Starenje nije neizbježna životna činjenica - mnoge su životinje već pronašle način kako odgoditi trenutak smrti. Njihovi savjeti mogu nam pomoći da svi uživamo u dugom i zdravom životu. Na primjer, najmanje do dvjesto godina. Možete li to zamisliti? Ja sam.
Samo 30 godina nakon objavljivanja Moby Dicka, skupina aljaških kitolova pokušala je zauzdati vlastiti oceanski div. Njihova meta bio je muški bowhead kit, drugi najveći sisavac na Zemlji.
Ova je vrsta poznata po svojoj nevjerojatnoj dugovječnosti: prema inuitskom folkloru, ovi kitovi žive "dva ljudska života", a također su oslobođeni harpuna zbog svoje neizmjerne snage.
Ti su kitolovci bili naoružani najnovijom tehnologijom, posebno "kopljenom bombom" koja eksplodira pri udaru i probija se kroz debeli sloj kitovog ulja. Međutim, to nije bilo dovoljno za poraz kita. Tri ulomka koplja pogodila su ga u bok, ali - poput Mobyja Dicka - oslobodio se i otišao samo s površinskim ranama.
Kit je nastavio lutati neuhvaćen još 120 godina, sve do 2007. godine, kada ga je skupina kitolovaca napokon uhvatila. Pronašla je čak i fragmente samog koplja koje je ostalo u ulju kita.
Prema različitim procjenama, ovi kitovi žive najmanje 150 godina, a moguće i do 210 godina. Uz blago naboranu kožu, suvišnu masnoću i bojne ožiljke, kitovi pokazuju iznenađujuće malo štetnih učinaka dugog života. Što je pak od velikog interesa za liječnike koji proučavaju starenje.
"Žive puno duže od ljudi, ali žive u divljini bez odlaska liječniku ili iskorištavanja blagodati ljudskog društva", kaže João Pedro de Magalhaes sa Sveučilišta u Liverpoolu. "Dakle, moraju biti prirodno zaštićeni od bolesti starosti".
Promotivni video:
Proučavajući ove kitove i druga izuzetno dugovječna bića, de Magalhaes i kolege nadaju se da možemo pronaći nove lijekove koji će na sličan način usporiti propadanje ljudskog tijela i odgoditi smrt.
"Starenje je misterij, relativno malo znamo o biološkim procesima koji su s njim povezani i ono ostaje osnovni uzrok patnje i smrti u suvremenom svijetu", kaže de Magalhaes. "Kad bismo to mogli odgoditi makar na neko vrijeme, to bi bilo čudo bez presedana za osobu."
S njim se slaže i Vadim Gladyshev sa Sveučilišta Harvard. „Ovo je kritično biološko pitanje, jer većina kroničnih ljudskih bolesti proizlazi iz starenja. Biomedicinska znanost organizirana je tako da se usredotoči na određene bolesti poput raka, Alzheimerove bolesti ili dijabetesa”, kaže on. "Ali ako odgodite starenje, možete odgoditi i sve bolesti povezane s tim."
Razni čimbenici povezani su sa starenjem. Prvo, okoliš: nitko ne može živjeti u mjehuriću, pa naša DNA i ostali molekularni inženjering polako oštećuju štetne kemikalije ili zračenje. Iako naše stanice imaju alate za popravak, na kraju uništavanje postaje preopsežno, dovodi do mutacija i stanice prerastaju u tumore.
Također bismo mogli riješiti probleme s vlastitim metabolizmom: baš kao što se peći moraju redovito čistiti, naše stanice stvaraju puno otpada dok se energija sagorijeva. Otpad se vremenom nakuplja i može poremetiti važne biološke procese. "Količina štete se nakuplja i tijelo se ne može nositi s njom", kaže Gladyshev.
Napokon, tijelo se suočava s problemima regeneracije organa: svaki kromosom ima snop DNA na krajevima koji se nazivaju telomeri, koji se ponašaju poput plastičnih vrhova na vezicama kako bi spriječili njihovo širenje.
Telomera se skraćuje svaki put kad se stanica dijeli, sve dok na kraju ne postane toliko kratka da stanica ne funkcionira ili umre. Ovim ishodom postajemo ranjivi na razne bolesti.
