Když stáří přichází z pohledu biologie

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 03:50

Ukazuje se, že je nesprávné považovat někoho, kdo je starý mnoho let nebo kdo je hodně nemocný, za stejně starého.

Kdo může být nazýván starým člověkem? Někdo nad 50? Nebo někoho, kdo trpí „stařeckými“neduhy? Bioložka a vědecká novinářka Polina Loseva věří, že všechno není tak jednoduché. Lifehacker spolu s nakladatelstvím Alpina Non-Fiction Publishing House publikuje úryvek z kapitoly „In Search of Definition: Who Really Is Old“z knihy Proti směru hodinových ručiček: Co je stárnutí a jak s ním bojovat.

Nakreslete hranici

Začněme mou definicí z dětství: starý je někdo, komu je mnoho let. Ale "hodně" není nejpřísnější pojem. Je mi 30 - je to hodně? A 40? Nebo 60? Pro všechny by bylo možné zavést jednotnou věkovou hranici, po jejímž překročení začíná být člověk automaticky považován za starého. Za takovou hranici lze považovat například věk odchodu do důchodu – ten se ale v mnoha zemích nekryje a v některých zemích o důchodech vůbec neslyšeli. Kromě toho se tato hranice musí neustále posouvat v souladu s průměrnou délkou života: například v Rumunsku se každé čtyři roky zvyšuje o rok a v Belgii každé pět let. A jak tedy pochopit, kdy a jak moc posunout hranici stáří? K tomu se ještě musíme spolehnout na některá další znamení, která s věkem přímo nesouvisejí.

S každou věkovou hranicí je tu ještě jeden problém: jakmile stanovíme hranici mezi starými a mladými lidmi, zavíráme oči před procesem stárnutí a nástup stáří označujeme za specifickou událost. Člověku bude řekněme 60 let – a přesně v den výročí narození se lusknutím prstů stane starcem. To je dobrý dějový tah na pohádku, ale ve skutečnosti to vypadá neuvěřitelně.

Z našeho pohledu je stárnutí stále postupný proces, který trvá roky a neprobíhá okamžitě.

A pokud stárnutí považujeme za součást vývoje, pak je jako většinu vývojových procesů logické považovat ho za kontinuální.

Kromě toho není jasné, co dělat se zvířaty. Pokud očekáváme, že před přechodem k lidem otestujeme naši tabletu věčného mládí na modelových organismech, pak by pro ně mělo fungovat i naše kritérium stáří. A jejich životnost je velmi odlišná: od několika dnů až po stovky let a v laboratoři často žijí déle než ve volné přírodě. Proto si buď budete muset pro každý druh stanovit vlastní práh a neustále jej podle okolností zpřesňovat, nebo vymyslet nějaký záchytný bod společný pro všechny organismy.

Soudě podle vzhledu

Protože se věková hranice ukázala jako nepohodlné kritérium, můžete se pokusit odrazit vnější známky stáří. Nakonec každý z nás pozná starého muže na ulici, aniž by se podíval do pasu: šedivé vlasy, shrbená postava, vrásčitá kůže, nerovnoměrná chůze, poruchy paměti.

Ke kterémukoli z těchto znamení je přitom snadné uvést protipříklad – tedy najít člověka, který by ho posedl a nebyl by v očích ostatních starcem. Někteří lidé například začnou šedivět, když jsou mladí, nebo dokonce plešatí, než jejich vlasy ztratí pigmentaci. Problémy s držením těla trápí nejen seniory, ale i mnoho kancelářských pracovníků. A vrásčitou kůži lze najít mezi obyvateli jižních vesnic, kteří tráví hodně času na otevřeném slunci.

Pokud se tedy rozhodneme vypočítat staré lidi podle jejich vlastností, pak do této kategorie budou spadat lidé všech věkových kategorií, kteří náhodou získali šedý pramen nebo křivé držení těla. Navíc mezi „starými lidmi“bude mnoho postižených nebo duševně nemocných, kteří ztratili paměť. A bohatí lidé, kteří si mohou dovolit sledovat stav své pokožky a vlasů, se naopak budou zdát mladší než jejich chudí a neupravovaní vrstevníci.

Nejzřejmější kritérium se pro nás ukazuje jako nepřesné, a to není bez důvodu. Faktem je, že to přímo nesouvisí s mechanismy stárnutí. Při komponování portrétu průměrného starého muže hodnotíme proces jeho konečnými projevy - jako bychom zjišťovali připravenost kaše podle uniklého mléka. Ale cereálie lze vařit, aniž by opustily hranice pánve, pokud s nimi zacházíte opatrně, nebo mohou zaplnit celý sporák na samém začátku vaření, pokud zapnete příliš vysoký oheň. Proto, abychom se chytili za ocas stáří, musíme nahlédnout dovnitř pánve, tedy jít hledat příčiny stárnutí a jeho první projevy.

