Dlaczego się starzejemy?

Dodaj do ulubionych

Dlaczego na drodze ewolucji nie staliśmy się nieśmiertelni? Dlaczego się starzejemy?

Naukowcy z Instytutu Biologii Molekularnej (IMB) w niemieckim Mainz dokonali przełomowego odkrycia dotyczącego procesu starzenia się organizmu. Zauważyli oni, że geny odpowiedzialne za inicjację procesu autofagii pozwalały utrzymać na zadowalającym poziomie kondycję oraz stan zdrowia badanych robaków, jednakże w dalszej części ich życia znacznie przyspieszały starzenie się ich organizmu. Eksperyment, którego rezultaty opublikowano w magazynie Genes & Development pokazuje, że proces niedołężnienia ciała kształtował się na drodze ewolucji. Uzyskane wyniki pozwalają także z innego punktu widzenia spojrzeć na metody leczenia chorób Alzheimera, Parkinsona oraz Huntingtona, w których to istotną rolę odgrywa właśnie proces autofagii. Naukowcy zauważyli, że jego zahamowanie u badanych robaków poprawiło ich stan zdrowia oraz wydolność połączeń neuronowych.  

Starzenie się jest procesem, który dotyka każdego gatunku na naszej planecie. Badacze od dziesięcioleci zastanawiają się jednak dlaczego tak właśnie się dzieje. Najnowsza publikacja zatytułowana "Dezaktywacja neurologicznych stymulantów procesu autofagii jako sposób przedłużenia długości życia u gatunku C. elegans" autorstwa doktora Holgera Richly pozwala uzyskać odpowiedź na to pytanie.

Jak podawał Karol Darwin, selekcja naturalna skutkuje przetrwaniem wyłącznie jednostek najsilniejszych, które to przekazują swoje geny kolejnym pokoleniom. W teorii powinno to doprowadzić do rozmnażania się osobników, u których proces starzenia zachodzi najwolniej, co z kolei pozwalałoby na przekazywanie genów niemalże w nieskończoność. Z ewolucyjnego punktu widzenia, fenomen niedołężnienia organizmu powinien zostać całkowicie wyeliminowany.  Spostrzeżenie to spędza sen z powiek naukowców już od 18-tego wieku. W roku 1953 światło dzienne ujrzała hipoteza dotycząca plajerotropii antagonistycznej (AP), w ramach której George C. Williams starał się ustalić w jaki sposób starzenie się organizmu jest nieodłączną częścią procesu ewolucyjnego. Williams zasugerował, że selekcja naturalna prowadzi do wzbogacenia struktury genetycznej, jednocześnie pomijając fakt negatywnego wpływu niektórych genów na długość życia danego organizmu. Jeżeli więc określona mutacja umożliwia wydanie na świat większej ilości potomstwa kosztem długości ich życia, jest ona akceptowana jako korzystna. Daje to bowiem możliwość szybszego zwiększenia populacji danego gatunku. Na przestrzeni kolejnych wieków, proces ewolucyjny premiował mutacje pozwalające na szybsze rozmnażanie, przez co starzenie się stało się niemalże nieodłączną częścią naszego DNA. Mimo, że teoria ta potwierdzona została wzorami matematycznymi, naukowcom brakowało danych empirycznych dowodzących faktycznego występowania takich uwarunkowań genowych.

Wiarygodne i statystycznie istotne dowody udało się jednakże uzyskać. Przedstawił je współautor badania, Jonathan Byrne. "Teoria plajerotropii antagonistycznej wyjaśnia występowanie procesu starzenia się organizmu bardzo dobrze, jednakże jeszcze do niedawna brakowało nam dowodów potwierdzających jej założenia. Okazuje się, że ewolucja nie bierze pod uwagę skutków mutacji prowadzących do szybszego niedołężnienia organizmu  – o wiele wyższy priorytet nadawany jest bowiem reprodukcji. Dzięki przeprowadzonym przez nasz zespół eksperymentom, udało się zidentyfikować aż 30 genów działających w sposób antagonistyczny. Prowadzone przez nas wcześniej badania umożliwiły odkrycie uwarunkowań genetycznych przyspieszających starzenie, jednakże w dalszym ciągu pozwalających na rozwój organizmu, natomiast obecnie odkryte odpowiada wyłącznie za proces niedołężnienia organizmu. Biorąc pod uwagę fakt, że przeanalizowaliśmy wyłącznie 0.05% wszystkich genów poddanych analizie robaków, mamy podstawy by uważać, że tego typu zestawów genowych jest więcej. "

