Senėjimo problemą išspręsti gali dar mūsų karta

Kaip mokslininkai rengiasi išjungti senėjimą ir kada jaunystės eliksyras taps prieinamas mums visiems.

Kodėl žmonės sensta?

Tiriame šį klausimą gan seniai ir mūsų hipotezė tokia: senėjimas prasideda, nes mitochondrijos — mūsų ląstelių jėgainės — sintetina nuodingas medžiagas, arba aktyvias deguonies formas. Kuo vyresnis žmogus, tuo daugiau šių nuodingų medžiagų sukuria mitochondrijos.

Tai žmogus kenkia sau pats? Kodėl tai vyksta?

Esu įsitikinęs, kad mūsų genuose užkoduota speciali „senėjimo programa“, ir mes paklusniai ją vykdome.

Esame pratę manyti, kad žmogus — aukščiausias kūrinijos vainikas, o mūsų gyvenimas — vertingiausias dalykas pasaulyje. Tačiau biologiniu požiūriu, mes taip pat biologinės mašinos: iš tėvų žmogus gauna genų rinkinį (tai yra, genomą), kurį perduoda kitoms kartoms ir taip užbaigia biologinę savo misiją. Mūsų genomas tokiai tvarkai „pritaria“. Kartais žmogaus ir jo genų interesai nesutampa — būtent taip yra su senėjimu ir mirtimi. Tokioje situacijoje gamta stoja „šeimininko“ — genomo – pusėn.

Kodėl mes negyvename amžinai? Kam mūsų genomui reikalinga organizmo mirtis?

Mūsų genams nemirtingumas — didžiulė rizika. Jei nevyks kartų kaita, rūšis nebeprisitaikys prie kintančių aplinkos sąlygų ir gali išnykti. O su ja išnyks ir genomas, kurio sukūrimui evoliucija sugaišo milijonus metų. Atskiro organizmo mirtis – nieko baisaus, genomo (tai yra, rūšies) interesai gamtai svarbesni už konkretaus žmogaus interesus.

Panašu, yra ir kitų pavyzdžių, kai mūsų organizmas žudo save. Šia prasme labai įtartinas septinis šokas. Anksčiau manyta, kad jį sukelia bakterijos: pakliūna į kraują, dauginasi, užkemša kapiliarus ir dėl to mirštame. O paaiškėjo, kad mirštama dėl kitų priežasčių. Mūsų organizmas atpažįsta nekenksmingą bakterijos apvalkalo medžiagą, liposacharidą, pakelia kūno temperatūrą ir organizmas suserga.Tai trunka tol, kol kūne yra liposacharidų. O mes kankinamės, negalime judėti, prarandame apetitą ir galiausiai mirštame. Visos rūšies požiūriu, tai visiškai teisinga: sergantis individas turi neužkrėsti likusių, geriausia — atsigulti po krūmeliu ir numirti, taip sustabdydamas epidemijos plitimą. Konkrečiam žmogui, tokia perspektyva, aišku, visiškai neatrodo viliojamai, bet nieko nepaveiksi — šis mechanizmas mums „įsiūtas“. Dabar, išradus karštį mažinančius vaistus ir antibiotikus, nuo sepsio, laimei, mirštama ne taip dažnai. Ši problema didžiąja dalimi jau išspręsta. Esu tikras, likusios tokio tipo problemos irgi netrukus bus išspręstos.

Ar sugebėsime taip pat minimizuoti senėjimo efektus?

Tai artimiausių metų klausimas. Dar prieš 10-15 metų senėjimo tyrimai moksle buvo laikomi negarbingu užsiėmimu. Dabar oficialiai pripažįstama, kad ši sudėtinga problema egzistuoja, ir dabar jos padėtis primena ŽIV padėtį devintojo dešimtmečio pradžioje. Kol buvo susitvarkyta su virusu, praėjo 20 metų: yra preparatų, galinčių blokuoti jį taip, kad nešiotojas gyvena ilgai ir laimingai ir AIDS jam neišsivysto. Tad, rimtai užsiėmus senėjimo problema, ji galėtų būti išspręsta dar mums gyviems esant.

Kodėl stebuklinga „tabletė nuo senėjimo“ iki šiol neišrasta?

