Τι γνωρίζουμε από τη μελέτη της γήρανσης στον άνθρωπο

γήρανση του ανθρώπου

Από τι εξαρτάται η γήρανση του ανθρώπου;

Υπάρχουν διάφοροι οργανισμοί που πιθανόν να μη γηράσκουν ή να έχουν το δικό τους ρυθμό γήρανσης (αργό ή και γρήγορο).  Αυτό όμως που κυρίως μας ενδιαφέρει είναι η γήρανση του ανθρώπου.   Από τι καθορίζεται η γήρανση του ανθρώ­που;  Κυρίως από τα γονίδια ή από τον τρόπο ζωής, το περιβάλλον και τη διατροφή του; Αν όπως φαί­νεται από τα παραδείγματα των υπεραιωνόβιων, καθορίζεται τόσο από τα γονίδια όσο και από τον τρόπο ζωής και τη διατροφή του, τι μπορούμε να κάνουμε για να ζήσουμε περισσότερο και με καλύτερη υγεία;  Μπορεί η γήρανση του ανθρώπου να θεωρηθεί ως μια γενετική νόσος πράγμα το οποίο σημαίνει ότι, τροποποιώντας τα κατάλληλα γονίδια, να μπορεί να επιβραδυνθεί ή και να εξαλειφθεί η γήρανση; Οι εξελικτικές θεωρίες της γήρανσης μας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι πρόκειται πράγματι για μια μορφή γενετικής ασθένειας η οποία οφείλεται σε πολυάριθμες μεταλλάξεις οι οποίες έχουν αρνητικές επιπτώσεις σε μεγάλες ηλικίες. Αν αυτό είναι αληθινό τότε υπάρχει πιθανότητα στο μέλλον η γήρανση να επιβραδυνθεί ή και να εξαλειφθεί.  Επομένως, θα πρέπει να εντοπιστούν τα γονίδια που καθορίζουν τη γήρανση και έχουν επιπτώσεις στη μακροζωία του ανθρώπου.

Πώς όμως μπορούμε να μάθουμε για τη γήρανση και τη μακροζωία του ανθρώπου; Μια πρώτη προσέγγιση για το κατά πόσο ευθύνονται τα γονίδια προκύπτει μέσα από τη μελέτη των γενεαλογικών δένδρων. Συγκρίνοντας τα μονοζυγωτά δίδυμα, δηλαδή τα δίδυμα με το ίδιο γενετικό υλικό, μπορούμε να βγάλουμε κάποια συμπεράσματα για το ρόλο των γονιδίων ή του περιβάλλοντος και του τρόπου ζωής στη γήρανση του ανθρώ­που. Η μελέτη των συνδρόμων της πρόωρης γήρανσης μας αποκαλύπτει τα γονίδια που καθορίζουν τα σύνδρομα αυτά, αλλά μας αποκαλύπτει και τα γονίδια που καθορίζουν την «φυσιολογική» γήρανση;  Η μελέτη του γενετικού υλικού πληθυσμών με μεγάλη διάρκεια ζωής βοηθά στο εντοπισμό γονιδίων που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη γήρανση του ανθρώπου.  Μαθαίνουμε επίσης από τις μελέτες στους πρότυπους οργανισμούς και από  εντοπισμό των ομόλογων γονιδίων του ανθρώπου.

 Τί μαθαίνουμε παρατηρώντας τη διάρκεια ζωής των ανθρώπων;

Δύο ειδών συστηματικών μελετών γίνονται ώστε να βγουν συμπεράσματα για τη σχέση της γήρανσης με την κληρονομικότητα: οι γενεαλογικές μελέτες, δηλαδή η μελέτη του γενεαλογικού δένδρου σε διάφορες οικογένειες και οι μελέτες των διδύμων, ιδιαίτερα των μονοζυγωτών.

1. Γενεαλογικές μελέτες

Από την εμπειρία μας γνωρίζουμε ότι, αν αποκλειστεί ο τυχαίος θάνατος, ένας δείκτης για να προβλέψουμε τη διάρκεια της ζωής μας είναι η διάρκεια ζωής των παππούδων και γιαγιάδων μας, δηλαδή η κληρονομικότητά μας.   Γενικά, γονείς με μεγάλη διάρκεια ζωής έχουν επίσης παιδιά με μεγάλη διάρκεια ζωής.    Πάνω σε αυτό έχουν γίνει αρκετές μελέτες.

