Magyar kutatóknak is köszönhető új eredmények romba döntötték az öregedésbiológia genetikai alapjait: kiderült, hogy nem a hosszú élet és az örök fiatalság génjeként is emlegetett gén hosszabbítja meg az élettartamot, máshol kell keresni ennek okait. A génjeinkben rejlő potenciál egyébként meglepően hosszú élettartammal kecsegtet, az ember várható élettartama jóval száz év feletti lesz.
Csak az utóbbi 30 évben vált világossá, hogy az öregedés szabályozásában genetikai tényezők is szerepet játszanak. Számos genetikai vizsgálat célja az öregedést befolyásoló gének azonosítása, és nagy áttörésnek számított, amikor 2001-ben felfedezték, hogy a Caenorhabditis elegansfonálféregben a szirtuin fehérjét kódoló SIR2 gén túlműködése jelentősen megnöveli az élettartamot. A gént nem sokkal később már a hosszú élet egyik fontos génjeként emlegették. Különböző változatait az ecetmuslicától az emberig sikerült azonosítani, a férgeken kívül élesztőben és muslicában igazolták az élettartam-hosszabbító hatását. További vizsgálatok arra engedtek következtetni, hogy a kalóriacsökkentés, továbbá az antioxidáns és daganatellenes hatásáról nevezetes resveratrol nevű vegyület is a szirtuinok aktivációján keresztül fejti ki élet tartamnövelő hatását.
Az utóbbi években azonban olyan eredmények láttak napvilágot, amelyek élesztőben, majd fonálférgekben megkérdőjelezték a szirtuinok kalóriacsökkentésben játszott szerepét, illetve kétségek merültek fel a resveratrol szirtuin-aktiváló hatásával kapcsolatban is. Egy magyar részvételű nemzetközi vizsgálatban most megcáfoltak több korábbi eredményt is: kiderült, hogy a szirtuin túltermelése sem fonálférgekben, sem muslicában (Drosophila melanogaster) nem hosszabbítja meg az élettartamot, és a szirtuin muslicákban sem játszik szerepet a kalóriacsökkentés hatásában. Az eredményeket a Nature szeptember 21-i számában publikálták.
A szirtuin nem csodaszer
Dr. Sőti Csaba, a Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Pathobiokémiai Intézetének kutatóorvosa és kollégái 2007-ben kezdték el az úgynevezett francia paradoxonért felelősnek tartott resveratrol vegyület hatását vizsgálni. A francia paradoxon arra utal, hogy Dél-Európában a zsíros étrend ellenére is alacsony a szívbetegségek aránya, és ezt a resveratrollal magyarázzák, mely nagy mennyiségben fordul elő a vörösborban és a szőlő héjában. A resveratrol már 2003-ban a kutatások középpontjába került, amikor kiderült, hogy képes aktiválni a fonálféreg és muslica szirtuin fehérjéjét, és nem sokkal később megjelentek az első öregedést lassító, resveratrol-tartalmú arckrémek és táplálék kiegészítő kapszulák is. Az egyik gyógyszeripari óriás, a GSK 2008-ban 720 millió dollárért vásárolta meg a szirtuin-aktiváló vegyületeket fejlesztő Sirtris biotechnológia céget, melynek alapításában a szirtuin élet-tartamnövelő hatását leíró kutatók is részt vettek.
Sőtiék kimutatták, hogy a resveratrol fontos a fehérjék belső egyensúlyáért felelős sejtfolyamat, az úgynevezett hősokk-válasz aktiválásában. Ezt követően kezdték vizsgálni, hogy a resveratrolnak valóban van-e szerepe az élettartam megnövelésében. A magyar kutatók ekkor a PROTEOMAGE európai uniós pályázat keretében kerültek kapcsolatba David Gemsszel, a University College London szakemberével, s ekkor kezdődtek meg azok a vizsgálatok, melyek eredményéből az említett Nature-cikk született. A két kutatócsoport egymástól függetlenül kimutatta, hogy a szirtuin túltermelődése önmagában – a korábbi feltételezésekkel ellentétben – nem hosszabbítja meg az élettartamot. Ezt az eredményt amerikai és francia kutatók is megerősítették. A tanulmány másik rendkívül fontos eredménye, hogy az eredeti vizsgálatokban kimutatott élettartam-növelő hatásnak más genetikai háttere van (a modellállatokban talált idegsejt-eredetű mutációk, illetve a szirtuint túltermelő génszakasz más részei). Végül a vizsgálatokból az is kiderült, hogy a resveratrol nem aktiválja a szirtuin fehérjéket. Az eredmények nem kérdőjelezik meg a szirtuinok és a resveratrol bizonyos betegségekben játszott lehetséges szerepét, melyek igazolásához további kutatások szükségesek.
