Kui vanadus tuleb bioloogia seisukohalt

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:53

Selgub, et paljude aastate vanust või palju haiget on vale pidada vanaks.

Keda võib nimetada vanaks inimeseks? Keegi üle 50? Või keegi, kes kannatab "seniilsete" vaevuste käes? Bioloog ja teadusajakirjanik Polina Loseva usub, et kõik pole nii lihtne. Lifehacker avaldab koos kirjastusega Alpina Non-Fiction väljavõtte peatükist “Definitsiooni otsingul: kes tegelikult on vana” raamatust Vastupäeva: Mis on vananemine ja kuidas sellega võidelda.

Joonista piir

Alustame minu lapsepõlvemääratlusega: vana on see, kes on mitu aastat vana. Kuid "palju" pole kõige rangem mõiste. Ma olen 30 – kas seda on palju? Ja 40? Või 60? Võiks kehtestada kõigile ühtse vanusepiiri, mille ületamisel hakatakse inimest automaatselt vanaks pidama. Selliseks künniseks võib pidada näiteks pensioniiga – aga paljudes riikides see ei lange kokku ja mõnes riigis pole pensionist üldse kuuldagi. Lisaks tuleb seda künnist pidevalt nihutada vastavalt keskmisele elueale: näiteks Rumeenias tõstetakse seda iga nelja aasta ja Belgias iga viie aasta võrra. Ja kuidas siis aru saada, millal ja kui palju vanaduse piiri nihutada? Selleks peame siiski toetuma mõnele muule, vanusega otseselt mitteseotud märgile.

Iga vanuseläve puhul on veel üks probleem: niipea, kui seame paika piiri vanade ja noorte vahel, sulgeme vananemisprotsessi ees silmad ja nimetame vanaduse saabumise konkreetseks sündmuseks. Inimene saab näiteks 60-aastaseks – ja täpselt sünniaastapäeval saab temast ühe sõrmenipsuga vana mees. See on muinasjutu jaoks hea süžeekäik, kuid päriselus tundub see uskumatu.

Meie arvates on vananemine ikka veel järkjärguline protsess, mis võtab aastaid ja ei toimu kohe.

Ja kui käsitleda vananemist kui arengu osa, siis nagu enamikku arenguprotsesse, on loogiline pidada seda pidevaks.

Pealegi pole selge, mida loomadega peale hakata. Kui eeldame, et testime oma igavese nooruse tahvelarvutit mudelorganismide peal, enne kui liigume edasi inimeste juurde, siis peaks meie vanaduse kriteerium toimima ka nende puhul. Ja nende eluiga on väga erinev: mõnest päevast sadade aastateni ja laboris elavad nad sageli kauem kui looduses. Seetõttu peate iga liigi jaoks määrama oma künnise ja seda olenevalt asjaoludest pidevalt täpsustama või leidma mõne kõigi organismide jaoks ühise võrdluspunkti.

Otsustatuna välimuse järgi

Kuna vanusepiirang osutus ebamugavaks kriteeriumiks, võib proovida end vanaduse välistest tunnustest eemale tõrjuda. Lõpuks saab igaüks meist tuvastada tänaval vana mehe passi vaatamata: hallid juuksed, küürus kuju, kortsus nahk, ebaühtlane kõnnak, mäluhäired.

Samas on ükskõik millisele märgile lihtne tuua vastunäide – ehk siis leida inimene, kes teda valdaks ega oleks teiste silmis vana mees. Näiteks hakkavad mõned inimesed noorena halliks minema või lähevad isegi kiilaks enne, kui nende juuksed kaotavad pigmentatsiooni. Asendiprobleemid ei vaeva mitte ainult eakaid, vaid ka paljusid kontoritöötajaid. Ja kortsulist nahka võib leida lõunapoolsete külade elanike seas, kes veedavad palju aega päikese käes.

