Novecošana nav neizbēgams dzīves fakts - daudzi dzīvnieki jau ir atraduši veidu, kā aizkavēt nāves brīdi. Viņu padomi var palīdzēt mums visiem izbaudīt ilgu un veselīgu dzīvi. Piemēram, vismaz līdz divsimt gadiem. Vai jūs to varat iedomāties? ES esmu.
Tikai 30 gadus pēc Mobija Dika publicēšanas Aļaskas vaļu mednieku grupa mēģināja savaldīt savu okeāna gigantu. Viņu mērķis bija lokveida vaļu tēviņš, otrs lielākais zīdītājs uz Zemes.
Šī suga ir slavena ar apbrīnojamo ilgmūžību: saskaņā ar inuītu folkloru šie vaļi dzīvo "divas cilvēku dzīves" un milzīgā spēka dēļ tiek atbrīvoti arī no harpūnām.
Šie vaļu mednieki bija bruņoti ar jaunākajām tehnoloģijām, jo īpaši ar "šķēpa bumbu", kas trieciena laikā eksplodē, lai caurdurtu cauri biezam vaļu eļļas slānim. Tomēr ar to nepietika, lai uzvarētu vaļu. Trīs šķēpa fragmenti ietriecās sānos, bet - tāpat kā Mobijs Diks - viņš atbrīvojās un aizgāja tikai ar virspusējām brūcēm.
Vaļi turpināja klīst nepieķerti vēl 120 gadus, līdz 2007. gadam, kad vaļu mednieku grupa viņu beidzot noķēra. Viņa pat atrada paša šķēpa fragmentus, kas palika vaļu eļļā.
Saskaņā ar dažādām aplēsēm šie vaļi dzīvo vismaz 150 gadus un, iespējams, līdz 210 gadiem. Papildus nedaudz grumbu ādai, liekajiem taukiem un kaujas rētām vaļiem ir pārsteidzoši maz nelabvēlīgu seku no ilga mūža. Tas savukārt ļoti interesē mediķus, kas pēta novecošanos.
"Viņi dzīvo daudz ilgāk nekā cilvēki, bet dzīvo savvaļā, neapmeklējot ārstu un neizmantojot cilvēku sabiedrības priekšrocības," saka João Pedro de Magalhaes no Liverpūles universitātes. "Tādējādi viņiem jābūt dabiski pasargātiem no vecuma slimībām."
Reklāmas video:
Pētot šos vaļus un citas ārkārtīgi ilgi dzīvojošās radības, de Magalhaes un viņa kolēģi cer, ka mēs varam atrast jaunas zāles, kas līdzīgi palēninās cilvēka ķermeņa sabrukšanu un atliks nāvi.
"Novecošana ir noslēpums, mēs salīdzinoši maz zinām par ar to saistītajiem bioloģiskajiem procesiem, un tas joprojām ir ciešanu un nāves pamatcēlonis mūsdienu pasaulē," saka de Magalhaes. "Ja mēs to varētu kaut uz brīdi atlikt, tas cilvēkam būtu nebijis brīnums."
Viņam piekrīt Vadims Gladiševs no Hārvardas universitātes. “Tas ir būtisks bioloģisks jautājums, jo lielākā daļa hronisku cilvēku slimību rodas novecošanās dēļ. Biomedicīnas zinātne tiek organizēta, lai koncentrētos uz konkrētām slimībām, piemēram, vēzi, Alcheimera slimību vai diabētu,”viņš saka. "Bet, ja jūs atlikat novecošanu, varat atlikt arī visas ar to saistītās slimības."
Ar novecošanos ir saistīti dažādi faktori. Pirmkārt, vide: neviens nevar dzīvot burbulī, tāpēc kaitīgo ķīmisko vielu vai radiācijas ietekmē lēnām tiek bojāta mūsu DNS un cita molekulārā inženierija. Lai gan mūsu šūnām ir instrumenti, lai labotu, galu galā iznīcināšana kļūst pārāk plaša, noved pie mutācijām, un šūnas izaug par audzējiem.
