Halálról és öregedésről.

Ez talán az egyik legalapvetőbb kérdés ami az embereket foglalkoztatja és amelyre egyéni tapasztalat, hit és iskolai tanulmányok függvényében nagyon különböző válaszokat adunk illetve fogadunk el.

Kezdjük talán a legelején: amiről most írok, az az egyed, organizmus halála. Bár az egyes esetekben a halál oka nagyon sokféle behatás lehet, de nem véletlen, hogy még soha nem talált senki 1000 évesen meghalt embert, vagy bármilyen más ilyen korú emlőst. Pedig a Föld legújabb történelme során is hihetetlenül sok ember és még sokkal több emlős született, így szinte "hihetetlen", hogy mégsem sikerült egyetlen egynek sem túlélnie ennyi időt. Ha az emberek nem öregednének, a nagy számok törvénye alapján mindenképpen számíthatnánk ilyen szerencsés hosszúéletű emberekre. Az elérhető maximális életkort meghatározó legfontosabb tényező az öregedés, egy olyan folyamat, ami egyre jobban lerontja a túlélés esélyét. A "miért halunk meg" kérdést tehát érdemes inkább másképp feltenni: miért öregszünk meg? Minden élőlény öregszik? Mi is valójában az öregedés, valami "elhasználódás", vagy valami velünk született "önmegsemmisítő program"? Ha ez utóbbi, akkor nem lehetne esetleg egyszerűen csak kikapcsolni?!


Sokáig az volt az elfogadott nézet, hogy csak olyan sejtek öregednek, amelyek nem képesek elvben végtelen számú osztódásra. Ilyen "végtelenül" osztodó sejtek a baktériumok, osztódással szaporódó egysejűek, és a soksejtű élőlények germinális vonala, vagyis ivari sejtjei. Hogy elvileg miért nem "öregedhetnek meg" ezek a sejtek azt könnyű belátni: ha veszünk egy ilyen ős-sejtet ami kettéosztódás után két kicsit öregebb sejtet képez amelyek tovább osztódva egyre öregebb sejteket adnának, az egész "osztódás-bulinak" nem lenne értelme. Az örökké megújúló ivari sejtvonal szempontjából a test amit létrehoznak - legyen az gyümölcslégy vagy ember -, csak egy ideiglenes hordozó-sokszorozónak tekinthető.
A kísérletek azonban gyakran nem azt az eredményt adják amire a kutatók számítanak. Kiderült, hogy az öregedés még az olyan egyszerű egysejtű lényeket is érinti mint az élesztőgombát , vagy beleinkben élő E. coli baktériumot . A vírusok kivételével tehát úgy tűnik, hogy minden élőlény öregszik, de vajon miért?

Képzeljük el, hogyan is működnek az élőlények. Minden élőlényre igaz (innéttől kezdve végig eltekintve a vírusoktól, amelyekre a többi élőlényre vonatkozó általános megállapítások nagy része nem érvényes), hogy nagy molekulákból épülnek fel, amely molekulák bonyolult és részben folyamatosan változó-mozgó rendszert alkotnak, az egyes elemek folyamatos kicserélődése közben. Az élőlények folyamatosan anyagot és energiát vesznek fel (gyakran maguk a felvett anyagok tartalmazzák a szükséges energiát) és folyamatosan cserélik le saját molekuláikat az újonnan felépített molekulákra. Ez nem csak az egyes sejteken belül történik, még az általában statikusnak képzelt emberi csontváz teljes anyaga is lecserélődik néhányszor az életünk során. Az egyszerűbb alkotóelemekből felépített friss molekulák és a régiek lebontása révén a sejtek folyamatosan megújjítják magukat.

De ez a megújhodás nem mindig és nem minden egyes molekulára igaz, néha a hibás molekulákat a sejt, illetve a szervezet nem képes eltávolítani. A hírhedt kergemarhakórt okozó prion fehérje például olyan ellenálló, hogy a normális lebontó folyamatok még a "sarkait sem bírják megkezdeni", ráadásul jelenlétében hasonlóképpen elromlanak és lebonthatatlanul kicsapódnak az addig jó - és normálisan bontható - fehérjék is. A lényeg, hogy a szervezet nem tud mit kezdeni az egyre jobban felhalmozodó "szeméttel" ami az idegsejtek és ezen keresztül az emberek és állatok halálához vezet. Ez lenne tehát egy felgyorsított és kicsit végletes (és egyetlen felhalmozódó hibás fehérjére kihegyezett) verziója annak a folyamatnak, amit elhasználódásként emlegettem. E szerint a felfogás szerint tehát az öregedés az a folyamat, amikor a sejtekben szépen lassan felhalmozódnak az olyan kicsiny meghibásodások amiket nem tudnak megszüntetni és amelyek a sejteket ugyan nem ölik meg rögtön, de érzékenyebbé teszik és folyamatosan csökkentik a túlélésük esélyét. Vagyis az öregedés a sejtek "tökéletlenségéből" adódik és a külső negatív hatásokból.

