W kolońskim laboratorium dr Mark Benecke pracuje nad tajemnicą długowieczności
Dzięki zablokowaniu jednego genu udało mu się już znacznie przedłużyć życie robaka Caenorhabditis elegans. W wypadku gatunku homo sapiens taki sukces (proporcjonalnie) oznaczałby szansę dożycia kilkuset lat. Genów odpowiedzialnych za procesy starzenia się jest około siedmiu tysięcy.
W poprzednich tysiącleciach z powodu epidemii, wojen i klęsk głodu ludzie żyli średnio 35 lat. Człowiek urodzony w 1890 r. w najlepszym razie dożywał czterdziestki. Przełomem było ostatnie stulecie, w którym odkryto mikroorganizmy wywołujące choroby, penicylinę, szczepienia ochronne i zaczęto zwracać uwagę na warunki higieniczne. Liczba stulatków żyjących w krajach uprzemysłowionych co dziesięć lat się podwaja. Najstarszych ludzi świata należy szukać jednak na Kaukazie, w Pakistanie i Bułgarii. Średnio najdłużej żyją Japończycy: kobiety prawie 84 lata, mężczyźni zaś ponad 72 lata.
Większe szanse na dożycie setki mają osoby mieszkające z rodziną niż przebywające w domu starców. Przeciętny stulatek ma silną osobowość, niewiele pali i rzadko pije alkohol. Nie przeżywa dużych wahań wagi, nie przechodził ciężkich przewlekłych chorób, jest aktywny, pewny siebie, dominujący. Najczęściej wykonuje pracę umysłową. Psycholog Lewis Truman po przestudiowaniu życiorysów ponad 1,5 tys. osób doszedł do wniosku, że na długość życia wpływają przede wszystkim dwa czynniki: rozwód rodziców i cechy osobowości. Osoby, których rodzice się rozstali, żyją średnio aż cztery lata krócej. Jeszcze większe znaczenie ma nasz charakter. Szanse na dożycie setki mają ludzie rozsądni, skromni i uczciwi. Znamienne, że nie dotyczy to osób bardzo otwartych, wręcz tryskających optymizmem. Są one bowiem często egocentryczne, impulsywne i ulegają nałogom.
Naukowcy od lat prowadzą dyskusję na temat uwarunkowań długowieczności. Część sądzi, że jest ona genetycznie zakodowana i po upływie określonego czasu zegar biologiczny komórek po prostu się zatrzymuje. Inni twierdzą, że organizm przez lata jest wyniszczany przez produkty uboczne zachodzących w ciele reakcji biochemicznych. Przemiana materii każdej żywej istoty nastawiona jest na określoną wydajność, a żyjąc na zwiększonych obrotach, dużymi krokami zbliżamy się do wyczerpania możliwości organizmu. Richard Weindruch z Uniwersytetu Madison twierdzi, że dowodem na to są chociażby różnice w długości życia poszczególnych gatunków. Na przykład ryjówki, które zużywają 250 kalorii na gram masy ciała, żyją najwyżej osiemnaście miesięcy, natomiast świnia (12 kalorii na gram masy ciała) może dożyć prawie trzydziestki. Siegfried Hekimis z Montrealu przedłużył życie robaków, modyfikując ich materiał genetyczny. Robaki żyły 50 dni, podczas gdy rekord w wypadku nie zmutowanych osobników wynosi zaledwie dziesięć dni. Modyfikacja spowodowała zmniejszenie tempa czynności fizjologicznych, a zatem robaki egzystowały dłużej po prostu dlatego, że jedzenie, trawienie, poruszanie się, a nawet seks były spowolnione. Metodę tę można również zastosować u istot na wyższym stopniu ewolucji, nawet bez przeprowadzania równoległych mutacji. Richard Weindruch z Uniwersytetu Madison trzyma myszy i szczury na diecie, zwalniając tym samym tempo procesów biochemicznych zachodzących w ich komórkach. Zwierzętom dostarczane są tylko dwie trzecie normalnej dawki kalorii, ale ich pożywienie zawiera wszystkie potrzebne witaminy i mikroelementy. Okazuje się, że szczupłe gryzonie nie tylko żyją dłużej, ale są również zdrowsze. Ponieważ ich komórki muszą się uporać z niewielką dawką substancji odżywczych, powstaje w nich