Η Επιστήμη της Γήρανσης συναντά τον Μπέντζαμιν Μπάτον  (του Δημήτρη Σωκιαλίδη)

0
476

 

του Δημήτρη Σωκιαλίδη

                                   

Ο θάνατος είναι η μόνη βεβαιότητα στη ζωή μας!

Όλα όσα γεννιούνται φθείρονται με τον χρόνο και καταστρέφονται. Η ζωή η ίδια, ορίζεται μέσα από τον αγώνα της ενάντια στον θάνατο. Βαθιά στη βιολογική μας δομή, μας ευχαριστούν όσα πράγματα ενισχύουν και προάγουν την αναπαραγωγή και ζωτικότητά μας, όπως η τροφή και ο έρωτας, ενώ μας πονούν και μας φοβίζουν όσα μας απειλούν με ασθένεια και θάνατο. Άραγε τι νόημα θα είχε η ζωή χωρίς τον θάνατο;

Αλλά και φιλοσοφικά, ο φόβος του θανάτου φαίνεται να κρύβεται πίσω από όλες τις υπαρξιακές μας παραμυθίες όπως η τέχνη, η επιστήμη, ο έρωτας, η θρησκεία, οι οποίες μας οδηγούν σε μια ψευδαίσθηση υπέρβασης της οδυνηρής πραγματικότητας.

Η ραγδαία ανάπτυξη της μοριακής βιολογίας τα τελευταία χρόνια έχει αποκαλύψει την απίστευτη βιοχημική πολυπλοκότητα που διέπει τις ζωτικές λειτουργίες κάθε ζωντανού κυττάρου. Δεδομένου του χάους που επικρατεί σε μοριακό επίπεδο, είναι θαύμα το ότι καταφέρνουμε να επιβιώσουμε έστω και κάποια δευτερόλεπτα, πόσο μάλλον το να καταφέρουμε να φτάσουμε να ολοκληρώσουμε τον αναπαραγωγικό μας κύκλο και να φτάσουμε στα 80 ή και περισσότερα χρόνια.

Η πολυετής μελέτη της διαδικασίας της γήρανσης είχε καταλήξει, μέχρι πρόσφατα,  ότι η γήρανση αποτελεί μια πολυπαραγοντική διαδικασία. Εννέα  διαφορετικοί παράγοντες1, είχαν εντοπιστεί που συντελούν στη γήρανση, την εξασθένηση και τον θάνατο από τις ασθένειες που την συνοδεύουν. Η αντιμετώπιση καθενός από αυτούς θα βελτίωνε τη διάρκεια της ζωής και της υγείας του ανθρώπου (lifespan και healhspan), το προσδόκιμο μιας υγιούς ζωής τελικά.

Παρόλα αυτά, και όσο κι αν ακούγεται παράδοξο, υπάρχουν κάποια γεγονότα που αφήνουν ερωτηματικά για το αναπόφευκτο του γήρατος και εντέλει του θανάτου.

Πρώτον, οι επιστήμονες δεν έχουν ανακαλύψει γονίδια στο DNA μας που να «προγραμματίζουν» την γήρανση και τον θάνατο, όπως αυτά π.χ. που προγραμματίζουν την ανάπτυξη του εμβρύου σε ενήλικο οργανισμό και προσδιορίζουν πότε και πώς θα διαμορφωθεί ο εγκέφαλος, πότε και πώς θα βγάλει το έμβρυο δόντια, πότε θα δει, πότε θα περπατήσει κλπ.

Πολλά ζώα που διαβιούν σε συνθήκες αιχμαλωσίας (σε προστατευμένο περιβάλλον δηλαδή) ζουν πολύ περισσότερο από τα αντίστοιχα του είδους τους που βρίσκονται ελεύθερα στη φύση εκτεθειμένα στην πείνα, το κρύο, τις ασθένειες και τους θηρευτές τους. Σε κάποιες περιπτώσεις, μάλιστα, αυτή η αύξηση του προσδόκιμου ζωής των ζώων σε αιχμαλωσία είναι πραγματικά πολλαπλάσια από την αντίστοιχη των «άγριων συναδέλφων» τους. Ακόμα και εάν βρίσκαμε κάποιον τέτοιον μηχανισμό σε προστατευμένους οργανισμούς, δεν θα είχε ποτέ την ευκαιρία να λειτουργήσει στην άγρια φύση. Επομένως, δε φαίνεται να υπάρχει κάποιος γονιδιακά προγραμματισμένος μηχανισμός θανάτου.

Δεύτερον, υπάρχουν κάποια είδη τα οποία φαίνεται να θέτουν σε αμφισβήτηση την ιδέα της «φυσιολογικής» διαδικασίας της γήρανσης και του θανάτου.

Η «μακραίωνη» Πεύκη (Pinus longaeva) είναι ένα άριστο παράδειγμα.