Seega, kui me otsustame arvutada vanu inimesi nende omaduste järgi, siis sellesse kategooriasse kuuluvad igas vanuses inimesed, kes on kogemata omandanud halli või kõvera kehahoiaku. Lisaks hakkab "vanade" hulgas olema palju mälu kaotanud puudega või vaimuhaigeid. Ja jõukad inimesed, kes saavad endale lubada oma naha ja juuste seisukorra jälgimist, vastupidi, näivad nooremad kui nende vaesed ja kasimatud eakaaslased.

Meie jaoks kõige ilmsem kriteerium osutub ebatäpseks ja see pole põhjuseta. Fakt on see, et see ei ole otseselt seotud vananemismehhanismidega. Keskmisest vanainimesest portreed koostades hindame protsessi selle lõplike ilmingute järgi - justkui määraksime pudru valmisolekut väljapääsenud piima järgi. Kuid teravilja saab küpsetada panni piire jätmata, kui seda ettevaatlikult käsitseda, või võib see täita kogu pliidi juba küpsetamise alguses, kui lülitate liiga kõrgele tulele. Seetõttu tuleb vanadusesabast haaramiseks vaadata panni sisse ehk minna otsima vananemise põhjuseid ja selle esimesi ilminguid.

Kontrollimine lahingus

Pöördudes rahvatarkuse peamise allika – "Vikipeedia" poole, saame vastuseks: "Vanadus on eluperiood sigimisvõime kaotamisest kuni surmani." See määratlus tundub loogiline, sest erinevalt eelmistest peegeldab see konkreetseid muutusi kehas. Lisaks tundub see päris selge – erinevalt vanaduse välistest tunnustest saab paljunemisvõimet lihtsalt mõõta: lubada loomal paarituda teiste isenditega ja vaadata, kas ta annab järglasi.

Kuid inimest pole selle kriteeriumi järgi eriti mugav hinnata.

Esiteks ei püüa kõik inimesed pidevalt paljuneda, näidates oma paljunemisvõimet.

Teiseks pole väga selge, millise parameetri järgi on vaja seda potentsiaali määrata: kas järglaste sünnivõime või laos olevate sugurakkude arvu järgi. Kaasaegsed reproduktiivtehnoloogiad võimaldavad naisel lapse ilmale tuua ja sünnitada 50- või isegi 60-aastaselt (Guinnessi raamatus on vanim sünnirekord peaaegu 67-aastane), kuid munad, vähemalt terved, on tavaliselt need saavad otsa kuskil 40-45 aasta pärast.

Kolmandaks toimib reproduktiivkriteerium meeste ja naiste puhul erinevalt. Spermatosoidid tekivad erinevalt munadest pidevalt ja mehe organism suudab neid toota kuni surmani isegi siis, kui tema eakaaslasel pole pikka aega sugurakke järel. Samal ajal ilmnevad meestel ja naistel peaaegu üheaegselt vanaduse välised tunnused nagu hallid juuksed ja kortsud ning naised elavad reeglina kauem.

Vanaduse mõõtmine reproduktiivpotentsiaali järgi osutub sama ebamugavaks kui välimuselt. Kaasaegsed 40- ja 50-aastased naised näevad kõigis meie juba loetletud parameetrites noored välja, kuid enamasti ei julge nad enam lapsi sünnitada - ja me ei saa kontrollida, kas nad on selleks võimelised. Ja kosmeetikute ja ilukirurgide hoolega õnnestub mõnel oma välist noorust säilitada isegi 70-aastaselt.

Me loeme mutatsioone

Kui loengutel küsin kuulajatelt, mis on vanadus, siis sageli vastatakse mulle: need on kehas esinevad rikked ja häired. Sellesse määratlusse sobib ka paljunemiskriteerium: paljunemisvõimetus on üks neist riketest. Kuid kuna see võib varem või hiljem tekkida igas konkreetses inimeses, seoses muude vananemismärkidega, ei ole mõistlik võtta seda vanaduse mõõdupuuks, kui tahame leida kõigile ühtse pidepunkti.

