Ikääntyminen ei ole väistämätön tosiasia elämässä - monet eläimet ovat jo löytäneet tavan viivästyttää kuoleman hetkeä. Heidän vinkkinsä voivat auttaa meitä kaikkia nauttimaan pitkästä ja terveellisestä elämästä. Esimerkiksi vähintään kaksisataa vuotta. Voitteko kuvitella tämän? Olen.
Vain 30 vuotta Moby Dickin julkaisemisen jälkeen ryhmä Alaskan valaanpyytäjiä yritti hillitä omaa valtamerijättiään. Heidän kohde oli urospuolinen valasvalas, toiseksi suurin nisäkäs maan päällä.
Tämä laji on tunnettu hämmästyttävästä pitkäikäisyydestään: inuiittien kansanperinnettä mukaan nämä valaat elävät "kahta ihmishenkiä" ja vapautuvat harppuista myös valtavan voimansa vuoksi.
Nämä valaanpyytäjät olivat aseistettu uusimmalla tekniikalla, erityisesti "keihäspommilla", joka räjähtää törmäyksessä lävistääkseen paksun valasöljykerroksen läpi. Tämä ei kuitenkaan riittänyt valaan voittamiseksi. Kolme keihäänkappaletta osui häntä sivuun, mutta - kuten Moby Dick - hän irtautui ja lähti vain pinnallisilla haavoilla.
Valas vaelsi kiinni vielä 120 vuotta, vuoteen 2007 saakka, jolloin joukko valaanpyytäjiä sai hänet kiinni. Hän löysi jopa sirpaleita juuri siitä valasta, joka jäi valasöljyyn.
Eri arvioiden mukaan nämä valaat elävät vähintään 150 vuotta ja mahdollisesti jopa 210 vuotta. Hieman ryppyisen ihon, ylimääräisen rasvan ja taisteluarvojen lisäksi valailla on yllättävän vähän haittoja pitkästä elämästä. Mikä puolestaan kiinnostaa suuresti ikääntymistä tutkivia lääkäreitä.
"He elävät paljon kauemmin kuin ihmiset, mutta he elävät luonnossa menemättä lääkäriin tai nauttimatta ihmisyhteiskunnan eduista", sanoo João Pedro de Magalhaes Liverpoolin yliopistosta. "Siksi heidät on luonnollisesti suojattava vanhuuden sairauksilta."
Mainosvideo:
Tutkimalla näitä valaita ja muita erittäin pitkäikäisiä olentoja de Magalhaes ja kollegat toivovat löytävänsä uusia lääkkeitä, jotka hidastavat samalla tavalla ihmiskehon hajoamista ja viivästyttävät kuolemaa.
"Ikääntyminen on mysteeri, tiedämme suhteellisen vähän siihen liittyvistä biologisista prosesseista, ja se on edelleen kärsimyksen ja kuoleman perimmäinen syy modernissa maailmassa", de Magalhaes sanoo. "Jos voimme lykätä sen edes hetkeksi, se olisi ennennäkemätön ihme ihmiselle."
Vadim Gladyshev Harvardin yliopistosta on samaa mieltä hänen kanssaan.”Tämä on kriittinen biologinen kysymys, koska useimmat krooniset ihmisen sairaudet johtuvat ikääntymisestä. Biolääketiede keskittyy keskittymään tiettyihin sairauksiin, kuten syöpään, Alzheimerin tautiin tai diabetekseen”, hän sanoo. "Mutta jos lykkäät ikääntymistä, voit lykätä myös kaikki siihen liittyvät sairaudet."
Ikääntymiseen liittyy useita tekijöitä. Ensinnäkin ympäristö: kukaan ei voi elää kuplassa, joten haitalliset kemikaalit tai säteily vahingoittaa hitaasti DNA: ta ja muuta molekyylitekniikkaa. Vaikka soluillamme on työkalut korjata, lopulta tuhoaminen muuttuu liian suureksi, johtaa mutaatioihin ja solut kasvavat kasvaimiksi.
