Quando la vecchiaia arriva dal punto di vista della biologia

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Si scopre che è sbagliato considerare come vecchio qualcuno che ha molti anni o che è molto malato.

Chi può essere chiamato una persona anziana? Qualcuno sopra i 50 anni? O qualcuno che soffre di disturbi "senili"? La biologa e giornalista scientifica Polina Loseva crede che non tutto sia così semplice. Lifehacker, insieme alla casa editrice di saggistica Alpina, pubblica un estratto dal capitolo "Alla ricerca di una definizione: chi è veramente vecchio" dal libro Antiorario: cos'è l'invecchiamento e come combatterlo.

Disegna il confine

Cominciamo con la mia definizione di infanzia: vecchio è qualcuno che ha molti anni. Ma "molto" non è il concetto più rigoroso. Ho 30 anni, è molto? E 40? O 60? Sarebbe possibile introdurre una soglia di età uniforme per tutti, oltre la quale una persona comincia a essere considerata automaticamente anziana. Tale soglia può essere considerata, ad esempio, l'età pensionabile, ma in molti paesi non coincide e in alcuni paesi non si è affatto sentito parlare di pensioni. Inoltre, questa soglia deve essere costantemente spostata in linea con l'aspettativa di vita media: ad esempio, in Romania viene aumentata di un anno ogni quattro anni e in Belgio - ogni cinque. E come, allora, capire quando e quanto spostare il confine della vecchiaia? Per fare ciò, dobbiamo ancora fare affidamento su alcuni altri segni non direttamente correlati all'età.

Con qualsiasi soglia di età, c'è un problema in più: non appena stabiliamo il confine tra anziani e giovani, chiudiamo gli occhi sul processo di invecchiamento e designiamo l'inizio della vecchiaia come un evento specifico. Una persona compie, diciamo, 60 anni - e proprio nell'anniversario della sua nascita diventa un vecchio con uno schiocco di dita. Questa è una buona mossa di trama per una fiaba, ma nella vita reale sembra incredibile.

A nostro avviso, l'invecchiamento è ancora un processo graduale che richiede anni e non avviene istantaneamente.

E se consideriamo l'invecchiamento come parte dello sviluppo, allora, come la maggior parte dei processi di sviluppo, è logico considerarlo continuo.

Inoltre, non è chiaro cosa fare con gli animali. Se ci aspettiamo di testare la nostra tavoletta dell'eterna giovinezza su organismi modello, prima di passare alle persone, allora il nostro criterio della vecchiaia dovrebbe funzionare anche per loro. E la loro durata è molto diversa: da pochi giorni a centinaia di anni, e in laboratorio spesso vivono più a lungo che in natura. Pertanto, dovrai impostare la tua soglia per ogni specie e perfezionarla costantemente, a seconda delle circostanze, o trovare un punto di riferimento comune a tutti gli organismi.

Giudicato dagli sguardi

Poiché il limite di età si è rivelato un criterio scomodo, puoi provare a respingere i segni esterni della vecchiaia. Alla fine, ognuno di noi può identificare un vecchio per strada senza guardare il suo passaporto: capelli grigi, figura curva, pelle rugosa, andatura irregolare, problemi di memoria.

Allo stesso tempo, è facile dare un controesempio a uno qualsiasi di questi segni, cioè trovare una persona che lo possederebbe e non sarebbe un vecchio agli occhi degli altri. Ad esempio, alcune persone iniziano a diventare grigie quando sono giovani, o addirittura diventano calve prima che i loro capelli perdano la pigmentazione. I problemi di postura affliggono non solo gli anziani, ma anche molti impiegati. E la pelle rugosa può essere trovata tra i residenti dei villaggi del sud che trascorrono molto tempo al sole.

Pertanto, se decidiamo di calcolare le persone anziane in base alle loro caratteristiche, le persone di tutte le età che hanno accidentalmente acquisito un filo grigio o una postura storta rientreranno in questa categoria. Inoltre, tra i "vecchi" ci saranno molti disabili o malati di mente che hanno perso la memoria. E le persone benestanti che possono permettersi di monitorare le condizioni della loro pelle e dei loro capelli, al contrario, sembreranno più giovani dei loro coetanei poveri e trasandati.