Zvjerinjak Metuzalema
Sve ukazuje na to da nas neka snažna sila gura prema smrti, ali nekoliko linija dokaza sugerira da postoje kočnice koje mogu usporiti ovaj proces. Na primjer, uobičajeni lijek za dijabetes, metformin, može lagano usporiti starenje kod miševa.
A jednostavna promjena jednog gena koji je uključen u stanični metabolizam annelida može uvelike produžiti njegov život; i iako je malo vjerojatno da će iste promjene pomoći složenijim organizmima, sve to nagovještava da je starenjem moguće upravljati. "Starenje je iznenađujuće fleksibilno i njime se može upravljati", kaže de Magalhaes.
Znanstvenici poput Magalhaesa i Gladysheva traže druge kandidate, koristeći prave mafusaile kao vođe (Metuzalem je najdugovječniji biblijski lik).
Samo među sisavcima, očekivano trajanje života je vrlo različito, od rovki koje ne žive dulje od šest mjeseci, do bowhead kitova koji žive više od dvjesto godina. Iz nekog je razloga prirodna selekcija potaknula određena bića da razviju vlastite eliksire života.
"Metformin malo produžuje život miševa, ali kad pogledate različita bića, sposobnost prirodne selekcije da poveća dugovječnost puno je snažnija", kaže de Magalhaes. "Oni će najvjerojatnije razviti druge mehanizme za produljenje života, opirući se raku i drugim dobnim bolestima."
I svaki od njih može poboljšati naš lijek. Ili, kako primjećuje Gladyshev, „priroda cijelo vrijeme mijenja očekivano trajanje života, samo je pitanje kako to čini. Možemo li se voditi ovim mehaničarom, produžujući time životni vijek ljudi?"
Najzanimljivija su bića među posebnim stogodišnjacima; određene vrste mogu preživjeti, čini se, čak i najbliži rođaci. I nisu uvijek tako veličanstveni kao bowhead kit.
Sa svojom naboranom i bez dlaka kože, goli krtica uopće ne izgleda poput djeteta na plakatu za promociju zdravlja - već živi do 30 godina, daleko više od 2-3 godine koliko si redoviti miševi mogu priuštiti.
Uz to, goli krtač izuzetno je otporan na rak - niti jedan slučaj raka nije identificiran u tisućama pojedinačnih krtola štakora koji su proučavani u laboratorijima. Čak i kad su se kupali u jakim kancerogenima, ostali su imuni na rak.
To se djelomično može objasniti činjenicom da njihove stanice prestaju rasti kad postanu pregusto - ovaj mehanizam zaustavlja razmnožavanje tumora i preuzima kontrolu nad rastom. Čini se da potječe od posebno "teške" verzije kemikalije poznate kao hijaluronska kiselina.
Ova je molekula dio skele koja okružuje kavez i možda je u početku sudjelovala u razvoju elastičnosti kože golog krtica kako bi se olakšalo probijanje kroz uske jazbine.
Danas se čini da je dio signalnog sustava koji zaustavlja nekontroliranu proliferaciju stanica. Drugim riječima, čak i ako mutacija omogućuje stvaranje tumora, hijaluron zaustavlja njegov daljnji razvoj.
Gladyshev je također proučavao Brandtovog šišmiša, sićušno stvorenje koje živi više od 40 godina unatoč težini nešto više od kocke rafiniranog šećera. "S obzirom na njegovu veličinu, ovo je najekstremniji slučaj", kaže Gladyshev.
Pronašao je neobične mutacije oko receptora kod miševa koji posreduju u rastu hormona i faktoru rasta sličnom inzulinu - promjene koje bi nas mogle navesti na razmišljanje o tome kako kontrolirati metabolizam kod životinja, ograničavajući štetu koja obično dolazi s godinama.
Hoće li kit rekorder pokupiti takve naznake? Ogromna veličina kita - 20 metara duljine i do stotine tona težine - stvara neke jedinstvene probleme koji zanimaju biologe poput Magalhaesa i Gladysheva. Na primjer, ako njegove stanice sagorijevaju energiju istom brzinom kao i stanice miševa, višak topline zakuhao bi okolnu vodu, pa je evolucija u kitu proizvela spor metabolizam i nisku tjelesnu temperaturu.
