Pigułka na starość

Ciało jednorazowego użytku
Rozmowa z prof. Ewą Sikorą z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN o tym czy starzenie ma sens
Prof. Ewa Sikora
Leszek Zych/EAST NEWS

Prof. Ewa Sikora

Marcin Rotkiewicz: – Jak pani jako biolog odpowiedziałaby na proste pytanie: po co się starzejemy?

Ewa Sikora: – Chce pan wiedzieć, dlaczego w toku ewolucji w ogóle pojawiło się coś takiego jak starzenie?

Czy za tym, bardzo przykrym dla nas, procesem kryje się jakikolwiek biologiczny sens?

Może zacznijmy od tego, że dla człowieka starzenie się i związane z nim choroby to stosunkowo nowe doświadczenie. Nasz gatunek liczy sobie około 150 tys. lat, a historia cywilizacji to zaledwie kilka tysięcy lat. Jej rozwój, zwłaszcza w ciągu ostatnich stuleci, sprawił, że doświadczamy starzenia się w stopniu nieznanym większości naszych przodków. Z powodu chorób, ataków drapieżników i innych szkodliwych czynników w zamierzchłych czasach człowiek żył średnio 40 lat. Dziś w wysoko rozwiniętych krajach żyjemy dwa razy dłużej. Pewien amerykański lekarz bardzo trafnie to określił: „Jesteśmy ludźmi z epoki kamienia w pociągu ekspresowym”.

Zwierzęta też się starzeją.

Ale tylko kilka gatunków żyjących na wolności wykazuje symptomy starości, np. słonie. Reszta po prostu nie dożywa sędziwego wieku.

To jednak nie wyjaśnia sensu starzenia.

Najbardziej przekonująca hipoteza mówi, że starość jest nierozerwalnie związana z rozmnażaniem płciowym. Płeć wyewoluowała najprawdopodobniej z dwóch powodów. Po pierwsze, by w wyniku mieszania materiału genetycznego różnych osobników szybciej pojawiały się u potomstwa nowe mutacje, mogące np. coś usprawnić w organizmie, wytworzyć jakąś nową korzystną cechę. Po drugie, zmienność genetyczna jest potrzebna w wyścigu z pasożytami, np. bakteriami lub wirusami. Można użyć takiej metafory, że dostają się one do naszego organizmu za pomocą chemicznego klucza. Dlatego cały czas musimy zmieniać nasze chemiczne zamki w komórkach. Temu też służy mieszanie genów.

Jaki ma to związek ze starzeniem się?

Tom Kirkwood, jeden z najwybitniejszych brytyjskich badaczy procesów starzenia się, sformułował teorię ciała jednorazowego użytku – po spłodzeniu (i w przypadku niektórych gatunków odchowaniu) potomstwa dłuższe inwestowanie w podtrzymanie życia to z biologicznego punktu widzenia zupełne marnotrawstwo.

Przyroda dba o to, by Ziemia nie zapełniła się ponad miarę bardzo długo żyjącymi organizmami?

Wiara w celowość przyrody jest błędna. Ewolucja to samolubny proces, w którym pojedyncze organizmy dbają wyłącznie o własne geny, nie liczy się nawet coś takiego jak dobro gatunku i ma to bezpośredni związek ze starzeniem się. Rozmnażanie płciowe wymaga bowiem dużych nakładów energii. Potrzebne są one również do prawidłowego funkcjonowania ciała, obrony przed pasożytami etc. Zasoby energii są ograniczone, więc organizm musi je rozsądnie inwestować. Wraz z upływem czasu kumulują się uszkodzenia komórkowe i funkcjonowanie starzejącego się ciała staje się coraz bardziej kosztowne. Po co więc nadal podtrzymywać je przy życiu, gdy geny zostały już przekazane potomstwu? Dlatego organizmy szybko rozmnażające się żyją krócej. Ponadto te, które są wystawione na duże ryzyko ze strony np. drapieżników, będą więcej inwestować w szybkie spłodzenie potomstwa niż w mechanizmy naprawcze ciała. Słonie żyją długo, bo nikt, poza człowiekiem i chorobami, nie jest w stanie im zagrozić. Żółwie z kolei chroni skutecznie przed atakami pancerz.

Z kolei mózg człowieka potrzebuje dużo czasu, by dojrzeć. Ludzkie potomstwo pozostaje bardzo długo – w porównaniu z innymi gatunkami – bezbronne i wymagające opieki. Dlatego sporo inwestujemy w podtrzymanie działania naszych ciał i żyjemy stosunkowo długo.

Rozmnażanie płciowe pojawiło się około miliarda lat temu, tymczasem pierwsze organizmy jednokomórkowe 2,5 mld lat wcześniej. Czy w takim razie przez większość ewolucyjnej historii życia na Ziemi nie istniało zjawisko starzenia się?

