När ålderdom kommer ur biologins synvinkel

2024 Författare: Malcolm Clapton | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 04:11

Det visar sig att det är fel att betrakta någon som är många år eller som är mycket sjuk som gammal.

Vem kan kallas en gammal människa? Någon över 50? Eller någon som lider av "senila" besvär? Biologen och vetenskapsjournalisten Polina Loseva menar att allt inte är så enkelt. Lifehacker publicerar tillsammans med Alpina Non-Fiction Publishing House ett utdrag ur kapitlet "In Search of Definition: Who Really Is Old" från boken Counterclockwise: What is Aging and How to Fight It.

Rita gränsen

Låt oss börja med min barndomsdefinition: gammal är någon som är många år gammal. Men "mycket" är inte det mest strikta begreppet. Jag är 30 - är det mycket? Och 40? Eller 60? Det skulle vara möjligt att införa en enhetlig ålderströskel för alla, bortom vilken en person automatiskt börjar anses gammal. En sådan tröskel kan till exempel betraktas som pensionsåldern – men i många länder sammanfaller den inte, och i vissa länder har man inte hört talas om pensioner alls. Dessutom måste denna tröskel ständigt flyttas i linje med den genomsnittliga livslängden: till exempel i Rumänien höjs den med ett år vart fjärde år och i Belgien - vart femte. Och hur ska man då förstå när och hur mycket man ska flytta gränsen till ålderdom? För att göra detta måste vi fortfarande lita på några andra tecken som inte är direkt relaterade till ålder.

Med vilken ålderströskel som helst finns det ytterligare ett problem: så snart vi fastställer gränsen mellan gamla och unga, blundar vi för åldrandeprocessen, och vi utpekar ålderdomens början som en specifik händelse. En person fyller, säg, 60 år gammal - och precis på årsdagen av sin födelse blir han en gammal man vid ett fingerknips. Det här är ett bra handlingsdrag för en saga, men i verkligheten ser det otroligt ut.

Enligt vår uppfattning är åldrandet fortfarande en gradvis process som tar år och som inte inträffar omedelbart.

Och om vi betraktar åldrande som en del av utveckling, så är det, som de flesta utvecklingsprocesser, logiskt att betrakta det som kontinuerligt.

Dessutom är det inte klart vad man ska göra med djur. Om vi förväntar oss att testa vår surfplatta med evig ungdom på modellorganismer, innan vi går vidare till människor, så borde vårt ålderskriterium också fungera för dem. Och deras livslängd är mycket annorlunda: från några dagar till hundratals år, och i laboratoriet lever de ofta längre än i naturen. Därför måste du antingen sätta din egen tröskel för varje art och ständigt förfina den, beroende på omständigheterna, eller komma med någon referenspunkt gemensam för alla organismer.

Bedömt efter utseende

Eftersom åldersgränsen visade sig vara ett obekvämt kriterium kan man försöka skjuta sig från de yttre ålderstecken. I slutändan kan var och en av oss identifiera en gammal man på gatan utan att titta på hans pass: grått hår, krökt figur, rynkig hud, ojämn gång, minnesstörningar.

Samtidigt är det lätt att ge ett motexempel till något av dessa tecken - det vill säga att hitta en person som skulle äga honom och inte skulle vara en gammal man i andras ögon. Till exempel börjar vissa människor bli gråa när de är unga, eller till och med bli kala innan håret tappar pigmentering. Hållningsproblem plågar inte bara äldre, utan även många kontorsanställda. Och rynkig hud kan hittas bland invånare i sydliga byar som tillbringar mycket tid i den öppna solen.

Därför, om vi bestämmer oss för att beräkna gamla människor efter deras egenskaper, kommer människor i alla åldrar som av misstag fick en grå tråd eller en krokig hållning att falla i denna kategori. Dessutom kommer det bland "gamlingarna" finnas många funktionshindrade eller psykiskt sjuka som tappat minnet. Och rika människor som har råd att övervaka tillståndet för deras hud och hår, tvärtom, kommer att verka yngre än sina fattiga och ovårdade kamrater.

Det mest uppenbara kriteriet för oss visar sig vara felaktigt, och det är inte utan anledning. Faktum är att det inte är direkt relaterat till mekanismerna för åldrande. Genom att komponera ett porträtt av den genomsnittliga gubben utvärderar vi processen genom dess slutgiltiga manifestationer - som om vi skulle bestämma beredskapen för gröt av den försvunna mjölken. Men spannmålen kan tillagas utan att lämna pannans gränser, om du hanterar den försiktigt, eller så kan den fylla hela spisen redan i början av tillagningen, om du tänder för hög eld. Därför, för att ta tag i ålderdomens svans, måste vi titta in i pannan, det vill säga gå på jakt efter orsakerna till åldrande och dess första manifestationer.