mniej szkodliwych produktów przemiany materii (na przykład wolnych rodników). W konsekwencji nieodwracalne zmiany w proteinach, DNA i mitochondriach następują o wiele później. Głodówka ma też jednak negatywne strony: zwierzęta na diecie niechętnie się rozmnażają. Między innymi z tego powodu naukowcy nie spieszą się z zastosowaniem tej metody u ludzi. Weindruch od lat przestrzega ścisłej diety, dzięki której ma zamiar dożyć przynajmniej setki, ale ostrzega, że w żadnym razie nie powinna jej stosować młodzież przed dwudziestym rokiem życia. Pozytywne efekty umiarkowania w jedzeniu i piciu potwierdzają statystyki: okazuje się, że większość osób, którym udało się dożyć setki, nie dojada. Dzienna porcja kalorii spożywanych przez przeciętnego stulatka wynosi zaledwie 1200-1900 (większość staruszków ma 5-10 proc. niedowagi). Podobnie kobiety żyją dłużej niż mężczyźni właśnie dlatego, że zużywają zdecydowanie mniej energii. Naukowcy przewidują jednak w przyszłości stopniowe zatarcie się tej różnicy z powodu emancypacji, która przyczyniła się do zmiany trybu życia przez kobiety oraz wypełniania typowo męskich zadań.
Początkiem rewolucji w dziedzinie badań nad przedłużeniem życia było dokonane na początku lat 60. odkrycie śmiertelności komórek ludzkiego organizmu. Od tej pory naukowcy poszukują sposobu zablokowania tego procesu metodami genetycznymi. Grupie badaczy z Mediolanu udało się wyhodować myszy żyjące o siedem miesięcy (czyli o 30 proc.) dłużej niż przeciętnie. Zwierzęta nie tylko świetnie się czują, ale też rozmnażają się bez problemów. Recepta wydaje się prosta: w organizmach gryzoni zablokowano gen apoptozy, która prawdopodobnie odpowiedzialna jest za program komórkowej samozagłady. Wynik doświadczenia może mieć niebagatelne znaczenie dla przedłużenia życia ludzkiego, gdyż nasz materiał genetyczny zawiera podobny gen, zwany P66. Daje on sygnał do samozniszczenia komórki w momencie, gdy jest tak osłabiona, że staje się zagrożeniem dla organizmu. P66 przyspiesza również procesy wzrostu oraz steruje mechanizmami naprawczymi, dzięki którym komórka radzi sobie z niewielkimi uszkodzeniami. Manipulacja apoptozą jest więc, zdaniem badaczy, bronią obosieczną: jej nadmiar prowadzi do osłabienia systemu immunologicznego i chorób mózgu, a niedobór - do zmian nowotworowych.
Naukowcy szacują, że za procesy starzenia odpowiedzialnych jest prawie siedem tysięcy genów. Zmodyfikowanie ich działania może zapewnić organizmowi długowieczność. Markowi Beneckemu dzięki zablokowaniu tak zwanego genu Clock-1 (odpowiedzialnego za procesy przemiany materii) udało się znacznie przedłużyć życie Caenorhabditis elegans (zaledwie czteromilimetrowego robaka). Prof. Heinz Osiewacz z Frankfurtu nad Menem hoduje z kolei długowieczne grzyby. Im również brakuje "genu starości" (dostarczające energii mitochondria w nie wyjaśniony sposób chronione są przed wyniszczającymi wolnymi rodnikami). Istotny wkład w wyjaśnienie funkcjonowania genów starości wniosły badania nad tzw. zespołem Wernera - chorobą, która w przerażającym tempie przyspiesza procesy starzenia. W wyniku tego schorzenia dwudziestolatki stają się niedołężnymi staruszkami; pacjenci rzadko dożywają pięćdziesiątki. Gerald Schellenberg z uniwersytetu w Seattle stwierdził, że zarówno u chorych z zespołem Wernera, jak i zdrowych ludzi w podeszłym wieku zaburzone jest wytwarzanie enzymu niezbędnego w procesie podziału komórkowego. Jego niedobór prowadzi do przyspieszonych mutacji komórek, co jest charakterystyczne dla wieku starczego. Schellenberg ma nadzieję, że regulacja produkcji tego enzymu umożliwi przedłużenie młodości.