Mēs varētu atrisināt arī problēmas, kas saistītas ar mūsu vielmaiņu: tāpat kā krāsnis regulāri jātīra, arī mūsu šūnas sadedzinot enerģiju rada daudz atkritumu. Atkritumi laika gaitā uzkrājas un var izjaukt svarīgus bioloģiskos procesus. "Bojājumu apjoms uzkrājas, un ķermenis nespēj ar to tikt galā," saka Gladiševs.
Visbeidzot, ķermenis saskaras ar orgānu atjaunošanās problēmām: katras hromosomas galos ir DNS saišķis, ko sauc par telomeriem, kas izturas kā plastmasas uzgaļi uz mežģīnēm, lai novērstu to izplatīšanos.
Katru reizi, kad šūna sadalās, telomērs kļūst īsāks, līdz galu galā tas kļūst tik īss, ka šūna nedarbojas vai nomirst. Ar šo iznākumu mēs kļūstam neaizsargāti pret dažādām slimībām.
Metuzāla zvērnīca
Visas pazīmes liecina, ka kāds pārliecinošs spēks mūs virzās uz nāvi - taču vairākas liecības liecina, ka pastāv bremzes, kas šo procesu var palēnināt. Piemēram, parastās diabēta zāles, metformīns, pelēm var nedaudz palēnināt novecošanos.
Un vienkāršas izmaiņas vienā gēnā, kas iesaistīts šūnu metabolismā anelīdos, var ievērojami pagarināt tā dzīvi; un, lai arī maz ticams, ka tās pašas izmaiņas palīdzēs sarežģītākiem organismiem, tas viss liecina, ka novecošana ir diezgan vadāma. "Novecošana ir pārsteidzoši elastīga un vadāma," saka de Magalhaes.
Zinātnieki, piemēram, Magalhaes un Gladyshev, meklē citus kandidātus, kā vadītājus izmantojot īstus mafusaili (Metuzelahs ir visilgāk dzīvojošais Bībeles varonis).
Tikai zīdītāju vidū paredzamais dzīves ilgums ir ļoti atšķirīgs, sākot no cērmēm, kuras dzīvo ne ilgāk kā sešus mēnešus, līdz loku vaļiem, kas dzīvo vairāk nekā divsimt gadus. Nez kāpēc dabiskā atlase ir mudinājusi noteiktus radījumus attīstīt pašiem savus dzīves eliksīrus.
"Metformīns nedaudz pagarina peles dzīvi, bet, aplūkojot dažādas radības, dabiskās atlases spēja palielināt ilgmūžību ir daudz spēcīgāka," saka de Magalhaes. "Viņi, visticamāk, izstrādās citus dzīves pagarināšanas mehānismus, pretojoties vēzim un citām ar vecumu saistītām slimībām."
Un katrs no viņiem var uzlabot mūsu zāles. Vai arī, kā atzīmē Gladiševs, “daba visu laiku maina dzīves ilgumu, jautājums ir tikai par to, kā tas notiek. Vai mūs var vadīt šis mehāniķis, tādējādi pagarinot cilvēku mūžu?"
Visinteresantākās radības ir starp īpašajiem simtgadniekiem; noteiktas sugas var izdzīvot, šķiet, pat tuvākie radinieki. Un tie ne vienmēr ir tik majestātiski kā priekšgala valis.
Ar savu grumbaino un mataino ādu kailā mola žurka veselības veicināšanas plakātā nemaz neizskatās kā bērns - bet dzīvo līdz 30 gadiem, daudz vairāk nekā 2-3 gadus, ko parastās peles var atļauties.
Turklāt kailā mola žurka ir ārkārtīgi izturīga pret vēzi - tūkstošiem laboratorijās pētītu molu žurku nav konstatēts neviens vēža gadījums. Pat mazgājot spēcīgos kancerogēnos, viņi palika imūni pret vēzi.
Daļēji to var izskaidrot ar to, ka to šūnas pārstāj augt, kad tās kļūst pārāk blīvas - šis mehānisms aptur audzēja pavairošanu un pārņem izaugsmes kontroli. Šķiet, ka tas izriet no īpaši "smagas" ķīmiskas vielas versijas, kas pazīstama kā hialuronskābe.