Az viszont elég furcsa lenne, ha csak a külső okokból eredő öregedés határozná meg az élőlények élethosszát. Akkor feltehetően sokkal nagyobb különbségek lennének az öregedés sebességében, például a világ különböző pontjain, nagyon különböző körülmények között élő embereknél. Mert bár pl. hallani matuzsálemi kort megért ázsiai emberekről, de ez sem jelent ott 1300 éves maximális átlagéletkort. Abból, hogy az egyes fajokra jellemző az egyedeik öregedési sebessége, gyanítható, hogy az öregedés folyamatában öröklött tényezők is vannak. Van tehát bennünk egy önmegsemmisítő mechanizmus, ami szépen lassan elrontja a látásunkat, az érrendszerünket, hogy a többi funkcióról ne is beszéljünk. De mi értelme lenne ennek?!

Az öregedés definíció szerint az egyed túlélőélőképességét csökkentő folyamat, tehát - gondolhatnánk - el kellene tűnnie a természetes kiválogatódás során. Ez a gondolatmenet azonban nem a "biológiai logikát" követi. Mivel gyakorlatilag minden élőlény öregszik, pontosan ebből következik, hogy mostanáig ez volt a jó túlélési stratégia. Miért jó az bárkinek, hogy megöregszik és meghal? Miért jó ez minden élőlénynek? Az egyik magától értetődő magyarázat, hogy a tápanyagok véges készletét bármelyik azt fogyasztó faj nagyon gyorsan felélné, ha a szaprodás és halálozás közötti egyensúly nagyon eltolódna a szaporodás felé. Egy populációnak általában változó, de véges keretei vannak amelyek meghatározzák, hogy egy adott területen hány egyed élhet - ez talán az egyik legbanálisabb és józan paraszti ésszel felfogható oka annak, miért kell korlátozni az egyedek élettartamát: azért hogy újak születhessenek.

Nyilván minél tovább élnek az egyes egyedek, annál kevesebb utódot hozhatnak a világra. Viszont minél lassabb a nemzedékváltás (és minél kisebb az utódok száma), annál lassab az illető populáció evolúciója, ha összehasonlítjuk ugyanazon faj egy másik, rövidebb élettartamú és gyorsabban szaporodó populációjával. A populáció változékonysága ugyanis egyrészt függ az ivarsejtekben bekövetkező mutációk bekövetkeztének valószínűségétől, másrészt függ attól, hogy hány utód keletkezik egységnyi idő alatt. Amennyiben tehát egy faj a változó környezetéhez így alkalmazkodik (ez teljes mértékben igaz a legtöbb mikroorganizmusra és viszonylag kevéssé igaz a modern emberre), akkor a nemzedékváltások sebességét a környezet változásának sebességéhez érdemes igazítania. Ebben a legjobbak az egysejtű élőlények, például baktáriumok, amelyek nemzedékváltása valahol húsz perc és néhány óra között történik. Természetesen a mutációkon túl nagyon nagyon sokféle módja van annak, hogy megváltozzon egy faj, ezt csak azért emlegetem ennyit mert talán nem szorul külön magyarázatra a hogyan és a miként.

Az öregedés lehet azonban amolyan melléktermék is. Ha egy új tulajdonság (vagy korábbi megváltozása) megnöveli az ivarérett kor elérésének valószínűségét, vagy a termékenységet, akkor az ilyen egyedek még akkor is kiszoríthatják a "normálisakat", ha egyébként rövidebb ideig élnek mert ugyanezen tulajdonságuk gyorsabb öregedést okoz. Igazából, ha az élet későbbi szakaszában már nincs erős szelekció, akkor mindenféle pozitív korai hatás nélkül is felszaporodhatnak az öregedést okozó tulajdonságok. Erre létezik mára közvetett bizonyíték is, hála a géncsendesítési eljárásnak és a nobel dijas féregnek. A C. elegans 2700 génjét egyenként lecsendesítve az állat kifejlődése után, 64 olyan gént találtak amelyek működésének lecsökkentése következtében megnőtt az állatok maximális élethossza.

Szóval miért halunk meg? Mert amúgysem tudnánk örökké élni és az öregedés nyerő stratégiának bizonyult az egész élővilágban. Ez természetesen nem jelenti azt, hogy mindenképpen el kell ezt fogadnunk, de nem árt ha tudjuk, mi haszna volt ebből eddig a fajunknak, mielőtt nekiveselkedünk az öröklött öregedési folyamatok kiiktatásának ...

Olvasnivalók (angol):
http://genomics.senescence.info/genes/  - egy honlap ahol az emberi és emlős öregedéshez köthető génekkel kapcsolatos információk vannak
http://www.fasebj.org/cgi/reprint/9/2/284 - egy nagyon jól megírt cikk a témában