Når alderdom kommer fra biologiens synspunkt

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 04:07

Det viser seg at det er feil å betrakte en som er mange år eller som er mye syk som gammel.

Hvem kan kalles en gammel person? Noen over 50? Eller noen som lider av "senile" plager? Biolog og vitenskapsjournalist Polina Loseva mener at alt ikke er så enkelt. Lifehacker, sammen med Alpina Non-Fiction Publishing House, publiserer et utdrag fra kapittelet «In Search of Definition: Who Really Is Old» fra boken Counterclockwise: What is Aging and How to Fight It.

Tegn grensen

La oss starte med min barndomsdefinisjon: gammel er en som er mange år gammel. Men «mye» er ikke det mest strenge konseptet. Jeg er 30 - er det mye? Og 40? Eller 60? Det ville være mulig å innføre en enhetlig aldersterskel for alle, utover hvilken en person automatisk begynner å bli ansett som gammel. En slik terskel kan for eksempel vurderes som pensjonsalderen – men i mange land er den ikke sammenfallende, og i noen land har de ikke hørt om pensjon i det hele tatt. I tillegg må denne terskelen hele tiden flyttes i tråd med gjennomsnittlig levealder: for eksempel i Romania økes den med ett år hvert fjerde år, og i Belgia - hvert femte. Og hvordan skal man da forstå når og hvor mye man skal flytte aldersgrensen? For å gjøre dette må vi fortsatt stole på noen andre tegn som ikke er direkte relatert til alder.

Med en hvilken som helst aldersterskel er det ett problem til: Så snart vi etablerer grensen mellom gamle og unge, lukker vi øynene for aldringsprosessen, og vi utpeker alderdommens begynnelse som en spesifikk hendelse. En person blir for eksempel 60 år gammel - og akkurat på årsdagen for fødselen blir han en gammel mann ved et fingerknips. Dette er et godt handlingstrekk for et eventyr, men i det virkelige liv ser det utrolig ut.

Etter vårt syn er aldring fortsatt en gradvis prosess som tar år og ikke skjer umiddelbart.

Og hvis vi ser på aldring som en del av utviklingen, så er det, som de fleste utviklingsprosesser, logisk å betrakte det som kontinuerlig.

Dessuten er det ikke klart hva man skal gjøre med dyr. Hvis vi forventer å teste nettbrettet vårt for evig ungdom på modellorganismer, før vi går videre til mennesker, bør alderskriteriet vårt også fungere for dem. Og levetiden deres er veldig forskjellig: fra noen få dager til hundrevis av år, og i laboratoriet lever de ofte lenger enn i naturen. Derfor må du enten sette din egen terskel for hver art og hele tiden foredle den, avhengig av omstendighetene, eller komme med et referansepunkt som er felles for alle organismer.

Dømt etter utseende

Siden aldersgrensen viste seg å være et upraktisk kriterium, kan du prøve å skyve fra de ytre tegnene på alderdom. Til slutt kan hver enkelt av oss identifisere en gammel mann på gaten uten å se på passet hans: grått hår, krum figur, rynkete hud, ujevn gang, hukommelsessvikt.

Samtidig er det lett å gi et moteksempel til noen av disse tegnene - det vil si å finne en person som ville eie ham og ikke ville være en gammel mann i andres øyne. Noen mennesker begynner for eksempel å bli grå når de er unge, eller til og med bli skallet før håret mister pigmentering. Holdningsproblemer plager ikke bare eldre, men også mange kontorarbeidere. Og rynket hud kan bli funnet blant innbyggere i sørlandsbyer som tilbringer mye tid i åpen sol.

Derfor, hvis vi bestemmer oss for å beregne gamle mennesker etter deres egenskaper, vil folk i alle aldre som ved et uhell skaffet seg en grå tråd eller en skjev holdning falle inn i denne kategorien. I tillegg vil det blant «gamle» være mange funksjonshemmede eller psykisk syke som har mistet hukommelsen. Og velstående mennesker som har råd til å overvåke tilstanden til huden og håret, vil tvert imot virke yngre enn sine fattige og ustelte jevnaldrende.

Det mest åpenbare kriteriet for oss viser seg å være unøyaktig, og dette er ikke uten grunn. Faktum er at det ikke er direkte relatert til mekanismene for aldring. Ved å komponere et portrett av den gjennomsnittlige gamle mannen, evaluerer vi prosessen etter dens endelige manifestasjoner - som om vi skulle bestemme beredskapen til grøt av den rømte melken. Men frokostblandingen kan tilberedes uten å forlate pannens grenser, hvis du håndterer den forsiktig, eller den kan fylle hele komfyren helt i begynnelsen av matlagingen, hvis du tenner på for høy ild. Derfor, for å ta tak i alderdommens hale, må vi se inn i pannen, det vil si gå på jakt etter årsakene til aldring og dens første manifestasjoner.