Šī molekula ir daļa no sastatnēm, kas ieskauj būru, un sākotnēji, iespējams, ir bijusi iesaistīta kailas mola žurkas ādas elastības attīstīšanā, lai tai būtu vieglāk izspiesties caur šaurām urbām.
Šodien šķiet, ka tā ir daļa no signalizācijas sistēmas, kas aptur šūnu nekontrolējamu vairošanos. Citiem vārdiem sakot, pat ja mutācija ļauj veidot audzēju, hialurons pārtrauc tā turpmāko attīstību.
Gladiševs pētīja arī Brandta sikspārni - niecīgu radību, kas dzīvo vairāk nekā 40 gadus, neskatoties uz to, ka tas sver nedaudz vairāk par rafinēta cukura kubu. "Ņemot vērā tā lielumu, tas ir vissmagākais gadījums," saka Gladiševs.
Viņš atrada neparastas mutācijas ap pelēm esošajiem receptoriem, kas mediē hormonu augšanu un insulīnam līdzīgu augšanas faktoru - izmaiņas, kas varētu likt mums domāt par to, kā kontrolēt vielmaiņu dzīvniekiem, ierobežojot kaitējumu, kas parasti rodas ar vecumu.
Vai rekordliels vaļa uztvers šādus mājienus? Vaļa milzīgais izmērs - 20 metrus garš un līdz simtiem tonnu svara - rada dažas unikālas problēmas, kas interesē tādus biologus kā Magalhaes un Gladyshev. Piemēram, ja tā šūnas dedzinātu enerģiju tādā pašā ātrumā kā peles šūnas, siltuma pārpalikums vārītu apkārtējo ūdeni, tāpēc evolūcija ir izraisījusi lēnu metabolismu un zemu ķermeņa temperatūru vaļā.
Tik milzīgs ķermenis arī pakļauj jūs milzīgam vēža riskam, pateicoties vienkāršai matemātikai: jo vairāk jums ir šūnu, jo lielāka ir iespējamība, ka attīstīsit kaitīgas mutācijas. (Faktiski vienā pētījumā pat tika atklāts, ka gariem cilvēkiem ir lielāka iespēja saslimt ar vēzi nekā šī vecuma cilvēkiem.)
Un problēma pasliktinās, ja jūs dzīvojat ilgāk, jūs piedzīvojat "lielāku šūnu dalīšanos, tāpēc vēža iespējamība palielinās dramatiski", saka Leonards Nanni no Kalifornijas universitātes Riversaidā, kurš pēta vēža attīstību.
Nemirstīgais zooloģiskais dārzs
Vai kādas radības var dzīvot mūžīgi?
Priekšgala valis var dzīvot ilgāk par diviem gadsimtiem, padarot to par vecāko zīdītāju. Bet kā to var salīdzināt ar cita veida organismiem? Pētījumā par saru kaulu priedes sēklām, kas dzīvo līdz 4700 gadiem, nav atklātas īpašas šūnu mutācijas, kas varētu būt attīstījušās laika gaitā.
Koloniālie dzīvnieki, piemēram, koraļļi, var dzīvot vairāk nekā 4000 gadus. Bet atsevišķi polipi nebūs ilgāki par dažiem gadiem.
Mīnu gliemene tiek uzskatīta par vecāko vientuļo dzīvnieku. Šim okeāna garo aknu vecumam bija 507 gadi, kad biologi to ieguva no piekrastes ūdeņiem netālu no Islandes 2006. gadā.
Pamatojoties uz cilvēka vēža attīstības ātrumu, visiem lielajiem vaļiem pirms dzimšanas jābūt pakļautiem audzējiem, taču viņi turpina dzīvot un dzīvot. Šis fakts ir pazīstams kā "Peto paradokss" un liek domāt, ka vaļiem, tāpat kā kailām kurmju žurkām, piedurknēs ir viltīgi evolucionāri triki, lai tiktu galā ar kaitīgām mutācijām.