2. Μελέτες διδύμων
Ο καλύτερος τρόπος για να υπολογιστεί η συμβολή των γονιδίων και του περιβάλλοντος στη μακροζωία είναι η σύγκριση των μονοζυγωτών διδύμων.

images1

Η μελέτη των διδύμων μας δείχνει την επίδραση του περιβάλλοντος και των γονιδίων στη διάρκεια ζωής ενός ανθρώπου.

Το 1957 δημοσιεύτηκε μια μελέτη που αφορούσε 1.739 ζεύγη διδύμων, από τα οποία κάποιο έζησε μέχρι την ηλικία των 60 ετών. Σύμφωνα με τη μελέτη αυτή διαπιστώθηκε ότι η διάρκεια ζωής των μονοζυγωτών δίδυμων ήταν πολύ πιο κοντά μεταξύ τους από ότι στα ετεροζυγωτά δίδυμα.
Το συμπέρασμα που βγαίνει μελετώντας τα γενεαλογικά δένδρα και τα μονοζυγωτά δίδυμα είναι ότι η μακροζωία εξαρτάται από την κληρονομικότητα του ατόμου. Αυτό βέβαια είναι ενδιαφέρον και συνεπώς μπορούμε να πούμε πως η μακροζωία επηρεάζεται πολύ από τα γονίδια. Δεν μας αρκεί όμως αυτό το συμπέρασμα, εξάλλου ήταν κάτι που ξέραμε ή υποψιαζόμασταν. Ποια συγκεκριμένα γονίδια καθορίζουν τη διάρκεια ζωής του ανθρώπου και πώς θα τα προσδιορίσουμε;
Μια πιθανή προσέγγιση θα ήταν να αναζητηθούν οι απλές μεταλλάξεις των γονιδίων που έχουν επιπτώσεις στο ρυθμό της ανθρώπινης γήρανσης και συγκεκριμένα να μελετηθούν τα γονίδια που σχετίζονται με την πρόωρη γήρανση.

 

Μελετώντας τα σύνδρομα πρόωρης γήρανσης

17-progeria-inside
Το άτομο που απεικονίζεται στη φωτογραφία ήταν ένα 15χρονο αγόρι που έπασχε από πρόωρη γήρανση. Πέθανε στα 16 του (το 2004) από ανακοπή καρδιάς. Τα άτομα που πάσχουν από πρόωρη γήρανση είναι σπάνια και ο μέσος όρος ζωής τους είναι 13 χρόνια. Τα αγόρι στην φωτογραφία ήταν το πιο ηλικιωμένο άτομο που έπασχε από αυτήν τη γενετική ασθένεια, το σύνδρομο Hutchinson-Gilford. Το σύνδρομο αυτό θεωρείται ότι προκύπτει από μια σπάνια μετάλλαξη.
Το σύνδρομο πρόωρης γήρανσης του Hutchinson-Gilford είναι μια εξαιρετικά σπάνια γενετική ασθένεια που επιταχύνει τη διαδικασία της γήρανσης περίπου επτά φορές. Λόγω αυτής της επιταχυνόμενης γήρανσης ένα 10χρονο παιδί θα παρουσιάζει παρόμοια αναπνευστικά, καρδιαγγειακά και αρθριτικά προβλήματα με έναν 70-χρονο.