Kontrola v bitvě

Přejdeme-li k hlavnímu zdroji lidové moudrosti – „Wikipedii“– dostáváme odpověď: „Stáří je období života od ztráty schopnosti plodit potomka až po smrt.“Tato definice vypadá logicky, protože na rozdíl od předchozích odráží konkrétní změny v těle. Navíc se to zdá docela jasné – na rozdíl od vnějších příznaků stáří lze schopnost reprodukce snadno změřit: umožnit zvířeti pářit se s jinými jedinci a sledovat, zda plodí potomky.

Ale člověka není příliš vhodné hodnotit podle tohoto kritéria.

Za prvé, ne všichni lidé se snaží neustále reprodukovat a prokazovat tak svůj reprodukční potenciál.

Za druhé, není příliš jasné, podle jakého parametru je nutné tento potenciál určit: podle schopnosti porodit potomstvo nebo podle počtu zárodečných buněk na skladě. Moderní reprodukční technologie umožňují ženě porodit dítě a porodit ho v 50 nebo dokonce 60 letech (záznam nejstaršího porodu je v Guinessově knize téměř 67 let), ale vejce, alespoň zdravá, obvykle dojdou někde ve 40-45 letech.

Za třetí, reprodukční kritérium bude fungovat odlišně pro muže a ženy. Spermie se na rozdíl od vajíček tvoří neustále a mužské tělo je dokáže produkovat až do smrti, i když jeho vrstevník už dávno nemá žádné zárodečné buňky. Vnější známky stáří jako šediny a vrásky se přitom objevují u mužů a žen téměř současně a ženy zpravidla žijí déle.

Měřit stáří z hlediska reprodukčního potenciálu se ukazuje být stejně nepohodlné jako vzhledově. Moderní ženy ve věku 40 a 50 let vypadají mladě ve všech parametrech, které jsme již uvedli, ale nejčastěji si již netroufají na děti – a zda jsou toho schopny, nemůžeme ověřit. A s péčí kosmetologů a plastických chirurgů si někteří dokážou zachovat své vnější mládí i v 70 letech.

Počítáme mutace

Když se na přednáškách ptám posluchačů, co je to stáří, často mi odpovídají: to jsou poruchy a poruchy v těle. Do této definice také zapadá reprodukční kritérium: neschopnost reprodukce je jedním z těchto poruch. Ale protože se může dříve nebo později objevit u každého konkrétního člověka v souvislosti s jinými známkami stárnutí, je nerozumné z něj dělat měřítko stáří, pokud chceme najít jediný referenční bod pro všechny.

Můžete sestavit seznam problémů, které jsou typické pro starý organismus. Toto je princip, který používají Searle S. D., Mitniski A., Gahbauer E. A., Gill T. M., Rockwood K. Standardní postup pro vytvoření indexu křehkosti // BMC Geriatrics. září 2008; 8. (vrátíme se k nim v kapitole o biologickém věku), které často využívají lékaři studující stárnutí. Index křehkosti je soubor příznaků a nemocí souvisejících s věkem, které má konkrétní pacient nashromážděny. Čím vyšší hodnota indexu, tím blíže ke stáří.

S indexem se může stát stejná nepříjemnost jako s vnějšími známkami stáří: když se zaměříme na následek, nikoli na příčinu, bohatí lidé jsou v průměru mladší než jejich chudí vrstevníci.

To však neznamená, že problém stárnutí lze jednoduše „zaplavit penězi“: bohatí nakonec umírají stejně jako chudí a nemají o nic menší zájem na prodloužení života.

Budeme se proto muset podívat hlouběji – do jednotlivých buněk a molekul a hledat známky stárnutí již na mikroskopické úrovni.

Za příklad molekulárního znaku stáří lze považovat bodovou mutaci v DNA, tedy nahrazení jednoho „písmena“(nukleotidu) v jeho „textu“(sekvenci) jiným. Ve většině případů takové jednotlivé substituce neovlivňují životnost buňky, protože genetický kód je nadbytečný a pojištěný proti náhodným chybám. K poruše však může dojít i na významném místě genu – pak buď přestane fungovat úplně, nebo se ukáže, že protein, který kóduje, je zdeformovaný. Mutovaný protein někdy plní své funkce lépe nebo hůře než obvykle a v obou případech to může vést k nepříjemným následkům pro tělo, jako je vznik nádoru.