Το αρχαίο αυτό είδους πεύκου των Λευκών Ορέων της Καλιφόρνιας αποτελεί μια από τις μακροβιότερες μορφές ζωής στη γη. Υπάρχουν πολλά άτομα αυτού του είδους που γεννήθηκαν πριν από τις πυραμίδες και το Stonehedge. Αν σκεφτούμε ότι το 50% των γονιδίων τους είναι στενοί συγγενείς των αντίστοιχων δικών μας γονιδίων, η περίπτωση της μακραίωνης Πεύκης αρχίζει να γίνεται ακόμη πιο ενδιαφέρουσα!

Τα πεύκα αυτά όχι μόνο ζούνε χιλιάδες χρόνια αλλά διατηρούν και τα κύτταρά τους υγιή. Δε φαίνεται να έχουν υποστεί καμία έκπτωση στην λειτουργία τους. Προσθέτουν συνεχώς χρόνια ζωής χωρίς να γερνούν. Θα τα ζήλευε ο Τιθωνός που είχε κερδίσει την αθανασία αλλά όχι τη υγεία και νεότητα! Πραγματικά, μια συγκριτική μελέτη δέντρων αυτού του είδους, ηλικίας από 23 έως 4.713 ετών, δεν έδειξε αξιόλογα δείγματα γήρανσης στα κύτταρά τους.

Και δεν είναι οι μόνοι οργανισμοί που περιφρονούν την γήρανση.

Οι μεγέθους μικρότερου του ενός εκατοστού «αθάνατες μέδουσες» Turritopsis dohrnii ή nutricula, έχουν έναν θαυμαστό μηχανισμό αντιγήρανσης. Όταν, σε ώριμη ηλικία, αντιμετωπίσουν κάποια απειλή και υποστούν στρες, μπορούν να επιστρέψουν σε πρωιμότερο αναπτυξιακό στάδιο και να συνεχίσουν τον κύκλο ζωής τους που δε φαίνεται να κλείνει ποτέ.

Αλλά ακόμα και μεταξύ των θηλαστικών υπάρχουν πολύπλοκοι οργανισμοί όπως η τοξοκέφαλη φάλαινα (Bowhead whale) της Γροιλανδίας η οποία μπορεί να ζήσει έως και 200 χρόνια και μοιράζεται το 60% των γονιδίων της με τον άνθρωπο.

Τρίτον, η διαδικασία της κλωνοποίησης, σύμφωνα με την οποία από ένα ώριμο κύτταρο από έναν ιστό (π.χ. δέρμα) ενός οργανισμού γεννιέται ένας ολόιδιος καινούργιος οργανισμός με το ίδιο ακριβώς DNA, δείχνει ότι ένα ηλικιωμένο ζώο διατηρεί στα κύτταρά τους όλες τις γενετικές πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την δημιουργία ενός νέου, πανομοιότυπου οργανισμού.

Σήμερα, η λίστα των ειδών που έχουν κλωνοποιηθεί με επιτυχία και οι κλώνοι τους απολαμβάνουν μια κανονική διάρκεια ζωής και υγείας, περιλαμβάνει κατσίκες, πρόβατα, ποντίκια και αγελάδες.

Τέταρτον, υπάρχουν κάποιες σπάνιες ασθένειες όπως το σύνδρομο Βέρνερ (Werner), με συμπτώματα όπως απώλεια σωματικής δύναμης, ρυτίδες, γκρίζα μαλλιά, απώλεια μαλλιών, οστεοπόρωση, αθηροσκλήρωση, διαβήτη 2, καρδιακά προβλήματα και πολλά άλλα ενδεικτικά σημάδια της γήρανσης, όχι σε ανθρώπους 70 ή 80 χρονών, αλλά σε ανθρώπους ηλικίας 30 έως 40 χρόνων. Το προσδόκιμο ζωής για κάποιον με το σύνδρομο Βέρνερ είναι τα 46 χρόνια και η συχνότητα εμφάνισής της είναι 1 περιστατικό ανά περίπου 100.000 γεννήσεις. Παρόμοια είναι και η προγηρία (progeria ή σύνδρομο Hutchinson-Gilford), με την διαφορά ότι εμφανίζεται στην παιδική ηλικία και το προσδόκιμο ζωής σπάνια ξεπερνά την δεύτερη δεκαετία.

Το αρχέγονο κύκλωμα επιβίωσης

Στη μελέτη του συνδρόμου Βέρνερ ήταν που εστίασε την προσοχή του ο συγγραφέας David Sinclair και η ερευνητική ομάδα του αρχικά στο ΜΙΤ και αργότερα στο Harvard. Είναι προφανές ότι το σύνδρομο Βέρνερ παραπέμπει σε μια διαδικασία γήρανσης που είναι αποτέλεσμα ασθένειας και όχι «φυσιολογική» εξέλιξη. Το 1996 οι επιστήμονες εντόπισαν στον άνθρωπο το γονίδιο, το οποίο, όταν μεταλλασσόταν, προκαλούσε το σύνδρομο Βέρνερ. Και το ίδιο το γονίδιο μάλιστα ονομάστηκε γονίδιο Βέρνερ (WRN).