Saate koostada nimekirja probleemidest, mis on tüüpilised vanale organismile. Seda põhimõtet kasutavad Searle S. D., Mitniski A., Gahbauer E. A., Gill T. M., Rockwood K. Standardprotseduur nõrkusindeksi loomiseks // BMC Geriatrics. 2008 sept; 8. (nende juurde tuleme tagasi bioloogilise vanuse peatükis), mida vananemist uurivad arstid sageli kasutavad. Haprusindeks on sümptomite ja vanusega seotud haiguste kogum, mille konkreetne patsient on kogunud. Mida kõrgem on indeksi väärtus, seda lähemal vanadusele.

Indeksiga võib juhtuda sama pahandus, mis vanaduse väliste tunnustega: kui keskendume tagajärjele, mitte põhjusele, on rikkad inimesed keskmiselt nooremad kui nende vaesed eakaaslased.

See aga ei tähenda, et vananemisprobleemi saaks lihtsalt "rahaga üle ujutada": lõpuks surevad rikkad nagu vaesedki ega ole vähem huvitatud oma eluea pikendamisest.

Seetõttu peame vaatama sügavamale - üksikutesse rakkudesse ja molekulidesse ning otsima vananemise märke juba mikroskoopilisel tasemel.

DNA punktmutatsiooni, st ühe "tähe" (nukleotiidi) asendamist selle "tekstis" (järjestuses) teisega, võib pidada vanaduse molekulaarse märgi näiteks. Enamikul juhtudel ei mõjuta sellised üksikud asendused raku eluiga, kuna geneetiline kood on üleliigne ja kindlustatud juhuslike vigade eest. Kuid rike võib toimuda ka mõnes olulises kohas geenis – siis see kas lakkab üldse töötamast või osutub selle kodeeritav valk deformeerituks. Mutantvalk täidab mõnikord oma ülesandeid tavapärasest paremini või halvemini ning mõlemal juhul võib see viia organismile ebameeldivate tagajärgedeni, näiteks kasvaja tekkeni.

Kõik punktmutatsioonid ei mõjuta organismi eluiga, kuid üsna raske on kindlaks teha, millist mõju igaüks neist individuaalselt tekitab. Seetõttu võib lihtsuse huvides lugeda mistahes punktmutatsiooni rikkeks. Lõppkokkuvõttes muudab ükskõik milline neist rakus oleva DNA erinevaks "algsest", geneetilise teabe algsest kandjast.

2018. aastal avaldasid artiklid kaks Bae T. jt. Erinevad mutatsioonimäärad ja mehhanismid inimese rakkudes pregastrulatsiooni ja neurogeneesi ajal // Teadus. 2018 veebruar; 359 (6375): 550–555. rühmad Lodato M. A. et al. Vananemine ja neurodegeneratsioon on seotud inimese üksikute neuronite suurenenud mutatsioonidega // Teadus. 2018 veebruar; 359 (6375): 555-559. teadlased, kes uskusid punktmutatsioone inimeste närvirakkudes. Teadlased mõtlesid, millal need mutatsioonid tekivad ja kui palju neist koguneb elu jooksul. Selleks võtsid nad täiskasvanute ajust mitu naabernärvirakku – ja embrüote aju alge (teadlased töötasid abordi tulemusel saadud materjaliga) ja lugesid nende DNA-d. Ideaalis peaks kõigis meie keharakkudes DNA nukleotiidide järjestus olema sama. Kuid elu jooksul kogub iga rakk teistest sõltumatult "ühetähelisi" asendusi. Seega, kui võrrelda kahte rakku üksteisega, on punktide erinevuste arv DNA tekstis võrdne mutatsioonide arvuga igas rakus.