Checkar i strid

Om vi vänder oss till huvudkällan till folklig visdom - "Wikipedia" - får vi svaret: "Ålderdom är livets period från förlusten av förmågan att fortplanta sig och till döden." Denna definition ser logisk ut, eftersom den, till skillnad från de tidigare, speglar specifika förändringar i kroppen. Dessutom verkar det ganska tydligt – till skillnad från de yttre tecknen på ålderdom kan förmågan att fortplanta sig lätt mätas: låt ett djur para sig med andra individer och se om det ger avkomma.

Men en person är inte särskilt bekväm att utvärdera med detta kriterium.

För det första strävar inte alla människor efter att reproducera sig kontinuerligt, vilket visar sin reproduktionspotential.

För det andra är det inte särskilt tydligt med vilken parameter det är nödvändigt att bestämma denna potential: genom förmågan att föda avkomma eller genom antalet könsceller i lager. Modern reproduktionsteknik gör det möjligt för en kvinna att föda ett barn och föda det vid 50 eller till och med 60 år (den äldsta personen att föda är nästan 67 år gammal i Guinness Book), men ägg, åtminstone friska, vanligtvis slut på dem någonstans under 40-45 år.

För det tredje kommer reproduktionskriteriet att fungera olika för män och kvinnor. Spermatozoer, till skillnad från ägg, bildas ständigt, och en mans kropp kan producera dem fram till sin död, även när hans kamrat inte har några könsceller kvar på länge. Samtidigt uppträder yttre tecken på ålderdom som grått hår och rynkor hos män och kvinnor nästan samtidigt, och kvinnor lever som regel längre.

Att mäta ålderdom i form av reproduktionspotential visar sig vara lika obekvämt som utseendemässigt. Moderna 40- och 50-åriga kvinnor ser unga ut i alla parametrar som vi redan har listat, men oftast vågar de inte längre föda barn - och vi kan inte kontrollera om de är kapabla till detta. Och med vård av kosmetologer och plastikkirurger lyckas vissa bevara sin yttre ungdom redan vid 70.

Vi räknar mutationer

När jag på föreläsningar frågar åhörarna vad ålderdom är svarar de mig ofta: det är sammanbrott och störningar i kroppen. Det reproduktiva kriteriet passar också in i denna definition: oförmågan att fortplanta sig är ett av dessa sammanbrott. Men eftersom det kan uppstå hos varje specifik person förr eller senare, i samband med andra tecken på åldrande, är det orimligt att göra det till ett mått på ålderdom om vi vill hitta en enda referenspunkt för alla.

Du kan göra en lista över de problem som är typiska för den gamla organismen. Detta är principen som används av Searle S. D., Mitniski A., Gahbauer E. A., Gill T. M., Rockwood K. En standardprocedur för att skapa ett skörthetsindex // BMC Geriatrics. 2008 sep; 8. (vi återkommer till dem i kapitlet om biologisk ålder), som ofta används av läkare som studerar åldrande. Bräcklighetsindexet är en uppsättning symtom och åldersrelaterade sjukdomar som en viss patient har samlat på sig. Ju högre indexvärde, desto närmare ålderdom.

Samma olägenhet kan hända med indexet som för de yttre tecknen på ålderdom: när vi fokuserar på effekten, inte orsaken, är rika människor i genomsnitt yngre än sina fattiga jämnåriga.

Detta betyder dock inte att problemet med åldrandet helt enkelt kan "översvämmas med pengar": i slutändan dör de rika precis som de fattiga och är inte mindre intresserade av att förlänga sina liv.

Därför måste vi titta djupare - in i enskilda celler och molekyler, och leta efter tecken på åldrande redan på mikroskopisk nivå.

En punktmutation i DNA, det vill säga ersättning av en "bokstav" (nukleotid) i dess "text" (sekvens) med en annan, kan betraktas som ett exempel på ett molekylärt tecken på ålderdom. I de flesta fall påverkar sådana enstaka substitutioner inte cellens livslängd, eftersom den genetiska koden är överflödig och försäkrad mot oavsiktliga fel. Men ett nedbrytning kan också ske på en betydande plats i en gen - då slutar den antingen helt att fungera, eller så kommer proteinet som den kodar för att visa sig vara deformerat. Ett mutantprotein utför ibland sina funktioner bättre eller sämre än vanligt, och i båda fallen kan det leda till obehagliga konsekvenser för kroppen, såsom utveckling av en tumör.