I tak, i nie. Tak, gdyż rzeczywiście takie organizmy jak np. bakterie rozmnażające się przez podział komórki są w pewnym sensie nieśmiertelne. Lub, mówiąc precyzyjniej, nie starzeją się, choć przecież mogą zginąć – np. z powodu zmiany warunków środowiskowych.

Nie, bo nawet wśród bakterii pojawiają się takie komórki, które w pewnym momencie przestają się dzielić i giną w sposób naturalny. Czy to jest proces podobny do starzenia się? Trudno jednoznacznie powiedzieć. Natomiast można pokusić się o generalizację: starzenie się to dość nowy wynalazek ewolucji.

Rekordzistami długowieczności są rośliny – kilka lat temu w jednym z naukowych czasopism doniesiono o odkryciu w Skandynawii świerków liczących aż 9 tys. lat. Jak to możliwe?

Upraszczając, można powiedzieć, że u roślin, inaczej niż np. u zwierząt, nie ma tak ścisłego rozgraniczenia pomiędzy komórkami rozrodczymi a komórkami ciała. Wie to każdy, kto choć raz urwał mały fragment jakiejś rośliny – tzw. szczepkę – i wyhodował z niego nowy dorodny okaz. Inwestycja energii w ciało jest zatem jednoznaczna z dbaniem o komórki rozrodcze.

Czy istnieją geny starzenia się?

Nie, starzenie się w żaden sposób nie jest zaprogramowane.

Jaki więc jest jego mechanizm?

Tlen jest główną przyczyną starzenia się. Dzieje się tak, gdyż produktem ubocznym oddychania tlenowego komórek są bardzo aktywne formy tego pierwiastka, tzw. wolne rodniki tlenowe. Potrafią one siać prawdziwe spustoszenie w komórkach, a najgroźniejsze spośród uszkodzeń są te w materiale genetycznym. Nie jesteśmy wobec wolnych rodników bezbronni: potrafimy je unieszkodliwiać i naprawiać błędy powstałe w DNA. Jednak nie jest to proces w 100 proc. skuteczny i uszkodzenia z upływem czasu się nawarstwiają. Organizm musiałby więc coraz więcej energii poświęcać na naprawę siebie, co z ewolucyjnego punktu widzenia nie ma sensu.

W tym roku Nagrodę Nobla otrzymali odkrywcy tzw. telomerów. Są to zakończenia chromosomów, czyli ciasno upakowanych nici DNA. Telomery skracają się wraz z każdym podziałem komórki. Gdy są już bardzo krótkie, komórka przestaje się dzielić i się starzeje. Czy telomery pełnią zatem kluczową rolę w tym procesie?

Sprawa jest bardziej skomplikowana. Na przykład u gryzoni telomery w ogóle nie ulegają skróceniu, a jednak komórki się starzeją. Natomiast u ludzi, gdy osiągają krytyczną długość, wysyłają komórce sygnał uszkodzenia DNA.

Paradoksalnie uszkodzenia DNA mogą prowadzić do śmierci komórki, gdy są bardzo rozległe, ale także mogą spowodować przekształcenie jej w komórkę nieśmiertelną, bo nowotworową. Znamy jeszcze jedną odpowiedź komórki na uszkodzenia DNA – jej starzenie się. Proces starzenia komórek polega na zatrzymaniu ich podziałów i jednym z mechanizmów za to odpowiedzialnych jest skracanie się telomerów.

Czyli w procesie starzenia kluczowe wydaje się nawarstwianie uszkodzeń DNA?

Tak, choć nadal nie wiadomo, jaki jest krytyczny próg tego typu uszkodzeń, po osiągnięciu którego komórka nie jest w stanie sama skutecznie się naprawiać.

Co się dzieje z komórką, która się zestarzeje, ale nie umrze?

Mogłoby się wydawać, że taka komórka jest niegroźna i zajmuje jedynie miejsce w organizmie, co stanowi objaw starzenia się. Niestety, staje się również bardzo szkodliwa. Na skutek uszkodzeń DNA całkowicie zmienia się w niej aktywność genów i zaczyna wydzielać do organizmu m.in. tak zwane cytokiny prozapalne. Jak sama nazwa wskazuje, powodują one stan zapalny.

Cytokiny są niebezpieczne?

Na dłuższą metę tak – sprzyjają bowiem chorobom nowotworowym, m.in. pobudzając komórki do namnażania się. Prawdopodobnie powodują też choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera, oraz miażdżycę. Można to podsumować: proces starzenia się to chroniczny (w odróżnieniu od ostrego) stan zapalny całego organizmu.

Dlaczego stare komórki wytwarzają akurat cytokiny?