Dar septintajame dešimtmetyje mokslininkai aptiko antioksidantus, kovojančius su vienu iš svarbiausių senėjimo požymių — laisvaisiais radikalais. Šis atradimas sukėlė sensaciją, tačiau niekas nepasikeitė. Antioksidantai žinomi labai seniai: vitaminas C, vitaminas E, žalioji arbata — tačiau jie nelėtina senėjimo. Paaiškėjo, kad tie kenksmingieji radikalai būna skirtingi ir susidaro skirtingose ląstelių dalyse. O su senėjimu labiausiai susiję susidarantys ląstelių „elektrinėse“ — mitochondrijose. Mūsų mokslinė grupė MVU sukūrė specialią medžiagą, kuri į mitochondrijas patenka kelių nanometrų tikslumu ir ten kovoja su radikalais jų susidarymo vietoje. Toks mitochondrinis antioksidantas bent jau bandomųjų gyvūnų senėjimą gerokai sulėtino. Perėjome prie klinikinių tyrimų ir tikimės, kad panašūs rezultatai bus pakartoti ir su žmonėmis.

Ar yra nesenstančių gyvūnų?

Taip, žinoma. Yra gyvūnų, kurių gyvybingumas, laikui bėgant, nemažėja. Pavyzdžiui, plikasis smėlrausis — pelės dydžio žinduolis. Jis atrodo kaip naujagimis žiurkiukas ir visą gyvenimą jo išvaizda nekinta. 2005 metais mokslininkai išsiaiškino, kad plikieji smėlrausiai nemoka senti. Graužikai įprastai gyvena porą – trejetą metų, o šie gyvūnai eksperimente dalyvavo daugiau nei 25 metus ir jų senėjimo požymių niekas taip ir neišvydo: mirties tikimybė su amžiumi nedidėjo. Natūraliai kyla klausimas: gal jei nemirtingi? Ne, jie dvesia, tačiau kitaip nei mūsų atveju, su amžiumi rizika susirgti kokia nors mirtina liga jiems nedidėja. O žūsta jie dažniausiai dėl traumų, gautų kovojant su kitais smėlrausiais.

Kokia plikųjų smėlrausių paslaptis?

Mūsų laboratorija šiuos gyvūnus tiria nuo 2016 metų. Jiems įvyko vadinamoji neotenija — individualaus vystymosi sustojimas. Tai yra, gyvūnai visą savo gyvenimą lieka naujagimio stadijoje. Pernai publikavome straipsnį Physiological Review, kuriame šį fenomeną paaiškinome: jų senėjimo mechanizmai paprasčiausiai neįsijungia. Taip patvirtinome pagrindinę savo hipotezę: senėjimas — užprogramuotas mūsų individualios raidos procesas, prasidedantis aiškiai apibrėžtu momentu. O jeigu biologinis laikrodis sulėtinamas ar išjungiamas visai, kaip tai nutiko su plikuoju smėlrausiu, tai padaras gali paprasčiausiai nepasiekti senėjimo proceso stadijos, ir atitinkamai, visai nepasenėti. Ir tas faktas, kad labai artimi mūsų giminaičiai — irgi žinduoliai — gali gyventi nesendami, reiškia, kad tai iš principo įmanoma. Tad, ieškome analogiško žmogaus mechanizmo.

Kada žmogus pradeda senti?

Manau, savo lėtą ir liūdną kelionę kapinių link pradedame iš karto po lytinio subrendimo. Senti pradedame, sulaukę 12-14 metų. Kuo mes vyresni, tuo platesni šie procesai. Sulaukus 25, jau pradeda senti žmogaus raumenys, o 35 — kraujagyslių sistema. Evoliuciniu požiūriu tai itin išmintinga: senėjimas ir dauginimasis eina drauge. Tai gerai matoma augalų pasaulyje — visų pirma, vienaląsčių. Daugelis augalų dauginasi tik vieną kartą. Jie auga, žydi, subrandina sėklas ir žūsta. Ir tai vyksta visai ne dėl „gyvybinių jėgų išsekimo“, o dėl genų veikimo. Pavyzdžiui, subrendę sojų vaisiai — pupelės — išskiria specialias, visą likusį augalą žudančias, medžiagas. Beje, dabar, genų inžinerijos metodais „sulaužius“ šią genetinę mirties programą, galima vienmečius augalus paversti daugiamečiais.