Il criterio più ovvio per noi risulta essere impreciso, e questo non è senza ragione. Il fatto è che non è direttamente correlato ai meccanismi dell'invecchiamento. Componendo un ritratto del vecchio medio, valutiamo il processo dalle sue manifestazioni finali - come se stessimo determinando la prontezza del porridge dal latte fuoriuscito. Ma il cereale si può cuocere senza uscire dai limiti della padella, se lo maneggiate con cura, oppure può riempire tutto il fornello proprio all'inizio della cottura, se accendete un fuoco troppo alto. Pertanto, per afferrare la coda della vecchiaia, dobbiamo guardare dentro la padella, cioè andare alla ricerca delle cause dell'invecchiamento e delle sue prime manifestazioni.

Controllo in battaglia

Passando alla principale fonte di saggezza popolare - "Wikipedia" - otteniamo la risposta: "La vecchiaia è il periodo della vita dalla perdita della capacità di procreare e alla morte". Questa definizione sembra logica, perché, a differenza delle precedenti, riflette cambiamenti specifici all'interno del corpo. Inoltre, sembra abbastanza chiaro: a differenza dei segni esteriori della vecchiaia, la capacità di riprodursi può essere facilmente misurata: consentire a un animale di accoppiarsi con altri individui e vedere se produce prole.

Ma una persona non è molto conveniente da valutare con questo criterio.

Innanzitutto, non tutte le persone si sforzano di riprodursi continuamente, dimostrando il proprio potenziale riproduttivo.

In secondo luogo, non è molto chiaro da quale parametro sia necessario determinare questo potenziale: dalla capacità di partorire o dal numero di cellule germinali in stock. Le moderne tecnologie riproduttive consentono a una donna di avere un bambino e di darlo alla luce a 50 o anche 60 anni (la persona più anziana che ha partorito ha quasi 67 anni nel Guinness Book), ma le uova, almeno quelle sane, di solito esaurirli da qualche parte nei 40-45 anni.

Terzo, il criterio riproduttivo funzionerà in modo diverso per uomini e donne. Gli spermatozoi, a differenza delle uova, si formano costantemente e il corpo di un uomo può produrli fino alla sua morte, anche quando il suo pari non ha più cellule germinali per molto tempo. Allo stesso tempo, i segni esterni della vecchiaia come i capelli grigi e le rughe compaiono negli uomini e nelle donne quasi contemporaneamente e le donne, di regola, vivono più a lungo.

Misurare la vecchiaia in termini di potenziale riproduttivo risulta scomodo quanto in apparenza. Le moderne donne di 40 e 50 anni sembrano giovani in tutti i parametri che abbiamo già elencato, ma molto spesso non osano più avere figli - e non possiamo verificare se ne sono capaci. E con le cure di cosmetologi e chirurghi plastici, alcuni riescono a preservare la loro giovinezza esteriore anche a 70 anni.

Contiamo le mutazioni

Quando alle lezioni chiedo agli ascoltatori che cos'è la vecchiaia, spesso mi rispondono: sono rotture e disturbi del corpo. Anche il criterio riproduttivo rientra in questa definizione: l'incapacità di riprodursi è una di queste rotture. Ma poiché può sorgere in ogni persona specifica prima o poi, in connessione con altri segni di invecchiamento, è irragionevole farne una misura della vecchiaia se vogliamo trovare un unico punto di riferimento per tutti.

Puoi fare un elenco dei problemi tipici del vecchio organismo. Questo è il principio utilizzato da Searle S. D., Mitniski A., Gahbauer E. A., Gill T. M., Rockwood K. Una procedura standard per la creazione di un indice di fragilità // BMC Geriatrics. settembre 2008; 8. (ci torneremo nel capitolo sull'età biologica), spesso utilizzati dai medici che studiano l'invecchiamento. L'indice di fragilità è un insieme di sintomi e malattie legate all'età che un particolare paziente ha accumulato. Più alto è il valore dell'indice, più vicino alla vecchiaia.