 

Dowody potwierdzające hipotezę mówiącą, że starzenie się jest jednym z procesów ewolucyjnych to jednak nie wszystko. W pracy znaleźć można o wiele więcej intrygujących danych. Jak powiedział Thomas Wilhelm, jeden z autorów badania. "Bezsprzecznie najciekawsza była obserwacja procesów, w których stymulację zaangażowane były badane geny." Wilhelmowi i jego współpracownikom udało się opisać funkcje zidentyfikowanych genów w przypadku robaków z gatunku C. elegans. Wysunięto także przypuszczenia odnośnie sposobu, a jaki wpływać one mogą na proces starzenia. "To właśnie ta część otrzymanych wyników była dla nas najbardziej fascynująca" przyznał doktor Holger Richly, główny autor badania. "Zidentyfikowaliśmy grupę genów regulujących autofagię, a jednocześnie - przyspieszających proces starzenia. Uzyskane rezultaty były wręcz zaskakujące. Proces autofagii jest kluczowy dla komórek i pozwala im prawidłowo się rozwijać. Jego efektywność spada jednakże wraz z wiekiem." Autorzy badania wykazali także, że uległ on całkowitemu zahamowaniu u starych robaków. Zespół dowiódł, że usunięcie odpowiedzialnych za ten stan rzezy genów pozwoliło zwierzętom żyć o wiele dłużej. "Wynika z tego, że konieczne jest odświeżenie posiadanych przez nas informacji o podstawowych procesach komórkowych" wyjaśnił Holger. "Autofagię od dawna uważano za proces korzystny dla organizmu, nawet w przypadku, gdy był ona wysoce nieefektywny. Rezultaty eksperymentu wykazały jednak, że może ona mieć także skutki uboczne, a przede wszystkim - przyspieszać proces starzenia."

 

Richly oraz jego zespół udowodnili, że dezaktywacja autofagii nie tyko przyczynia się do wydłużenia ich życia, ale także poprawia ogólny stan zdrowia. "Można powiedzieć, że robaki w połowie swojego życia otrzymały remedium na niedołężnienie organizmu, dzięki któremu mogły żyć nie tylko dłużej, ale i zdrowiej" stwierdził Thomas Wilhelm. "Dokonaliśmy dezaktywacji autofagii w wyłącznie jednej tkance, natomiast cały organizm zaczął niemalże natychmiast funkcjonować bardziej efektywnie. W ujęciu średnim udało nam się przedłużyć życie badanego gatunku robaków aż o 50%."

 

Mimo, że autorzy nie są jeszcze w stanie jednoznacznie wskazać mechanizmu podtrzymującego kondycję neuronów, uzyskane wyniki mogą mieć daleko idące implikacje. "Wyróżnić można wiele chorób neurologicznych, w przypadku których proces autofagii jest nieefektywny. Są to między innymi choroba Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona. Możliwe, że dzięki uzyskanym wynikom świat nauki będzie w stanie opracować medykamenty i metody leczenia umożliwiające utrzymanie kondycji neuronów na zadowalającym poziomie przez dłuższy okres czasu" podsumował Thomas Wilhelm. Mimo, że do opracowania skutecznych leków, które mogłyby być stosowane przez pacjentów zmagających się z nadmienionymi problemami jeszcze daleka droga, to uzyskane wyniki dają nadzieję na przedłużenie średniej długości życia ludzkiego oraz zminimalizowanie ryzyka wystąpienia niektórych poważnych chorób.  

 

Autor: Stylnazdrowie.pl

Redakcja poleca
comments powered by Disqus

Powrót ↑