Tako ogromno tijelo također vas izlaže velikom riziku od raka zahvaljujući jednostavnoj matematici: što više stanica imate, veće su šanse da ćete razviti štetne mutacije. (Zapravo je jedno istraživanje čak pokazalo da iz ovog razloga visoki ljudi imaju malo veću vjerojatnost da će razviti rak nego niski ljudi.)
A problem se pogoršava ako živite dulje, iskusite "više staničnih dioba, pa šanse za rast dramatično rastu", kaže Leonard Nanni sa kalifornijskog sveučilišta Riverside, koji proučava evoluciju raka.
Besmrtni zoološki vrt
Može li neko stvorenje živjeti vječno?
Bowhead kit može živjeti duže od dva stoljeća, što ga čini najstarijim sisavcem. Ali kako se ovo uspoređuje s drugim vrstama organizama? Studija sjemena bora bristlecone, koja živi do 4700 godina, nije otkrila nikakve specifične stanične mutacije koje bi se mogle razviti tijekom vremena.
Kolonijalne životinje poput koralja mogu živjeti više od 4.000 godina. Ali pojedinačni polipi neće trajati više od nekoliko godina.
Minska školjka smatra se najstarijom osamljenom životinjom. Ova oceanska duga jetra bila je stara 507 godina kada su je biolozi izvadili iz obalnih voda u blizini Islanda 2006. godine.
Na temelju ljudske stope razvoja raka, svi veliki kitovi trebali bi biti prekriveni tumorima prije rođenja - ali oni nastavljaju živjeti i živjeti. Ta je činjenica poznata kao "Peto paradoks" i sugerira da kitovi, poput golih krtola štakora, imaju lukave evolucijske trikove u rukavima kako bi se nosili sa štetnim mutacijama.
Ako ih stavite u kontekst drugih životinja, one će zaista biti dugovječne. Moraju imati neke mehanizme suzbijanja rasta tumora, a mi ih nemamo.
Upravo te mehanizme, i još mnogo toga, Magalhaes pokušava pronaći zavirujući u genom kita. U početku je pokušavao eksperimentirati s tkaninom. I na kraju je pronašao tim koji je već uspostavio veze s inuitskim lovcima.
Kako bi sačuvale svoju tradiciju, autohtone zajednice oko Arktika svake godine hvataju i ubijaju ograničeni broj bowhead kitova. Iako su isprva bili sumnjičavi prema strancima, lovci su na kraju pristali pomoći znanstvenicima da oduzmu dio tkiva iz plijena.
Čak i nakon prikupljanja materijala, grupa se suočila s izvanrednim izazovom genetskog sekvenciranja. S obzirom na ogroman opseg podataka, zadatak je bio sličan rezanju stotina ili tisuća kopija Moby Dicksa, a zatim slaganju pojedinačnih sekvenci u smislenom redoslijedu.
Rezultat je bio niz nalaza koji bi mogli utrti put budućoj medicini. Znanstvenici su posebni interes vidjeli za promjene u genu zvanom ERCC1. Ovaj je gen poznat po kodiranju molekularnih alata koji mogu zakrpati male dijelove oštećenog genoma. Čini se kako je jedna mutacija u bowhead kitovima otišla korak dalje i možda sprječava nakupljanje štetnih mutacija koje uzrokuju rak.
Znanstvenici su također otkrili promjene u genu PCNA, koji je uključen u proliferaciju stanica. Šifrira protein koji djeluje kao vrsta stezaljke koja povezuje molekularne strojeve koji pokreću replikaciju DNA. Bowhead kitovi duplicirali su područja ovog gena, a čini se da njihove mutacije pomažu u interakciji s drugim dijelovima alata za popravak DNA.
Znanstvenici su sugerirali da bi ova jedna promjena mogla izazvati rast stanica bez štete koja dolazi tijekom godina. Uzimajući u obzir druge važne prilagodbe, ovo bi moglo pomoći kitovima smanjiti stanični stres, što bi pak moglo dovesti do dugog života sisavaca.
Znak dugovječnosti
Preko Atlantika, na Harvardu, Gladyshev je nedavno proveo vlastitu studiju o "transkriptomu" bowhead kitova; ne samo proučavanjem gena, već i proučavanjem njihove aktivnosti. Ako vidite da su određeni geni posebno aktivni, znate da oni također mogu igrati važnu ulogu u starenju. Znanstvenik je otkrio iste vrste promjena u signalnom sustavu inzulina koje je primijetio kod Brandtovih šišmiša.
