Vananemine ei ole elu vältimatu tõsiasi - paljud loomad on juba leidnud viisi surmahetke edasilükkamiseks. Nende näpunäited aitavad meil kõigil nautida pikka ja tervislikku elu. Näiteks vähemalt kuni kakssada aastat. Kas te kujutate seda ette? Ma olen.
Vaid 30 aastat pärast Moby Dicki avaldamist üritas rühm Alaska vaalapüüdjaid oma ookeanihiiglast ohjeldada. Nende sihtmärgiks oli isane kikivaal, suuruselt teine imetaja Maal.
See liik on tuntud oma hämmastava pikaealisuse poolest: inuittide folkloori järgi elavad need vaalad "kahte inimelu" ja on tohutu tugevuse tõttu ka harpuunidest vabastatud.
Need vaalapüüdjad olid relvastatud uusima tehnoloogiaga, eriti "odapommiga", mis plahvatades põrkab läbi paksu vaalaõli kihi. Sellest ei piisanud aga vaalade alistamiseks. Kolm odafragmenti lõid teda külili, kuid - nagu Moby Dick - murdus ta vabaks ja lahkus vaid pindmiste haavadega.
Vaal rändas püüdmatuna veel 120 aastat, kuni 2007. aastani, kui rühm vaalapüüdjaid ta lõpuks kinni püüdis. Ta leidis isegi killud just sellest vaalast, mis vaalaõlisse jäi.
Erinevate hinnangute kohaselt elavad need vaalad vähemalt 150 aastat ja võib-olla kuni 210 aastat. Peale kergelt kortsunud naha, liigse rasva ja lahinguarmide näitavad vaalad pika elu jooksul üllatavalt vähe halba mõju. Mis omakorda pakub vananemist uurivatele arstidele suurt huvi.
"Nad elavad palju kauem kui inimesed, kuid elavad looduses ilma arsti juurde minemata või inimühiskonna eeliseid kasutamata," ütleb João Pedro de Magalhaes Liverpooli ülikoolist. "Seega peavad nad vanadushaiguste eest olema loomulikult kaitstud."
Reklaamvideo:
Neid vaalu ja teisi ülipika elueaga olendeid uurides loodavad de Magalhaes ja tema kolleegid, et võime leida uusi ravimeid, mis aeglustavad samamoodi inimkeha lagunemist ja lükkavad surma edasi.
"Vananemine on mõistatus, me teame sellega seotud bioloogilistest protsessidest suhteliselt vähe ning see jääb tänapäeva maailmas kannatuste ja surma algpõhjuseks," ütleb de Magalhaes. "Kui saaksime selle kasvõi mõneks ajaks edasi lükata, oleks see inimese jaoks enneolematu ime."
Temaga nõustub Vadim Gladyshev Harvardi ülikoolist. "See on eluliselt tähtis bioloogiline probleem, kuna enamik kroonilisi inimese haigusi tuleneb vananemisest. Biomeditsiiniline teadus on korraldatud keskenduma konkreetsetele haigustele nagu vähk, Alzheimeri tõbi või diabeet,”ütleb ta. "Kuid kui vananemine edasi lükata, võite edasi lükata ka kõik sellega seotud haigused."
Vananemisega on seotud mitmesugused tegurid. Esiteks, keskkond: keegi ei saa elada mullis, nii et kahjulikud kemikaalid või kiirgus kahjustavad aeglaselt meie DNA-d ja muud molekulaartehnikat. Kuigi meie rakkudel on vahendid parandamiseks, muutub hävitamine lõpuks liiga ulatuslikuks, viib mutatsioonideni ja rakud kasvavad kasvajateks.
Võiksime lahendada ka oma ainevahetusega seotud probleeme: nii nagu ahjusid tuleb regulaarselt puhastada, tekitavad ka meie rakud energia põletamisel palju jäätmeid. Jäätmed kogunevad aja jooksul ja võivad olulisi bioloogilisi protsesse häirida. "Kahjustuste summa koguneb ja keha ei suuda sellega toime tulla," ütleb Gladõšev.
Lõpuks seisab keha silmitsi elundite regenereerimise probleemidega: iga kromosoomi otstes on DNA kimp, mida nimetatakse telomeerideks, mis käituvad nagu paelte plastist näpunäited, et vältida nende levikut.
Telomeer lüheneb iga kord, kui rakk jaguneb, kuni lõpuks muutub see nii lühikeseks, et rakk rikub või sureb. Selle tulemusega muutume erinevate haiguste suhtes haavatavaks.
