Pergalė dėl senėjimo yra sena žmogaus svajonė. Tačiau mokslininkai, nepaisant daugybės tyrimų, vis dar ne iki galo supranta, kodėl su amžiumi kūno funkcijos palaipsniui sutrinka ir organai sugenda. „Lenta.ru“kalba apie naują darbą, kuris paaiškina amžino jaunystės neįmanomumą šiuolaikinėje realybėje.
Vienas svarbiausių žmogaus senėjimo biologijos atradimų buvo padarytas daugiau nei prieš 50 metų. 1961 m. Kalifornijos universiteto anatomijos profesorius Leonardas Hayflickas atrado, kad žmogaus ląstelės žūva po maždaug 50 dalijimosi, o artėjant šiam taškui jos rodo senėjimo požymius. Šis reiškinys siejamas su telomerų - chromosomų galų, kurie apsaugo gyvybiškai svarbią DNR dalį nuo pažeidimų, sutrumpėjimu. Kai telomeros visiškai išnyksta, ląstelė pradeda savęs sunaikinimo mechanizmą.
Nors kai kurie senėjimą skatinantys aktyvistai vis dar mano, kad telomerų sutrumpėjimas yra pagrindinė lėto kūno funkcijų nykimo ir vėlesnės mirties priežastis, mokslininkai pasiūlė kitas teorijas. Pavyzdžiui, laipsniškas mutacijų kaupimasis DNR, evoliucinis programavimas ar laisvųjų radikalų įtaka. Nepaisant to, kad nuo Hayflick ribos atradimo praėjo beveik pusšimtis metų, vis dar nėra visiškai suprantama, kas būtent priverčia gyvus organizmus senti.
Gerontologas Brettas Augsburgeris iš Auburno universiteto JAV sukūrė naują požiūrį į senėjimo priežasčių išsiaiškinimą. Savo darbe, kurio parengiamasis spaudinys paskelbtas „bioRxiv.org“saugykloje, jis pasiūlė, kad raktas į problemą gali būti pusiausvyros termodinamika, apibūdinanti sistemas, kurių nėra termodinaminės pusiausvyros. Mokslininko teigimu, gyvenimo trukmė priklauso nuo biologinių molekulių sunaikinimo greičio ir neišvengiamo informacijos praradimo. Tampa aišku, kodėl pergalė prieš senėjimą yra artimiausiu metu neįmanoma: dėl pagrindinių fizinių dėsnių kūno dėvėjimasis yra neišvengiamas.
Naujas požiūris paaiškina kai kuriuos paradoksus, kylančius kituose senėjimo modeliuose, taip pat atskleidžia esminius vienkartinio šamo teorijos trūkumus, kuriuos 1977 m. Pasiūlė anglų biologas Thomas Kirkwoodas.
Vienkartinės somos teorijoje daroma prielaida, kad kūnas turi turėti tam tikrą energijos kiekį, kad palaikytų medžiagų apykaitą, dauginimąsi, sveikimą ir kitas funkcijas. Kadangi maisto kiekis visada yra ribotas, turite eiti į kompromisus. Kadangi už regeneraciją atsakingi mechanizmai negauna pakankamai energijos, kūnas pradeda senėti. Kai kurie ekspertai mano, kad ribojantis išteklius yra laikas, o ne energija. Pagal šį požiūrį kiekvienam organizmui yra optimali nėštumo trukmė, kai palikuonys bus perspektyviausi. Tačiau tai riboja laiką, kurį galite skirti augimui ir plėtrai. Taigi vystymosi tempui ir nėštumo periodui įtakos turi natūrali atranka. Pagreitėjęs nėštumas riboja laikąatidėti ląstelių pažeidimams pašalinti. Tai savo ruožtu lemia defektų kaupimąsi ir gyvenimo trukmės sumažėjimą, palyginti su organizmais, turinčiais ilgą nėštumo periodą.