Több mint 300 gén befolyásolja az öregedést
Az élettartam szabályozása nagyon bonyolult folyamat, melyben szerepet játszanak genetikai faktorok (eddig több mint 300 öregedést befolyásoló gént azonosítottak) és környezeti tényezők (például a hőmérséklet, tápanyag-ellátottság) is, mondta az [origo]-nak dr. Vellai Tibor, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Genetika Tanszékének vezetője. „Az öregedést elsődlegesen gének szabályozzák, de ezek kémiailag másodlagosan módosulhatnak. Ezek az úgynevezett epigenetikai változások nem változtatják meg a gének elsődleges szerkezetét, csupán másodlagos kémiai átalakulásokat eredményeznek, például metilcsoportok rakódnak a DNS-láncra. E változások befolyásolják az érintett gének aktivitását, és öröklődnek is. Ha tehát az öregedést szabályozó gének epigenetikailag módosulnak, akkor ez jelentős változást eredményezhet az élettartamban” – mondta a genetikus.
Sőti elmondta, hogy a belső tényezők közül nem elsősorban egyes fehérjék, hanem sejtszintű folyamatok fontosak az élettartam meghatározása szempontjából. Ilyenek például a fehérjék karbantartásáért felelős faktorok, a fehérjeszintézis, a sejt nagytakarító-önemésztő működése (autofágia) vagy a DNS láncvégi szakaszait karbantartó telomeráz enzim és a telomervédő fehérjék.
„A környezeti hatások közül a tápanyagfelvétel mennyisége az egyik legfontosabb. Régóta megfigyelt tény, hogy a mérsékelt tápanyagfelvétel hosszabb élettartammal párosul, és ma már ennek a molekuláris alapjai is ismertek a kutatók előtt” – mondta Vellai. „A tápanyagfelvétel mikéntje epigenetikai módosulásokat is eredményezhet. A táplálkozási szokásoknak pedig kulturális meghatározottságuk van. Összefoglalva tehát genetikai változások, epigenetikai változások, környezeti hatások és kulturális faktorok egyaránt befolyásolják várható élettartamunkat” – mondta.
Az új eredmények megdöntötték azt a korábbi elméletet is, hogy a kalóriacsökkentés a szirtuin fehérjék aktivációján keresztül növeli az élettartamot. Kiderült, hogy a szirtuin fehérjéket nélkülöző (a kísérletekben mesterségesen módosított) ecetmuslicák élettartama is nő a kalóriacsökkentés hatására.
Nincs messze a 100 éves átlagos élettartam
Vellai elmondta, hogy az emberi élettartam látványos változáson ment keresztül az elmúlt 200 évben. 1840-ben még csak 50 év volt a fejlett ipari országokban élő emberek átlagos élettartama, 2010-ben pedig már 82-83 év körül volt (Magyarországon körülbelül 75 év). „Ennél sokkal érdekesebb, hogy az emberi élettartamban megfigyelhető változás egy lineáris tengely mentén, folyamatosan történt. Ebből az következik, hogy élettartamunk növekedése az elkövetkező években tovább folytatódik” – mondta Vellai. A genetikus szerint a ma élő emberek többsége már közel 90 évig fog élni, s 2050-re elérheti a 95 évet. „Jelen tudásom alapján valószínűnek tartom, hogy várható élettartamunk jóval 100 év feletti lesz. Tehát a génjeinkben rejlő potenciál egy meglepően hosszú élettartammal kecsegtet” – mondta.
Az öregedési folyamat sebessége egy evolúciós optimum eredménye. A szaporodási ciklus után a közösség szempontjából már nem éri meg a testet fenntartani, hiszen az idős, nem szaporodó egyed verseng a fiatal, szaporodó példányokkal – mondta Vellai. A genetikai program miatt a molekuláris károsodásokat eltávolító rendszer aktivitása idővel csökken, aminek következtében csökken az egyed túlélési képessége is. A hibák felszaporodása öregkori betegségekhez (például izomsorvadás, neurodegeneráció, rák), majd végül az egyed halálához vezet. Jelenleg az ember egyik hibajavító rendszere (amelyet autofágiának – sejtes önemésztés – neveznek) kapacitása 70-80 év körül merül ki, a C. elegans fonalféregben 10 nap körül, muslicában 1-2 hónap körül, míg egérben 2-3 év környékén, mondta Vellai.
Sőti szerint ehhez hasonló fajsúlyú probléma, hogy a fiatalkori növekedést és szaporodást segítő gének és folyamatok túlzott aktivitása időskorban ellentétes hatású, mert károsodásokat okoz. Részben ennek a fenntartott növekedésnek a megfelelő hibajavítás nélkül bekövetkező hátulütői a gyulladások, a daganatok és az elhízás. Azonban ezek karbantartása tudatos életmóddal lehetséges: a szervezet határainak, teljesítőképességének felismerése, az ehhez idomuló egészséges táplálkozás és mozgás, valamint a lelki egyensúly mind szerepet játszanak az egészséges öregedés folyamatában.