Για να μελετήσει την σχέση της γήρανσης ως ασθένειας με την φυσιολογική γήρανση, ο Σίνκλαιρ και η ομάδα του χρησιμοποίησαν ως μοντέλο έναν μονοκύτταρο οργανισμό πολύ σημαντικό για την παραγωγή ψωμιού και οινοπνευματωδών ποτών. Τον γνωστό μας ζυμομύκητα ή σακχαρομύκητα (μαγιά, yeast) ο οποίος, πέραν του ότι μυρίζει φρέσκο ψωμί, είναι ένας οργανισμός ιδανικός για γενετικές μελέτες! Ζει περίπου μία εβδομάδα κατά την οποία διαιρείται (αναπαράγεται) περίπου 25 φορές, ενώ έχει εξαιρετικά πολύπλοκη βιοχημική δομή για το μέγεθός του και, τέλος, μοιράζεται το 70% των γονιδίων του με τον άνθρωπο. Στη ζωή του προσπαθεί πάντα να κάνει ένα από τα δύο βασικά πράγματα που κάνουμε και εμείς. Να φάει ή να αναπαραχθεί. Κι όμως, πέντε Βραβεία Νόμπελ Φυσιολογίας και Ιατρικής έχουν απονεμηθεί για γενετικές μελέτες σε ζυμομύκητες, ένα εκ των οποίων για την διαδικασία της γήρανσης!

Ο Σίνκλαιρ εντόπισε το αντίστοιχο του γονιδίου Βέρνερ στον ζυμομύκητα και, αντικαθιστώντας το με ένα μεταλλαγμένο, κατόρθωσε να αναπαραγάγει τη διαδικασία γήρανσης και στον ζυμομύκητα. Η διαδικασία αποδείχτηκε εντυπωσιακά ίδια με αυτή των φυσιολογικά γερασμένων κυττάρων. Μελετώντας την εξέλιξη της διαδικασίας αυτής, ο Σίνκλαιρ εντόπισε έναν αρχέγονο μηχανισμό επιβίωσης στον μονοκύτταρο αυτό οργανισμό ο οποίος έχει στόχο την επιδιόρθωση βλαβών στο DNA του. Προφανώς, κανένας βιολογικός οργανισμός δεν θα μπορούσε να ζήσει για πολύ χωρίς έναν τέτοιο μηχανισμό.

Ο μηχανισμός συνίσταται σε ένα γονιδιακό κύκλωμα. Στην απλή του εκδοχή το κύκλωμα ξεκινά με ένα γονίδιο Α, το οποίο μπλοκάρει την αναπαραγωγή των κυττάρων. Στο κύκλωμα υπάρχει και ένα δεύτερο γονίδιο Β, το οποίο κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που αποσιωπά το γονίδιο Α (σταματά την ενεργοποίησή του) όταν οι καιροί είναι ευνοϊκοί, έτσι ώστε το κύτταρο να μπορεί να αναπαραχθεί. Όταν το DNA υποστεί βλάβη από κάποια αιτία, η πρωτεΐνη αυτή σταματά να μπλοκάρει την έκφραση του γονιδίου Α (οπότε σταματά και η αναπαραγωγή του κυττάρου) και πάει να επιδιορθώσει το σπασμένο DNA. Πράγμα το οποίο επιτυγχάνει διευκολύνοντας την πρόσβαση στο μέρος του DNA που έχει τρωθεί και ενεργοποιώντας την έκφραση γονιδίων επιδιορθωτών. Μετά την επιδιόρθωση του DNA, η πρωτεΐνη επιστρέφει και απενεργοποιεί το γονίδιο Α και το κύτταρο αρχίζει πάλι την αναπαραγωγή του.

Εύλογος μηχανισμός γιατί η διαίρεση και αναπαραγωγή του κυττάρου με σπασμένο DNA είναι καταστροφική. Το κύτταρο πρέπει να αξιοποιήσει την περιορισμένη διαθέσιμη ενέργεια με τον καλύτερο δυνατό τρόπο κατευθύνοντάς τη εκεί που υπάρχει η μεγαλύτερη ανάγκη, είτε στην αναπαραγωγή του, είτε στην επιδιόρθωση των ζημιών στο DNA του και την μακροημέρευσή του.