Η πρόωρη γήρανση προσβάλλει 1 στα 4 εκατομμύρια άτομα. Στον εικοστό αιώνα έχουν αναφερθεί λίγο περισσότερες από 100 περιπτώσεις. Παγκοσμίως, αυτή την στιγμή υπάρχουν 30 – 40 περιπτώσεις πρόωρης γήρανσης Τα παιδιά με πρόωρη γήρανση ανήκουν σε όλες τις χώρες του κόσμου. Στα φυσικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτών των παιδιών περιλαμβάνονται ο νανισμός, το ζαρωμένο δέρμα όπως των ηλικιωμένων, η φαλάκρα και η γαμψή μύτη. Η διανοητική τους ανάπτυξη όμως είναι ισοδύναμη με των άλλων παιδιών της ηλικίας τους.
Φαίνεται, επομένως, ότι η κανονική διαδικασία γήρανσης τρέχει απίστευτα γρήγορα. Δηλαδή, φαίνεται ότι ίσως η μετάλλαξη που δημιουργεί το σύνδρομο Hutchinson-Gilford να έχει επιπτώσεις σε κάποιο βιολογικό ρολόι γήρανσης το οποίο ελέγχει το ρυθμό της ανθρώπινης γήρανσης. Υπάρχουν όμως μερικά γεγονότα που δεν ταιριάζουν με αυτήν την εικόνα. Για παράδειγμα, οι εγκέφαλοι των παιδιών με σύνδρομο Hutchinson-Gilford ιστολογικά είναι φυσιολογικοί χωρίς τα ινίδια που δημιουργούνται κατά τη νόσο Alzheimer. Το κύριο πρόβλημα είναι ότι πραγματικά δεν ξέρουμε εάν το σύνδρομο Hutchinson-Gilford αντιπροσωπεύει πραγματικά την επιταχυνόμενη γήρανση – ή εάν η ομοιότητα με τη γήρανση είναι μόνο επιφανειακή.

Μια πιο κοινή μορφή πρόωρης γήρανσης είναι το σύνδρομο Werner, μια κληρονομική ασθένεια με συμπτώματα όμοια με αυτά της πρόωρης γήρανσης. Οι ασθενείς με το σύνδρομο αυτό αναπτύσσουν, πρόωρα, πολλές ηλικιακές ασθένειες συμπεριλαμβανομένων της αρτηριοσκλήρωσης, των κακοήθων νεοπλασμάτων, του τύπου ΙΙ διαβήτη, της οστεοπόρωσης, του καταρράκτη, της απώλειας μαλλιών, της ατροφίας του δέρματος και όλα όσα συνοδεύουν τη γήρανση. Εντούτοις οι ασθενείς με το σύνδρομο Werner δεν παρου¬σιάζουν όλες τις ηλικιακές ασθένειες. Ειδικότερα, απουσιάζει η νόσος Alzheimer και η υπέρταση. Σε ιστοκαλλιέργειες η διάρκεια ζωής των κυττάρων των ασθενών με σύνδρομο Werner είναι μειωμένη σε σύγκριση με τα κύτταρα ατόμων της ιδίας ηλικίας και μοιάζουν περισσότερο με τα κύτταρα των ηλικιωμένων. Οι περισσότεροι από όσους έχουν αυτή τη γενετική βλάβη πεθαίνουν πριν από την ηλικία των 50 ετών.
Το γονίδιο που συνδέεται με το σύνδρομο Werner φαίνεται να είναι μια DNA ελικάση η οποία έχει κλωνοποιηθεί. Είναι γνωστό ότι οι ελικάσες συμμετέχουν στην επιδιόρθωση, την αντιγραφή και την έκφραση του γενετικού υλικού.

Μελετώντας το σύνδρομο Χ (το “αντίθετο” της πρόωρης γήρανσης)

Το σύνδρομο Χ είναι μια σπάνια ασθένεια η οποία δεν έχει καν πραγματικό όνομα.  Το ονόμασαν σύνδρομο Χ γιατί δεν ήξεραν πως αλλιώς να το ονομάσουν.   Έχει εντοπισθεί σε τέσσερα κορίτσια, και αυτό που το χαρακτηρίζει το σύνδρομο είναι ότι τα άτομα αυτά ζουν σε μια μόνιμη κατάσταση χωρίς ανάπτυξη.  Για να ακριβολογήσουμε, τα όργανα και οι ιστοί αναπτύσσονται μεν, αλλά αργά και με διαφορετικό ρυθμό μεταξύ τους.  Υπάρχει ένα είδος «αναπτυξιακής αποδιοργάνωσης».  Οι ερευνητές που μελετούν αυτές τις περιπτώσεις υποψιάζονται ότι είναι αποτέλεσμα γενετικών μεταλλάξεων, οι οποίες όμως δεν έχουν ακόμα βρεθεί.

brooke-greenberg

Η μικρότερη αδελφή (Carly) κρατά στην αγκαλιά της την μεγαλύτερή της αδελφή (Brooke που είναι 20 χρονών!)