Sjekker i kamp

Når vi vender oss til hovedkilden til folkevisdom - "Wikipedia" - får vi svaret: "Alderdom er perioden i livet fra tap av evnen til å forplante seg og til døden." Denne definisjonen ser logisk ut, fordi den, i motsetning til de forrige, gjenspeiler spesifikke endringer i kroppen. I tillegg virker det ganske klart – i motsetning til de ytre tegnene på alderdom, kan evnen til å reprodusere seg enkelt måles: la et dyr parre seg med andre individer og se om det får avkom.

Men en person er ikke veldig praktisk å evaluere etter dette kriteriet.

For det første strever ikke alle mennesker etter å reprodusere kontinuerlig, noe som viser deres reproduksjonspotensiale.

For det andre er det ikke veldig klart med hvilken parameter det er nødvendig å bestemme dette potensialet: av evnen til å føde avkom eller ved antall kjønnsceller på lager. Moderne reproduktive teknologier lar en kvinne føde et barn og føde det ved 50 eller til og med 60 år (den eldste personen som har født er nesten 67 år gammel i Guinness Book), men egg, i det minste sunne, vanligvis gå tom for dem et sted i løpet av 40-45 årene.

For det tredje vil reproduksjonskriteriet fungere forskjellig for menn og kvinner. Spermatozoer, i motsetning til egg, dannes konstant, og en manns kropp kan produsere dem til hans død, selv når hans jevnaldrende ikke har noen kjønnsceller igjen på lang tid. Samtidig vises ytre tegn på alderdom som grått hår og rynker hos menn og kvinner nesten samtidig, og kvinner lever som regel lenger.

Å måle alderdom i form av reproduksjonspotensial viser seg å være like upraktisk som i utseende. Moderne 40 og 50 år gamle kvinner ser unge ut i alle parameterne som vi allerede har listet opp, men som oftest tør de ikke lenger å føde barn - og vi kan ikke sjekke om de er i stand til dette. Og med omsorg fra kosmetologer og plastikkirurger klarer noen å bevare sin ytre ungdom selv ved 70-årsalderen.

Vi teller mutasjoner

Når jeg på forelesninger spør tilhørerne hva alderdom er, svarer de meg ofte: dette er sammenbrudd og lidelser i kroppen. Det reproduktive kriteriet passer også inn i denne definisjonen: manglende evne til å reprodusere er en av disse sammenbruddene. Men siden det kan oppstå hos hver enkelt person før eller siden, ut av sammenheng med andre aldringstegn, er det urimelig å gjøre det til et mål på alderdom hvis vi ønsker å finne et enkelt referansepunkt for alle.

Du kan lage en liste over problemene som er typiske for den gamle organismen. Dette er prinsippet som brukes av Searle S. D., Mitniski A., Gahbauer E. A., Gill T. M., Rockwood K. En standard prosedyre for å lage en skrøpelighetsindeks // BMC Geriatrics. 2008 sep; 8. (vi kommer tilbake til dem i kapittelet om biologisk alder), som ofte brukes av leger som studerer aldring. Skjørhetsindeksen er et sett med symptomer og aldersrelaterte sykdommer som en bestemt pasient har akkumulert. Jo høyere indeksverdi, jo nærmere alderdom.

Den samme plagen kan skje med indeksen som med ytre alderstegn: når vi fokuserer på effekten, ikke årsaken, er rike mennesker i gjennomsnitt yngre enn sine fattige jevnaldrende.

Dette betyr imidlertid ikke at problemet med aldring ganske enkelt kan "oversvømmes med penger": Til slutt dør de rike akkurat som de fattige, og er ikke mindre interessert i å forlenge livet.

Derfor blir vi nødt til å se dypere – inn i individuelle celler og molekyler, og se etter tegn på aldring allerede på mikroskopisk nivå.

En punktmutasjon i DNA, det vil si utskifting av en "bokstav" (nukleotid) i dens "tekst" (sekvens) med en annen, kan betraktes som et eksempel på et molekylært tegn på alderdom. I de fleste tilfeller påvirker ikke slike enkeltsubstitusjoner cellens levetid, siden den genetiske koden er overflødig og forsikret mot utilsiktede feil. En nedbrytning kan imidlertid også skje et betydelig sted i et gen – da vil det enten slutte å virke helt, eller så vil proteinet som det koder for vise seg å være deformert. Et mutant protein utfører noen ganger sine funksjoner bedre eller dårligere enn vanlig, og i begge tilfeller kan dette føre til ubehagelige konsekvenser for kroppen, som utvikling av en svulst.

