Του Szymek Drobniak, DECRA Fellow, UNSW Sydney, The Conversation.
Η γήρανση είναι αναπόφευκτη για όλους τους οργανισμούς, και παρόλο που ακόμα δεν γνωρίζουμε ακριβώς γιατί το σώμα μας σταδιακά γίνεται όλο και πιο εξασθενημένο, αρχίζουμε να αντιλαμβανόμαστε το πώς συμβαίνει. Η νέα μας έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Ecology Letters, εντοπίζει παράγοντες που επηρεάζουν μια από τις πιο σημαντικές πτυχές της διαδικασίας γήρανσης, στο θεμελιώδες επίπεδο του DNA μας. Υποδεικνύει πώς το στρες μπορεί να κάνει το βιοχημικό ρολόι του σώματος που είναι ενσωματωμένο στα χρωμοσώματά μας να χτυπά πιο γρήγορα.
Το DNA -το γενετικό υλικό στα κύτταρά μας- δεν επιπλέει ελεύθερα στους πυρήνες των κυττάρων, αλλά οργανώνεται σε συστάδες που ονομάζονται χρωμοσώματα. Όταν ένα κύτταρο διαιρείται και παράγει ένα αντίγραφο του εαυτού του, πρέπει να δημιουργήσει ένα αντίγραφο του DNA του και λόγω του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί αυτή η διαδικασία, ένα μικροσκοπικό τμήμα χάνεται πάντα στο ένα άκρο κάθε χρωμοσώματος. Για την προστασία των ζωτικών τμημάτων του DNA από την απώλεια κατά τη διαδικασία αυτή, τα άκρα των χρωμοσωμάτων καλύπτονται με ειδικές αλληλουχίες που ονομάζονται τελομερή. Αυτά σταδιακά μειώνονται κατά τη διάρκεια των διαδοχικών κυτταρικών διαιρέσεων.
Τα τελομερή (τονισμένα με λευκό χρώμα) είναι σαν μοριακά ρυθμιστικά διαλύματα για τα χρωμοσώματά σας.
Αυτή η σταδιακή απώλεια τελομερών λειτουργεί σαν ένα κυτταρικό ρολόι: με κάθε αντιγραφή μικραίνουν τα τελομερή και κάποια γίνονται πολύ μικρά, αναγκάζοντας το κύτταρο σε μια προγραμματισμένη διαδικασία θανάτου. Το βασικό ερώτημα είναι τι σημαίνει στην πραγματικότητα αυτή η διαδικασία, που διαδραματίζεται σε κυτταρικό επίπεδο, για τη γήρανση και τη θνησιμότητα. Έχει πραγματικά τόσο μεγάλη σημασία η μοίρα των μεμονωμένων κυττάρων; Το ρολόι των τελομερών μετράει πραγματικά αντίστροφα τον χρόνο που απομένει για να ζήσει το σώμα μας;
Η κυτταρική γήρανση είναι μόνο ένα από τα πολλά συστατικά της γήρανσης -αλλά είναι ένα από τα πιο σημαντικά. Η σταδιακή φθορά των ιστών του σώματός μας και ο μη αναστρέψιμος θάνατος των κυττάρων μας, ευθύνονται για τις πιο εμφανείς συνέπειες της γήρανσης, όπως η απώλεια φυσικής κατάστασης, η επιδείνωση των συνδετικών ιστών που οδηγεί σε ρυτίδες του δέρματος ή νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος του Πάρκινσον. Ένα άλλο κρίσιμο ερώτημα είναι: υπάρχουν παράγοντες που επιταχύνουν ή επιβραδύνουν την απώλεια των τελομερών μας;
Μέχρι στιγμής, οι απαντήσεις μας σε αυτό το ερώτημα ήταν ελλιπείς. Μελέτες έχουν δώσει αναλαμπές πιθανών μηχανισμών, υποδηλώνοντας ότι πράγματα όπως οι λοιμώξεις ή ακόμη και η αφιέρωση επιπλέον ενέργειας στην αναπαραγωγή μπορεί να επιταχύνουν τη βράχυνση των τελομερών και να επιταχύνουν τη γήρανση των κυττάρων. Αυτά τα στοιχεία είναι αποσπασματικά, αλλά όλοι αυτοί οι παράγοντες φαίνεται να έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό: προκαλούν «φυσιολογικό στρες». Σε γενικές γραμμές, τα κύτταρα μας στρεσάρονται όταν διαταράσσονται οι βιοχημικές τους διεργασίες, είτε λόγω έλλειψης πόρων είτε για κάποιο άλλο λόγο. Εάν τα κύτταρα χάνουν πάρα πολύ νερό, για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να πούμε ότι βρίσκονται σε «στρες αφυδάτωσης».