Μελετώντας τις περιπτώσεις του συνδρόμου Χ, έχει διατυπωθεί η άποψη ότι από το σύνδρομο αυτό θα μπορούσαμε να κατανοήσουμε τη διαδικασία της γήρανσης και να βρεθεί η «πηγή της αιώνιας νεότητας» καθώς και να σταματήσουμε τις αρρώστιες που συνδέονται με τα γηρατειά.   Πάντως τα στοιχεία που μας δίνουν οι μελέτες αυτού του συνδρόμου, ενισχύουν την άποψη ότι τα γονίδια που σχετίζονται με την ανάπτυξη, τα ίδια ή έστω πολλά από αυτά σχετίζονται και με τη διαδικασία της γήρανσης.

Πολλοί ερευνητές συμφωνούν ότι η εύρεση των γονιδίων πίσω από το σύνδρομο Χ είναι μια αξιόλογη επιστημονική προσπάθεια, καθώς αυτά τα γονίδια χωρίς αμφιβολία σχετίζονται με την κατανόηση της ανάπτυξης. Πολύ λιγότεροι όμως έχουν πεισθεί ότι η κατάσταση των κοριτσιών έχει να κάνει με τη γήρανση.

Περισσότερα (και εκλαϊκευμένα) για το θέμα αυτό το άρθρο του BBC, Ageing: The girls who never grow older.

Γονίδια που έχουν επιπτώσεις στη γήρανση

Από ότι φαίνεται η σχέση των συνδρόμων πρόωρης γήρανσης με την κανονική γήρανση είναι ασαφής. Αυτό που κυρίως μας ενδιαφέρει είναι να προσδιοριστούν τα γονίδια που έχουν επίδραση στην φυσιολογική γήρανση.
Μια διαφορετική προσέγγιση, με την ολοκλήρωση του προσδιορισμού της αλληλουχίας του ανθρώπινου γονιδιώματος, είναι να ερευνηθούν οι συσχετισμοί μεταξύ της αλληλόμορφης ποικιλομορφίας των συγκεκριμένων γονιδίων με τη μακροζωία.  Πράγματι, αυτό γίνεται από τους ερευνητές.   Μια τέτοια περίπτωση είναι το γονίδιο που κωδικοποιεί την απολιποπρωτεΐνη Ε (apoE).  Αλλά αυτές οι πληροφορίες είναι κάτι που ξεφεύγουν από το σκοπό αυτού του ιστοχώρου, τον κάνουν “βαρύ” και απομακρύνουν άτομα που ενδιαφέρονται να έχουν μια πρώτη άποψη για το τί συμβαίνει στον χώρο της έρευνας της γήρανσης.

Ένας άλλος τρόπος για να βρεθούν γονίδια τα οποία έχουν σχέση με την μακροβιότητα είναι να ερευνηθούν τα γονίδια που είναι ομόλογα των γονιδίων που βρέθηκαν ότι επηρεάζουν την διάρκεια ζωής στα πειραματόζωα. Έχουν βρεθεί όπως αναφέρεται σε άλλη σελίδα στον ιστοχώρο αυτό, γονίδια που σχετίζονται με τη διάρκεια της ζωής σε διάφορους πρότυπους οργανισμούς.

 

Μια άλλη πηγή πληροφόρησης σχετικά με την ανθρώπινη γήρανση είναι οι άνθρωποι με μεγάλη μακροζωία. Τι άραγε μπορεί να μας διδάξει η μελέτη των υπεραιωνοβίων ή και άλλων ομάδων ανθρώπων με υψηλότερη διάρκεια ζωής από τη συνηθισμένη;