Ne všechny bodové mutace ovlivňují život organismu, ale je poměrně obtížné určit účinek, který každá z nich jednotlivě produkuje. Proto lze pro zjednodušení každou bodovou mutaci považovat za poruchu. Každá z nich nakonec dělá DNA v buňce odlišnou od „původní“, původního nositele genetické informace.

V roce 2018 byly publikovány články dvou Bae T. et al. Různé rychlosti a mechanismy mutací v lidských buňkách v pregastrulaci a neurogenezi // Věda. únor 2018; 359 (6375): 550–555. skupiny Lodato M. A. et al. Stárnutí a neurodegenerace jsou spojeny se zvýšenými mutacemi v jednotlivých lidských neuronech // Science. únor 2018; 359 (6375): 555-559. vědci, kteří věřili bodovým mutacím v nervových buňkách lidí. Vědci byli zvědaví, v jakém okamžiku tyto mutace vznikají a kolik z nich se během života nahromadí. Za tímto účelem odebrali několik sousedních nervových buněk z mozku dospělých - a základní části mozku v embryích (vědci pracovali s materiálem získaným v důsledku potratu) a přečetli jejich DNA. V ideálním případě by ve všech buňkách našeho těla měla být sekvence nukleotidů v DNA stejná. Ale během života každá buňka nezávisle na ostatních hromadí „jednopísmenné“substituce. Pokud tedy porovnáme dvě buňky mezi sebou, bude se počet bodových rozdílů v textu DNA rovnat počtu mutací v každé buňce.

Výsledky výpočtů se ukázaly být děsivé. Na samém počátku vývoje embrya, kdy se oplodněné vajíčko rozštěpí na první buňky, se dělí přibližně jednou denně. Každé takové dělení, jak se ukázalo, s sebou již přináší v průměru 1, 3 nové mutace. Později, když se začne tvořit nervový systém – do 15. týdne vývoje – každý den přidá do buněk asi pět dalších mutací. A na konci neurogeneze, tedy buněčného dělení ve většině oblastí vyvíjejícího se mozku – to je zhruba 21. týden – už každá buňka nese 300 unikátních bodových mutací. Než se člověk narodí, nahromadí se v těch buňkách, které pokračují v dělení, až 1000 mutací. A pak během života DNA mutuje pomaleji, rychlostí asi 0,1 chyby za den a do 45 let obsahují buňky přibližně 1500 mutací a do 80 - 2500 každá.

Pokud, jak bylo dohodnuto, považujeme každou mutaci za poruchu, tedy za známku stáří, pak se ukazuje, že člověk začíná stárnout ihned po početí, od okamžiku prvního dělení oplodněného vajíčka. Ale jak může struktura, která se ještě nevytvořila, zchátrat?

Na molekulární úrovni se potvrzuje naše intuitivní chápání stárnutí: není to událost, ale probíhající proces.

Mutace se neobjevují náhle, ale hromadí se od prvního dne vývoje až do konce života. A kde nakreslit čáru „mládežnické DNA“je naprosto nepochopitelné. Pokud se stáří počítá od objevení se úplně první mutace, pak bude muset být uznána jako stará hromada několika buněk. A pokud se pokusíme stanovit prahovou hodnotu pro počet mutací, pak budeme čelit stejnému problému jako v případě důchodového věku: aby nás hranice nezaskočila, budeme se muset spolehnout na další známky stáří - vzhled, schopnost reprodukce nebo něco jiného., - které, jak již víme, jsou nespolehlivé.

Bylo by možné se zaměřit nikoli na okamžik výskytu chyb, ale na míru mutace – např. zavolat tu starou, jejíž mutace se začnou objevovat rychleji. I zde nás ale čeká háček: nervové buňky hromadí chyby před porodem rychleji než po něm. V době, kdy se narodí, obsahují již více než třetinu všech mutací, které se jim za celý život podaří získat. Dalo by se usoudit, že se jedná o vlastnost buněk nervové tkáně, které se v embryonálním období téměř úplně vytvoří, a poté se po narození dítěte téměř nemnoží. Ale ne, dělící se buňky střeva nebo jater u dospělého mutovaného Blokzijl F. et al. Akumulace tkáňově specifické mutace v lidských dospělých kmenových buňkách během života // Příroda. říjen 2016; 538: 260-264. přibližně stejnou rychlostí jako ty nervózní - asi 0,1 chyby za den. A to znamená, že počítání chyb nás nepřibližuje k definici stáří.