Voisimme ratkaista myös oman aineenvaihduntamme ongelmat: kuten uunit on puhdistettava säännöllisesti, solumme tuottavat paljon jätettä, kun energiaa poltetaan. Jätteet kertyvät ajan myötä ja voivat häiritä tärkeitä biologisia prosesseja. "Vahinkojen määrä kerääntyy eikä keho kykene selviytymään siitä", Gladyshev sanoo.
Lopuksi keho on edessään elinten uudistumisongelmilla: jokaisen kromosomin päissä on DNA-kimppu, jota kutsutaan telomeereiksi, jotka käyttäytyvät kuin muoviset kärjet nauhoissa estääkseen niiden leviämisen.
Telomeri lyhenee joka kerta, kun solu jakautuu, kunnes lopulta se muuttuu niin lyhyeksi, että solu ei toimi tai kuolee. Tämän tuloksen myötä tulemme alttiiksi erilaisille sairauksille.
Methuselahin valikoima
Kaikki merkit viittaavat siihen, että jokin pakottava voima työntää meitä kohti kuolemaa - mutta useat todisteet viittaavat siihen, että on olemassa jarruja, jotka voivat hidastaa tätä prosessia. Esimerkiksi yleinen diabeettinen lääke, metformiini, voi hidastaa ikääntymistä hiirissä.
Ja yksinkertainen muutos yhdessä geenissä, joka liittyy solujen aineenvaihduntaan annelideissa, voi pidentää huomattavasti sen ikää; ja vaikka samat muutokset eivät todennäköisesti auta monimutkaisempia organismeja, kaikki tämä viittaa siihen, että ikääntyminen on melko hallittavaa. "Ikääntyminen on yllättävän joustavaa ja hallittavaa", sanoo de Magalhaes.
Tutkijat, kuten Magalhaes ja Gladyshev, etsivät muita ehdokkaita käyttäen todellisia mafusaileja johtajina (Methuselah on pisinikäinen raamatullinen hahmo).
Pelkästään nisäkkäiden keskimääräinen elinajanodote on hyvin erilainen kuin kuorista, jotka elävät korkeintaan kuusi kuukautta, keulavalaisiin, jotka elävät yli kaksisataa vuotta. Jostain syystä luonnollinen valinta on pakottanut tiettyjä olentoja kehittämään omat elämäneliksiirinsä.
"Metformiini pidentää hiirien elämää hieman, mutta kun tarkastellaan eri olentoja, luonnollisen valinnan kyky lisätä pitkäikäisyyttä on paljon voimakkaampi", de Magalhaes sanoo. "He todennäköisesti kehittävät muita elämää pidentäviä mekanismeja, vastustavat syöpää ja muita ikään liittyviä sairauksia."
Ja jokainen heistä voi parantaa lääkkeitämme. Tai, kuten Gladyshev toteaa, "luonto muuttaa elinajanodotetta koko ajan, ainoa kysymys on, miten se tekee sen. Voiko tämä mekaanikko ohjata meitä ja pidentää siten ihmisten elinikää?"
Mielenkiintoisimmat olennot ovat erityisten satavuotiaiden joukossa; tietyt lajit voivat selviytyä, näyttää siltä, jopa lähimmät sukulaiset. Eikä ne ole aina yhtä majesteettisia kuin keulavalas.
Ryppyisen ja karvattoman ihonsa ansiosta alasti myyrärotta ei näytä lainkaan terveyttä edistävässä julisteessa olevalta lapselta - mutta elää jopa 30 vuotta, paljon enemmän kuin 2-3 vuotta, jolla tavallisilla hiirillä on varaa.
Lisäksi paljas moolirotta on erittäin vastustuskykyinen syöpään - tuhansissa laboratorioissa tutkituissa yksittäisissä moolirottissa ei ole tunnistettu syöpätapauksia. Jopa kylvyssä voimakkaissa karsinogeeneissä he pysyivät immuuneina syöpään.
Tämä voidaan osittain selittää sillä, että niiden solut lakkaavat kasvamasta, kun niistä tulee liian tiheitä - tämä mekanismi pysäyttää kasvaimen lisääntymisen ja ottaa kasvun hallintaan. Ja se näyttää johtuvan erityisen "raskasta" versiosta kemikaalista, joka tunnetaan hyaluronihappona.