Metuusala loomaliik
Kõik märgid näitavad, et mingi veenev jõud surub meid surma poole, kuid mitmed tõendusmaterjalid viitavad sellele, et on pidureid, mis võivad seda protsessi aeglustada. Näiteks võib tavaline diabeetiline ravim metformiin hiirtel vananemist veidi aeglustada.
Ja anneliidide raku metabolismiga seotud ühe geeni lihtne muutus võib selle elu oluliselt pikendada; ja kuigi samad muutused tõenäoliselt keerukamaid organisme ei aita, vihjab see kõik sellele, et vananemine on üsna juhitav. "Vananemine on üllatavalt paindlik ja juhitav," ütleb de Magalhaes.
Teadlased nagu Magalhaes ja Gladyshev otsivad teisi kandidaate, kasutades juhtidena tõelist mafusaili (Metuusala on kõige kauem elanud piiblitegelane).
Ainuüksi imetajate seas on eeldatav eluiga väga erinev, alates hoorlastest, kes elavad mitte kauem kui kuus kuud, kuni vibulaskudeni, kes elavad üle kahesaja aasta. Mingil põhjusel on loomulik valik sundinud teatud elukaid oma elueliksiire arendama.
"Metformiin pikendab hiirte elu veidi, kuid kui vaadata erinevaid olendeid, on loodusliku valiku võime pikaealisust suurendada palju võimsam," ütleb de Magalhaes. "Nad töötavad tõenäoliselt välja muud elu pikendavad mehhanismid, seistes vastu vähile ja teistele vanusega seotud haigustele."
Ja igaüks neist saab meie ravimit paremaks muuta. Või nagu märgib Gladõšev, „loodus muudab kogu eluea kogu elu, küsimus on vaid selles, kuidas ta seda teeb. Kas me saame sellest mehaanikust juhinduda, pikendades seeläbi inimeste eluiga?"
Kõige huvitavamad olendid on spetsiaalsete saja-aastaste seas; konkreetsed liigid suudavad ellu jääda, tundub, et isegi lähimad sugulased. Ja nad ei ole alati nii majesteetlikud kui vöörivaal.
Oma kortsulise ja karvutu nahaga ei näe alasti mutt-rott sugugi välja nagu laps terviseedenduse plakatil - kuid elab kuni 30 aastat, palju rohkem kui 2-3 aastat, mida tavalised hiired endale lubada saavad.
Lisaks on alasti mutt-rott vähi suhtes ülimalt vastupidav - tuhandetes laborites uuritud mutt-rottides pole tuvastatud ühtegi vähijuhtu. Isegi tugevates kantserogeenides supledes jäid nad vähi suhtes immuunseks.
See on osaliselt seletatav asjaoluga, et nende rakud peatuvad liiga tihedaks muutudes - see mehhanism peatab kasvaja paljunemise ja võtab kasvu kontrolli alla. Ja tundub, et see tuleneb hüaluroonhappena tuntud kemikaali eriti "raskest" versioonist.
See molekul on osa puuri ümbritsevatest tellingutest ja võis algselt olla seotud palja mutt-roti naha elastsuse arendamisega, et hõlbustada tihedate urgude kaudu pigistamist.
Täna näib see olevat osa signalisatsioonisüsteemist, mis takistab rakkude kontrollimatut paljunemist. Teisisõnu, isegi kui mutatsioon võimaldab kasvaja moodustumist, peatab hüaluroon selle edasise arengu.
Gladyshev uuris ka Brandti nahkhiirt, pisikest olendit, kes elab üle 40 aasta, hoolimata sellest, et see kaalub veidi rohkem kui rafineeritud suhkru kuubik. "Arvestades selle suurust, on see kõige äärmuslikum juhtum," ütleb Gladõšev.
Ta leidis hiireretseptorite ümbruses ebatavalisi mutatsioone, mis vahendavad hormoonide kasvu ja insuliinilaadset kasvufaktorit - muutusi, mis võivad meid viia mõtlema, kuidas loomadel ainevahetust kontrollida, piirates tavaliselt vanusega kaasnevaid kahjustusi.
Kas rekordvaal võtab selliseid vihjeid üles? Vaala tohutu suurus - 20 meetrit pikk ja kaal kuni sadu tonne - tekitab ainulaadseid probleeme, mis pakuvad huvi bioloogidele, nagu Magalhaes ja Gladyshev. Näiteks kui selle rakud põletaksid energiat sama kiirusega kui hiirte rakud, keetaks liigne kuumus ümbritsevat vett, nii et evolutsioon on vaalal aeglase ainevahetuse ja madala kehatemperatuuri tekitanud.