Ja jūs tos aplūkojat citu dzīvnieku kontekstā, tie patiešām būs ilgmūžīgi. Viņiem ir jābūt dažiem audzēju augšanas nomākšanas mehānismiem, kuru mums nav.
Tieši šos mehānismus un daudz ko citu Magalhaes mēģina atrast, ieskatoties vaļa genomā. Sākumā viņš mēģināja eksperimentēt ar audumu. Un galu galā viņš atrada komandu, kas jau bija izveidojusi saites ar inuītu medniekiem.
Lai saglabātu savas tradīcijas, pamatiedzīvotāju kopienas ap Arktiku katru gadu sagūst un nogalina ierobežotu skaitu priekšgala vaļu. Lai gan sākotnēji mednieki bija aizdomīgi, mednieki galu galā piekrita palīdzēt zinātniekiem izņemt daļu no upura audiem.
Pat pēc materiāla savākšanas grupa saskārās ar ārkārtas uzdevumu - ģenētisko secību. Ņemot vērā milzīgo datu apjomu, uzdevums bija līdzīgs simtiem vai tūkstošiem Mobija Dika kopiju sagriešanai un pēc tam atsevišķu secību sakārtošanai nozīmīgā secībā.
Rezultāts bija virkne secinājumu, kas varētu pavērt ceļu nākotnes medicīnai. Zinātnieki saskatīja īpašu interesi par izmaiņām gēnā, ko sauc par ERCC1. Šis gēns ir pazīstams ar molekulāro rīku kodēšanu, kas var aizlāpīt mazas bojātā genoma daļas. Izskatās, ka viena priekšgala vaļu mutācija ir gājusi vēl tālāk un, iespējams, novērš kaitīgu mutāciju uzkrāšanos, kas izraisa vēzi.
Zinātnieki arī atklāja izmaiņas PCNA gēnā, kas ir iesaistīts šūnu proliferācijā. Tas kodē olbaltumvielu, kas darbojas kā sava veida skava, kas savieno molekulārās mašīnas, kas izraisa DNS replikāciju. Bowhead vaļiem ir dublēti šī gēna reģioni, un šķiet, ka to mutācijas palīdz mijiedarboties ar citām DNS labošanas rīka daļām.
Zinātnieki ir ierosinājuši, ka šīs vienas izmaiņas var izraisīt šūnu augšanu bez bojājumiem, kas rodas gadu gaitā. Ņemot vērā citus svarīgus pielāgojumus, tas varētu palīdzēt vaļiem samazināt šūnu stresu, kas savukārt var izraisīt ilgu zīdītāju dzīvi.
Ilgmūžības pazīme
Aiz Atlantijas okeāna, Hārvardā, Gladiševs nesen veica pats savu pētījumu par priekšgala vaļu "transkriptu"; ne tikai pētot gēnus, bet arī pētot to aktivitāti. Ja redzat, ka daži gēni ir īpaši aktīvi, jūs zināt, ka tiem var būt arī liela nozīme novecošanās procesā. Zinātnieks insulīna signalizācijas sistēmā atrada tāda paša veida izmaiņas, kādas viņš pamanīja Brandta sikspārņos.
"Varbūt šādi mainās šūnu vielmaiņas stāvoklis, kaut kā tās kļūst ilgmūžīgas. Tomēr šie atklājumi prasa rūpīgu analīzi. " Rezultāti noved pie "ilgmūžības pazīmes", pēc zinātnieka domām, un tāpēc tos var izmantot turpmākajos pētījumos.
Šie atklājumi ir piesaistījuši galveno skaitļu uzmanību medicīnā. ASV Nacionālā veselības institūta direktors Frensiss Kolinss bija pārsteigts, rakstot, ka Gladiševa darbs mūs noved "tieši pie jaunu atklājumu sliekšņa par veselīgu un ilgu mūžu".
Pārsniedzot šo slieksni, mēs varam atklāt daudzus iespējamos veidus, kā uzlabot ārstēšanu. Gladiševs apgalvo, ka mēs varētu redzēt, vai kāda veida diēta vai vingrinājumi var palīdzēt mūsu ķermenim attīstīt vaļiem līdzīgu dzīves ilgumu.
