Starość po nowemu
123RF
Powszechnie zakładano, że wraz z wiekiem komórkowy system oczyszczania słabnie, co powoduje rozwój chorób. Najnowsze badania podważyło to założenie. Tempo wewnętrznego recyklingu zależy od płci i rodzaju tkanki, a u seniorów jego wysoka aktywność paradoksalnie wiąże się z gorszą kondycją fizyczną, nie będąc wcale sposobem na długowieczność.
- Koniec mitu o uniwersalnym starzeniu. Dotychczasowy dogmat o wygasaniu autofagii traci podstawy – tempo wewnątrzkomórkowego recyklingu zależy od płci oraz rodzaju tkanki, a nie wyłącznie od wieku
- Paradoks sprawności fizycznej. Zaskakujące wyniki pomiarów udowodniły, że u osób po 70. roku życia wysoka aktywność komórkowego oczyszczania koreluje z wyraźnie gorszą wydolnością organizmu, a nie z długowiecznością
- Wyzwanie dla przyszłych terapii. Nawet łagodny trening potrafi zredukować tempo autofagii u seniorów do poziomu typowego dla młodszych osób, co znacząco komplikuje poszukiwania uniwersalnych leków przeciwstarzeniowych
Przez lata uważano, że wraz z wiekiem komórki coraz mniej skutecznie usuwają uszkodzone białka i inne zbędne składniki, a proces ten bezpośrednio napędza rozwój schorzeń związanych ze starzeniem. Najnowsze odkrycia pokazują jednak, że ten mechanizm jest znacznie bardziej złożony.
W organizmie stale dochodzi do gromadzenia zużytych struktur. Są one zamykane w wyspecjalizowanych pęcherzykach, rozkładane na proste cząsteczki i ponownie zagospodarowywane. Ten proces, zwany autofagią, stanowi jeden z fundamentów utrzymania homeostazy. Gdy jego przebieg zostaje zaburzony, resztki komórkowe kumulują się, co wiąże się z patogenezą nowotworów, cukrzycy, kardiomiopatii oraz chorób neurodegeneracyjnych, takich jak alzheimer.
W literaturze powszechnie powielano tezę o stopniowym wygasaniu autofagii w procesie starzenia. Zauważyli to badacze z Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute w San Diego, poddając to założenie w wątpliwość.
– Rzeczywistych dowodów na to u ludzi jest bardzo mało – wskazała kierująca projektem dr Caroline Kumsta. Wyniki opublikowano pod koniec września na łamach „Aging Cell” – w tekście „Autophagy Flux Is Remodeled Sex- and Cell Type-Specifically During Human Aging, and Is Linked to Reduced Physical Function in Older Adults”1.
Różne tkanki, odmienne trajektorie
Naukowcy pobrali próbki krwi oraz fibroblasty skóry od zdrowych ochotników w wieku od 23 do 72 lat. Część komórek skóry przeprogramowano w laboratorium w neurony, co pozwoliło na ocenę zjawiska również w tkance nerwowej. Pomiar tempa recyklingu w trzech modelach komórkowych wykazał brak uniwersalnego wzorca.
Aktywność autofagiczna w fibroblastach mężczyzn rzeczywiście spadała wraz z wiekiem. U kobiet jednak utrzymywała się na stabilnym poziomie, z kolei w neuronach pochodzenia żeńskiego rosła.
– Starzenie modyfikuje tempo komórkowego odzyskiwania odmiennie w każdym typie tkanki oraz dymorficznie ze względu na płeć – wyjaśniła dr Caroline Kumsta.
Paradoks sprawności fizycznej
Porównanie danych laboratoryjnych z testami wydolnościowymi przyniosło zaskakujące wnioski. U osób po siedemdziesiątce wyższa aktywność autofagii we wszystkich analizowanych typach komórek korelowała z gorszą kondycją fizyczną – mniejszą wydolnością tlenową, wyższym wskaźnikiem masy ciała, słabszym uściskiem dłoni oraz podwyższonym tętno spoczynkowym.
Autorzy stwierdzili, że powstrzymują się przed pochopnymi wnioskami o charakterze przyczynowo-skutkowym.
Dr Caroline Kumsta założyła, że intensywny recykling może sprzyjać młodemu organizmowi, lecz u seniorów pełnić inną funkcję.
Alternatywna hipoteza zakłada, że w organizmach w gorszej kondycji akumuluje się więcej uszkodzeń, co stymuluje komórki do wzmożonego sprzątania. W tym ujęciu nasilona autofagia byłaby wtórnym objawem degradacji biologicznej, a nie jej źródłem.
Trening a plastyczność mechanizmu
Zespół przeprowadził również próbę kliniczną z udziałem pięciu pacjentów w wieku 77–88 lat, którzy przez dwanaście tygodni wykonywali łagodne ćwiczenia stabilizacyjne. Po zakończeniu interwencji aktywność procesów katabolicznych w ich komórkach krwi spadła, zbliżając się do wartości obserwowanych u młodszych osób, a uczestnicy poprawili wyniki wydolnościowe.
Grupa badawcza zastrzega, że próba jest zbyt mała do wyciągania ogólnych wniosków, a wciąż nierozstrzygnięta pozostaje kwestia, czy zmiana tempa autofagii była bezpośrednim napędem poprawy kondycji, czy jedynie jej towarzyszyła. Instytut przygotowuje już szerszy projekt badawczy we współpracy z Uniwersytetem Kalifornijskim w San Diego.
Obserwacje te mają fundamentalne znaczenie dla farmakoterapii chorób wiekowych. Próby modulowania autofagii jako celu terapeutycznego napotykają barierę w postaci jej zróżnicowania płciowego, tkankowego i wiekowego. – Chcąc przełożyć te odkrycia na praktykę kliniczną, musimy precyzyjnie rozumieć dynamikę zachodzącą w konkretnych populacjach komórkowych – podsumowuje pierwsza autorka publikacji, dr Tatiana Moreno.
Przypis:
Tekst opublikowano na stronie internetowej Academii – portalu Polskiej Akademii Nauk.
Przeczytaj także: „Koszty bezwarunkowej miłości”, „Jak opiekować się seniorami?”, „Gimnastyka języka i starość znika” i „Jak szybko się starzejemy?”.