Nii tohutu keha seab tänu lihtsale matemaatikale ka tohutu vähiriski: mida rohkem on teil rakke, seda suurem on tõenäosus, et teil tekivad kahjulikud mutatsioonid. (Tegelikult leiti ühes uuringus isegi, et pikkadel inimestel on sel põhjusel vähktõbi tõenäolisem kui lühikestel inimestel.)
Ja probleem süveneb, kui elate kauem, kogete "rohkem rakkude jagunemist, nii et vähi tõenäosus suureneb dramaatiliselt", ütleb Leonard Nanni California ülikoolist Riverside'is, kes uurib vähi arengut.
Surematu loomaaed
Kas mõni olend võib elada igavesti?
Vibuvalu võib elada kauem kui kaks sajandit, muutes ta vanimaks imetajaks. Kuid kuidas saab seda võrrelda teist tüüpi organismidega? Kuni 4700 aastat elava harjakivimänni seemnete uurimisel ei ole ilmnenud ühtegi spetsiifilist rakumutatsiooni, mis oleks aja jooksul võinud areneda.
Koloonialoomad nagu korallid võivad elada üle 4000 aasta. Kuid üksikud polüübid ei kesta kauem kui paar aastat.
Miinikarpi peetakse vanimaks üksikloomaks. See ookeaniline pika maksa oli 507 aastat vana, kui bioloogid selle 2006. aastal Islandi lähedalt rannikuvetest kätte said.
Inimese vähi arengutempo põhjal peaksid kõik suured vaalad olema enne sündi kasvajatega risustatud - kuid nad elavad ja elavad edasi. Seda fakti nimetatakse Peto paradoksiks ja see viitab sellele, et vaaladel, nagu ka alasti mutirottidel, on kavalad evolutsioonitrikid varrukas, et kahjulike mutatsioonidega toime tulla.
Kui panna need teiste loomade konteksti, on nad tõesti pikaealised. Neil peavad olema mõned kasvajate kasvu pärssivad mehhanismid, mida meil pole.
Just neid mehhanisme ja palju muud üritab Magalhaes vaalava genoomi piiludes leida. Esialgu proovis ta kangaga katsetada. Ja lõpuks leidis ta meeskonna, kes oli juba loonud sidemed inuittide jahimeestega.
Oma traditsioonide säilitamiseks püüavad ja tapavad Arktika ümbruse põlisrahvaste kogukonnad igal aastal piiratud hulga vööri vaalasid. Ehkki esialgu olid autsaiderid kahtlased, nõustusid jahimehed lõpuks aitama teadlastel osa koest saagist võtta.
Isegi pärast materjali kogumist seisis rühm silmitsi geneetilise järjestuse määramise erakordse ülesandega. Arvestades andmete suurt mahtu, sarnanes see ülesanne Moby Dicksi sadade või tuhandete eksemplaride tükeldamisele ja seejärel üksikute järjestuste tähendusrikkasse järjestusse viimisega.
Tulemuseks oli rida järeldusi, mis võivad sillutada teed tulevasele meditsiinile. Teadlased nägid erilist huvi geeni ERCC1 muutuste vastu. See geen on tuntud molekulaarsete tööriistade kodeerimise poolest, mis suudavad kahjustatud genoomist väikesi lõike lappida. Tundub, et üks mutid vaalapeades on astunud sammu kaugemale ja võib takistada vähki põhjustavate kahjulike mutatsioonide kuhjumist.
Teadlased avastasid muutused ka rakkude proliferatsioonis osalevas PCNA geenis. See kodeerib valku, mis toimib omamoodi klambrina, mis ühendab molekulaarseid masinaid, mis käivitavad DNA replikatsiooni. Vöörvaaladel on selle geeni sektsioonid dubleeritud ja nende mutatsioonid näivad aitavat suhelda DNA parandamise tööriista teiste osadega.
Teadlased on väitnud, et see üks muutus võib rakkude kasvu esile kutsuda ilma aastate jooksul tekkiva kahjustuseta. Arvestades muid olulisi kohandusi, võib see aidata vaaladel rakulist stressi vähendada, mis omakorda võib viia imetajate pika elueani.
Pikaealisuse märk
Üle Atlandi ookeani Harvardis viis Gladõšev hiljuti läbi oma uuringu vöörvaalade "transkriptoomi" kohta; mitte ainult geene, vaid ka nende tegevust uurides. Kui näete, et teatud geenid on eriti aktiivsed, teate, et ka neil võib vananemisel olla oluline roll. Teadlane leidis insuliini signaalisüsteemi samasuguseid muutusi, mida ta märkas Brandti nahkhiirtel.