Tämä molekyyli on osa häkkiä ympäröiviä metsiä, ja se on voinut alun perin olla mukana kehittämässä alastoman myyrärotan ihon kimmoisuutta helpottamaan sen puristumista tiukkojen kolojen läpi.
Nykyään se näyttää olevan osa signalointijärjestelmää, joka estää solujen lisääntymisen hallitsemattomasti. Toisin sanoen, vaikka mutaatio sallisi kasvaimen muodostumisen, hyaluroni pysäyttää sen jatkokehityksen.
Gladyshev tutki myös Brandtin lepakkoa, joka on pieni olento, joka elää yli 40 vuotta huolimatta siitä, että se painaa hieman enemmän kuin kuutio puhdistettua sokeria. "Koonsa vuoksi tämä on äärimmäinen tapaus", Gladyshev sanoo.
Hän löysi epätavallisia mutaatioita hiirireseptorien ympärillä, jotka välittävät hormonin kasvua ja insuliinin kaltaista kasvutekijää - muutokset, jotka voivat saada meidät ajattelemaan, miten hallita aineenvaihduntaa eläimissä, rajoittamalla ikään yleensä liittyviä vaurioita.
Ottaako ennätysvalas tällaisia vihjeitä? Valaan valtava koko - 20 metriä pitkä ja jopa satoja tonneja paino - aiheuttaa ainutlaatuisia ongelmia, jotka kiinnostavat biologeja, kuten Magalhaes ja Gladyshev. Esimerkiksi, jos sen solut polttavat energiaa samalla nopeudella kuin hiiren solut, ylimääräinen lämpö kiehuttaisi ympäröivää vettä, joten evoluutio on tuottanut hitaan aineenvaihdunnan ja matalan kehon lämpötilan valassa.
Tällainen valtava runko altistaa sinut myös suurelle syöpäriskille yksinkertaisen matematiikan ansiosta: mitä enemmän soluja sinulla on, sitä suuremmat mahdollisuudet kehittää haitallisia mutaatioita. (Itse asiassa eräässä tutkimuksessa todettiin jopa, että pitkät ihmiset sairastavat syöpää hieman todennäköisemmin kuin lyhyet ihmiset.)
Ja ongelma pahenee, jos asut kauemmin, koet "enemmän solujen jakautumista, joten syövän mahdollisuudet kasvavat dramaattisesti", kertoo syövän kehittymistä tutkiva Leonard Nanny Kalifornian yliopistosta Riversidesta.
Kuolematon eläintarha
Voivatko olennot elää ikuisesti?
Keula-valas voi elää yli kaksi vuosisataa, joten se on vanhin nisäkäs. Mutta miten tämä vertaa muun tyyppisiin organismeihin? Tutkimus jopa 4700 vuoden ikäisen harjamaisen männyn siemenistä ei ole paljastanut mitään erityisiä solumutaatioita, jotka olisivat voineet kehittyä ajan myötä.
Siirtomaaeläimet, kuten korallit, voivat elää yli 4000 vuotta. Mutta yksittäiset polyypit eivät kestä yli muutaman vuoden.
Miinan simpukkaa pidetään vanhimpana yksinäisenä eläimenä. Tämä valtameren pitkä maksa oli 507 vuotta vanha, kun biologit hakivat sen Islannin lähellä olevilta rannikkovesiltä vuonna 2006.
Ihmisen syöpäkehityksen perusteella kaikkien suurten valaiden tulisi olla peitetty kasvaimilla ennen syntymää - mutta he elävät ja elävät edelleen. Tämä tosiasia tunnetaan nimellä "Peto-paradoksi", ja se viittaa siihen, että valailla, kuten alastomilla myyrärottilla, on ovelat evoluution tempput hihoissaan selviytyäkseen haitallisista mutaatioista.
Jos laitat ne muiden eläinten kontekstiin, ne ovat todella pitkäikäisiä. Heillä on oltava joitain mekanismeja kasvaimen kasvun tukahduttamiseksi, joita meillä ei ole.