Μελετώντας τους υπεραιωνόβιους και άλλες ομάδες ανθρώπων

Η γαλλίδα Jeanne Calment πέθανε σε ηλικία 122 ετών, 5 μηνών και 14 ημερών, έχοντας την μεγαλύτερη διάρκεια ζωής που έχει καταστραφεί και συνεπώς το μεγαλύτερο χρόνο αναμνήσεων. Ο Vincent Van Gogh συνήθιζε να αγοράζει χρώματα από το κατάστημα της οικογένειάς της, στην Arles και μάλιστα ο καλλιτέχνης έκανε κακή εντύπωση στη νεαρή Jeanne: ήταν άσχημος, οξύθυμος και βρωμούσε οινόπνευμα, είπε στους δημοσιογράφους. Στα 120 χρόνια της σταμάτησε το κάπνισμα «άρχισε να της γίνεται συνήθεια», είπε. Επέζησε όλων των απογόνων της, ακόμα και του εγγονού της, ενός γιατρού που πέθανε το 1963. Ρωτήθηκε στα 115 της πώς έβλεπε το μέλλον της. «Σύντομο. Πολύ σύντομο» απάντησε. Αλλά έκανε λάθος. Έζησε άλλα επτά χρόνια, πεθαίνοντας στις 4 Αυγούστου 1997. Απέδωσε τη μακρόχρονη ζωή της σε πολλούς παράγοντες: στο ελαιόλαδο, το κρασί και σε μια αίσθηση χιούμορ. «Έχω μόνο μια ρυτίδα», είπε, «και κάθομαι σε αυτήν».

 CALMENT

 

Οι περισσότεροι, φυσικά, δεν μπορούν να αναμένουν τη μακροζωία της Calment. Το ποσοστό είναι ένας στα έξι δισεκατομμύρια, επισημαίνουν κάποιοι γεροντολόγοι. Αλλά ο αριθμός των υπεραιωνόβιων αυξάνεται κατ’ έτος. Σύμφωνα με την απογραφή του 1999 υπήρχαν περίπου 72.000 υπεραιωνόβιοι στις ΗΠΑ, ένας αριθμός που αναμένεται να φθάσει τις 850.000 τα επόμενα 50 έτη. Ακόμα σημαντικότερο είναι ότι το ποσοστό ανικανότητας σε όλες τις ηλικίες, ακόμα και στους πολύ ηλικιωμένους έχει μειωθεί τα τελευταία χρόνια. Διάφοροι ερευνητές, από γενετιστές μέχρι δημοσιογράφους, προσεγγίζουν τους πολύ ηλικιωμένους και προσπαθούν να αντλήσουν πληροφορίες και κατόπιν να εξαγάγουν συμπεράσματα για το πώς όλοι μας θα μπορούσαμε να καταφέρουμε να ζήσουμε υγιείς και για περισσότερο χρόνο.

