Dlaczego się starzejemy?

Definicja starzenia się mówi, że jest to stopniowe wygasanie czynności życiowych, utrata zdolności do prawidłowego reagowania na stres środowiskowy oraz na naturalne nagromadzenie uszkodzeń wewnątrzkomórkowych, przerastające możliwości naprawcze organizmu. Jest to okres, w którym procesy rozpadu (katabolizm) przeważają nad syntezami (anabolizm), czyli nad zdolnościami komórek do regeneracji. Starzenie się powoduje utratę równowagi wewnętrznej organizmu. Prowadzi to do upośledzenia funkcjonowania komórek, tkanek narządów i układów, a to z kolei zwiększa podatność na choroby (układu krążenia, Alzheimera, nowotwory) i w końcu prowadzi do śmierci. Nauka zajmująca się starzeniem to gerontologia. Nie należy mylić z geriatrią, która jest nauką o chorobach wieku podeszłego. Starzenie się jest procesem nieuchronnym, fizjologicznym i nieodwracalnym. Dotyczy wszystkich organizmów wielokomórkowych. Starzejemy się i – w konsekwencji – umieramy, bo tak ustaliła Natura. Człowiek żyje najdłużej ze wszystkich ssaków. Dłużej od ludzi żyją niektóre gady, np. żółwie (dużo ponad 100 lat). Wśród ptaków prym wiodą papugi, np. kakadu w jesień życia wchodzi po sześćdziesiątce. Ryby, zwłaszcza jesiotry, mogą dożywać 80 lat, a niektóre płazy – 40 (ropuchy) lub 20 (żaby). Fenomenem długowieczności są golce – szczury afrykańskie, które żyją ok. 30 lat, czyli aż 10 razy dłużej niż myszy. Nie wykazują przy tym żadnych oznak starzenia się i naukowcom nie udało się określić przyczyny ich śmierci. Rekordy krótkości życia biją z kolei niektóre owady – rodzą się i umierają w ciągu jednego dnia, ale dokonują nie lada sztuki, bo zdążą osiągnąć dojrzałość płciową i zatroszczyć się o następne pokolenie. Wszystko dzieje się u nich jak w przyspieszonym filmie. Proces starzenia się jak gdyby mniej dotyczył roślin, zwłaszcza drzew. Na amerykańskiej pustyni Mojave żyje krzew krezotowy (King Clone) uznany za najstarszy żywy organizm na świecie. Jego wiek oceniono na 11.700 lat! Spotyka się wiekowe sekwoje pamiętające czasy faraonów lub inne okazy drzew iglastych liczące sobie po kilka tysięcy lat. Wszystkim zapewne znana jest biblijna postać Matuzalema (dziadka Noego), który jest najstarszym człowiekiem wymienianym w Starym Testamencie. Miał żyć 969 lat, a jego długowieczność stała się przysłowiowa („matuzalemowy wiek” lub „matuzalemowe lata”). Na taki dar Natury nie mamy co liczyć, ale poznając przyczyny stopniowego wygasania czynności życiowych, możemy próbować trochę powalczyć z nieuchronnością surowych praw przyrody. Na tej drodze przyjdzie nam zmierzyć się z procesem ewolucji, dla którego nadrzędną wartością jest przetrwanie gatunku i ciągłość życia. Aby się wywiązać, osobnik musi wydać potomstwo – możliwie najliczniejsze i najwyższego sortu. Dlatego faworytami ewolucji są osobniki zdolne do reprodukcji.

Ponura wizja

Ewolucja nie dba o starych. Troszczy się o nas wyłącznie do momentu wydania na świat potomstwa i odchowania go, a więc chodzi tu tylko o puszczenie w obieg naszych genów. Potem przechodzimy na „ewolucyjny śmietnik” i uruchamiana jest maszyneria mająca na celu jego oczyszczenie. Odzywają się geny (dotychczas uśpione), których aktywność przysparza nam coraz więcej kłopotów – osteoporoza, reumatyzm, demencja starcza, nowotwory i inne chytre sztuczki będące przekleństwem starości. Jedna z hipotez mówi, że bodźcem do takiego ożywienia „drzemiących” genów mogą być toksyny nagromadzone przez całe życie w organizmie. Nieuchronność przemijania jest ceną, jaką płacimy za rozmnażanie płciowe. To „kara” za uprawianie seksu. Tak, tak! Za nieśmiertelne można uznać organizmy rozmnażające się przez podział (bakterie, pierwotniaki). Każda ich komórka daje życie komórkom potomnym, ale sama trwa i dzieli się dalej (jeżeli nie znajdzie się w menu jakiegoś smakosza). Wydaje potomstwo będące jej identyczną kopią. W tym świecie klasyczny podział na płcie nie istnieje! Rozmnażanie płciowe jest natomiast nieustannym mieszaniem się cech rodzicielskich, a więc niesamowitym napędem dla różnorodności genetycznej. Dzięki temu samoistnie powstają nieprzewidziane mieszanki genów, dające niejednokrotnie genialne efekty, majstersztyki Natury. Bez reprodukcji, wymiany genów, bez tworzenia się coraz to nowych kombinacji genetycznych nie byłoby zmienności, a więc i ewolucji. Nie dziwmy się zatem, że ewolucja wybrała ten właśnie wariant. Starość jest tu tylko efektem ubocznym. Starsi muszą ustąpić miejsca młodszym, bo wkrótce zabrakłoby miejsca do życia i zasobów pokarmowych. W niedługim czasie zginęliby jedni i drudzy – z głodu, pragnienia lub zatrucia własnymi metabolitami. Zbyt dużo energii pochłaniałaby naprawa uszkodzeń naszych komórek, bylibyśmy „rozsadnikiem” rozmaitych chorób. Nie dostaliśmy możliwości wyboru. Ale czy na pewno odpowiadałby nam aseksualny model reprodukcji pantofelka i długowieczność w bezpłciowym towarzystwie naszych klonów? Czy chcielibyśmy doświadczyć wrażeń ze znanego filmu „Seksmisja”?