Lo stesso fastidio può capitare all'indice quanto ai segni esterni della vecchiaia: quando ci concentriamo sull'effetto, non sulla causa, i ricchi sono, in media, più giovani dei loro coetanei poveri.

Questo, però, non significa che il problema dell'invecchiamento possa essere semplicemente “inondato di denaro”: alla fine i ricchi muoiono proprio come i poveri, e non sono meno interessati ad allungare la vita.

Pertanto, dovremo guardare più in profondità - nelle singole cellule e molecole e cercare i segni dell'invecchiamento già a livello microscopico.

Una mutazione puntiforme nel DNA, cioè la sostituzione di una “lettera” (nucleotide) nel suo “testo” (sequenza) con un'altra, può essere considerata un esempio di segno molecolare della vecchiaia. Nella maggior parte dei casi, tali singole sostituzioni non influiscono sulla vita della cellula, poiché il codice genetico è ridondante e assicurato contro errori accidentali. Tuttavia, può verificarsi anche un guasto in un punto significativo di un gene, quindi smetterà di funzionare del tutto o la proteina che codifica risulterà deformata. Una proteina mutante a volte svolge le sue funzioni meglio o peggio del solito, e in entrambi i casi ciò può portare a spiacevoli conseguenze per l'organismo, come lo sviluppo di un tumore.

Non tutte le mutazioni puntiformi influiscono sulla vita di un organismo, ma è piuttosto difficile determinare l'effetto che ciascuna di esse produce individualmente. Pertanto, per semplicità, qualsiasi mutazione puntiforme può essere considerata una rottura. Alla fine, ognuno di loro rende il DNA nella cellula diverso dall'"originale", il vettore originale dell'informazione genetica.

Nel 2018 sono stati pubblicati articoli da due Bae T. et al. Diversi tassi e meccanismi mutazionali nelle cellule umane durante la pregastrulazione e la neurogenesi // Scienza. 2018 febbraio; 359 (6375): 550-555. gruppi Lodato M. A. et al. L'invecchiamento e la neurodegenerazione sono associati ad un aumento delle mutazioni nei singoli neuroni umani // Scienza. 2018 febbraio; 359 (6375): 555-559. scienziati che credevano alle mutazioni puntiformi nelle cellule nervose degli esseri umani. I ricercatori si sono chiesti a che punto sorgono queste mutazioni e quante di esse si accumulano durante la loro vita. Per fare questo, hanno preso diverse cellule nervose vicine dal cervello degli adulti - e il rudimento del cervello negli embrioni (gli scienziati hanno lavorato con materiale ottenuto a seguito dell'aborto) e hanno letto il loro DNA. Idealmente, in tutte le cellule del nostro corpo, la sequenza dei nucleotidi nel DNA dovrebbe essere la stessa. Ma durante la vita, ogni cellula, indipendentemente dalle altre, accumula sostituzioni di "una lettera". Pertanto, se confrontiamo due cellule tra loro, il numero di differenze puntiformi nel testo del DNA sarà uguale al numero di mutazioni in ciascuna cellula.

I risultati dei calcoli si sono rivelati spaventosi. All'inizio dello sviluppo dell'embrione, quando l'ovulo fecondato viene diviso nelle prime cellule, si divide circa una volta al giorno. Ciascuna di queste divisioni, come si è scoperto, porta già con sé una media di 1, 3 nuove mutazioni. Più tardi, quando il sistema nervoso inizia a formarsi, entro la 15a settimana di sviluppo, ogni giorno si aggiungono circa cinque ulteriori mutazioni alle cellule. E alla fine della neurogenesi, cioè la divisione cellulare nella maggior parte delle aree del cervello in via di sviluppo - questa è circa la 21a settimana - ogni cellula porta già 300 mutazioni puntiformi uniche. Quando una persona nasce, in quelle cellule che continuano a dividersi si accumulano fino a 1.000 mutazioni. E poi, durante la vita, il DNA muta più lentamente, a una velocità di circa 0,1 errori al giorno, e all'età di 45 anni le cellule contengono circa 1.500 mutazioni e all'età di 80 - 2.500 ciascuna.