Ikke alle punktmutasjoner påvirker livet til en organisme, men det er ganske vanskelig å bestemme effekten som hver av dem produserer individuelt. Derfor, for enkelhets skyld, kan enhver punktmutasjon betraktes som et sammenbrudd. Til slutt gjør noen av dem DNA i cellen forskjellig fra "originalen", den opprinnelige bæreren av genetisk informasjon.

I 2018 ble det publisert artikler av to Bae T. et al. Ulike mutasjonshastigheter og mekanismer i menneskelige celler ved pregastruering og nevrogenese // Vitenskap. 2018 februar; 359 (6375): 550–555. grupper Lodato M. A. et al. Aldring og nevrodegenerasjon er assosiert med økte mutasjoner i enkeltmenneskelige nevroner // Vitenskap. 2018 februar; 359 (6375): 555-559. forskere som trodde punktmutasjoner i nervecellene til mennesker. Forskerne lurte på på hvilket tidspunkt disse mutasjonene oppstår, og hvor mange av dem akkumuleres i løpet av livet. For å gjøre dette tok de flere nærliggende nerveceller fra hjernen til voksne - og hjernens rudiment i embryoer (forskere jobbet med materiale oppnådd som et resultat av abort) og leste deres DNA. Ideelt sett bør sekvensen av nukleotider i DNA være den samme i alle celler i kroppen vår. Men i løpet av livet akkumulerer hver celle uavhengig av de andre "en-bokstavs"-substitusjoner. Derfor, hvis vi sammenligner to celler med hverandre, vil antall punktforskjeller i DNA-teksten være lik antall mutasjoner i hver celle.

Resultatene av beregningene viste seg å være skremmende. Helt i begynnelsen av utviklingen av embryoet, når det befruktede egget deles inn i de første cellene, deler det seg omtrent en gang om dagen. Hver slik divisjon, som det viste seg, bringer allerede med seg et gjennomsnitt på 1, 3 nye mutasjoner. Senere, når nervesystemet begynner å dannes - innen den 15. utviklingsuken - legger hver dag til omtrent fem flere mutasjoner til cellene. Og ved slutten av nevrogenese, det vil si celledeling i de fleste områder av den utviklende hjernen - dette er omtrent den 21. uken - bærer hver celle allerede 300 unike punktmutasjoner. Innen en person blir født, samler det seg opptil 1000 mutasjoner i de cellene som fortsetter å dele seg. Og så, i løpet av livet, muterer DNA langsommere, med en hastighet på omtrent 0,1 feil per dag, og ved 45-årsalderen inneholder cellene omtrent 1500 mutasjoner, og i alderen 80 - 2500 hver.

Hvis vi, som avtalt, anser hver mutasjon som et sammenbrudd, det vil si et tegn på alderdom, viser det seg at en person begynner å eldes umiddelbart etter unnfangelsen, fra øyeblikket av den første delingen av et befruktet egg. Men hvordan kan en struktur som ennå ikke har dannet seg, bli forfallen?

På molekylært nivå bekreftes vår intuitive forståelse av aldring: det er ikke en hendelse, men en pågående prosess.

Mutasjoner dukker ikke opp plutselig, men akkumuleres fra den første utviklingsdagen til livets slutt. Og hvor man skal trekke grensen for "ungdoms-DNA" er helt uforståelig. Hvis alderdom telles fra utseendet til den aller første mutasjonen, må en haug med flere celler anerkjennes som gamle. Og hvis vi prøver å sette en terskelverdi for antall mutasjoner, vil vi møte det samme problemet som ved pensjonsalder: For at grensen ikke skal overraske oss, må vi stole på andre alderstegn. - utseende, evnen til å reprodusere, eller noe annet., - som, som vi allerede vet, er upålitelige.

Det ville være mulig å fokusere ikke på øyeblikket for opptreden av feil, men på mutasjonshastigheten - for eksempel å ringe den gamle hvis mutasjoner begynner å vises raskere. Men også her venter en hake på oss: nerveceller akkumulerer feil før fødselen raskere enn etter. Når de blir født, inneholder de allerede mer enn en tredjedel av alle mutasjoner som de vil klare å få gjennom hele livet. Man kan bestemme at dette er et trekk ved cellene i nervevevet, som er nesten fullstendig dannet i embryonalperioden, og deretter, etter fødselen av barnet, formerer de seg nesten ikke. Men nei, deler celler i tarmen eller leveren i en voksen mutert Blokzijl F. et al. Vevsspesifikk mutasjonsakkumulering i menneskelige voksne stamceller i løpet av livet // Natur. 2016 oktober; 538: 260-264. omtrent i samme takt som de nervøse - ca 0,1 feil per dag. Og dette betyr at tellefeil ikke bringer oss nærmere definisjonen av alderdom.