Zegar biologiczny

Proces starzenia, choć tak oczywisty, pozostaje ciągle tajemnicą. Wiele światłych umysłów pracuje nad rozszyfrowaniem jego mechanizmów. Spośród licznych koncepcji na czoło wysuwają się trzy, które się wzajemnie zazębiają.

Teoria mutacji somatycznych

Zakłada, że w komórkach naszego ciała (komórkach somatycznych) gromadzą się losowo powstające uszkodzenia materiału genetycznego i białek ważnych dla życia. Zmiany te powstają pod wpływem niekorzystnych czynników środowiska, na które jesteśmy narażeni. Im dłużej żyjemy, tym większy mamy zapas tych zmian, a organizm nie radzi sobie z ich naprawą. Wpływa to na upośledzenie funkcji życiowych oraz stopniowe obniżanie sprawności fizycznej i umysłowej.

Licznik podziałów komórkowych (teoria Hayflicka)

Według tej koncepcji każdy typ komórek ma ściśle limitowaną liczbę podziałów komórkowych (przeciętnie 50-80), które może odbyć w ciągu swojego życia. Podczas każdego podziału następuje skrócenie zakończeń chromosomów, tzw. telomerów*. Podziały ustają, kiedy długość telomerów osiąga wartość krytyczną. Wraz z ostatnim podziałem następuje naturalna, zaprogramowana śmierć komórki (tzw. apoptoza). Z wiekiem coraz mniejszą mamy szansę, że obumarłe komórki zostaną zastąpione nowymi. Na tej podstawie obliczono, że maksymalna długość życia człowieka nie może przekroczyć 120 lat. Przypuszcza się, że podczas skracania telomerów następuje odsłonięcie genów położonych w końcowych odcinkach chromosomów. Geny te, dotychczas uśpione, tzw. milczące (silent genes), nagle stają się aktywne i zaczynają kierować procesami prowadzącymi organizm do starości. Posłuszeństwo w sprawie podziałów wypowiedziały komórki nowotworowe, które dzielą się w sposób nieograniczony. Uzyskały w ten sposób nieśmiertelność, nie starzeją się i nie umierają (giną dopiero ze śmiercią gospodarza). Kluczem do skutecznego leczenia chorób nowotworowych, a tym samym poznania molekularnych podstaw zjawisk starzeniowych, byłoby podpatrzenie mechanizmów wyposażających komórki rakowe w oręż nieśmiertelności. Takie badania trwają w laboratoriach na całym świecie. Obecnie wiadomo, że przyczyną trwania komórek rakowych jest aktywność telomerazy** – enzymu, który regeneruje telomery, a nawet je wydłuża. W większości badanych komórek nowotworowych telomery miały normalną długość lub ją przewyższały. Rodzi się pytanie: gdyby udało się zablokować aktywność telomerazy, czy nowotwór byłby skazany na samorzutną, niechybną śmierć? Jeżeli tak, byłaby to cudowna perspektywa ogromnego postępu w leczeniu! Drugie pytanie dotyczy nas wszystkich: czy telomeraza mogłaby stać się poszukiwanym komórkowym eliksirem młodości? Wiele wskazuje na to, że tak. W badaniach in vitro wykazano, że obecność tego enzymu pozwoliła komórkom wykonać o 20 podziałów więcej i nie pojawiły się przy tym żadne nieprawidłowości. Jednak ze względu na bliski związek aktywności telomerazy z rozwojem nowotworów na obecnym etapie nikt nie jest w stanie zapewnić bezpieczeństwa takiej kuracji. A bez tego źródło młodości mogłoby stać się źródłem śmierci.