Hipotezy na temat starzenia, cz. 2

Badania prowadzane na nicieniach gatunku Caenorhabditis elegans (wykorzystywanych w badaniach nad starzeniem się), mające udowodnić prawdziwość teorii o uszkodzeniach oksydacyjnych, często przynosiły niejednoznaczne efekty, dlatego powstała teoria alternatywna. I tak Mikhail V. Blagosklonny wysunął postulat, że starzenie się jest skutkiem hiperfunkcji. W wieku dorosłym procesy biosyntezy przebiegają z pełną mocą, umożliwiając osobnikom rozwój i reprodukcję. Hiperfunkcja może jednak prowadzić do pewnych patologii, takich jak hipertrofia, która sprzyja starzeniu się i przyspiesza śmierć. Nicienie C. elegans w badaniach rzeczywiście wykazują pewną liczbę zmian powiązanych z hipertrofią i (lub) z hiperfunkcją.

Przyszłe kierunki badań

Wszystko wskazuje na to, że teoria hiperfunkcji jest akceptowalną alternatywą dla teorii uszkodzeń molekularnych jako wyjaśnienia starzenia się u nicieni C. elegans.

W badaniach z wykorzystaniem przeciwutleniaczy przeprowadzonych na myszach z niedoborami enzymów przeciwutleniających oraz z nadmierną aktywnością tych enzymów analizowano wpływ różnych kombinacji substancji przeciwutleniających na długość życia. Na osiemnaście badanych substancji tylko jedna okazała się wpływać na długość życia: myszy z niedoborem tego enzymu umierały w ciągu dni lub tygodni po urodzeniu z powodu kardiomiopatii albo neurozwyrodnienia. Fibroblasty embrionalne tych myszy okazały się bardziej podatne na stres oksydacyjny. Co więcej, ich tkanki wykazywały więcej uszkodzeń oksydacyjnych w DNA. Po urodzeniu wydawały się normalne, ale szybko wychodziło na jaw, że żyją krócej o około 30% w porównaniu z normalnymi osobnikami. Należy jednak pamiętać, że wpływ na długość życia niekoniecznie przekłada się na wpływ na tempo starzenia się.

Stres oksydacyjny górą

Teoria stresu oksydacyjnego dominuje w wyjaśnianiu procesów starzenia na poziomie molekularnym. Chociaż prowadzono wiele różnych badań w ciągu ostatnich pięciu dekad, niezbity jest związek między wzrostem uszkodzeń oksydacyjnych i wiekiem oraz między zabiegami przedłużającymi życie a redukcją uszkodzeń oksydacyjnych i wzrostem odporności na stres oksydacyjny.

Jednak bezpośredni dowód na to, że uszkodzenia oksydacyjne i stres wpływają na starzenie, był niemożliwy, dopóki dzięki nowoczesnej technologii genetycznej naukowcy nie byli w stanie zmieniać ekspresji enzymów antyoksydacyjnych. Rola tych enzymów w usuwaniu wolnych rodników wiąże się z podatnością organizmu na stres oksydacyjny i stopniem uszkodzenia komórek. Długość życia jest najbardziej akceptowalnym parametrem, używanym przez wiele lat do badania starzenia się. Niemniej wiadomo że można opóźnić starzenie się u wielu gatunków, na przykład ograniczając pożywienie myszom i szczurom, przedłuża się im życie. Możliwe jest, że genetyczne modyfikacje, które analizowano, spowalniały starzenie się niektórych tkanek, nawet jeśli myszy nie żyły dłużej.

Ostatnie badania sugerują, że starzenie się nie jest spowodowane ani nagromadzeniem uszkodzeń molekularnych, ani kumulacją uszkodzeń przypadkowych.Niektóre przypuszczenia na temat zaprogramowanej hiperfunkcji potwierdziły się i odkryto leki spowalniające rozwój chorób oraz starzenie się zwierząt. Zwiazek miedzy chorobami a starzeniem stał się oczywisty.

Jednak ta teoria nie jest wyczerpująca i każdy jej argument można podważyć. Powszechnie przyjęto pogląd, że starzenie się wywołują kumulujące się uszkodzenia molekularne. Ponadto wersja wolnych rodników w tej teorii nie została potwierdzona. A co jeśli starzenie się wcale nie jest wywołane uszkodzeniami? Co jeśli te uszkodzenia w ogóle nie są istotne dla procesu starzenia? I co jeśli starzenie się nie zaczyna się od pierwszego dnia życia?

Quasi-program

Starzenie się to nie jest program, ale quasi-program, niezależny od woli ciąg procesów. Tak samo starzenie się komórek jest kontynuacją ich rozwoju. Nadmierna stymulacja powoduje wzrost funkcjonowania – funkcjonowania obejmującego wydzielanie przez fibroblasty, skurcze komórek mięśniowych, łączenie się płytek krwi, resorpcją tkanki kostnej w przypadku osteoklastów, lipogenezę w adipocytach, glikogenezę w wątrobie, proces zapalny z udziałem neutrofilów itd. Jednak nadmierna stymulacja wszystkich tych funkcji może prowadzić do oporności komórek wobec sygnałów z racji zablokowania szlaków sygnalizacyjnych. A hiperfunkcja w połączeniu z opornością zaburza homeostazę organizmu, prowadzi do chorób, zmian patologicznych (nadciśnienia, hipertrofii organu, zwłóknienia itp.), a nawet do śmierci.

Chroniczny stan zapalny, klasyczny przykład hiperfunkcji, wiąże się z chorobami wywołanymi starzeniem się organizmu. Nawet skracanie się telomerów można rozpatrywać jako skutek hiperfunkcji.

Te fakty sprawiły, że David Gems, Yila de la Guardia i Linda Partridge opracowali „teorię hiperfunkcji”.

dr Stéphan Astié