Inte alla punktmutationer påverkar en organisms liv, men det är ganska svårt att avgöra vilken effekt var och en av dem producerar individuellt. Därför, för enkelhetens skull, kan vilken punktmutation som helst betraktas som en nedbrytning. I slutändan gör någon av dem DNA:t i cellen annorlunda än "originalet", den ursprungliga bäraren av genetisk information.

Under 2018 publicerades artiklar av två Bae T. et al. Olika mutationshastigheter och mekanismer i mänskliga celler vid pregastration och neurogenes // Vetenskap. 2018 feb; 359 (6375): 550–555. grupper Lodato M. A. et al. Åldrande och neurodegeneration är associerade med ökade mutationer i enstaka mänskliga neuroner // Vetenskap. 2018 feb; 359 (6375): 555-559. forskare som trodde punktmutationer i människors nervceller. Forskarna undrade vid vilken tidpunkt dessa mutationer uppstår och hur många av dem ackumuleras under sin livstid. För att göra detta tog de flera närliggande nervceller från vuxnas hjärna - och hjärnans rudiment i embryon (forskare arbetade med material som erhållits till följd av abort) och läste deras DNA. Helst bör sekvensen av nukleotider i DNA vara densamma i alla celler i vår kropp. Men under livet ackumulerar varje cell oberoende av de andra "enbokstavs"-substitutioner. Därför, om vi jämför två celler med varandra, blir antalet punktskillnader i DNA-texten lika med antalet mutationer i varje cell.

Resultaten av beräkningarna visade sig vara skrämmande. I början av embryots utveckling, när det befruktade ägget delas i de första cellerna, delar det sig ungefär en gång om dagen. Varje sådan division, som det visade sig, för med sig redan i genomsnitt 1, 3 nya mutationer. Senare, när nervsystemet börjar bildas - vid den 15:e utvecklingsveckan - lägger varje dag till cirka fem mutationer till i cellerna. Och i slutet av neurogenes, det vill säga celldelning i de flesta områden av den utvecklande hjärnan - det handlar om den 21:a veckan - bär varje cell redan 300 unika punktmutationer. När en person föds ackumuleras upp till 1 000 mutationer i de celler som fortsätter att dela sig. Och sedan, under livet, muterar DNA långsammare, med en hastighet av cirka 0,1 fel per dag, och vid 45 års ålder innehåller cellerna cirka 1 500 mutationer och vid 80 - 2 500 års ålder vardera.

Om vi, enligt överenskommelse, betraktar varje mutation som en nedbrytning, det vill säga ett tecken på ålderdom, visar det sig att en person börjar åldras omedelbart efter befruktningen, från ögonblicket för den första uppdelningen av ett befruktat ägg. Men hur kan en struktur som ännu inte har bildats bli förfallen?

På molekylär nivå bekräftas vår intuitiva förståelse av åldrande: det är inte en händelse, utan en pågående process.

Mutationer dyker inte upp plötsligt, utan ackumuleras från den första utvecklingsdagen till slutet av livet. Och var man ska dra gränsen för "ungdoms-DNA" är helt obegripligt. Om ålderdom räknas från uppkomsten av den allra första mutationen, måste en hög med flera celler erkännas som gamla. Och om vi försöker sätta ett tröskelvärde för antalet mutationer, då kommer vi att möta samma problem som i fallet med pensionsåldern: så att gränsen inte förvånar oss måste vi förlita oss på andra tecken på ålderdom - utseende, förmågan att fortplanta sig eller något annat., - som, som vi redan vet, är opålitliga.

Det skulle vara möjligt att fokusera inte på ögonblicket för uppkomsten av fel, utan på mutationshastigheten - till exempel att ringa den gamla vars mutationer börjar dyka upp snabbare. Men även här väntar oss en hake: nervceller ackumulerar fel före födseln snabbare än efter. När de föds innehåller de redan mer än en tredjedel av alla mutationer som de kommer att lyckas få under hela sitt liv. Man skulle kunna bestämma att detta är en egenskap hos nervvävnadens celler, som nästan helt bildas under embryonalperioden, och sedan, efter barnets födelse, förökar de sig knappast. Men nej, dela celler i tarmen eller levern i en vuxen muterad Blokzijl F. et al. Vävnadsspecifik mutationsackumulering i mänskliga vuxna stamceller under livet // Nature. 2016 okt; 538: 260-264. i ungefär samma takt som de nervösa – cirka 0,1 misstag per dag. Och det betyder att räknefel inte för oss närmare definitionen av ålderdom.