Φαίνεται ότι τα είδη, ανάλογα με τις συνθήκες, αναγκάζονται να κάνουν τις στρατηγικές εξελικτικές επιλογές τους μεταξύ δυο πολύ διαφορετικών στυλ ζωής: αναπαραχθείτε γρήγορα και πεθάνετε νέοι ή αναπαραχθείτε αργά και διατηρήστε το σώμα σας. Εάν παραδείγματος χάριν είστε ένα μικρό τρωκτικό, χαμηλά στη τροφική πυραμίδα, με ελάχιστες πιθανότητες να ξεφύγετε επί μακρόν από τα πολλά αρπακτικά που σας αναζητούν, το βάρος στο γονιδιακό μηχανισμό σας θα πάει προς την γρήγορη και άφθονη αναπαραγωγή για να έχουν την ελπίδα τα γονίδιά σας να διατηρηθούν στην εξέλιξη. Εάν όμως είστε μια τοξοκέφαλη φάλαινα στη κορυφή της τροφικής πυραμίδας με ελάχιστες απειλές από μεγαλύτερους εχθρούς, ο γονιδιακός μηχανισμός σας μπορεί να δώσει περισσότερη έμφαση στις επιδιορθώσεις και διατήρηση του σώματός σας και να συμβιβαστείτε με την γέννα ενός μόνο μωρού κάθε 3 με 4 χρόνια. Για αυτό και το πρώτο είδος προσπαθεί να προλάβει να σπείρει όσους περισσότερους απογόνους μπορεί, φτάνοντας, σπάνια, τα δύο χρόνια επιβίωσης, ενώ το δεύτερο ξεπερνά τα 200 χρόνια αξιοποιώντας τους διαθέσιμους επιδιορθωτικούς μηχανισμούς του γονιδιώματός του.

Περισσότερα από 25 χρόνια μελετών του Σίνκλαιρ και της ομάδας του υποδεικνύουν την ύπαρξη αυτού του αρχαίου γενετικού κυκλώματος επιβίωσης σε κάθε ζωντανό οργανισμό.  Πάνω από ένα δισεκατομμύριο χρόνων εξελικτικής απόστασης του ανθρώπου από τον ζυμομύκητα και στην ουσία του αυτό το κύκλωμα δεν έχει αλλάξει. Με λίγο πολύ την ίδια βασική μορφή υπάρχει σε κάθε οργανισμό, ζώο, φυτό ή μύκητα.

Στα θηλαστικά βέβαια το κύκλωμα αυτό επιβίωσης έχει εξελιχθεί. Δεν περιορίζεται πια σε δύο μόνο γονίδια. Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει περισσότερα από δύο δωδεκάδες γονίδια, τα οποία ονόμασαν «γονίδια μακροζωίας», γιατί έχουν δείξει την ικανότητά τους να επεκτείνουν την διάρκεια ζωής (lifespan) πολλών οργανισμών, αλλά και την ποιότητα ζωής τους, δηλαδή, την διάρκεια καλής υγείας τους (healthspan).

Το επιγονιδίωμα μας κάνει «ανθρώπους»!

Όπως είδαμε πιο πάνω το περίφημο αυτό κύκλωμα επιβίωσης δρα μέσα από την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση γονιδίων. Δηλαδή μέσα από το επιγονιδίωμα το οποίο μελετά η επιγενετική. Το επιγονιδίωμα αποτελείται από χημικούς διακόπτες οι οποίοι προσδένονται σαν ετικέτες στις βάσεις (νουκλεοτίδια) που συνθέτουν το DNA χωρίς να το αλλάζουν. Τροποποιούν όμως την έκφρασή του. Αυτό το επιτυγχάνουν μέσα από διαφορετικά βιοχημικά μονοπάτια. είτε επηρεάζοντας απευθείας την έκφραση κάποιου γονιδίου είτε τροποποιώντας το τύλιγμα και πακετάρισμα των μορίων DNA στα χρωμοσώματα, έτσι ώστε ορισμένα γονίδια να μένουν κρυμμένα και μη προσβάσιμα ενώ άλλα να φανερώνονται και να είναι προσβάσιμα. Το επιγονιδίωμα είναι ένας από τους πιο σημαντικούς κώδικες του DNA. Είναι ο βασικός κώδικας μέσα από τον οποίο το DNA αλληλοεπιδρά με το περιβάλλον.

Το επιγονιδίωμα «μας κάνει ανθρώπους»! Το γονιμοποιημένο ωάριο είναι ένα μοναδικό κύτταρο το οποίο πολλαπλασιαζόμενο σταδιακά αναπτύσσεται σε ένα σύνθετο οργανισμό πολλών τρισεκατομμυρίων διαφορετικών κυττάρων. Όλα αυτά τα κύτταρα έχουν ακριβώς το ίδιο DNA. Ένα κύτταρο συκωτιού όμως, διαφέρει πολύ στη δομή και λειτουργία του από ένα νευρώνα ή ένα κύτταρο μυός ή βλεφαρίδας ή του αμφιβληστροειδούς. Αυτή η εξειδίκευση των κυττάρων κατά την ανάπτυξη επιτυγχάνεται από το ίδιο το DNA και την αλληλεπίδραση του με το περιβάλλον, που οδηγούν στη σταδιακή συσσώρευση τέτοιων χημικών ετικετών επάνω στο DNA, οι οποίες τροποποιούν την έκφρασή του.

