Míg néhány ember időrendileg idősebb lehet, biológiai életkoruk sokkal fiatalabb lehet. FangXiaNuo/E+ a Getty Images segítségével

Valószínűleg ismersz valakit, aki úgy tűnik lassan öregszikévekkel fiatalabbnak tűnnek a születési dátumuknál. És valószínűleg az ellenkezőjét is tapasztaltad – valakit, akinek testét és elméjét az idő sokkal jobban feldúlta, mint másokét. Miért tűnik úgy, hogy egyes emberek siklanak aranyéveik ellenére, mások pedig élettani nehézségekkel küzdenek középkorukban?

Én az öregedés területén dolgozott egész tudományos pályafutásom során, és az öregedés sejt- és molekuláris biológiáját tanítom a Michigani Egyetemen. Az öregedéssel kapcsolatos kutatások általában nem arra irányulnak, hogy megtalálják azt az egyetlen gyógymódot, amely megoldja mindazt, ami idős korban szenvedhet. Ehelyett a munka elmúlt egy-két évtizede az öregedésre mint többtényezős folyamatra mutat rá – és egyetlen beavatkozás sem állíthatja meg az egészet.

Mi az öregedés?

Az öregedésnek sokféle meghatározása létezik, de a tudósok általában egyetértenek néhány közös vonás: Az öregedés időfüggő folyamat, amely fokozott sebezhetőséget eredményez a betegségekkel, sérülésekkel és halállal szemben. Ez a folyamat egyrészt belső, amikor a saját tested új problémákat okoz, másrészt külső, amikor a környezeti sértések károsítják a szöveteidet.

A tested abból áll billió sejt, és mindegyik nem csak egy vagy több, a benne található szövetre jellemző funkcióért felelős, hanem saját magát életben tartásáért is el kell végeznie. Ez magában foglalja a tápanyagok anyagcseréjét, a salakanyagoktól való megszabadulást, a jelek cseréjét más sejtekkel és a stresszhez való alkalmazkodást.

Az öregedés számos fiziológiai tényező eredménye.

Az a baj, hogy minden egyes folyamat és komponens az egyes sejtekben megszakadhat vagy megsérülhet. Így sejtjei sok energiát fordítanak minden nap a problémák megelőzésére, felismerésére és megoldására.

Az öregedés a képesség fokozatos elvesztéseként fogható fel fenntartani a homeosztázist – egyensúlyi állapot a testrendszerek között – vagy azáltal, hogy nem tudjuk megelőzni vagy felismerni a károsodást és a rossz működést, vagy a felmerülő problémákat nem megfelelően vagy gyorsan orvosolni. Az öregedés e problémák kombinációjának eredménye. Évtizedes kutatások kimutatták, hogy szinte minden sejtfolyamat károsodik az életkorral.

A DNS javítása és a fehérjék újrahasznosítása

A sejtek öregedésével kapcsolatos kutatások többsége annak tanulmányozására irányul, hogy a DNS és a fehérjék hogyan változnak az életkorral. A tudósok foglalkozni kezdenek azzal is, hogy a sejtben lévő sok más fontos biomolekula milyen szerepet játszik az öregedésben.

A sejt egyik fő feladata a DNS karbantartása – ez a használati utasítás, amelyet a sejt gépezetei olvasnak, hogy specifikus fehérjéket állítsanak elő. A DNS karbantartása magában foglalja a genetikai anyag és az ahhoz kötődő molekulák károsodásának védelmét és pontos javítását.

A fehérjék a sejt munkásai. Kémiai reakciókat hajtanak végre, szerkezeti támogatást nyújtanak, üzeneteket küldenek és fogadnak, energiát tartanak és bocsátanak ki, és még sok más. Ha a fehérje sérült, a sejt használja bevonó mechanizmusok speciális fehérjék amelyek megpróbálják megjavítani a törött fehérjét, vagy elküldik újrahasznosításra. Hasonló mechanizmusok félrehúzzák a fehérjéket az útból, vagy elpusztítják őket, amikor már nincs rájuk szükség. Így a komponensei később felhasználhatók egy új fehérje felépítésére.

Az öregedés megzavarja a kényes biológiai hálózatot

A sejteken belüli összetevők, a sejtek egésze, a szervek és a környezet közötti áthallás összetett és folyamatosan változó információhálózat.

Amikor a DNS- és fehérjefunkció létrehozásában és fenntartásában részt vevő összes folyamat normálisan működik, a sejten belüli különböző kompartmentek speciális szerepet töltenek be – organellumoknak nevezzük – képes fenntartani a sejt egészségét és működését. Ahhoz, hogy egy szerv jól működjön, az azt alkotó sejtek többségének jól kell működnie. Ahhoz pedig, hogy egy egész szervezet fennmaradjon és virágozzon, a testében lévő összes szervnek jól kell működnie.