Juuri nämä mekanismit ja paljon muuta Magalhaes yrittää löytää katsomalla valaan perimää. Aluksi hän yritti kokeilla kangasta. Ja lopulta hän löysi joukkueen, joka oli jo luonut yhteydet inuiittien metsästäjiin.
Perinteisyytensä säilyttämiseksi arktisen alueen alkuperäiskansojen yhteisöt vangitsevat ja tappavat vuosittain rajoitetun määrän ruskeja. Vaikka aluksi ulkopuoliset epäilivätkin, metsästäjät suostuivat lopulta auttamaan tutkijoita ottamaan osan saaliin kudoksesta.
Jopa materiaalin keräämisen jälkeen ryhmä joutui kohtaamaan geneettisen sekvensoinnin poikkeuksellisen haasteen. Ottaen huomioon pelkän datan määrän tehtävä oli samanlainen kuin satojen tai tuhansien Moby Dicks -kopioiden viipalointi ja sitten yksittäisten sekvenssien järjestäminen merkityksellisessä järjestyksessä.
Tuloksena oli joukko havaintoja, jotka voisivat tasoittaa tietä tulevaisuuden lääketieteelle. Tutkijat näkivät erityisen kiinnostuneita ERCC1-nimisen geenin muutoksista. Tämä geeni tunnetaan molekyylityökalujen koodaamisesta, jotka voivat korjata vaurioituneen genomin pieniä osia. Näyttää siltä, että yksi keula-mutaalien mutaatio on mennyt askeleen pidemmälle ja saattaa estää syöpää aiheuttavien haitallisten mutaatioiden kertymisen.
Tutkijat havaitsivat myös muutoksia solujen lisääntymiseen osallistuvassa PCNA-geenissä. Se koodaa proteiinia, joka toimii eräänlaisena puristimena, joka yhdistää DNA-replikaation laukaisevat molekyylikoneet. Bowhead-valailla on päällekkäisiä alueita tällä geenillä, ja niiden mutaatiot näyttävät auttavan vuorovaikutuksessa muiden DNA-korjaustyökalun osien kanssa.
Tutkijat ovat ehdottaneet, että tämä yksi muutos voi aiheuttaa solujen kasvua ilman vuosien aikana tapahtuvaa vahinkoa. Kun otetaan huomioon muut tärkeät mukautukset, tämä voisi auttaa valaita vähentämään solustressiä, mikä puolestaan voi johtaa pitkään nisäkäselämään.
Merkki pitkäikäisyydestä
Atlantin toisella puolella, Harvardissa, Gladyshev suoritti äskettäin oman tutkimuksensa keula-valaiden "transkriptiosta"; paitsi tutkimalla geenejä myös tutkimalla niiden toimintaa. Jos huomaat, että jotkut geenit ovat erityisen aktiivisia, tiedät, että niillä voi olla myös tärkeä rooli ikääntymisessä. Tutkija löysi saman tyyppisiä muutoksia insuliinin signalointijärjestelmässä kuin hän huomasi Brandtin lepakoissa.
"Ehkä näin muuttuu solujen metabolinen ympäristö, jotenkin ne tulevat pitkäikäisiksi. Nämä havainnot vaativat kuitenkin huolellista analyysia. " Tulokset johtavat "pitkäikäisyyden merkkiin" tutkijan mukaan, ja siksi niitä voidaan käyttää jatkotutkimuksissa.
Nämä havainnot ovat herättäneet lääketieteen avainlukujen huomion. Yhdysvaltain kansallisten terveysinstituuttien johtaja Francis Collins teki vaikutuksen kirjoittaessaan, että Gladyshevin työ tuo meidät "aivan terveiden ja pitkäikäisten uusien löytöjen kynnykseen".
Tämän kynnyksen ylittyessä voimme löytää monia mahdollisia tapoja parantaa hoitoamme. Gladyshev väittää, että voisimme nähdä, voiko jonkinlainen ruokavalio tai liikunta auttaa kehoamme kehittämään valaan kaltaisen elämän.