Μάλιστα, αυτή η συσσώρευση αυτών των επιγενετικών αλλαγών στο DNA των οργανισμών, η οποία αρχίζει από την σύλληψή μας και συνεχίζεται μέχρι τον θάνατό μας, φαίνεται να ακολουθεί μια γραμμική διαδικασία, η οποία οδήγησε στο περίφημο «βιολογικό ρολόι Horvath». Ο γενετιστής Στηβ Χόρβαθ, ανιχνεύοντας και καταγράφοντας αυτές τις επιγενετικές τροποποιήσεις στα κύτταρά μας, ανέπτυξε μια ιδιαίτερα ακριβή μέθοδο για τον υπολογισμό της βιολογικής μας ηλικίας σε αντίστιξη προς τη χρονολογική μας ηλικία.

Ο Σίνκλαιρ χρησιμοποιεί μια πολύ απλή και όμορφη και διαφωτιστική μεταφορά για να παρουσιάσει την σχέση γονιδιώματος (DNA) και επιγονιδιώματος (έκφραση του DNA). Παρομοιάζει το DNA, το οποίο είναι πολύ σταθερό και ανθεκτικό στο χρόνο και τις εξωτερικές επιδράσεις, με το πληκτρολόγιο ενός πιάνου με τα 88 πλήκτρα του και το επιγονιδίωμα, το οποίο είναι πολύ ευαίσθητο στις επιδράσεις των γονιδίων του ίδιου του DNA αλλά και του περιβάλλοντος, με τον πιανίστα που προσδιορίζει ποια από αυτά τα πλήκτρα και με πιο τρόπο θα παιχτούν για να αποδοθούν οι άπειρες μελωδίες που μπορεί να παίξει αυτό το πιάνο.

Η αλληλεπίδραση του περιβάλλοντος με το DNA είναι πολύ σημαντική. Πάρτε για παράδειγμα τις μέλισσες. Η εργάτρια μιας κυψέλης έχει ακριβώς το ίδιο DNA με αυτό τις βασίλισσας. Η μόνη διαφορά τους είναι ότι, από την πρώτη στιγμή της ζωής της ως αυγό και αργότερα ως προνύμφη, η βασίλισσα απολαμβάνει ιδιαίτερης διατροφής και προσοχής από τις εργάτριες. Τρέφεται με βασιλικό πολτό.

Έτσι η βασίλισσα αποκτά πολλαπλάσιο μέγεθος και προσδόκιμο ζωής σε σύγκριση με την εργάτρια καθώς και ένα πλήρες και πολύ παραγωγικό αναπαραγωγικό σύστημα, εν αντιθέσει με την στειρότητα της εργάτριας. Έχει ίδιο DNA  με την εργάτρια αλλά έως και 40 φορές μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής. Για μας κάτι τέτοια θα σήμαινε ανθρώπους που φτάνουν τα 4.000 χρόνια ζωής!

Η βασίλισσα, η εργάτρια και ο κηφήνας είναι κατά κάποιο τρόπο, όλα διαφορετικές μελωδίες που μπορεί να παίξει το DNA της μέλισσας.

Μελετώντας και πειραματιζόμενος με αυτόν τον μηχανισμό επιβίωσης, ο Σίνκλαιρ κατάφερε εργαστηριακά να προκαλέσει γήρανση, αλλά και να την αναιρέσει σε διάφορους οργανισμούς (όπως ζυμομύκητες και ποντίκια).

Κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η διαδικασία της γήρανσης οφείλεται κυρίως στην υπερφόρτωση του μηχανισμού επιβίωσης ο οποίος δεν προλαβαίνει να αναιρέσει τις βλαβερές τροποποιήσεις στο επιγονιδίωμα. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα κύτταρα συσσωρεύουν αυτές τις τροποποιήσεις και τελικά χάνουν την σωστή έκφρασή του DNA τους και την ταυτότητα τους, μπερδεύοντας τα χαρακτηριστικά τους με αυτά των κυττάρων άλλων οργάνων. (Έτσι, τα κύτταρα ενός συκωτιού μπορεί να αποκτήσει και χαρακτηριστικά κυττάρων νεφρού.)

