú korigovať.

Stojí za to dať medicínskemu prístupu svoje právo: zatiaľ je to najefektívnejší spôsob, ako predĺžiť život, aký máme.

Nech už sú základné mechanizmy starnutia akékoľvek, stále nevieme, ako sa s nimi vysporiadať, no dokážeme ľahko poraziť mnohé priame príčiny smrti: obyvatelia vyspelých krajín už neumierajú masovo na infekcie, paralýza už dávno nie je trestom, a vyrovnať sa s vysokým krvným tlakom alebo hladinou cukru v krvi sa teraz dá urobiť tabletkou. Priemerná dĺžka života sa za posledné storočie zvýšila Federálna štátna štatistická služba. Štatistický bulletin 2007. takmer zdvojnásobil. V tomto zmysle je boj so starobou, napriek chýbajúcej jasnej definícii nepriateľa, už v plnom prúde.

Ale keď hovoríme o zvrátení starnutia, len ťažko si vieme predstaviť večný boj s chorobami súvisiacimi s vekom. S najväčšou pravdepodobnosťou by sme chceli, aby ani nevznikli. Preto tabletku na starobu, ak na ňu prídeme, bude zrejme potrebné užiť ešte pred vypuknutím alarmujúcich príznakov. To znamená, že tabletka bude musieť bojovať s chorobou, ktorá ešte neexistuje. To, čo sa v súčasnosti nazýva „staroba“v Medzinárodnej klasifikácii chorôb (dokument, ktorý Svetová zdravotnícka organizácia vydáva každých 10 rokov s cieľom zjednotiť lekárske diagnózy v rôznych krajinách), popisuje štandardný súbor príznakov súvisiacich s vekom: „starecký vek starecká slabosť, starecká asténia. Samotná moderná medicína však starnutie za chorobu nepovažuje.

Dobré alebo zlé je sporný bod. Na jednej strane tento stav vážne brzdí rozvoj vedy. Aj keď gerontológovia Špecialisti, ktorí liečia a študujú zdravie ľudí starších ako 60 rokov. dohodnúť sa, kto je považovaný za starého a kto je mladý, teraz nemôžu robiť klinické skúšky jednej tabletky na starobu a kontrolovať, či to funguje alebo nie. Za takýto test nedostanú ani peniaze, ani povolenie od etických komisií. Aby tento problém obišli, skúšajú lieky na chorobu súvisiacu s vekom, ako je zápal kĺbov. Ak už pacientov nebudú bolieť kĺby, bude to v každom prípade dobré. A ak zároveň budú žiť dlhšie ako je priemer, bude to ešte lepšie.

Na druhej strane si predstavme, že staroba je stále oficiálne klasifikovaná ako choroba. Potom sa okamžite ukáže, že významná časť svetovej populácie je chorá a nevyliečiteľná. A ak budete merať starnutie počtom mutácií, potom bude každý chorý. Z pohľadu lekára je to absurdné: choroba je odchýlka od normy, ale kde hľadať normu, keď zdraví ľudia neexistujú?

Doteraz sa gerontológovia a lekári nedokázali zhodnúť: prví publikujú Bulterijs S., Hull R., Björk V., Roy A. Je čas klasifikovať biologické starnutie ako chorobu // Hranice genetiky. júna 2015 vyzýva k uznaniu starnutia ako choroby, tá sa tvrdohlavo bráni. Tuším však, že skôr či neskôr budú musieť lekári rezignovať: sem-tam na sebe začnú experimentovať jednotliví biohackeri a odvážni výskumníci spustia súkromné klinické skúšky tabletiek na starobu na úkor samotných subjektov. S týmto chaosom je zbytočné bojovať, a tak to raz bude musieť viesť lekárska komunita a uznať starobu ako jednu z mnohých chorôb ľudstva a zároveň sa zhodnúť na jedinej definícii.

Polina Loseva je vzdelaním biológ, vyštudovala Katedru embryológie, Fakultu biológie Moskovskej štátnej univerzity. Píše články pre portály "Attic", "N + 1", "Elements", OLYA a popularizuje vedu. V Proti smeru hodinových ručičiek hovorí o mechanizmoch starnutia, pokusoch vytvoriť „tabletku na starobu“a spôsoboch, ako oddialiť nevyhnutné.