Kolejny pomysł na rozszyfrowanie tajemnicy wiecznej młodości podsunęły badania nad rozwojem nowotworów. W komórkach rakowych zatrzymał się bowiem zegar biologiczny, którego wskazówkami są tzw. telomery (końcowe części chromosomu). Przy każdym podziale komórki telomer jest częściowo zużywany. Komórkom nowotworowym zaś udało się wyprodukować enzym pomagający odbudować zużyte telomery i w ten sposób skonstruować swoiste perpetuum mobile pozwalające im dzielić się teoretycznie w nieskończoność. Sztuki tej jednak nie opanowały komórki zdrowe - w momencie wykorzystania całego telomeru starzeją się i umierają. Naukowcy widzą w tym mechanizmie swoistą samoobronę przed rakiem: gdy komórka wymyka się spod kontroli organizmu i zaczyna się niepowstrzymanie dzielić na skutek zmian nowotworowych, zegar biologiczny przyspiesza, wyznaczając jej rychły koniec. Badacze przypuszczają, że właśnie zatrzymanie telomerowego mechanizmu mogłoby "nakłonić" komórki do samoregulacji, tak jak dzieje się to w wypadku nowotworów. "Teoretycznie zatrzymanie skracania telomerów oraz procesu starzenia się jest możliwe" - twierdzi prof. Jerry Shay z uniwersytetu w Dallas. Środkiem do osiągnięcia tego celu może się okazać zawarta między innymi w komórkach płciowych telomeraza (enzym pomagający w odbudowie zużytych komórek chromosomów).
Jeżeli uda się znaleźć sposób na wykorzystanie jej do odmładzania organizmu, przede wszystkim możliwe będą zastąpienie "zmęczonych" komórek układu immunologicznego ludzi chorych na AIDS oraz wymiana zużytych komórek chorych organów. Poza tym telomeraza może pomóc w leczeniu zmian skórnych, reumatyzmu czy łupieżu. Wielu naukowców ostrzega jednak przed pochopnym zastosowaniem tego eliksiru młodości. Cena może się okazać zbyt wysoka: zwiększone ryzyko
wystąpienia zmian nowotworowych. Prawdziwym sukcesem będzie dopiero przedłużenie życia komórki bez prowokowania tym samym zmian nowotworowych.
W poprzednich tysiącleciach z powodu epidemii, wojen i klęsk głodu ludzie żyli średnio 35 lat. Człowiek urodzony w 1890 r. w najlepszym razie dożywał czterdziestki. Przełomem było ostatnie stulecie, w którym odkryto mikroorganizmy wywołujące choroby, penicylinę, szczepienia ochronne i zaczęto zwracać uwagę na warunki higieniczne. Liczba stulatków żyjących w krajach uprzemysłowionych co dziesięć lat się podwaja. Najstarszych ludzi świata należy szukać jednak na Kaukazie, w Pakistanie i Bułgarii. Średnio najdłużej żyją Japończycy: kobiety prawie 84 lata, mężczyźni zaś ponad 72 lata.
Większe szanse na dożycie setki mają osoby mieszkające z rodziną niż przebywające w domu starców. Przeciętny stulatek ma silną osobowość, niewiele pali i rzadko pije alkohol. Nie przeżywa dużych wahań wagi, nie przechodził ciężkich przewlekłych chorób, jest aktywny, pewny siebie, dominujący. Najczęściej wykonuje pracę umysłową. Psycholog Lewis Truman po przestudiowaniu życiorysów ponad 1,5 tys. osób doszedł do wniosku, że na długość życia wpływają przede wszystkim dwa czynniki: rozwód rodziców i cechy osobowości. Osoby, których rodzice się rozstali, żyją średnio aż cztery lata krócej. Jeszcze większe znaczenie ma nasz charakter. Szanse na dożycie setki mają ludzie rozsądni, skromni i uczciwi. Znamienne, że nie dotyczy to osób bardzo otwartych, wręcz tryskających optymizmem. Są one bowiem często egocentryczne, impulsywne i ulegają nałogom.
