U podstaw badania leżą somatyczne mutacje, które przez całe życie gromadzą się w komórkach.
Gdyby dało się nie tylko spowolnić starzenie, lecz całkowicie zatrzymać procesy biologiczne prowadzące do osłabienia mięśni, utraty funkcji narządów oraz rozwoju chorób takich jak demencja i niewydolność serca, jak długo mogliby żyć ludzie?
REKLAMA
REKLAMA
Nowe badanie proponuje na to pytanie intrygującą odpowiedź: nawet w tak optymistycznym scenariuszu większość ludzi prawdopodobnie nie przekroczy 200 lat życia.
U podstaw pracy leżą somatyczne mutacje gromadzące się w komórkach przez całe życie. To zmiany DNA, które pojawiają się w zwykłych komórkach ciała po zapłodnieniu i nie są przekazywane potomstwu. Podczas podziałów komórkowych i kopiowania materiału genetycznego lub przy naprawie codziennych uszkodzeń dochodzi losowo do takich mutacji; większość jest nieszkodliwa, ale część może prowadzić do śmierci komórek, utraty funkcji kluczowych genów albo do rozwoju nowotworów. W przeciwieństwie do wielu innych zmian biologicznych związanych ze starzeniem się, raz nagromadzone somatyczne mutacje nie mogą zostać cofnięte.
Naukowcy z Instytutu Nauki i Technologii Skolkowo (Skoltech) w Rosji opracowali model matematyczny, zakładając, że wszystkie inne istotne przyczyny starzenia zostają wyeliminowane, a jedynie somatyczne mutacje nadal się kumulują.
Teoretyczna granica ludzkiego życia: 156 lat
Badacze, korzystając z danych z badań sekwencjonowania pojedynczych komórek, obliczyli, ile mutacji rocznie pojawia się w neuronach, komórkach mięśnia sercowego, komórkach wątroby, komórkach progenitorowych wątroby oraz w bazalnych komórkach dróg oddechowych. Następnie zamodelowali, jak często te mutacje wyłączają geny kluczowe dla życia, ile komórek może stracić dany narząd, zanim utraci sprawność, oraz jak bardzo te wartości różnią się między ludźmi.
Naukowcy potraktowali ludzkie ciało jak system inżynieryjny, w którym wszystkie kluczowe elementy muszą działać jednocześnie. Dodatkowo usunęli wszystkie zgony związane ze starzeniem się i przyjęli stałe, najniższe ryzyko zgonu młodych dorosłych, obserwowane u 30-latków w Szwajcarii.
Przy takim założeniu, czyli zanim uwzględniono mutacje, model dawał teoretyczną długość życia sięgającą 1759 lat. Gdy dodano jednak wpływ mutacji somatycznych, obraz całkowicie się zmienił.
Zgodnie z modelami mediana długości życia wynosiła od 146 do 194 lat, a najbardziej prawdopodobna wartość to ok. 156 lat. W wyjątkowych przypadkach jedna osoba na 100 tys. mogłaby dożyć mniej więcej 470 lat. Badacze podkreślają, że nie jest to absolutna granica biologiczna, lecz teoretyczna wartość górna wyliczona statystycznie.
Mózg i serce główną barierą
Z wyników badań wynika, że o długości życia najsilniej decyduje zdolność narządów do odnawiania utraconych komórek.
Najgorzej wypadają tu mózg i serce. Neurony i komórki mięśnia sercowego nie dzielą się regularnie, więc nie mogą się skutecznie odnawiać. Gdy szkodliwe mutacje zabijają te długowieczne komórki, ubytki są trwałe.
Gdy w modelu uwzględniono wyłącznie uszkodzenia neuronów, mediana długości życia spadała do 194 lat, a gdy brano pod uwagę tylko uszkodzenia komórek mięśnia sercowego – do 208 lat.
Wątroba okazała się za to znacznie bardziej odporna. Gdy komórki wątroby obumierają, inne mogą się dzielić i je zastępować, a dodatkowo wspierają je komórki progenitorowe – dlatego w symulacji nie odnotowano utraty funkcji tego narządu. Komórki wyściełające drogi oddechowe także potrafią skutecznie się odnawiać, choć ich zdolność do podziałów zaczynała wyczerpywać się po kilku tysiącach lat.
Wyniki zbieżne z wcześniejszymi badaniami
Badacze zwracają uwagę, że ich wyniki są liczbowo zbliżone do innej pracy opublikowanej w 2021 r. w czasopiśmie „Nature Communications”.
Tamto badanie, na podstawie wyników badań krwi i danych o aktywności fizycznej, analizowało tempo utraty fizjologicznej odporności organizmu i oszacowało możliwą górną granicę ludzkiego życia na 120–150 lat.
Nowe badanie ukazało się w recenzowanym czasopiśmie naukowym „npj Aging”.