Vi ställer en diagnos

Det verkar som att vi inte entydigt kommer att kunna definiera ålderdom och en gammal person: åldrandet är en gradvis process, med ett slut, men utan en början. Det finns dock människor som fortsätter att bekämpa åldrandet trots bristen på definitioner – det här är läkare. De känner igen ålderdom genom specifika manifestationer: åldersrelaterade sjukdomar och kämpar - när det är möjligt - direkt med dem. Allt en läkare kan göra idag för en äldre patient: byta tänder, sätta in en hörapparat, läka hjärtat eller transplantera hornhinnan - mindre kroppsreparationer, byte av enskilda delar. Därför är ålderdom från en läkares synvinkel en samling av de vanligaste defekterna som kan korrigeras.

Det är värt att ge det medicinska tillvägagångssättet sin grund: hittills är detta det mest effektiva sättet att förlänga livet som vi har.

Oavsett de underliggande mekanismerna för åldrande, vet vi fortfarande inte hur vi ska hantera dem, men vi kan lätt besegra många direkta dödsorsaker: invånare i utvecklade länder dör inte längre en masse av infektioner, förlamning har länge upphört att vara en mening, och att klara av högt blodtryck eller blodsockernivåer kan nu göras med ett piller. Medellivslängden har ökat under det senaste århundradet. Federal State Statistics Service. Statistisk Bulletin 2007. nästan fördubblats. I denna mening är kampen mot ålderdomen, trots avsaknaden av en tydlig definition av fienden, redan i full gång.

Men när vi talar om att vända åldrandet kan vi knappast föreställa oss den eviga kampen med åldersrelaterade sjukdomar. Vi skulle med största sannolikhet vilja att de inte ens uppstod. Därför kommer ett piller för ålderdom, om vi kommer på ett, förmodligen att behöva tas redan innan alarmerande symtom börjar. Detta innebär att p-piller kommer att behöva bekämpa en sjukdom som ännu inte existerar. Det som nu kallas "ålderdom" i International Classification of Diseases (ett dokument som publiceras vart tionde år av Världshälsoorganisationen för att förena medicinska diagnoser i olika länder), beskriver en standarduppsättning åldersrelaterade symtom: "senil ålder, senil svaghet, senil asteni." Men modern medicin i sig anser inte att åldrande är en sjukdom.

Bra eller dåligt är en omtvistad fråga. Å ena sidan hindrar detta tillstånd allvarligt vetenskapens utveckling. Även om gerontologer Specialister som behandlar och studerar hälsan hos personer över 60 år. komma överens om vem som anses gammal och vem som är ung, nu kan de inte göra kliniska prövningar av ett enda piller för ålderdom och kolla om det fungerar eller inte. För ett sådant test kommer de inte att få vare sig pengar eller tillstånd från etiska kommittéer. För att komma runt detta problem provar de läkemedel mot en åldersrelaterad sjukdom, som ledinflammation. Om patienterna inte längre har ont i lederna blir det bra i alla fall. Och om de samtidigt lever längre än genomsnittet blir det ännu bättre.

Å andra sidan, låt oss föreställa oss att ålderdom fortfarande officiellt klassificeras som en sjukdom. Då kommer det genast att stå klart att en betydande del av världens befolkning är sjuk, och obotlig. Och om man mäter åldrandet med antalet mutationer, då blir alla sjuka. Ur en läkares synvinkel är detta absurt: en sjukdom är en avvikelse från normen, men var ska man leta efter en norm när friska människor inte existerar?

Hittills har gerontologer och läkare inte kunnat komma överens: den första publicerar Bulterijs S., Hull R., Björk V., Roy A. Det är dags att klassificera biologiskt åldrande som en sjukdom // Frontiers in genetics. 2015 juni. uppmanar att erkänna åldrande som en sjukdom, de senare motsätter sig envist. Jag misstänker dock att läkarna förr eller senare måste ge upp: här och där börjar enskilda biohackers experimentera på sig själva, och modiga forskare lanserar privata kliniska prövningar av piller för ålderdom på bekostnad av försökspersonerna själva. Det är meningslöst att bekämpa detta kaos, så en dag måste det medicinska samfundet leda det och erkänna ålderdom som en av mänsklighetens många sjukdomar, och samtidigt komma överens om en enda definition.

Polina Loseva är biolog till utbildning, utexaminerad från Institutionen för embryologi, Biologiska fakulteten, Moscow State University. Skriver artiklar för portalerna "Attic", "N + 1", "Elements", OLYA och populariserar vetenskap. I Moturs berättar hon om åldrandets mekanismer, försök att skapa ett "piller för ålderdom" och sätt att fördröja det oundvikliga.