Piemēram, daži ir apgalvojuši, ka badošanās jeb "kaloriju ierobežošana" palēnina novecošanās procesu, un būtu interesanti salīdzināt vielmaiņas izmaiņas, lai redzētu, vai tās līdzinās tām, kas ļauj vaļiem dzīvot tik ilgi. Šajā ziņā priekšgala vaļi varētu būt mūsu ceļveži uz ilgu un laimīgu dzīvi.
Turklāt šīs ilgstošās radības varētu mūs iedvesmot radikālākām procedūrām. Pirmais solis, de Magalhaes saka, būs cilvēka audu audzēšana ar mutācijām, kas novērotas priekšgala vaļos, Brandta sikspārņos un kailās kurmju žurkās.
"Ja mēs mainām cilvēka olbaltumvielas, lai tās būtu līdzīgas dzīvniekiem, mēs varam redzēt izmaiņas DNS," viņš saka. "Un es gribētu paņemt priekšgala vaļu gēnus un ievietot tos pelēs, lai redzētu, vai viņi dzīvo ilgāk."
Pēc šiem sākotnējiem testiem nākamais šķērslis būs atrast veidu, kā radīt tādas pašas izmaiņas ārkārtīgi sarežģītā cilvēka ķermenī, iespējams, ar zālēm, kas atdarina ģenētisko iedarbību.
Dažos gadījumos tādus organismus kā raugs var ģenētiski modificēt, lai audzētu interesējošos proteīnus lielās tvertnēs, kas pašattīrīsies cilvēku lietošanai, vai arī var atrast zāles, kas atdarina šo iedarbību.
Nākotnē gēnu terapija var pat ļaut mums fiksēt dzīvo cilvēku DNS; mēs varētu aizņemties ģenētiskos vaļus no priekšgala vaļiem, kurus viņi ražo miljoniem gadu. Ņemot vērā nesenos gēnu terapijas sasniegumus, "nav pamata domāt, ka tas nav iespējams".
Acīmredzot vissarežģītākais ir priekšā. Kaut arī no evolūcijas viedokļa mēs esam salīdzinoši cieši saistīti, tas, kas darbojas vaļu vai kailu kurmju žurku gadījumā, var darboties ierobežoti vai vispār neder cilvēka ķermenim.
"Jūs vienmēr varat atrast dažādus veidus, kā dažādi organismi nomāc vēzi, bet vai tie būs terapeitiski noderīgi, iepriekš nevar zināt," saka Nanni.
Dabiskā reakcija uz vēzi tika izstrādāta, izmantojot “laimīgu procesu”, kur unikāls risinājums izrietēja no katra organisma unikālajiem apstākļiem. Ar visu to viņš atzinīgi vērtē jaunu pieeju risinājumu meklēšanai dabā.
"Es domāju, ka vēža biologi sāk saprast, ka evolucionāru ideju iekļaušana būs auglīga."
De Magalhaes un Gladyshev nav ilūziju par ceļa sarežģītību, taču viņi nezaudē cerību. "Vēsture ir pilna ar ekspertu apgalvojumiem, kuri uzskatīja, ka dažas lietas ir neiespējamas un galu galā kļūdījās," saka de Magalhaes.
Padomājiet par medicīnas stāvokli pirms 120 gadiem, kad daži mūsdienu priekšgala vaļi bija tikai bērni. Toreiz dzīvībai bīstamas infekcijas bija ikdiena. Mūsdienās antibiotikas tiek veiksmīgi ārstētas.
Galu galā de Magalhaes novecošanos uzskata par galveno slimību - slimību, kuru var izārstēt atsevišķi.
"Mēs ne tikai pagarinām sabrukuma periodu," viņš saka. "Mēs vēlamies, lai 70 gadus veciem cilvēkiem būtu 50 gadus vecu cilvēku veselība - tas ir mērķis."
Iespējams, ka 2120. gadā mēs brīnoties atskatīsimies uz pirmajiem soļiem šī mērķa sasniegšanā.