Δεν πρέπει, επομένως, κατά τον Σίνκλαιρ, η επιστήμη να αναλώνεται στην καταπολέμηση κάθε ενός από τους πιο πάνω 9 παράγοντες γήρανσης (σημείωση 1) ξεχωριστά, αλλά να εστιάσει στην αξιοποίηση του αρχέγονου μηχανισμού επιβίωσης.

Υπάρχουν, μάλιστα, καλά αλλά και εντυπωσιακά νέα σχετικά με αυτό το αρχέγονο κύκλωμα επιβίωσης.

Τα καλά νέα

Τα καλά νέα σχετίζονται με τον παλιό αφορισμό του Νίτσε «ό,τι δεν σε σκοτώνει σε κάνει πιο δυνατό». Οι βιολογικοί οργανισμοί επιδεικνύουν μια προσαρμοστική ανταπόκριση στο στρες που προκαλούν διάφορες προκλήσεις του περιβάλλοντος. Εάν η πρόκληση δεν είναι υπερβολική («δεν μας σκοτώσει»), τότε ενεργοποιεί το κύκλωμα επιβίωσης το οποίο μέσα από διαφορετικά βιοχημικά μονοπάτια επιδιορθώνει ζημιές στο DNA, και κυρίως τον «τρόπο έκφρασης» των γονιδίων του, επαναφέροντάς μας σε μια πιο υγιή κατάσταση από ότι ήμασταν πριν την βλάβη («μας κάνει πιο δυνατούς»).  Η διαδικασία αυτή στη βιολογία ονομάζεται «όρμησης» (hormesis).

Η ενεργοποίηση αυτών των γονιδίων, που αποκαλούνται πλέον και γονίδια «μακροβιότητας», φαίνεται ότι μπορεί να προκληθεί και από αλλαγές στον τρόπο ζωής μας. Πολλές μελέτες δείχνουν ότι ο περιορισμός των θερμίδων που καταναλώνουμε στη καθημερινή μας διατροφή κατά περίπου ένα 25% αρκεί για να ενεργοποιήσει τον μηχανισμό και να οδηγήσει σε μία αύξηση στο προσδόκιμο ζωής και στην διάρκεια της καλής υγείας. Το ίδιο και η συχνή άσκηση, η λελογισμένη έκθεση στο κρύο ή την ζέστη και η πρόσληψη κυρίως φυτικών αντί ζωικών πρωτεϊνών.

Ο θερμιδικός περιορισμός αποδείχτηκε δύσκολος για τους ανθρώπους που το επιχείρησαν. Υπάρχουν όμως και διαφοροποιήσεις που μπορούν να διευκολύνουν την κατάσταση. Αντί π.χ. να πεινάσει κανείς μειώνοντας κατά 25% τις θερμίδες που καταναλώνει καθημερινά, θα μπορούσε να υιοθετήσει μια διαλειμματική δίαιτα, να καταναλώνει δηλαδή την ίδια ποσότητα φαγητού αλλά με διαστήματα νηστείας. Να περιορίσει π.χ. τα γεύματά του μέσα σε 8 ώρες του 24ώρου, χωρίς να τρώει τις υπόλοιπες 16 ώρες. Ή, υιοθετώντας κάποια παραλλαγή αυτού του μοντέλου, νηστεύοντας π.χ. μία ημέρα την εβδομάδα ή κάτι άλλο.

Υπάρχουν όμως και αλλά καλά νέα. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι κάποιες ουσίες ή φάρμακα μπορούσαν να ενεργοποιήσουν διάφορα βιοχημικά μονοπάτια του μηχανισμού επιβίωσης με αντίστοιχα ή και ισχυρότερα αποτελέσματα στην υγεία και την μακροβιότητα όπως οι παραπάνω αλλαγές στον τρόπο ζωής.

Η μετφορμίνη, μια ουσία που προέρχεται από το φυτό πασχαλιά, χρησιμοποιείται από το 1957 και είναι σήμερα το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο παγκοσμίως φάρμακο για την θεραπεία του διαβήτη τύπου 2. Περιλαμβάνεται στον κατάλογο με τις πιο αποτελεσματικές, ασφαλείς και οικονομικά αποδοτικές θεραπείες για τις πιο διαδεδομένες παθήσεις στον κόσμο, του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ Model list of Essential Medicines). Εκτός από μια εξαιρετικά σπάνια επιπλοκή που ονομάζεται γαλακτική οξέωση (lactic acidosis), η πιο κοινή παρενέργεια της μετφορμίνης είναι μια μικρή στομαχική ενόχληση.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι άνθρωποι που έπαιρναν μετφορμίνη ζούσαν αξιοσημείωτα πιο υγιείς ζωές, ανεξάρτητα από την επίδρασή της στον διαβήτη. Πολλές μελέτες σε ζώα και κάποιες σε ανθρώπους έδειξαν ότι η μετφορμίνη μείωσε αξιοσημείωτα τις πιθανότητες ανάπτυξης άνοιας, καρδιοαγγειακής νόσου, καρκίνου, ευθραυστότητας και κατάθλιψης. Στις δε περιπτώσεις των καρκίνων του πνεύμονα, του στήθους, του παγκρέατος και του παχέος εντέρου και ορθού, επέδειξε ένα ισχυρό ποσοστό προστασίας της τάξεως του 40%. Η μετφορμίνη έδειξε να ενεργοποιεί τον μηχανισμό επιβίωσης κατά ένα τρόπο παρεμφερή με αυτόν του θερμιδικού περιορισμού. Πρόσφατα ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) ΗΠΑ ενέκρινε το πρόγραμμα TAME (Targeting Aging With Metformin) (Στοχεύοντας την Γήρανση με Μετφορμίνη) μια σειρά μελετών για την διερεύνηση και πιστοποίηση της μετφορμίνης ως γενικότερα αντιγηραντικού φαρμάκου.

Υπάρχουν κι άλλες ουσίες που επηρεάζουν τα βιοχημικά μονοπάτια που ενεργοποιεί ο μηχανισμός επιβίωσης. H ραπαμυκίνη παράγεται από ένα μικρόβιο (Streptomyces hygroscopicus) που ζει στο έδαφος της Νήσου του Πάσχα. H ρεσβερατρόλη,  ένα φυτικό συστατικό που βρίσκεται κυρίως στη φλούδα των σταφυλιών και κατ’ επέκταση και στο κόκκινο κρασί αλλά σε πολύ μικρή ποσότητα, το ΝΜΝ (μονονουκλεοτίδιο νικοτιναμιδίου) το οποίο ο οργανισμός μετατρέπει σε NAD (Νικοτιναμιδο-αδενινο-δινουκλεοτίδιο), που παράγεται σε όλα τα κύτταρα και αποτελεί την κινητήριο δύναμη των επιδιορθωτών γονιδίων. Δυστυχώς, η παραγωγή της από τον οργανισμό μειώνεται σημαντικά με την ηλικία.

Φυσικά, όλα αυτά βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο. Δεν έχει βγει η τελική ετυμηγορία για την αντιγηραντική τους δράση και την ασφαλή κατανάλωσή τους.

Τα εντυπωσιακά νέα

Το 2012, ο Σίνια Γιαμανάκα (Shinya Yamanaka) πήρε το Νόμπελ Ιατρικής, γιατί κατάφερε, με τους συνεργάτες του, χρησιμοποιώντας τέσσερα γονίδια, να μετατρέψει ενήλικα διαφοροποιημένα κύτταρα από διάφορους σωματικούς ιστούς σε πολυδύναμα εμβρυικά κύτταρα, τα οποία μοιάζουν πολύ με τα εμβρυικά βλαστοκύτταρα και μπορούν δυνητικά να εξελιχθούν σε κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού. Η ανακάλυψη έλυσε τα χέρια της γενετικής έρευνας από τους ηθικούς φραγμούς που προκαλούσε το γεγονός ότι η μόνη διαθέσιμη πηγή βλαστοκυττάρων ήταν από αποβληθέντα έμβρυα.

Κάποιοι επιστήμονες, μεταξύ των οποίων και ο Σίνκλαιρ, αναγνώρισαν σε αυτά τα ηλικιωμένα κύτταρα που τροποποίησε ο Γιαμανάκα, τον Μπέμτζαμιν Μπάτον. Στην ουσία, τα τέσσερα γονίδια που χρησιμοποίησε ο Γιαμανάκα και ονομάστηκαν «Παράγοντες Γιαμανάκα» αντέστρεψαν την εξέλιξή των κυττάρων προς τα πίσω φέρνοντας τα στην αρχική τους κατάσταση. Τα επαναπρογραμμάτισαν.  Σαν κάπου μέσα σε αυτά τα κύτταρα να υπήρχε καταγεγραμμένη η εξελικτική τους ιστορία και οι παράγοντες Γιαμανάκα να την διάβασαν προς τα πίσω επαναφέροντας βήμα-βήμα αυτά τα ηλικιωμένα κύτταρα στο ξεκίνημά τους.

Ο Σίνκλαιρ και η ομάδα του συνέχισαν επίπονα και επίμονα να πειραματίζονται με τους παράγοντες Γιαμανάκα και την επίδρασή τους στον μηχανισμό επιβίωσης με σημαντικές επιτυχίες. Μεταξύ άλλων κατέστρεψαν ένα μέρος του οπτικού νεύρου ποντικών του εργαστηρίου τους και εν συνεχεία εισήγαγαν μέσω ενός ιού στους οφθαλμούς των ποντικών συνδυασμούς των παραγόντων Γιαμανάκα μαζί με τους διακόπτες ενεργοποίησης τους, οι οποίοι ενεργοποιούνταν από ένα αντιβιοτικό, τη δοξυκυκλίνη. Ο ιός εισήγαγε τα γονίδια στα περισσότερα από τα κύτταρα του ιστού και η παροχή δοξυκυκλίνης τα ενεργοποιούσε για όσο διάστημα διαρκούσε η παροχή της. Και το θαύμα επετεύχθη! Το οπτικό νεύρο των ποντικών επανήλθε (επαναπρογραματίστηκε) στην πριν την προκληθείσα βλάβη υγιή κατάστασή του και τα ποντίκια επανέκτησαν την όραση τους.