Per pastaruosius kelis šimtmečius žmonių gyvenimo trukmė pailgėjo daugiau nei dvigubai. Kodėl žmonės vis viena senti pradeda taip anksti?

Ilgiau gyventi pradėjome visiškai neseniai — vos prieš keletą tūkstantmečių. Evoliucijos matais, 10 ar 20 tūkstančių metų — tai milisekundės. Netgi XIX amžiaus gale vidutinė gyvenimo trukmė tebuvo 30 metų. Ar mes pavirsime tokiais pat nesenstančiais padarais, kaip smėlrausiai? Gali būti, tačiau tai įvyks per šimtus tūkstančių ar milijonus metų. Evoliucija nebereikalingų jai mechanizmų taip greitai atsikratyti, deja, negali.

Tai senėjimas nebereikalingas?

Mes su laboratorijos darbuotojais manome, kad senėjimas — specialus instrumentas, kurį gamta išrado evoliucijos paspartinimui. Tiesiog natūraliai atrankai lengviau veikti ne jaunus ir stiprius, o kiek senstelėjusius, nusilpusius. Juose paprasčiau rasti (ir atrinkti) smulkius, lemiamos reikšmės jaunų išgyvenimui neturinčius, požymius.

Ir štai iš čia kyla labai svarbi hipotezė. Mat, ne visoms rūšims reikia taip sparčiai evoliucionuoti. Jei aplinkos sąlygos nuolat kinta ir gyvenimas sunkus, būtina turėti galimybę adaptuotis (tai yra, keistis, evoliucionuoti), kad būtų galima prisitaikyti prie naujų sąlygų. Ir tokiu atveju pateisinami tokie brangūs ir nemalonūs instrumentai kaip senėjimas. O kas nutiks, jei rūšis prie išorinės aplinkos nebeprisitaiko, o atvirkščiai, pritaiko tą aplinką sau? Juk žmogus elgiasi būtent taip. Jeigu mums šalta — neapželiame kailiu, o apsirengiame ar statome šildomus namus. Todėl švedai nė kiek ne „plaukuotesni“ už italus. Todėl, kad mes jau praktiškai nebevoliucionuojame, evoliuciją spartinančių mechanizmų mums nebereikia. Todėl labai tikėtina, kad toks instrumentas, kaip senėjimas, greitai išnyks pats savaime, kaip išnyko smėlrausio atveju. Žinoma, „greitai“ — evoliucijos masteliu. Tai yra, po pusės milijono ar milijono metų. Nors nuoširdžiai tikiuosi, kad jeigu vietoje evoliucijos panaudosime techninį progresą, tai įvyks kur kas greičiau.

Senėjimas, vėžys, mirtis dėl kokios nors kritinės medicininės būklės labai dažnai būna biologiškai užprogramuota. O biologinė programos niekados neveikia „fire and forget“ režimu, tai yra, kad jas paleidi ir viskas vyksta automatiškai. Jose būtinai turi būti valdymo ir derinimo sistema.

Man labai patinka istorija apie dramblius. Tiek jų, tiek mūsų kūnuose to paties tipo ląstelės — raumenų, epitelio ir t.t. — yra daugmaž tokio paties dydžio, mikroskopu atskirti žmogaus ir dramblio ląsteles ne visada įmanoma. Tačiau drambliai turi gerokai daugiau ląstelių. Kad sudarytų tokį didelį kūną, jos turėjo pasidalinti daug daugiau kartų. Jei tiek žmogaus, tiek dramblio, besidalinančios ląstelės virstų vėžinėmis panašiu dažniu, tai drambliai negalėtų egzistuoti: per tokią daugybę dalinimųsi jie turėtų tapti vaikščiojančiais augliais. Tačiau to nevyksta. Drambliai gyvena labai ilgai ir vėžiu serga itin retai.

Kyla klausimas, kaip jiems tai pavyko? Paaiškėjo, kad jų priešvėžinės gynybos sandara kitokia, nei mūsų. Taigi, šį aspektą galima derinti. Ir jeigu tai nepavyko gamtai, gali pavykti mums.