Arvutuste tulemused osutusid hirmutavaks. Embrüo arengu alguses, kui viljastatud munarakk jaguneb esimesteks rakkudeks, jaguneb see ligikaudu kord päevas. Iga selline jagunemine, nagu selgus, toob endaga kaasa juba keskmiselt 1, 3 uut mutatsiooni. Hiljem, kui närvisüsteem hakkab moodustuma – 15. arengunädalaks – lisab iga päev rakkudele veel umbes viis mutatsiooni. Ja neurogeneesi ehk rakkude jagunemise lõpuks enamikus areneva aju piirkondades – see on umbes 21. nädal – kannab iga rakk juba 300 ainulaadset punktmutatsiooni. Inimese sündimise ajaks koguneb nendesse rakkudesse, mis jätkavad jagunemist, kuni 1000 mutatsiooni. Ja siis elu jooksul muteerub DNA aeglasemalt, umbes 0,1 viga päevas ja 45. eluaastaks sisaldavad rakud ligikaudu 1500 mutatsiooni ja 80. eluaastaks juba 2500.

Kui me, nagu kokku lepitud, peame iga mutatsiooni lagunemiseks, see tähendab vanaduse märgiks, siis selgub, et inimene hakkab vananema kohe pärast viljastumist, alates viljastatud munaraku esimesest jagunemisest. Kuidas saab aga veel moodustunud struktuur laguneda?

Molekulaarsel tasandil saab kinnitust meie intuitiivne arusaam vananemisest: see ei ole sündmus, vaid pidev protsess.

Mutatsioonid ei teki ootamatult, vaid kogunevad esimesest arengupäevast kuni elu lõpuni. Ja kuhu tõmmata "nooruse DNA" piir, on täiesti arusaamatu. Kui vanadust loetakse esimese mutatsiooni ilmnemisest, siis tuleb mitmest rakust koosnev hunnik tunnistada vanaks. Ja kui proovime seada mutatsioonide arvule läviväärtust, siis seisame silmitsi sama probleemiga, mis pensioniea puhul: et piir meid ei üllataks, peame lootma muudele vanaduse tunnustele. - välimus, paljunemisvõime või midagi muud., - mis, nagu me juba teame, on ebausaldusväärsed.

Võiks keskenduda mitte vigade ilmnemise hetkele, vaid mutatsiooni kiirusele – näiteks helistada vanale, kelle mutatsioonid hakkavad kiiremini ilmnema. Kuid ka siin ootab meid konks: närvirakud koguvad vigu enne sündi kiiremini kui pärast seda. Sünni ajaks sisaldavad nad juba üle kolmandiku kõigist mutatsioonidest, mis neil õnnestub kogu elu jooksul saada. Võiks otsustada, et see on närvikoe rakkude iseärasus, mis moodustuvad peaaegu täielikult embrüonaalses perioodis ja seejärel pärast lapse sündi peaaegu ei paljune. Kuid ei, täiskasvanud inimese soole- või maksarakud muteerivad Blokzijl F. et al. Koespetsiifiliste mutatsioonide akumuleerumine inimese täiskasvanud tüvirakkudes elu jooksul // Loodus. 2016 okt; 538: 260-264. umbes sama kiirusega kui närvilised - umbes 0,1 viga päevas. Ja see tähendab, et vigade kokkulugemine ei vii meid vanaduse definitsioonile lähemale.

Me paneme diagnoosi

Tundub, et me ei suuda vanadust ja vana inimest üheselt defineerida: vananemine on järkjärguline protsess, millel on lõpp, kuid ilma alguseta. Siiski on inimesi, kes jätkavad võitlust vananemisega, hoolimata määratluste puudumisest – need on arstid. Nad tunnevad vanadust ära konkreetsete ilmingute järgi: vanusega seotud haigused ja võitlevad – võimalusel – nendega otse. Kõik, mida arst saab täna teha eaka patsiendi heaks: hambaid vahetada, kuuldeaparaati panna, südant tervendada või sarvkesta siirdada – keha pisiremont, üksikute osade vahetus. Seetõttu on vanadus arsti seisukohalt kõige levinumate vigade kogum, mida saab parandada.

Meditsiinilisele lähenemisele tasub anda oma osa: see on seni kõige tõhusam viis eluiga pikendada.