Chromosomos su telomeromis
Reklaminis vaizdo įrašas:
Paveikslėlis: JAV energetikos departamento žmogaus genomo programa
Antrasis termodinamikos dėsnis daro prielaidą, kad bet kokia energijos forma linkusi pereiti į mažiau sutvarkytą būseną - kitaip tariant, išsisklaidyti erdvėje. Bet kuri nesubalansuota sistema, įskaitant gyvus organizmus, transformuos energiją tokiu būdu, kol bus pasiektas pusiausvyros taškas - šiuo atveju mirties būsena. Daugelis būtybių sugeba pakankamai ilgai atsispirti pusiausvyros būsenai, kad galėtų vystytis ir daugintis. Skirtingoms rūšims šis laikas trunka nuo kelių valandų iki dešimtmečių.
Hayflick riba, ribojanti somatinių ląstelių dalijimąsi
Gyvame organizme, toli nuo termodinaminės pusiausvyros būsenos, laisva energija yra sutelkta didelių biomolekulių cheminiuose ryšiuose. Tai leidžia tęsti įvairius procesus, pradedant baltymų išsiskyrimu ir DNR išpainiojimu, baigiant hidrolize, oksidacija ir metilinimu. Auxburgeris sumodeliavo sistemą, kuri parodė, kad biomolekulės neišvengiamai turi suirti, dėl ko išsisklaido energija. Be to, bet kokie organizme vykstantys procesai prisideda prie pusiausvyros būsenos, įskaitant elektros impulsų generavimą.
Darbo autorius priėjo prie išvados, kad molekulių atkūrimo mechanizmai negarantuoja, kad DNR esanti informacija bus išsaugota atskirose ląstelėse, todėl ji neišvengiamai turi mažėti. Dėl to sumažėja ir organizmo gyvybingumas. Jei atsižvelgsime į tai, kad ląstelėms įtakos turi tam tikra natūrali atranka, tai dėl DNR mutacijų gali susidaryti situacija, kai atskiros ląstelės (dalijantis dėl mitozės) įgyja pranašumų prieš kitas ląsteles, o tai nebūtinai yra naudinga visam asmeniui. Juos pašalinus, neigiami padariniai gali būti atidėti, tačiau laikui bėgant vis daugiau ląstelių taps defektinės. Todėl jei kūnas gyvena pakankamai ilgai, jis ne tik neišvengiamai sensta, bet anksčiau ar vėliau jį užklumpa vėžys.
Nuogos molinės žiurkės, kaip ir daugelis gyvūnų, serga vėžiu.
Nuotrauka: Romanas Klementschitzas / Vikipedija
Manoma, kad tam tikros gyvūnų rūšys, pavyzdžiui, nuoga molinė žiurkė (Heterocephalus glaber), serga vėžiu. Tačiau ši nuomonė yra klaidinga, nes reikia laiko, kol atsiras piktybinis navikas. Neseniai buvo paskelbtas straipsnis, kuriame mokslininkai aprašė pirmąjį H.glabero vėžio atvejį.
Ilgaamžiškumo genų paieška yra nenaudinga ta prasme, kad jų redagavimas naudojant genų inžinerijos metodus reikšmingai nepailgins tokių sudėtingų organizmų kaip žmonės gyvenimo. Be to, tokios manipuliacijos gali būti kenksmingos, todėl autorius pataria atsisakyti požiūrio, kuriame pagrindinis dėmesys skiriamas ryšių tarp genų ir tam tikrų senėjimo požymių nustatymui. Geriausiu atveju genai atspindi toli gražu ne visą ilgaamžiškumo veiksnių rinkinį.
Koks galėtų būti būdas įveikti senėjimą? Labai sudėtinga ir pranoksta šiuolaikinės biotechnologijos galimybes. Kadangi amžiaus procesai yra pagrindinių įstatymų padarinys, vis dar nerealu pašalinti senėjimo priežastis. Veiksmingas būdas šiuo atveju gali būti DNR bibliotekų, kuriose kaupiama informacija apie nepažeistus genus, sukūrimas. Jų pagrindu galima sintetinti jaunas kamienines ląsteles transplantacijai į seną organizmą. Pasak „Auxburger“, tokie metodai yra efektyvesni už esamus.
Aleksandras Enikejevas