Tego nie wiemy, ale możemy pokusić się o stwierdzenie, że po to, aby podtrzymywać swoje życie, gdyż cytokiny wydzielane przez stare komórki nie tylko stymulują wzrost komórek nowotworowych, ale także pozytywnie oddziałują w ten sposób same na siebie.

Mamy dziś do dyspozycji wiele środków przeciwzapalnych, czy one nie są skuteczne w walce z procesem zapalnym związanym ze starością?

Są podejmowane takie próby w walce z chorobą Alzheimera. Wiemy też, że substancje te działają przeciwnowotworowo.

Wspomniała pani o niebezpiecznej drodze, na którą wstępują komórki – poza starzeniem się albo śmiercią…

Tak, mogą przekształcić się w komórki nowotworowe.

Amerykański uczony William R. Clarke określił to następująco: „wydaje się, że komórki guzów nowotworowych odzyskały pierwotny stan łaski – potencjalną nieśmiertelność, która była udziałem pierwszych komórek na Ziemi”.

To bardzo trafne spostrzeżenie. Komórki te rzeczywiście zaczynają dzielić się w nieskończoność, stając się nieśmiertelne, ale na krótką metę. Zabijają przecież organizm, dzięki któremu żyją.

W laboratoriach na całym świecie intensywnie pracuje się nad lekami mającymi znacznie łagodzić objawy starzenia. Bardzo obiecującą substancją wydaje się np. resweratrol, obecny m.in. w skórkach czerwonych winogron.

Mechanizm działania resweratrolu jest dziś bardzo dobrze znany. Wykazuje on działanie antyoksydacyjne (czyli neutralizuje wolne rodniki tlenowe), przeciwzapalne i przeciwnowotworowe. Budzi nadzieje jako związek zapobiegający starzeniu komórkowemu, a więc potencjalnie może rzeczywiście przedłużać życie. Ale takich naturalnych związków jest prawdopodobnie więcej. W Polsce badamy kurkuminę, będącą składnikiem curry, która wykazuje bardzo podobne właściwości do resweratrolu. Ona też wydaje się potencjalnie niemal cudownym związkiem – działa przeciwnowotworowo, przeciwzapalnie, obniża cholesterol, pomaga w regeneracji tkanek uszkodzonych toksynami, np. alkoholem. Podsumowując – obydwie substancje są bardzo obiecujące, ale czy skuteczne jako związki wydłużające życie, pokażą dopiero twarde rezultaty badań.

Co w takim razie współczesna medycyna może doradzić człowiekowi, który chce się przyjemnie i nie za szybko zestarzeć?

Niestety, nie powiem nic odkrywczego: należy dbać o dietę, ale nie pomogą nam suplementy złożone z witamin i mikroelementów, które w nadmiarze wręcz szkodzą. Ważna jest także umiarkowana aktywność fizyczna, natomiast sport wyczynowy zdecydowanie odradzam, bo to prosta droga do szybszego zestarzenia się. Największym zagrożeniem jest otyłość, która zdecydowanie przyspiesza ten proces – u grubych dzieci obserwuje się choroby wieku starczego.

Niskokaloryczna dieta wręcz opóźnia starzenie. Na świecie istnieją nawet towarzystwa ludzi przyjmujących dziennie tylko ok. 1500 kalorii. Warto się tak męczyć?

Rzeczywiście, niedobór kalorii opóźnia procesy starzenia. Mechanizm tego zjawiska dobrze znamy – opiera się on m.in. na metabolizmie glukozy i insuliny. Niższe spożycie cukrów powoduje mniejsze wydzielanie insuliny, co z kolei przekłada się na aktywację genów związanych z obroną przed wolnymi rodnikami tlenowymi. Z drugiej strony spowolniona zostaje przemiana materii w komórkach – mniej oddychają, dzięki czemu obniża się liczba wolnych rodników. Proszę jednak pamiętać, że niskokaloryczna dieta ma swoje skutki uboczne – hamuje płodność, a nawet prowadzi do problemów psychicznych. Trzeba więc wybrać między jakością a potencjalną długością życia. Na razie bowiem cudownej pigułki na starość nie ma. Ale pocieszające jest to, że żyjemy coraz dłużej.

Czy za 10–15 lat będzie można kupić w aptece specyfik łagodzący starość i wydłużający życie?

Wierzę w postęp nauki, choć czasami zwycięża we mnie pesymizm, bo proces starzenia jest bardzo skomplikowany. Im dłużej żyjemy, tym większe prawdopodobieństwo, że dotkną nas choroby wieku podeszłego. Poza tym, co dobre jest dla jednostki, niekoniecznie musi być korzystne dla wszystkich. Niestety, odpowiedź na pańskie pytanie brzmi: nie wiem.

 

Czytaj także

Co nowego w nauce?

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną