6/6

2016-08-31 

http://wyborcza.pl/1,145452,20616389,starosc-to-efekt-uboczny-mozna-ja-opoznic-jedzeniem.html#TRNajCzytSST

Starość to efekt uboczny. Można ją opóźnić jedzeniem

Olga Woźniak

Starzejemy się, bo żyjemy coraz dłużej. Mechanizmy, które chronią nas za młodu, z czasem zaczynają nam szkodzić i psują nasz organizm. Rozmowa z prof. Ewą Sikorą z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN.

Artykuł dostępny tylko dla prenumeratorów cyfrowej Wyborczej

W 2045 r. nanoroboty połączą się z ludzkim mózgiem i możliwe będzie zespolenie ludzkiej myśli ze sztuczną inteligencją. Czy to warunek naszej nieśmiertelności? Rozmowa z dr Agnieszką Gaczkowską
Czy masz geny długowieczności? Sprawdzamy DNA

Olga Woźniak: Czy to dobrze, że się starzejemy?

Prof. Ewa Sikora: Wszyscy uważają, że to bardzo źle. A proszę sobie wyobrazić, że nie ma starości, jesteśmy wiecznie młodzi i umieramy w kwiecie wieku, bo nie ma jak dotąd sposobu na nieśmiertelność. To dopiero byłoby smutne. Gdy się starzejemy, śmierć przychodzi w sposób naturalny.

Mamy mniejsze poczucie krzywdy, że musimy umrzeć?

- Ani umieranie, ani starzenie się nie są łatwe.

A czy nasz organizm starzeje się równomiernie?

- Każdy z nas starzeje się zupełnie inaczej. Wiek chronologiczny nie zawsze zgadza się z wiekiem biologicznym. Do tego w ramach jednego organizmu narządy nie starzeją się tak samo.

Który narząd starzeje się najszybciej?

- U niektórych szybciej starzeją się oczy, u innych skóra, wątroba czy nerki.

Mózg u różnych osób starzeje się bardzo różnie - wielu z nas dopadają choroby neurodegeneracyjne: Alzheimera, Parkinsona. U wszystkich chyba jednak najszybciej starzeje się układ krążenia. Pierwsze symptomy tego zauważono już u osób 30-letnich, bo ten układ jest bardzo podatny na wpływy środowiska, zależy od trybu naszego życia. Bardzo szkodzi mu np. palenie tytoniu. W ogóle zakłada się, że szczyt sprawności organizmu przypada około 30. roku życia, potem następuje stopniowy spadek sprawności. Przebiega to na początku niezauważenie, a zaczyna być odczuwalne po 60. roku życia.

I kiedy nie dopadną nas żadne choroby, umieramy ze starości - co to właściwie oznacza?

- Nie robimy sekcji ludzi umierających ze starości, więc tak na 100 proc. nie wiemy. Uważa się, że w pewnej chwili w naszym ciele następuje załamanie homeostazy. Organizm nie jest już w stanie odpowiadać na bodźce zewnętrzne. Wszystko się załamuje. Lekarze wpisują wtedy najczęściej, że bezpośrednią przyczyną zgonu był układ krążenia. Bo naczynia krwionośne są już tak stare i zwapniałe, że nie są w stanie pełnić swojej funkcji.

A czy nie jest tak, że umieramy, kiedy wyczerpuje się nasza życiowa energia?

- Energię w komórkach produkują małe organella zwane mitochondriami. To takie nasze wewnętrzne elektrownie. Opublikowano niedawno badania, z których wynika, że komórki, w których wywołano zanik mitochondriów, odmłodniały. Mitochondria wytwarzają różne szkodliwe związki w wyniku przemiany materii - m.in. reaktywne formy tlenu, które są szkodliwe dla organizmu. One mogą powodować starzenie się komórkowe poprzez wywoływanie uszkodzeń DNA. Czyli to nie jest tak, że zbraknie nam paliwa - cząsteczek energii produkowanych przez mitochondria - i wtedy zaczynamy się starzeć czy umierać.

Czyli jesteśmy jednorazowego użytku?

- Taki pomysł miał Tom Kirkwood, jeden z najwybitniejszych brytyjskich badaczy procesów starzenia się. Uważa, że jesteśmy posiadaczami ciała jednorazowego użytku i w związku z tym rodzimy się z pewnymi zasobami. Gdy w ciągu życia zostają wyczerpane, zaczynamy się starzeć i umieramy.

Jak to następuje?

- W dorosłym organizmie są komórki, które stale się dzielą, to np. komórki skóry, fibroblasty, komórki macierzyste. Proces ich starzenia się polega na tym, że przestają się dzielić, i to nieodwracalnie.

Niektóre nasze komórki się nie dzielą - to np. neurony. One też się starzeją, gromadzą w sobie różnego rodzaju uszkodzenia. Z czasem w naszym ciele zaczyna być coraz więcej starych komórek, które wydzielają szkodliwe dla nas czynniki. Wskutek tego powstaje przewlekły stan zapalny. On wywołuje także proces starzenia się do tej pory młodych komórek. Dlatego cierpimy na choroby związane z wiekiem: miażdżycę czy zwyrodnienia, np. stawów. To działa w dwie strony - te choroby, jeśli zachorujemy na nie, przyspieszają starzenie.

Te stare komórki nie umierają?

- Niechętnie. Stare komórki obserwuje się nawet w życiu płodowym. Wtedy tak zwane programowane starzenie jest potrzebne do tego, by kształtować organizm. W tym czasie dość intensywnie zachodzi też apoptoza, czyli śmierć komórkowa. Wtedy stare komórki są identyfikowane i eliminowane przez komórki układu odpornościowego. Z wiekiem jednak coraz więcej ich prześlizguje się i chowa po kątach. Proces regeneracji organizmu się pogarsza. Stare komórki zajmują miejsce młodym, które mogłyby odnowić organizm, i wydzielają dużo czynników prozapalnych. One wywołują efekt starzenia się następnych komórek.

Dlaczego one niechętnie umierają?

- Nie wiemy do końca, dlaczego mają one mechanizmy oporności na śmierć komórkową. Szukając środków na odmładzanie, poszukuje się m.in. czynników, które potrafią wywołać śmierć starych komórek. Choć oczywiście są komórki, które umierają same, nieproszone - na zaniku tkanki mięśniowej polega starzenie się mięśni. Podobnie w chorobie Alzheimera umierają neurony. W zasadzie komórki różnych tkanek - mimo wielu podobieństw - starzeją się trochę inaczej.

Kiedy w ogóle zaczęto to badać?

- Starzenie się komórek człowieka po raz pierwszy zaobserwowano w latach 60. ubiegłego wieku. Jednak procesy starzenia bada się bardzo intensywnie również u nicienia C. elegans. To niewielki organizm - składa się zaledwie z 959 komórek somatycznych i żyje zaledwie trzy tygodnie. Starzeje się w ciągu kilku dni. I choć dzieli nas tak wiele, okazuje się, że te procesy starzenia się są bardzo podobne u niego i u ludzi. Zresztą tak jak u myszy czy muszek owocówek.

Jak wygląda starość pod mikroskopem? Da się ją rozpoznać na pierwszy rzut oka?

- Stara komórka robi się olbrzymia. Jest nawet kilkadziesiąt razy większa od komórki młodej. Zawiera też różnego rodzaju ziarnistości.

Co ją wypełnia?

- Jest w niej więcej wakuoli. To takie organella spichrzowe. Mogą wciąż być aktywne albo po prostu zawierać niezdegradowane, niepotrzebne cząsteczki i fragmenty innych organelli. Wtedy są to pęcherzyki autofagosomalne, w których zachodzi proces polegający na trawieniu części własnej komórki. W procesie starzenia się autofagia nie jest zakończona. Te pęcherzyki powinny zniknąć, a w starych komórkach one się gromadzą. Zmienia się też cytoszkielet komórki, czyli jej rusztowanie, zmienia się otaczająca ją błona - robi się pofałdowana. Następuje zmiana gęstości płynów komórkowych. Ale ta komórka żyje mimo tych zmian.

Nie przekształci się przypadkiem w coś gorszego? Na przykład w komórkę nowotworową?

- Nie. Uważa się nawet, że proces starzenia komórkowego to właśnie mechanizm, który ma nas chronić przed nowotworami. Komórka nowotworowa jest zmutowana. Jest ciągle młoda, potrafi się dzielić w nieskończoność. Zyskuje rodzaj nieśmiertelności. A stara komórka właśnie zatrzymuje dzielenie. Inna sprawa, że kiedy tych starych jest dużo, to czynniki przez nie wydzielane mogą tworzyć środowisko sprzyjające nowotworzeniu. Więc to taki paradoks. To, co w młodości miało nas chronić, z wiekiem zaczyna nam szkodzić. To się nazywa antagonistyczny plejotropizm.

Brzmi skomplikowanie.

- W gruncie rzeczy jest proste. Co za dużo, to niezdrowo. Substancje prozapalne wydzielane przez stare komórki są np. potrzebne do lepszego gojenia się ran, zwalczania infekcji. I wszystko dobrze, gdy jest ich niewiele, a w organizmie faktycznie toczy się choroba. Wtedy starzenie komórkowe nam pomaga. Kiedy jest go za dużo - szkodzi i samo zaczyna prowadzić do katastrofy.

Powiedziała pani, że komórki nowotworowe są młode i nieśmiertelne. Ich nie da się postarzyć albo zabić?

- Na ich zabijaniu polegają terapie przeciwnowotworowe. Naukowcy zauważyli, że te same substancje, które je zabijają, w mniejszej dawce je postarzają. A mniejsze dawki są korzystniejsze dla pacjenta. No to postarzmy nowotwór - pomyśleli - i przestanie się dzielić. Ale stare komórki są szkodliwe, indukują stan pronowotworowy i tak koło się zamyka.

Dziś obserwujemy na przykład, że ludzie, którzy w dzieciństwie byli z sukcesem wyleczeni np. z białaczki, jako dorośli w przyspieszony sposób się starzeją. Mają choroby związane z wiekiem. To się zaczyna robić problem.

A kiedy mamy sto lat, to czy wszystkie nasze komórki są stare?

- Chronologicznie tak, ale biologicznie nie. W naszym ciele są tzw. komórki macierzyste, które się dzielą i potrafią tworzyć wciąż nowe komórki różnych tkanek. Następuje wymiana. Z wiekiem jednak mamy coraz mniej komórek macierzystych i jest coraz mniejsza regeneracja. Więc stulatek ma trochę młodych komórek, ale stanowczo za mało.

Czy starość jest jakoś zakodowana w genach?

- Tu są spory. Jedni uważają, że starzenie się jest przypadkowe, inni - że jest zaprogramowane. W genach mamy niewątpliwie zapisaną długość życia właściwą dla danego gatunku. C. elegans żyje trzy tygodnie, a my żyjemy i sto lat. Starzenie się może być efektem ubocznym, wcale nie zaprogramowanym i nie przewidzianym przez ewolucję.

Z drugiej strony mówi się, że nasz tryb życia ma wpływ na działanie naszych genów.

- Tak, tą dziedziną badań zajmuje się epigenetyka. Wiadomo, że w ciągu życia pewne nasze geny się włączają, inne wyłączają. Odpowiada za to metylacja i acetylacja.

Co się kryje pod tą nazwą?

- Pewna reakcja chemiczna. Polega na tym, że do rozmaitych naszych genów może się przyczepić cząsteczka zwana grupą metylową. A kiedy już się przyczepi, działa jak korek. Zatyka gen. Wyłącza go. Inaktywuje.

Skąd ten korek bierze się w naszym organizmie?

- Źródeł jest wiele: my sami, jedzenie, picie, toksyny, lekarstwa, najogólniej mówiąc - środowisko.

Ono wpływa na to, które z naszych genów działają, a które nie. Nasze otoczenie, to, co jemy, gdzie żyjemy, może wpływać na aktywność naszych genów, nie zmieniając jednak struktury naszego DNA. To może mieć związek ze starzeniem się. Acetylacje i metylacje zwiększają się wraz z wiekiem. Geny się blokują.

To oznacza, że można wpływać na proces starzenia się trybem życia.

- Tak, i to jedyny nieinwazyjny sposób. Od dawna wiadomo, że restrykcja kaloryczna sprzyja młodości i opóźnia proces starzenia. Kiedy jest mało pożywienia, aktywują się w naszym organizmie białka zwane sirtuinami. Mówi się o nich białka młodości. Ich poziom zmniejsza się z wiekiem, ale kiedy ograniczymy kalorie, to ich aktywność wzrasta.

Trzeba się głodzić?

- Tkanka tłuszczowa, w której jest zwykle bardzo dużo komórek starych, wywołuje stały stan zapalny. To przyciąga makrofagi - komórki układu odpornościowego. One też wydzielają dużo czynników prozapalnych. Otyłość sprzyja przewlekłemu stanowi zapalnemu, który rozprzestrzenia się po całym organizmie i powoduje przyspieszone starzenie.
To o ile trzeba obciąć kalorie, by się odmłodzić?

- Efekt przynosi u ludzi ograniczenie kalorii do około 1200 dziennie. Okresowe głodzenie też działa bardzo dobrze. Jednakże nie każdy dobrze znosi niedostatek pożywienia.

Jaki jest tego mechanizm?

- Głód obniża poziom insuliny i poziom tak zwanego insulinopodobnego czynnika wzrostu IGF1. A to jest m.in. sygnałem do uaktywnienia się pewnego białka, które odpowiada za odmładzające procesy komórkowe.

Do tego okresowa głodówka, gdy przyjmujemy za mało glukozy, przestawia nasz metabolizm na ketogenny. Powstają tzw. ciała ketonowe - pod ich wpływem lepiej dzielą się nerwowe komórki macierzyste, powstaje więcej synaps, wzrastają zdolności kognitywne. Głodówki powodują, że mamy jaśniejszy umysł. Te badania jednakże są jeszcze niedostatecznie potwierdzone. Pokolenie dzisiejszych stulatków to pokolenie wojenne, któremu głodówki nie były obce, i nie jest to pokolenie ludzi otyłych. Odmładzająco działa też aktywność fizyczna.

No dobrze, zatem posty. A kiedy już jemy, to ma znaczenie, co jemy?

- Dobrze jest dbać o dietę sirtuinową, która powoduje aktywację białek młodości. A wiemy, że takie działanie ma pożywienie bogate w polifenole. Kurkumina, winogrona, składniki zielonej herbaty, warzywa zielone. Coraz więcej mówi się o tym, że żywność ma działanie funkcjonalne - nie tylko zapewnia składniki budulcowe organizmu, ale składniki pożywienia mogą także działać na ścieżki, które decydują o losie komórki. Komórka, która dostanie sygnał o braku czy o nadmiarze pożywienia, zachowuje się inaczej.

Zatem nic, tylko się głodzić!

- Skutek uboczny - czasem odbija się to na płodności. Z drugiej strony wiadomo, że im mniej potomstwa, tym organizm wolniej się starzeje. Aczkolwiek nie wszyscy się z tym zgadzają.

A brak pożywienia to nie jest dla nas zbyt wielki stres?

- Umiarkowany stres przeciwdziała starzeniu. Mówi o tym teoria hormezy: to dawka, a nie substancja, czyni truciznę. Kiedy poddajemy organizm umiarkowanemu stresowi, on się hartuje.

Tylko co to znaczy "umiarkowany"?

- Organizm musi otrzymywać bodźce, ale nie może być przeciążany. Choć odporność na stres to oczywiście rzecz indywidualna - dlatego inaczej się starzejemy. Wiadomo na przykład, że matki dzieci niepełnosprawnych, które żyją w wysokim stresie, starzeją się w sposób przyspieszony. To dla nich jednak bardzo obciążające doświadczenie.

Są ludzie starzejący się w wieku 20 lat.

- Mówi pani o chorych na progerię. Dzieci z progerią żyją jakby w przyspieszonym tempie. Wiek ich ciała zmienia się o 8-10 lat na każdy przeżyty rok. Umierają (najczęściej z powodu udaru mózgu czy zawału mięśnia sercowego) jako 90-letnie nastolatki.

Jaki jest mechanizm tej choroby?
- Gen progerii został odkryty w 2003 roku. Wiązano z nim duże nadzieje na poskromienie starości. Gen ten odpowiada za produkcję białka, które stabilizuje błonę otaczającą jądro w komórce, a jego mutacje powodują zaburzenia w strukturze i funkcjach jądra komórkowego, czego efektem jest przedwczesne starzenie się organizmu.

Czy coś praktycznego dla nas wynika z tej wiedzy?

- Genów w jakiś sposób uwikłanych w starzenie się znamy już przynajmniej kilkanaście. Ale tak naprawdę to warianty tylko kilku z nich można na razie śmiało połączyć ze starzeniem albo długowiecznością. Cała ta wiedza przypomina puzzle, w których wciąż przybywa części. Odkrywamy coraz więcej mechanizmów wpływających na starzenie się, które na szczęście zaczynają się ze sobą łączyć.

Na przykład?

- Do tych, o których już rozmawiałyśmy, dodajmy jeszcze uszkodzenia DNA, które powstają przy każdym podziale komórek. Zwłaszcza powstające w skracających się telomerach.

Co to są telomery?

- W latach 30. XX wieku genetycy odkryli, że chromosomy, w których upakowane są nasze geny, mają na swoich końcach dziwne struktury zapewniające im trwałość; bez nich sklejają się ze sobą, rozwarstwiają i rozpadają. Twory te przyrównywane często do metalowych skuwek na końcach sznurowadeł nazwano telomerami. Z czasem okazało się, że telomery skracają się podczas podziału komórki i powodują uszkodzenia DNA i jej starzenie, a w komórkach nowotworowych nie. Uczeni wysnuli wniosek, że musi to być efekt działania nieznanego enzymu. W 1984 r. ich przypuszczenia się potwierdziły; nowo odkryty enzym nazwano telomerazą. Dalsze badania pokazały, że telomeraza to zarówno nasz sprzymierzeniec, jak i wróg.

Dlaczego?

- W zdrowych komórkach telomeraza aktywna jest tylko w okresie życia płodowego. Z chwilą narodzin geny sterujące jej produkcją są wyłączane. Pewne mutacje mogą jednak sprawić, że telomeraza syntetyzowana jest cały czas. Komórki, w których to nastąpiło, dzielą się bezustannie - to właśnie komórki nowotworowe.

Pozostałe komórki naszego ciała mogą się podzielić najwyżej 70 razy. Każdemu podziałowi komórki towarzyszy nieznaczne skrócenie się telomerów. Powyżej określonej liczby podziałów telomery skracają się tak, że dochodzi do uszkodzenia DNA i starzenia komórki. To naturalne zabezpieczenie naszego organizmu przed nowotworzeniem. To także - jeden z wielu - powód jego starzenia się.

Wiec jak długo możemy żyć dzisiaj?

- Jak dotąd człowiek może maksymalnie żyć 122 lata. Niektórzy twierdzą, że możemy żyć nawet 150 i więcej lat. Ale dziś częściej niż o wydłużaniu życia mówi się o wydłużaniu okresu sprawnego życia. Ważniejsze jest zdrowe życie, a nie długie.

Prof. Ewa Sikora otworzy wykładem Festiwal Przemiany (1-4 września) w Centrum Nauki "Kopernik" w Warszawie