Ο Γιαμανάκα γύρισε το ρολόι της ζωής του κυττάρου πίσω στην αρχή. Παρά την πολυπλοκότητα του φαινομένου και τις αυτονόητες δυσκολίες, ο Σίνκλαιρ γύρισε το ρολόι του τραυματισμένου και γηραιού οπτικού νεύρου ποντικών σε μια πρωθύστερη κατάστασή του (όπως κατά κάποιο τρόπο κάνει και η μέδουσα που αναφέρθηκε στην αρχή). Αισιοδοξεί ότι κάποια μέρα θα μπορούμε να ζητούμε από τον γιατρό μας να πάει την ηλικία μας μια ή δυο ή και περισσότερες δεκαετίες πίσω!

Σήμερα πολλές μελέτες και πειράματα υλοποιούνται στον τομέα της μακροβιότητας και αντιγήρανσης. Οι επιστήμονες έχουν ήδη κατασκευάσει ποντίκια που φέρουν όλους τους παράγοντες Γιαμανάκα από τη γέννησή τους και πειραματίζονται με την ενεργοποίησή τους για μεγαλύτερα ή μικρότερα χρονικά διαστήματα με ενέσεις δοξυκυκλίνης.

Το μυστήριο βέβαια παραμένει. Κρατάει άραγε το κύτταρο κάπου ένα αρχείο με όλη την εξέλιξη του επιγονιδιώματος του βήμα-βήμα; Και αν ναι, σε τι λεπτομέρεια; Και πως το ανακαλεί; Διαθέτει μια παρτιτούρα για κάθε μελωδία που έπαιξε το DNA του από την δημιουργία του;           Είναι και η νιότη μια από αυτές τις μελωδίες που μπορεί να ξαναπαίξει ανακαλώντας την σωστή παρτιτούρα;

Προφανώς έχουμε ακόμα πολύ δρόμο μπροστά μας, αλλά δεν μπορούμε να ξεχάσουμε και τη ρήση του Νομπελίστα φυσικού Richard Feynman:

«Δεν έχει βρεθεί τίποτα ακόμα στη Βιολογία που να παραπέμπει στο αναπόφευκτο του θανάτου. Αυτό μου υποδηλώνει ότι δεν είναι καθόλου αναπόφευκτο και ότι είναι θέμα χρόνου να ανακαλύψουν οι βιολόγοι τι μας προκαλεί το πρόβλημα».

O Ντέιβιντ Σίνκλαιρ είναι καθηγητής Γενετικής στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ. Το 2014 το περιοδικό TIME τον συμπεριέλαβε μέσα στους 100 ανθρώπους με την μεγαλύτερη επιρροή στον πλανήτη.

 

Σημειώσεις

  1. Γονιδιακή αστάθεια που προκαλείται από βλάβες στο DNA.
  2. Φθορά των τελομερών (των προστατευτικών καλυμμάτων στις άκρες των χρωμοσωμάτων).
  3. Αλλαγές στο επιγονιδίωμα το οποίο ελέγχει το ποια γονίδια ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται.
  4. Απώλεια της πρωτεόστασης (της ικανότητας σύνθεσης και συντήρησης των υγιών πρωτεϊνών).
  5. Απορρύθμιση της ανίχνευσης των θρεπτικών ουσιών που προκαλείται από μεταβολικές αλλαγές.
  6. Δυσλειτουργία των μιτοχονδρίων.
  7. Συσσώρευση ηλικιωμένων κυττάρων ζόμπι που προκαλούν διαρκή φλεγμονή στα υγιή κύτταρα.
  8. Εξάντληση των βλαστικών κυττάρων.
  9. Αλλαγές στην ενδοκυτταρική επικοινωνία και την παραγωγή φλεγμονικών μορίων.

 

ΙNFO

David Sinclair. LIFESPAN: Why we age and why we don’t have to. Atria Books 2019.

 

 

 

 

 

Προηγούμενο άρθροΠαγκόσμιο αστυνομικό – 14 προτάσεις από την Γερμανία (του Μάρκου Κρητικού)
Επόμενο άρθροΚορίτσια στο βουνό (της Χριστίνας Πολίτη)

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

εισάγετε το σχόλιό σας!
παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας εδώ