Provádíme diagnostiku

Zdá se, že stáří a starého člověka se nám nepodaří jednoznačně definovat: stárnutí je postupný proces s koncem, ale bez začátku. Existují však lidé, kteří navzdory chybějícím definicím pokračují v boji proti stárnutí – to jsou lékaři. Poznávají stáří podle specifických projevů: nemocí souvisejících s věkem a bojují – kdykoli je to možné – přímo s nimi. Vše, co dnes může lékař udělat pro staršího pacienta: výměna zubů, vložení sluchadla, uzdravení srdce nebo transplantace rohovky - drobné opravy těla, výměna jednotlivých částí. Stáří je proto z pohledu lékaře souhrnem nejčastějších vad, které lze napravit.

Stojí za to dát lékařskému přístupu jeho náležitosti: zatím je to nejúčinnější způsob, jak prodloužit život, jaký máme.

Ať už jsou základní mechanismy stárnutí jakékoli, stále nevíme, jak se s nimi vypořádat, ale můžeme snadno porazit mnoho přímých příčin smrti: obyvatelé vyspělých zemí již neumírají masově na infekce, paralýza už dávno není trestem, a vyrovnat se s vysokým krevním tlakem nebo hladinou cukru v krvi lze nyní provést pomocí pilulek. Průměrná délka života se za poslední století prodloužila Federální státní statistická služba. Statistický bulletin 2007. téměř zdvojnásobil. V tomto smyslu je boj se stářím i přes chybějící jasnou definici nepřítele již v plném proudu.

Když ale mluvíme o zvrácení stárnutí, jen stěží si dokážeme představit věčný boj s nemocemi souvisejícími s věkem. Nejspíše bychom si přáli, aby ani nevznikly. Proto pilulku na stáří, pokud na ni přijdeme, bude pravděpodobně potřeba vzít ještě před nástupem alarmujících příznaků. To znamená, že pilulka bude muset bojovat s nemocí, která ještě neexistuje. To, co se nyní v Mezinárodní klasifikaci nemocí (dokument, který každých 10 let vydává Světová zdravotnická organizace za účelem sjednocení lékařských diagnóz v různých zemích) nazývá „stáří“, popisuje standardní soubor příznaků souvisejících s věkem: „senilní věk, stařecká slabost, stařecká astenie. Samotná moderní medicína ale stárnutí za nemoc nepovažuje.

Dobré nebo špatné je sporný bod. Na jedné straně tento stav vážně brzdí rozvoj vědy. I když gerontologové Specialisté, kteří léčí a studují zdraví lidí starších 60 let. dohodnout se na tom, kdo je považován za starého a kdo je mladý, nyní nemohou provádět klinické testy jediné pilulky na stáří a kontrolovat, zda funguje nebo ne. Za takový test nedostanou ani peníze, ani povolení od etických komisí. Aby tento problém vyřešili, zkoušejí léky na onemocnění související s věkem, jako je zánět kloubů. Pokud pacienty již nebudou bolet klouby, bude to v každém případě dobré. A pokud zároveň budou žít déle, než je průměr, bude to ještě lepší.

Na druhou stranu si představme, že stáří je stále oficiálně klasifikováno jako nemoc. Pak se okamžitě ukáže, že významná část světové populace je nemocná a nevyléčitelná. A pokud budete stárnutí měřit počtem mutací, pak budou všichni nemocní. Z pohledu lékaře je to absurdní: nemoc je odchylka od normy, ale kde hledat normu, když zdraví lidé neexistují?

Dosud se gerontologové a lékaři nedokázali shodnout: první publikují Bulterijs S., Hull R., Björk V., Roy A. Je čas klasifikovat biologické stárnutí jako nemoc // Hranice genetiky. června 2015 Vyzývá k uznání stárnutí jako nemoci, ta se tvrdošíjně brání. Tuším však, že dříve nebo později to budou muset lékaři vzdát: tu a tam na sobě začnou jednotliví biohackeři experimentovat a odvážní badatelé zahajují soukromé klinické testy prášků na stáří na úkor samotných subjektů. S tímto chaosem je zbytečné bojovat, a tak jej jednou bude muset vést lékařská komunita a uznat stáří jako jednu z mnoha nemocí lidstva a zároveň se shodnout na jediné definici.

Polina Loseva je vzděláním bioložka, vystudovala Katedru embryologie Biologické fakulty Moskevské státní univerzity. Píše články pro portály "Attic", "N + 1", "Elements", OLYA a popularizuje vědu. V Proti směru hodinových ručiček hovoří o mechanismech stárnutí, pokusech vytvořit „pilulku na stáří“a způsobech, jak oddálit nevyhnutelné.