Jotkut ovat esimerkiksi väittäneet, että paasto tai "kalorien rajoittaminen" hidastaa ikääntymistä, ja olisi mielenkiintoista verrata aineenvaihdunnan muutoksia nähdäksesi, muistuttavatko ne niitä, jotka antavat valaiden elää niin kauan. Tässä mielessä keula-valaat voivat olla oppaita pitkästä ja onnellisesta elämästä.
Lisäksi nämä pitkäikäiset olennot voisivat innostaa meitä radikaalisempiin hoitoihin. Ensimmäinen vaihe, de Magalhaes sanoo, on kasvattaa ihmiskudosta mutaatioilla, jotka nähdään keula-valaissa, Brandtin lepakossa ja alastomassa rotassa.
"Jos muutamme ihmisproteiinit eläimiä muistuttaviksi, voimme nähdä muutoksia DNA: ssa", hän sanoo. "Ja haluaisin ottaa keula-valasgeenit ja laittaa ne hiiriin nähdäksesi, elävätkö he kauemmin."
Näiden alkutestien jälkeen seuraava este on löytää tapa luoda samat muutokset äärimmäisen monimutkaisessa ihmiskehossa, ehkä lääkkeillä, jotka jäljittelevät geneettisiä vaikutuksia.
Joissakin tapauksissa organismeja, kuten hiivaa, voidaan geneettisesti modifioida kiinnostavien proteiinien kasvattamiseksi isoissa altaissa, jotka itse puhdistuvat ihmisille, tai huumeiden voidaan löytää jäljittelevän näitä vaikutuksia.
Tulevaisuudessa geeniterapia voi jopa antaa meille mahdollisuuden korjata elävien ihmisten DNA; voisimme lainata geneettisiä mutaatioita keula-valailta, joita he ovat tuottaneet miljoonien vuosien ajan. Geeniterapian viimeaikaisen kehityksen vuoksi "ei ole syytä ajatella, että tämä on mahdotonta".
Ilmeisesti vaikein asia on edessä. Vaikka olemme suhteellisen läheisiä toisiinsa evoluution näkökulmasta, se, mikä toimii valaan tai alastoman myyrirotan kohdalla, voi toimia rajoitetusti tai ei ollenkaan ihmiskeholle.
"Voit aina löytää erilaisia tapoja, joilla eri organismit estävät syöpää, mutta et tiedä, ovatko ne hyödyllisiä terapeuttisesti, et voi tietää etukäteen", Nanni sanoo.
Luonnollinen vaste syöpään kehitettiin "onnellisen prosessin" kautta, jossa ainutlaatuinen ratkaisu johtui kunkin yksittäisen organismin ainutlaatuisista olosuhteista. Kaiken tämän myötä hän on tyytyväinen uuteen lähestymistapaan ratkaisujen löytämiseen luonnosta.
"Luulen, että syöpäbiologit alkavat ymmärtää, että evoluutioideoiden sisällyttäminen tulee olemaan hedelmällistä työtä."
De Magalhaesilla ja Gladyshevilla ei ole illuusioita polun monimutkaisuudesta - mutta he eivät menetä toivoa. "Historia on täynnä asiantuntijoiden väitteitä, jotka pitivät joitain asioita mahdottomina ja päätyivät väärin", de Magalhaes sanoo.
Ajattele lääketieteellistä tilaa 120 vuotta sitten, jolloin jotkut nykyisistä keula-valaat olivat vain lapsia. Silloin hengenvaaralliset infektiot olivat yleisiä. Nykyään antibiootteja käytetään niiden onnistuneeseen hoitoon.
Viime kädessä de Magalhaes näkee ikääntymisen lopullisena sairautena - sairautena, joka voidaan parantaa yksin.
"Emme vain pidennä rappeutumisjaksoa", hän sanoo. "Haluamme, että 70-vuotiailla on 50-vuotiaiden terveys - se on tavoite."
Ehkä katsomme taaksepäin vuonna 2120 ihmettelen ensimmäisiä askelia kohti tätä tavoitetta.