Naukowcy od lat prowadzą dyskusję na temat uwarunkowań długowieczności. Część sądzi, że jest ona genetycznie zakodowana i po upływie określonego czasu zegar biologiczny komórek po prostu się zatrzymuje. Inni twierdzą, że organizm przez lata jest wyniszczany przez produkty uboczne zachodzących w ciele reakcji biochemicznych. Przemiana materii każdej żywej istoty nastawiona jest na określoną wydajność, a żyjąc na zwiększonych obrotach, dużymi krokami zbliżamy się do wyczerpania możliwości organizmu. Richard Weindruch z Uniwersytetu Madison twierdzi, że dowodem na to są chociażby różnice w długości życia poszczególnych gatunków. Na przykład ryjówki, które zużywają 250 kalorii na gram masy ciała, żyją najwyżej osiemnaście miesięcy, natomiast świnia (12 kalorii na gram masy ciała) może dożyć prawie trzydziestki. Siegfried Hekimis z Montrealu przedłużył życie robaków, modyfikując ich materiał genetyczny. Robaki żyły 50 dni, podczas gdy rekord w wypadku nie zmutowanych osobników wynosi zaledwie dziesięć dni. Modyfikacja spowodowała zmniejszenie tempa czynności fizjologicznych, a zatem robaki egzystowały dłużej po prostu dlatego, że jedzenie, trawienie, poruszanie się, a nawet seks były spowolnione. Metodę tę można również zastosować u istot na wyższym stopniu ewolucji, nawet bez przeprowadzania równoległych mutacji. Richard Weindruch z Uniwersytetu Madison trzyma myszy i szczury na diecie, zwalniając tym samym tempo procesów biochemicznych zachodzących w ich komórkach. Zwierzętom dostarczane są tylko dwie trzecie normalnej dawki kalorii, ale ich pożywienie zawiera wszystkie potrzebne witaminy i mikroelementy. Okazuje się, że szczupłe gryzonie nie tylko żyją dłużej, ale są również zdrowsze. Ponieważ ich komórki muszą się uporać z niewielką dawką substancji odżywczych, powstaje w nich mniej szkodliwych produktów przemiany materii (na przykład wolnych rodników). W konsekwencji nieodwracalne zmiany w proteinach, DNA i mitochondriach następują o wiele później. Głodówka ma też jednak negatywne strony: zwierzęta na diecie niechętnie się rozmnażają. Między innymi z tego powodu naukowcy nie spieszą się z zastosowaniem tej metody u ludzi. Weindruch od lat przestrzega ścisłej diety, dzięki której ma zamiar dożyć przynajmniej setki, ale ostrzega, że w żadnym razie nie powinna jej stosować młodzież przed dwudziestym rokiem życia. Pozytywne efekty umiarkowania w jedzeniu i piciu potwierdzają statystyki: okazuje się, że większość osób, którym udało się dożyć setki, nie dojada. Dzienna porcja kalorii spożywanych przez przeciętnego stulatka wynosi zaledwie 1200-1900 (większość staruszków ma 5-10 proc. niedowagi). Podobnie kobiety żyją dłużej niż mężczyźni właśnie dlatego, że zużywają zdecydowanie mniej energii. Naukowcy przewidują jednak w przyszłości stopniowe zatarcie się tej różnicy z powodu emancypacji, która przyczyniła się do zmiany trybu życia przez kobiety oraz wypełniania typowo męskich zadań.
Początkiem rewolucji w dziedzinie badań nad przedłużeniem życia było dokonane na początku lat 60. odkrycie śmiertelności komórek ludzkiego organizmu. Od tej pory naukowcy poszukują sposobu zablokowania tego procesu metodami genetycznymi. Grupie badaczy z Mediolanu udało się wyhodować myszy żyjące o siedem miesięcy (czyli o 30 proc.) dłużej niż przeciętnie. Zwierzęta nie tylko świetnie się czują, ale też rozmnażają się bez problemów. Recepta wydaje się prosta: w organizmach gryzoni zablokowano gen apoptozy, która prawdopodobnie odpowiedzialna jest za program komórkowej samozagłady. Wynik doświadczenia może mieć niebagatelne znaczenie dla przedłużenia życia ludzkiego, gdyż nasz materiał genetyczny zawiera podobny gen, zwany P66. Daje on sygnał do samozniszczenia komórki w momencie, gdy jest tak osłabiona, że staje się zagrożeniem dla organizmu. P66 przyspiesza również procesy wzrostu oraz steruje mechanizmami naprawczymi, dzięki którym komórka radzi sobie z niewielkimi uszkodzeniami. Manipulacja apoptozą jest więc, zdaniem badaczy, bronią obosieczną: jej nadmiar prowadzi do osłabienia systemu immunologicznego i chorób mózgu, a niedobór - do zmian nowotworowych.