Az öregedés e szintek bármelyikén diszfunkcióhoz vezethet, a sejtalattitól a szervezeti szintig. Talán egy gén, amely a DNS-javításhoz fontos fehérjét kódol megsérült, és most a sejtben lévő összes többi gén valószínűleg helytelenül helyreáll. Vagy talán a celláé újrahasznosító rendszerek többé nem képesek lebontani a nem működő alkatrészeket. Még a kommunikációs rendszerek A sejtek, szövetek és szervek közötti kapcsolat megsérülhet, így a szervezet kevésbé tud reagálni a testen belüli változásokra.

A véletlenszerű véletlenek a molekuláris és sejtkárosodások növekvő terhéhez vezethetnek, amelyek idővel fokozatosan kevésbé javulnak. Ahogy ez a kár felhalmozódik, a javításra hivatott rendszerek is károkat halmoznak fel. Ez ahhoz vezet, hogy a növekvő kopás ciklusa ahogy a sejtek öregednek.

Öregedésgátló beavatkozások

Az élet sejtfolyamatainak egymásrautaltsága kétélű fegyver: elegendő mértékben károsítjuk az egyik folyamatot, és az összes többi folyamat, amely kölcsönhatásba lép vele, vagy attól függ, károsodik. Ez az összekapcsolás azonban azt is jelenti, hogy egy erősen összekapcsolt folyamat megerősítése a kapcsolódó funkciókat is javíthatja. Valójában így működnek a legsikeresebb öregedésgátló beavatkozások.

Nincs ezüstgolyó az öregedés megállítására, de úgy tűnik, bizonyos beavatkozások lassítják az öregedést a laboratóriumban. Miközben folyamatban vannak a klinikai vizsgálatok, amelyek különböző megközelítéseket vizsgálnak embereken, a legtöbb rendelkezésre álló adat olyan állatoktól származik, mint a fonálférgek, legyek, egerek és nem humán főemlősök.

Az egyik legjobban tanulmányozott beavatkozás az kalória-korlátozás, amely magában foglalja az állatok által általában elfogyasztott kalóriák mennyiségének csökkentését anélkül, hogy megfosztaná a szükséges tápanyagoktól. Az FDA által jóváhagyott gyógyszer, amelyet szervátültetésben és egyes rákkezelésekben használnak rapamicinnek hívják úgy tűnik, működik, ha legalább a ugyanazon útvonalak részhalmaza hogy a kalóriakorlátozás aktiválódik a sejtben. Mindkettő hatással van a jelátviteli csomópontokra, amelyek a sejtet a meglévő biomolekulák megőrzésére irányítják, ahelyett, hogy új biomolekulákat termelnének és építenének. Idővel a „csökkentés, újrafelhasználás, újrahasznosítás” mobil verziója eltávolítja a sérült alkatrészeket, és nagyobb arányban hagy hátra funkcionális komponenseket.

A kalóriakorlátozás öregedésre gyakorolt ​​hatásait még vizsgálják.

Egyéb beavatkozások közé tartozik a bizonyos metabolitok szintje, szelektíven elpusztítja az öregedő sejteket amelyek abbahagyták az osztódást, megváltoztatják a bél mikrobióma és a viselkedésmódosítások.

Ezekben a beavatkozásokban az a közös, hogy olyan alapvető folyamatokat érintenek, amelyek kritikusak a sejtek homeosztázisában, gyakran az életkor előrehaladtával szabályozatlanná vagy működésképtelenné válnak, és más sejtfenntartó rendszerekhez kapcsolódnak. Gyakran ezek a folyamatok a központi mozgatórugói azoknak a mechanizmusoknak, amelyek megvédik a DNS-t és a fehérjéket a szervezetben.

Az öregedésnek nincs egyetlen oka. Két ember nem öregszik egyformán, sőt, két sejt sem. Számtalan mód van arra, hogy az alapvető biológiája idővel elromoljon, és ezek összeadódnak az öregedéssel kapcsolatos tényezők egyedi hálózatát hozva létre minden egyes ember számára, amelyek lehetővé teszik a egy méretben használható öregedésgátló kezelés rendkívül kihívást jelent.

Az olyan beavatkozások kutatása azonban, amelyek egyszerre több fontos sejtfolyamatot céloznak meg, segíthet az egészség javításában és fenntartásában az élet nagyobb részében. Ezek az előrelépések segíthetnek abban, hogy az emberek hosszabb életet éljenek a folyamat során.

A szerzőről

Ellen Quarles, molekuláris, sejt- és fejlődésbiológia adjunktus, University of Michigan

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.