“Možda se tako mijenja metabolički postav stanica, nekako postaju dugovječni. Međutim, ovi nalazi zahtijevaju pažljivu analizu. " Prema znanstveniku, rezultati dovode do "znaka dugovječnosti", pa se stoga mogu koristiti u daljnjim istraživanjima.
Ova otkrića privukla su pozornost ključnih ličnosti u medicini. Francis Collins, direktor američkog Nacionalnog instituta za zdravstvo bio je impresioniran napisavši kako nas Gladyshev-ovo djelo dovodi "točno na prag novih otkrića o zdravom i dugom životu".
Iznad ovog praga možemo otkriti mnoge moguće načine za poboljšanje liječenja. Gladyshev tvrdi da bismo mogli vidjeti može li neka vrsta prehrane ili vježbanja pomoći našem tijelu da razvije život poput kita.
Na primjer, neki tvrde da post, ili "ograničavanje kalorija", usporava proces starenja, i bilo bi zanimljivo usporediti metaboličke promjene kako bi se vidjelo jesu li slične onima koje omogućuju kitovima da žive toliko dugo. U tom smislu, bowhead kitovi mogli bi nam biti vodiči za dug i sretan život.
Uz to, ta bi nam dugovječna bića mogla nadahnuti radikalnije liječenje. Prvi će korak, kaže de Magalhaes, biti uzgoj ljudskog tkiva s mutacijama viđenim u bowhead kitovima, Brandtovom šišmišu i golom krtaču.
"Ako ljudske bjelančevine promijenimo tako da nalikuju životinjama, možemo vidjeti promjene u DNK", kaže on. "A ja bih želio uzeti gene za bowhead kitove i staviti ih u miševe kako bih vidio žive li duže."
Nakon ovih početnih testova, sljedeća će prepreka biti pronalazak načina za stvaranje istih promjena u izuzetno složenom ljudskom tijelu, možda s lijekovima koji oponašaju genetske učinke.
U nekim slučajevima, organizmi poput kvasca mogu se genetski modificirati da uzgajaju proteine od interesa u velikim posudama koje će se samopročistiti za ljudsku upotrebu ili se može pronaći da lijekovi oponašaju te učinke.
U budućnosti će nam genska terapija možda omogućiti da popravimo DNK živih ljudi; mogli bismo posuditi genetske mutacije od bowhead kitova koje proizvode milijunima godina. S obzirom na nedavni napredak u genskoj terapiji, "nema razloga misliti da je to nemoguće".
Očito je da je najteže pred nama. Iako smo s evolucijske perspektive relativno usko povezani, ono što djeluje na kitove ili gole krtice može djelovati ograničeno ili nikako na ljudsko tijelo.
"Uvijek možete pronaći različite načine na koje različiti organizmi suzbijaju rak - ali hoće li biti terapijski korisni, ne možete znati unaprijed", kaže Nanni.
Prirodni odgovor na rak razvijen je kroz "sretan proces", gdje je jedinstveno rješenje proizašlo iz jedinstvenih okolnosti svakog pojedinog organizma. Uz sve to, pozdravlja novi pristup pronalaženju rješenja u prirodi.
"Mislim da biolozi karcinoma počinju shvaćati da će uključivanje evolucijskih ideja biti plodonosan pothvat."
De Magalhaes i Gladyshev ne gaje iluzije o složenosti puta - ali ne gube nadu. "Povijest je puna tvrdnji stručnjaka koji su mislili da su neke stvari nemoguće i na kraju su pogriješili", kaže de Magalhaes.
Sjetite se stanja medicine prije 120 godina, kada su neki od današnjih bowhead kitova bili samo djeca. Tada su infekcije opasne po život bile uobičajena. Danas se antibiotici koriste za njihovo uspješno liječenje.
U konačnici, de Magalhaes vidi starenje kao krajnju bolest - bolest koja se može izliječiti sama od sebe.
"Ne produžavamo samo propadanje", kaže on. "Želimo da 70-godišnjaci imaju zdravlje 50-godišnjaka - to je cilj."
Možda ćemo se 2120. u čudu osvrnuti na prve korake prema tom cilju.