Naukowcy szacują, że za procesy starzenia odpowiedzialnych jest prawie siedem tysięcy genów. Zmodyfikowanie ich działania może zapewnić organizmowi długowieczność. Markowi Beneckemu dzięki zablokowaniu tak zwanego genu Clock-1 (odpowiedzialnego za procesy przemiany materii) udało się znacznie przedłużyć życie Caenorhabditis elegans (zaledwie czteromilimetrowego robaka). Prof. Heinz Osiewacz z Frankfurtu nad Menem hoduje z kolei długowieczne grzyby. Im również brakuje "genu starości" (dostarczające energii mitochondria w nie wyjaśniony sposób chronione są przed wyniszczającymi wolnymi rodnikami). Istotny wkład w wyjaśnienie funkcjonowania genów starości wniosły badania nad tzw. zespołem Wernera - chorobą, która w przerażającym tempie przyspiesza procesy starzenia. W wyniku tego schorzenia dwudziestolatki stają się niedołężnymi staruszkami; pacjenci rzadko dożywają pięćdziesiątki. Gerald Schellenberg z uniwersytetu w Seattle stwierdził, że zarówno u chorych z zespołem Wernera, jak i zdrowych ludzi w podeszłym wieku zaburzone jest wytwarzanie enzymu niezbędnego w procesie podziału komórkowego. Jego niedobór prowadzi do przyspieszonych mutacji komórek, co jest charakterystyczne dla wieku starczego. Schellenberg ma nadzieję, że regulacja produkcji tego enzymu umożliwi przedłużenie młodości.
Kolejny pomysł na rozszyfrowanie tajemnicy wiecznej młodości podsunęły badania nad rozwojem nowotworów. W komórkach rakowych zatrzymał się bowiem zegar biologiczny, którego wskazówkami są tzw. telomery (końcowe części chromosomu). Przy każdym podziale komórki telomer jest częściowo zużywany. Komórkom nowotworowym zaś udało się wyprodukować enzym pomagający odbudować zużyte telomery i w ten sposób skonstruować swoiste perpetuum mobile pozwalające im dzielić się teoretycznie w nieskończoność. Sztuki tej jednak nie opanowały komórki zdrowe - w momencie wykorzystania całego telomeru starzeją się i umierają. Naukowcy widzą w tym mechanizmie swoistą samoobronę przed rakiem: gdy komórka wymyka się spod kontroli organizmu i zaczyna się niepowstrzymanie dzielić na skutek zmian nowotworowych, zegar biologiczny przyspiesza, wyznaczając jej rychły koniec. Badacze przypuszczają, że właśnie zatrzymanie telomerowego mechanizmu mogłoby "nakłonić" komórki do samoregulacji, tak jak dzieje się to w wypadku nowotworów. "Teoretycznie zatrzymanie skracania telomerów oraz procesu starzenia się jest możliwe" - twierdzi prof. Jerry Shay z uniwersytetu w Dallas. Środkiem do osiągnięcia tego celu może się okazać zawarta między innymi w komórkach płciowych telomeraza (enzym pomagający w odbudowie zużytych komórek chromosomów).
Jeżeli uda się znaleźć sposób na wykorzystanie jej do odmładzania organizmu, przede wszystkim możliwe będą zastąpienie "zmęczonych" komórek układu immunologicznego ludzi chorych na AIDS oraz wymiana zużytych komórek chorych organów. Poza tym telomeraza może pomóc w leczeniu zmian skórnych, reumatyzmu czy łupieżu. Wielu naukowców ostrzega jednak przed pochopnym zastosowaniem tego eliksiru młodości. Cena może się okazać zbyt wysoka: zwiększone ryzyko
wystąpienia zmian nowotworowych. Prawdziwym sukcesem będzie dopiero przedłużenie życia komórki bez prowokowania tym samym zmian nowotworowych.
Więcej możesz przeczytać w 15/2000 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.