"Võib-olla nii muutub rakkude metaboolne seade, kuid need muutuvad kuidagi pikaealiseks. Need leiud nõuavad siiski hoolikat analüüsi. " Tulemused viivad teadlase sõnul "pikaealisuse märgini" ja seetõttu saab neid kasutada edasistes uuringutes.
Need leiud on pälvinud meditsiini võtmeisikute tähelepanu. USA riikliku tervishoiuinstituutide direktor Francis Collins avaldas muljet, kirjutades, et Gladõševi töö viib meid "otse tervisliku ja pika elu kohta käivate uute avastuste lävele".
Selle künnise ületamisel võime avastada mitmeid võimalikke viise oma ravi parandamiseks. Gladõšev väidab, et võiksime näha, kas mingi dieet või treening võib aidata meie kehal vaalalaadset eluiga välja arendada.
Näiteks on mõned väitnud, et paastumine või "kalorite piiramine" pidurdab vananemisprotsessi ja oleks huvitav võrrelda ainevahetuse muutusi, et näha, kas need sarnanevad muutustega, mis võimaldavad vaaladel nii kaua elada. Selles mõttes võiksid vöörivaalad olla meie pika ja õnneliku elu teejuhid.
Lisaks võivad need pikaealised olendid inspireerida meid radikaalsemateks ravimeetoditeks. Esimene samm, ütleb de Magalhaes, on inimkoe kasvatamine mutatsioonidega, mida on näha vöörivaaladel, Brandti nahkhiirel ja alasti mutirottidel.
"Kui muudame inimvalke loomade sarnaseks, näeme DNA muutusi," ütleb ta. "Ja ma tahaksin võtta vööri vaalade geenid ja panna need hiirtesse, et näha, kas nad elavad kauem."
Pärast neid esialgseid katseid on järgmine takistus leida viis samade muutuste loomiseks ülimalt keerukas inimkehas, võib-olla geneetilisi mõjusid jäljendavate ravimitega.
Mõnel juhul saab organisme, näiteks pärmi, geneetiliselt muundada, et kasvatada huvipakkuvate valkude kasvatamist suurtes vaatides, mis inimpuhastamiseks isepuhastuvad, või võib leida neid toimeid jäljendavaid ravimeid.
Tulevikus võib geeniteraapia võimaldada meil isegi elavate inimeste DNA-d fikseerida; me võiksime laenata geenimutatsioone vööri vaaladelt, mida nad on tootnud miljoneid aastaid. Arvestades geeniteraapia hiljutisi edusamme, "pole põhjust arvata, et see on võimatu".
Ilmselgelt seisab ees kõige raskem asi. Ehkki me oleme evolutsioonilisest vaatepunktist suhteliselt tihedalt seotud, võib vaalale või alasti mutt-rotile mõjuv toimida inimkehale piiratud või üldse mitte.
"Võite alati leida erinevaid viise, kuidas erinevad organismid vähki pärsivad, kuid kas need on terapeutiliselt kasulikud, ei saa te ette teada," ütleb Nanni.
Loomulik vastus vähile tekkis „õnneliku protsessi” kaudu, kus ainulaadne lahendus tulenes iga üksiku organismi ainulaadsetest oludest. Selle kõige juures tervitab ta uut lähenemist looduses lahenduste leidmisele.
"Ma arvan, et vähibioloogid hakkavad mõistma, et evolutsiooniliste ideede kaasamine on viljakas."
De Magalhaes ja Gladyshev ei kanna illusioone tee keerukuse kohta - kuid nad ei kaota lootust. "Ajalugu on täis ekspertide väiteid, kes pidasid mõnda asja võimatuks ja lõpuks valeks," ütleb de Magalhaes.
Mõelgem 120 aasta tagusele meditsiiniseisundile, kui mõned tänapäevased kikivaalad olid alles lapsed. Siis olid eluohtlikud nakkused tavalised. Tänapäeval kasutatakse antibiootikume nende edukaks raviks.
Lõppkokkuvõttes peab de Magalhaes vananemist ülimaks haiguseks - haiguseks, mida saab iseseisvalt ravida.
"Me ei pikenda lihtsalt lagunemisperioodi," ütleb ta. "Me tahame, et 70-aastastel inimestel oleks 50-aastaste tervis - see on eesmärk."
Võib-olla vaatame aastal 2120 tagasi, mõeldes esimestele sammudele selle eesmärgi poole.
