Лекарство срещу старост
Последно: 5 януари 2014 г. в 02:27
Възможен ли е еликсир за вечна младост? Някои учени смятат, че да. Възможно е, той вече съществува.
Човек много хиляди години наблюдава как самият той и други хора около него се раждат, растат, остаряват и умират.
Може със сигурност да се каже, че за цялата история на човечеството тази схема на развитие на събитията не е била нарушена нито веднъж – след зрелостта винаги следва старост, а след старостта – смърт.
Но наистина ли е необратимо стареенето? Ново откритие ни кара по нов начин да погледнем въпроса, който преди няколко години ни изглеждаше съвсем еднозначен.
Задължително ли е да стареем?
Стареенето не е просто износване на организма. Въпреки разпространеното мнение чисто технически не съществуват неоспорими причини, поради които целият живот на клетките, тъканите или органите да трябва да е ограничен. За милиарди години еволюция клетъчните системи до съвършенство са овладели механизмите на самоконтрол, саморегулация и регенерация.
Тези системи работят на всички нива. В света на молекулите те са представени например от цяла армия белтъци, проверяващи и препроверяващи ДНК за увреждания и грешки. Рамо до рамо с тях работят стотици „молекулярни сензори“, установяващи „бракуваните“ и негодни белтъци и набелязвайки ги за унищожение.
Тези и много други системи всяка секунда коригират състоянието на клетките. Всички вземани от тях решения многократно се верифицират, „потвърждават“ или „отменят“ в сложните и многостепенни каскадни взаимодействия, пронизващи клетката.
На ниво тъкани, органи и цели организми механизмите за контрол са не по-малко сложни. Имунната система сканира повърхността на клетките за откриване на следи от чужди молекули, а също „надушва“ постоянно образуващите се ракови клетки. Органите се свързват помежду си с „електронната поща“ на нервите и „химичната поща“ на хормоните.
Освен координация и контрол, за „вечната младост“ на молекулите, клетките, тъканите и организмите е необходим още един елемент – регенерация. Това е същият рутинен процес. ДНК притежава множество механизми за „възстановяване от резервни копия“. Белтъците, РНК и други „работни молекули“ са разходни материали, постоянно обновяващи се във всяка клетка. Самите клетки в много тъкани постоянно се обновяват, заменят се с нови. Дори нервните клетки, които исторически се смятат за невъзстановими, продължават да възникват и във възрастния организъм.
За това, че принципно може да се възстанови практически всичко, свидетелстват и експерименти с индуцирани стволови клетки. Ако възрастната клетка, която има срок на живот и ограничено количество възможни деления, може да се превърне в стволова, способна да се развива във всяка друга тъкан и принципно готова да се дели безкрайно, то за какви фундаментални „срокове на годност“ може да става дума?
Дайте път на младите
Защо тогава не живеем вечно? Става дума за това, че от гледна точка на еволюцията във вечния живот няма нищо хубаво. Еволюцията „работи“ не с индивидуални личности, а с популации. Ако популацията в продължение на хиляди години се е състояла от едни и същи животни, които не са се променяли изобщо за цялото това време, то рано или късно те биха престанали да бъдат добре приспособени към околната среда.
Възрастните хора трудно се нагаждат към техническите новости и културните тенденции на младежите. Така и в живата природа „вечни“ животни трудно биха поддържали своите умения на необходимото ниво – например да търсят нови източници на храна или да оцеляват в условията на променящия се климат.
Половото размножаване е главният механизъм, който природата е измислила за осигуряване на постоянно разнообразие на гените. С всеки негов цикъл гените се разбъркват, мутират, видоизменят се. Всяка нова комбинация се проверява за издръжливост чрез естествения подбор, откривайки потресаваща приспособимост към променящата се среда.
Но всяко размножаване неминуемо води до проблема „негъвкавост“ на екологичната ниша. Особено остро въпросът за ограничеността на годното за живот пространство стои в наземни условия, в които са еволюирали и бозайниците. Единственият изход от положението не се отличава с хуманност, но такава изобщо не е характерна за природата. Размножаващите се особи трябва рано или късно да отстъпят място под слънцето на младите.
Тази необходимост на популационно ниво е довела до възникването на такъв феномен като стареенето. Скорошни изследвания показват, че различните групи животни стареят различно – и все пак в една или друга форма стареенето е доста универсално.
Главната болест на човечеството
Какво е стареенето? Това е постепенно снижаване на базовите функции на организма, водещи накрая до смърт. Дълго време науката се занимаваше само със симптомите на стареенето, като например рак, мускулна атрофия или болест на Алцхаймер. Малцина се съмняват, че тези състояния представляват именно болест – учените търсят тяхната първопричина, разработват лекарства, провеждат клинични изпитания – с доста впечатляващи резултати.
И все пак идеята, че и самото стареене може да се отнесе към болестите, е доста нова. От една страна, очевидно е, че стареенето повишава вероятността за всички описани патологии, а е възможно дори да лежи в тяхната основа. От друга страна, до сравнително скоро терминът „стареене“ изобщо далеч не беше научен – той просто обединяваше целия спектър неприятности, възникващи с възрастта.
С други думи, разглеждането на стареенето отделно от другите патологии просто нямаше смисъл – да се каже „стареенето е причина за рака“, беше все едно да се каже „аварията е причина за всяка катастрофа“. Но през последните десетилетия стана ясно, че стареенето не е просто събирателен термин, а съвсем конкретна последователност от събития, заложени в нас генетично.