Vi stiller en diagnose

Det ser ut til at vi ikke entydig vil kunne definere alderdom og en gammel person: Aldring er en gradvis prosess, med en slutt, men uten en begynnelse. Imidlertid er det mennesker som fortsetter å kjempe mot aldring til tross for mangelen på definisjoner - dette er leger. De gjenkjenner alderdom ved spesifikke manifestasjoner: aldersrelaterte sykdommer, og kjemper - når det er mulig - direkte med dem. Alt en lege kan gjøre i dag for en eldre pasient: erstatte tenner, sette inn høreapparat, helbrede hjertet eller transplantere hornhinnen - mindre kroppsreparasjoner, utskifting av enkeltdeler. Derfor er alderdom fra en leges synspunkt en samling av de vanligste feilene som kan korrigeres.

Det er verdt å gi den medisinske tilnærmingen sin rett: så langt er dette den mest effektive måten å forlenge livet på.

Uansett de underliggende mekanismene for aldring, vet vi fortsatt ikke hvordan vi skal håndtere dem, men vi kan lett beseire mange direkte dødsårsaker: innbyggere i utviklede land dør ikke lenger i massevis av infeksjoner, lammelse har lenge sluttet å være en dom, og å takle høyt blodtrykk eller blodsukkernivåer kan nå gjøres med en pille. Gjennomsnittlig levealder har økt i løpet av det siste århundret Federal State Statistics Service. Statistical Bulletin 2007. nesten doblet. Slik sett er kampen mot alderdommen, til tross for mangelen på en klar definisjon av fienden, allerede i full gang.

Men når vi snakker om å reversere aldring, kan vi knapt forestille oss den evige kampen med aldersrelaterte sykdommer. Vi vil mest sannsynlig at de ikke en gang oppstår. Derfor vil en pille for alderdom, hvis vi kommer opp med en, sannsynligvis måtte tas allerede før alarmerende symptomer. Dette betyr at pillen må bekjempe en sykdom som ennå ikke eksisterer. Det som nå kalles "alderdom" i International Classification of Diseases (et dokument som publiseres hvert 10. år av Verdens helseorganisasjon for å forene medisinske diagnoser i forskjellige land), beskriver et standardsett med aldersrelaterte symptomer: "senil alder, senil svakhet, senil asteni." Men moderne medisin selv anser ikke aldring som en sykdom.

Godt eller dårlig er et omstridt poeng. På den ene siden hindrer denne tilstanden alvorlig utviklingen av vitenskapen. Selv om gerontologer Spesialister som behandler og studerer helsen til personer over 60 år. bli enige om hvem som anses som gammel og hvem som er ung, nå kan de ikke gjennomføre kliniske utprøvinger av en enkelt pille for alderdom og sjekke om det virker eller ikke. For en slik test vil de ikke motta hverken penger eller tillatelse fra etiske komiteer. For å omgå dette problemet prøver de medisiner for en aldersrelatert sykdom, som leddbetennelse. Dersom pasientene ikke lenger har leddsmerter, vil det uansett være bra. Og hvis de samtidig lever lenger enn gjennomsnittet, blir det enda bedre.

På den annen side, la oss forestille oss at alderdom fortsatt er offisielt klassifisert som en sykdom. Da vil det umiddelbart vise seg at en betydelig del av verdens befolkning er syk, og uhelbredelig. Og hvis du måler aldring etter antall mutasjoner, vil alle være syke. Fra en leges synspunkt er dette absurd: en sykdom er et avvik fra normen, men hvor skal man lete etter en norm når friske mennesker ikke eksisterer?

Så langt har ikke gerontologer og leger vært enige: den første publiserer Bulterijs S., Hull R., Björk V., Roy A. Det er på tide å klassifisere biologisk aldring som en sykdom // Frontiers in genetics. 2015 juni. kaller å anerkjenne aldring som en sykdom, sistnevnte motstår hardnakket. Jeg mistenker imidlertid at legene før eller siden må gi opp: Her og der begynner individuelle biohackere å eksperimentere på seg selv, og modige forskere starter private kliniske utprøvinger av piller for alderdom på bekostning av forsøkspersonene selv. Det er nytteløst å bekjempe dette kaoset, så en dag må det medisinske miljøet lede det og anerkjenne alderdom som en av menneskehetens mange sykdommer, og samtidig bli enige om en enkelt definisjon.

Polina Loseva er biolog av utdanning, uteksaminert fra Institutt for embryologi, Biologisk fakultet, Moskva statsuniversitet. Skriver artikler for portalene "Attic", "N + 1", "Elements", OLYA og populariserer vitenskap. I Counterclockwise snakker hun om mekanismene for aldring, forsøk på å lage en «pille for alderdom» og måter å utsette det uunngåelige på.