Mis tahes vananemise aluseks olevad mehhanismid ka poleks, me ei tea endiselt, kuidas nendega toime tulla, kuid me saame hõlpsalt jagu paljudest otsestest surmapõhjustest: arenenud riikide elanikud ei sure enam massiliselt nakkustesse, halvatus pole ammu enam karistus, ja kõrge vererõhu või veresuhkru tasemega toimetulemiseks saab nüüd hakkama pillidega. Keskmine oodatav eluiga on viimase sajandi jooksul pikenenud. Föderaalne osariigi statistikateenistus. Statistikabülletään 2007. peaaegu kahekordistunud. Selles mõttes on võitlus vanadusega, hoolimata vaenlase selge määratluse puudumisest, juba täies hoos.

Aga kui me räägime vananemise tagasipööramisest, siis vaevalt kujutame ette igavest võitlust vanusega seotud haigustega. Tõenäoliselt tahaksime, et neid isegi ei tekiks. Seetõttu tuleb vanaduspilli, kui sellise välja mõtleme, võtta juba enne murettekitavate sümptomite ilmnemist. See tähendab, et pill peab võitlema haigusega, mida veel ei eksisteeri. See, mida praegu nimetatakse "vanaduseks" rahvusvahelises haiguste klassifikatsioonis (dokument, mida Maailma Terviseorganisatsioon avaldab iga 10 aasta tagant, et ühtlustada meditsiinilisi diagnoose erinevates riikides), kirjeldab standardset vanusega seotud sümptomite kogumit: "seniilne vanus"., seniilne nõrkus, seniilne asteenia." Aga kaasaegne meditsiin ise ei pea vananemist haiguseks.

Hea või halb on vaieldav küsimus. Ühest küljest takistab selline asjade seis tõsiselt teaduse arengut. Isegi kui gerontoloogid Spetsialistid, kes ravivad ja uurivad üle 60-aastaste inimeste tervist. leppida kokku, keda peetakse vanaks ja keda nooreks, nüüd ei saa nad teha ühegi vanaduse tableti kliinilisi uuringuid ja kontrollida, kas see töötab või mitte. Sellise testi eest ei saa nad ei raha ega eetikakomiteedelt luba. Selle probleemi lahendamiseks proovivad nad ravimeid vanusega seotud haiguse, näiteks liigesepõletiku jaoks. Kui patsientidel enam liigesevalu ei ole, on see igal juhul hea. Ja kui nad elavad samal ajal keskmisest kauem, on see veelgi parem.

Teisest küljest kujutame ette, et vanadus on ametlikult endiselt haiguseks liigitatud. Siis saab kohe selgeks, et märkimisväärne osa maailma elanikkonnast on haiged ja ravimatud. Ja kui mõõta vananemist mutatsioonide arvu järgi, on kõik haiged. Arsti seisukohalt on see absurd: haigus on kõrvalekalle normist, aga kust otsida normi, kui terveid inimesi pole?

Seni pole gerontoloogid ja arstid üksmeelele jõudnud: esimesed avaldavad Bulterijs S., Hull R., Björk V., Roy A. On aeg liigitada bioloogiline vananemine haiguseks // Frontiers in genetics. 2015 juuni. kutsub üles tunnistama vananemist kui haigust, viimased seisavad jonnakalt vastu. Küll aga kahtlustan, et varem või hiljem peavad arstid alla andma: siin-seal hakkavad üksikud biohäkkerid enda peal katsetama ning julged teadlased käivitavad katsealuste endi kulul erakliinilisi vanaduspillide katsetusi. Selle kaosega on kasutu võidelda, nii et ühel päeval peab meditsiiniringkond seda juhtima ja tunnistama vanadust üheks paljudest inimkonna haigustest ning samal ajal leppima kokku ühtses määratluses.

Polina Loseva on hariduselt bioloog, lõpetanud Moskva Riikliku Ülikooli bioloogiateaduskonna embrüoloogia osakonna. Kirjutab artikleid portaalidele "Pööning", "N + 1", "Elements", OLYA ja populariseerib teadust. Vastupäeva räägib ta vananemise mehhanismidest, katsetest luua "vanaduse pille" ja viisidest, kuidas paratamatust edasi lükata.