Οι πιο γνωστοί τύποι στρες μετρούν επίσης. Η κούραση και η υπερκόπωση μας βάζουν σε χρόνιο στρες, όπως και το αίσθημα άγχους για παρατεταμένες περιόδους. Η έλλειψη ύπνου ή το συναισθηματικό στρες μπορεί να αλλάξει τις εσωτερικές κυτταρικές οδούς, συμπεριλαμβανομένης της λειτουργίας των τελομερών. Έχοντας αυτό κατά νου, θέσαμε στον εαυτό μας μια απλή ερώτηση. Μπορούν διάφοροι τύποι στρες που βιώνει ένα άτομο να επιταχύνουν πραγματικά το ρυθμό γήρανσής του;
Στρες και καταπόνηση
Στην έρευνά μας, με επικεφαλής τη συνάδελφό μου Marion Chatelain του Πανεπιστημίου της Βαρσοβίας (σημερινό Πανεπιστήμιο του Innsbruck), επιλέξαμε να εξετάσουμε αυτό το ερώτημα όσο το δυνατόν ευρύτερα. Πολλές μελέτες έχουν εξετάσει αυτό το πρόβλημα σε συγκεκριμένα είδη, όπως ποντίκια, αρουραίους και διάφορα είδη ψαριών και πτηνών (τόσο άγρια όσο και στο εργαστήριο). Συγκεντρώσαμε τα διαθέσιμα στοιχεία σε μια περίληψη της υπάρχουσας γνώσης, σε όλους τους σπονδυλωτούς οργανισμούς που μελετήθηκαν μέχρι τώρα.
Η αναδυόμενη εικόνα δείχνει ξεκάθαρα ότι η απώλεια τελομερών επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το στρες. Διατηρώντας όλα τα άλλα σταθερά, το στρες πράγματι επιταχύνει την απώλεια τελομερών και επιταχύνει το εσωτερικό κυτταρικό ρολόι. Το είδος του στρες έχει επίσης σημασία: μακράν ο ισχυρότερος αρνητικός αντίκτυπος προκαλείται από λοιμώξεις από παθογόνους παράγοντες, τον ανταγωνισμό για πόρους και τις εντατικές επενδύσεις στην αναπαραγωγή. Άλλοι στρεσογόνοι παράγοντες, όπως η κακή διατροφή, οι ασθένειες ή η αστική ζωή, επιτάχυναν επίσης την κυτταρική γήρανση, αν και σε μικρότερο βαθμό.
Γεννιέται ένα ερώτημα: τι κάνει το στρες τόσο ισχυρή επιρροή στα ρολόγια των κυττάρων; Υπάρχει ένας μόνο μηχανισμός ή πολλοί; Η ανάλυσή μας μπορεί να έχει εντοπίσει έναν πιθανό υποψήφιο: το «οξειδωτικό στρες». Όταν τα κύτταρα είναι στρεσαρισμένα, αυτό συχνά εκδηλώνεται μέσω μιας συσσώρευσης οξειδωτικών μορίων, όπως οι ελεύθερες ρίζες. Τα τελομερή που βρίσκονται στα εκτεθειμένα άκρα των χρωμοσωμάτων μας είναι τέλειοι στόχοι για επίθεση από αυτά τα χημικά αντιδραστικά μόρια. Η ανάλυσή μας δείχνει ότι, ανεξάρτητα από τον τύπο του στρες που βιώνεται, αυτό το οξειδωτικό στρες μπορεί να είναι η πραγματική βιοχημική διαδικασία που συνδέει το στρες με την απώλεια τελομερών. Ως προς το αν αυτό σημαίνει ότι πρέπει να τρώμε περισσότερα αντιοξειδωτικά για προστασία των τελομερών μας, αυτό σίγουρα απαιτεί περισσότερη έρευνα.
Με τα τελομερή ανακαλύψαμε το μυστικό της γήρανσης; Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να επιβραδύνουμε τη διαδικασία γήρανσης ή να τη σταματήσουμε; Η σύντομη απάντηση είναι όχι. Η γήρανση είναι πολύ θεμελιώδης για τη βιολογία μας για να απαλλαγούμε εντελώς. Αλλά η μελέτη μας υπογραμμίζει μια σημαντική αλήθεια: μειώνοντας το στρες, μπορούμε να κάνουμε μεγάλη χάρη στο εαυτό μας. Είναι δύσκολο να ξεφύγουμε εντελώς από το στρες, αλλά μπορούμε να παίρνουμε καθημερινές αποφάσεις για να το μειώσουμε. Κοιμηθείτε αρκετά, πίνετε αρκετό νερό, τρώτε υγιεινά και μην πιέζετε πολύ τον εαυτό σας. Δεν θα αγοράσετε αιώνια ζωή, αλλά διατηρηθείτε καλά.