Σύμφωνα με μια έρευνα κατά την οποία εξετάστηκαν 144 υπεραιωνόβιοι με ακέραια νοητική κατάσταση, το μυστικό της μακροζωίας είναι ότι δεν υπάρχει μυστικό. Μάλιστα μερικά από τα άτομα της μελέτης κάπνιζαν, ήταν παχύσαρκα ή έπιναν πολύ. Γενικά όμως παρέμειναν δραστήριοι σε όλη τη ζωή τους, έτρωγαν πρόγευμα τακτικά και κατανάλωναν άφθονη βιταμίνη Α και καροτενοειδή τρώγοντας φρούτα και λαχανικά. Από ψυχολογικής άποψης και στάση ζωής είχαν επιλύσει τα προβλήματά τους, δεν αμφέβαλλαν για τον εαυτό τους και τον προστάτευαν πολύ. Επίσης ήθελαν να τα ανακαλύψουν όλα μόνοι τους. Είχαν δηλαδή ενδιαφέροντα στη ζωή τους. Γενικά υπήρχε μια ποικιλομορφία στις συνήθειες των ατόμων της μελέτης τέτοια που ο καθένας μας μπορεί να βρει. Έτσι η ποικιλομορφία αυτή δίνει σε όλους μας το δικαίωμα να ελπίζουμε ότι είμαστε σε θέση να ζήσουμε περισσότερο. Συνεπώς, τα κίνητρα και η στάση ζωής είναι τόσο σημαντικά όσο και τα γονίδια.
Σε άλλη μελέτη τα αδέρφια των υπεραιωνόβιων (τα αμφιθαλή) επισημαίνεται ότι έχουν πέντε φορές μεγαλύτερη πιθανότητα από το μέσο όρο να φθάσουν μέχρι τα ενενήντα τους και 15 φορές μεγαλύτερη πιθανότητα να φθάσουν στα 100. Φυσικά, τα αμφιθαλή αδέλφια μοιράζονται τις περιβαλλοντικές συνθήκες και τα γονίδια.
Μια άλλη έρευνα εστιάζει σε ομάδες ανθρώπων που ζουν αρκετά περισσότερο από τον μέσο όρο. Στις ομάδες αυτές κάποιες από αυτές είναι γεωγραφικά απομονωμένες, γι΄αυτό και πέρα από τα γονίδια ερευνούνται οι διατροφικές συνήθειες και γενικά ο τρόπος ζωής τους.
Στις μελέτες αυτές, αποδίδεται μεγάλη σημασία στη διατροφή αλλά και στον τρόπο ζωής. Η διατροφή με μειωμένες θερμίδες (λιτά γεύματα), η διατροφή με λαχανικά και ω-3-λιπαρά, λίγο κρασί, η συνεχής δραστηριότητα και άσκηση, η πίστη στο θεό, το μειωμένο άγχος, η οικονομική, συναισθηματική και κοινωνική αρωγή που έχουν στη ζωή τους είναι παράγοντες που συμβάλλουν στη μακροζωία των ομάδων αυτών.
Συμπερασματικά, θα μπορούσαμε να πούμε ότι η βασική προϋπόθεση για καλή υγεία και μακροζωία είναι η κληρονομικότητα, αλλά και ο τρόπος ζωής παίζει σημαντικό ρόλο. Ρόλος της επιστήμης είναι να βρεθούν τα «καλά» γονίδια.
Κάποια άλλη ερευνητική ομάδα ψάχνει τα γονίδια μακροζωίας σε γενετικά απομονωμέ¬νες ομάδες των οποίων τα μέλη παντρεύονται εντός της κοινότητας. Κάποιοι ερευνούν τους Amish ενώ άλλοι τους Εβραίους Ashkenazi. Tο γεγονός ότι πολλά μέλη της ιδίας ομάδας έχουν παρόμοιο γενετικό υλικό, καθιστούν ευκολότερο το έργο ενός ερευνητή, που θα μελετήσει την επίδραση των γονιδίων στη μακροζωία. Οι γενετιστές συγκρίνουν τα γονίδια μελών των μακρόβιων ομάδων με εκείνα των μελών με τις σύντομες ή μέσου όρου ζωές. Οποιαδήποτε κοινά γονίδια στις ομάδες αυτές που διαφέρουν από τα κοινά γονίδια των ομάδων ελέγχου έχουν πολλές πιθανότητες να είναι τα γονίδια που ψάχνουμε και στα οποία οφείλεται η μακροβιότητα.
Αλλά όταν οι ερευνητές βρουν τελικά τα γονίδια που παίζουν σημαντικό ρόλο στη μακροζωία, τι θα γίνει με τα διαφορετικά γονίδια που έχει η μεγάλη πλειοψηφία των ανθρώπων; Μια λύση είναι βεβαίως η αντικατάσταση εφόσον είναι κατορθωτό αυτό. Μια άλλη λύση, πιο πρόσφορη έως ότου αποκτηθεί η τεχνογνωσία αντικατάστασης (ή «επιδιόρθωσης» των «κακών» γονιδίων) είναι η εξής τη στιγμή που ανακαλυφθούν οι λειτουργίες που τα γονίδια αυτά ίσως να μπορέσουν να αναπτυχθούν φάρμακα για να τα μιμηθούν. Εάν αυτά τα γονίδια έχουν να κάνουν με την οξείδωση, θα προσπαθήσουμε να χειριστούμε την οξείδωση. Εάν αυξάνουν τα επίπεδα της HDL, ίσως μπορούμε να αυξήσουμε τη HDL. Τα γονίδια θα ρίξουν επίσης φως στην υγιή συμπεριφορά του σώματος. Εάν οι υπεραιωνόβιοι έχουν γονίδια που τους κρατούν λεπτούς, οι υπόλοιποι θα προσπαθήσουν να μιμηθούν αυτό περικόπτοντας τις υπερβολικές θερμίδες, όπως έκανε κάποιος ερευνητής του οποίου η εργασία του για τη γήρανση τον βοήθησε να χάσει αρκετά κιλά.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωήςΠαράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής ενός ανθρώπου.