Както и „клетъчното самоубийство“, или апоптозата, предизвиквана от самата клетка при възникване на неразрешим проблем, стареенето е програмиран процес. Детайлите на този процес на ниво клетки и молекули все още са прекалено малко изучени, за да може да се опростят до форма, достъпна за любознателния неспециалист.
Все пак още сега с увереност можем да твърдим, че съществуват напълно конкретни молекулярни взаимодействия, които в определен момент се активират при всички бозайници. Те и предизвикват продължителната последователност от събития, които в крайна сметка водят до смърт. Може да се каже, че стареенето е самоубийство на всеки организъм, осъществявано независимо от неговата воля.
Тази „програма на стареенето“ може да се отложи. В това е трудно да се повярва, но за последните двеста години средната продължителност на живота се е увеличила двойно дори в множество изостанали страни. При това продължителността на „възрастния живот“ е останала много или малко неизменна. По такъв начин впечатляващото удължаване на живота се постига не с „разтягане“ на стареенето, а с неговата отсрочка.
Излиза, че стареенето е присъда. Няма как да върнем времето назад и веднъж започнало, стареенето няма къде да ходи – тази идея толкова дълбоко е заложена в нашата представа за живота и смъртта, че е изключително трудно да си представим друга ситуация. Действително, научната догма доскоро еднозначно гласеше: стареенето е необратимо. Днес тази догма за първи път се пропуква.
Телефонната линия на младостта
Екип учени от Харвардския университет под ръководството на Дейвид Синклер е провел изследване, свързано с ролята на митохондриите при стареенето. Тази система днес е една от най-популярните в областта. Достоверно е известно, че при стареенето активността на митохондриите – главните клетъчни „електростанции“ – рязко се снижава.
Върху митохондриите се падат две от нашите главни потребности – храна и въздух. С помощта на кислород митохондриите „отделят“ от хранителните съединения химична енергия, привеждайки я в нужната за клетката форма. Без митохондриите (или без кислород) клетката може да прави това, но несъпоставимо по-неефективно.
Самите митохондрии са удивителни с това, че еволюционно са произлезли от бактериите. Някога простите едноклетъчни същества са поглъщали прогресивно бактериите и вероятно са ги преработвали без задни мисли. Но внезапно станало ясно, че бактериите много комфортно си живеят в „големия приятел“. За последния такова съжителство се оказало идеално – бактерията започнала да осигурява на клетката невиждано количество енергия – само да ѝ се подава кислород.
Оттогава са изминали милиарди години, но митохондриите все още са съхранили признаци на „бактериалност“. Например те притежават собствен геном и част от функциите си осигуряват независимо от останалите клетки. И все пак пълна автономност митохондриите отдавна нямат, затова за тяхното нормално съществуване е необходима постоянна координация на действията между „центъра“ (ядрото, където е разположен „главният“ геном) и „периферията“ – малкия, но много независим геном на самата митохондрия.
Именно тази връзка между ядрото и митохондрията се нарушава при стареенето – те сякаш престават да разговарят помежду си. В резултат ядрото не знае за потребностите на митохондрията и не може да осигури необходимото ѝ „оборудване“ – митохондриални белтъци, закодирани в ядрото. В резултат митохондрията не може да функционира нормално, което на свой ред води до „верижна реакция“ от стареене на клетките.
Досега не е ясно явява ли се такова нарушаване на работата на митохондриите причина, или все пак е следствие от стареенето. Една от сложностите в този въпрос е нееднозначността на въпросната връзка между ядрото и митохондрията. За това как общуват те нормално, е добре известно. Но никакви проблеми с този обикновен „канал на общуване“ не се наблюдават при стареенето.
Учените от Харвардския университет са открили принципно нов механизъм, с който се осъществява координацията на работата между митохондрията и ядрото. Именно този механизъм, както показват изследванията, се нарушава при стареенето.
Да върнем стрелките назад
Открили тази нова вътреклетъчна връзка, изследователите започнали да я разнищват. След като открили ролята в процеса на няколко междинни звена белтъци, те накрая попаднали на доста неочаквана молекула.
Тя се оказала никотинамид аденин динуклеотид (НАД) – едно от базовите съединения, участващи в клетъчния енергообмен. Неговото съдържание в клетката наистина намалява в процеса на стареене. Както установили харвардските учени, недостигът на НАД нарушава работата на открития от тях „канал за връзка“ между митохондриите и ядрото. Как и защо възниква недостигът на НАД, все още не е ясно докрай.
Съществуват препарати, които могат да повишат в клетката съдържанието на НАД. Разбира се, първото, което направили учените, открили ролята на НАД в стареенето, е да дадат един от тези препарати на стари мишки.
Резултатите се оказали зашеметяващи. За една седмица мишки на възраст 22 месеца възстановили работата на митохондриите. Но по-важното е друго – по редица биохимични показатели техните мускули се оказали на нивото на млади шетсмесечни мишки. Това пряко противоречи на вече споменатата догма на биологията на стареенето. Ако старите мишки наистина могат да станат млади, това значи, че стареенето все пак е обратимо.
Статията на учените в сп. Cell завършва на това най-интересно място – създава се впечатление, че оскъдните данни за „подмладяването на мишките“ е само намек за това, което изследователите са решили да оставят за следващата статия.
Можем да ги разберем – ако резултатите им са потенциално Нобелови и се потвърдят не само с мускулите, но и с други органи, то етично доста спорният въпрос за еликсир на младостта просто ще счупи вратите по най-безцеремонен начин. С такива неща по-добре да не се бърза.