Se, come concordato, consideriamo ogni mutazione una rottura, cioè un segno di vecchiaia, allora si scopre che una persona inizia a invecchiare immediatamente dopo il concepimento, dal momento della prima divisione di un uovo fecondato. Ma come può diventare decrepita una struttura che non si è ancora formata?

A livello molecolare, la nostra comprensione intuitiva dell'invecchiamento è confermata: non è un evento, ma un processo in corso.

Le mutazioni non compaiono all'improvviso, ma si accumulano dal primo giorno di sviluppo fino alla fine della vita. E dove tracciare la linea del "DNA giovanile" è completamente incomprensibile. Se la vecchiaia viene contata dalla comparsa della primissima mutazione, allora un mucchio di più cellule dovrà essere riconosciuto come vecchio. E se proviamo a fissare un valore soglia per il numero di mutazioni, allora dovremo affrontare lo stesso problema dell'età pensionabile: affinché il confine non ci sorprenda, dovremo fare affidamento su altri segni di vecchiaia - l'aspetto, la capacità di riprodursi, o qualcos'altro., - che, come già sappiamo, sono inaffidabili.

Sarebbe possibile concentrarsi non sul momento della comparsa degli errori, ma sul tasso di mutazione, ad esempio chiamare il vecchio le cui mutazioni iniziano ad apparire più velocemente. Ma anche qui ci aspetta un tranello: le cellule nervose accumulano errori prima della nascita più velocemente che dopo. Quando nascono, contengono già più di un terzo di tutte le mutazioni che riusciranno a ottenere in tutta la loro vita. Si potrebbe decidere che questa sia una caratteristica delle cellule del tessuto nervoso, che si formano quasi completamente nel periodo embrionale, e quindi, dopo la nascita del bambino, difficilmente si moltiplicano. Ma no, le cellule in divisione dell'intestino o del fegato in un adulto mutano Blokzijl F. et al. Accumulo di mutazioni tessuto-specifiche nelle cellule staminali adulte umane durante la vita // Natura. 2016 ottobre; 538: 260-264. all'incirca alla stessa velocità di quelli nervosi - circa 0,1 errori al giorno. E questo significa che contare gli errori non ci avvicina alla definizione di vecchiaia.

Facciamo una diagnosi

Sembra che non saremo in grado di definire in modo univoco la vecchiaia e una persona anziana: l'invecchiamento è un processo graduale, con una fine, ma senza un inizio. Tuttavia, ci sono persone che continuano a combattere l'invecchiamento nonostante la mancanza di definizioni: questi sono i medici. Riconoscono la vecchiaia da manifestazioni specifiche: malattie legate all'età, e combattono - quando possibile - direttamente con loro. Tutto quello che un medico può fare oggi per un paziente anziano: sostituire i denti, inserire un apparecchio acustico, guarire il cuore o trapiantare la cornea - piccole riparazioni del corpo, sostituzione di singole parti. Pertanto, la vecchiaia dal punto di vista di un medico è una raccolta dei difetti più comuni che possono essere corretti.

Vale la pena dare il dovuto all'approccio medico: finora, questo è il modo più efficace per prolungare la vita che abbiamo.

Qualunque siano i meccanismi alla base dell'invecchiamento, non sappiamo ancora come affrontarli, ma possiamo facilmente sconfiggere molte cause dirette di morte: i residenti dei paesi sviluppati non muoiono più in massa per le infezioni, la paralisi ha cessato da tempo di essere una condanna, e per far fronte alla pressione alta o ai livelli di zucchero nel sangue ora si può fare con una pillola. L'aspettativa di vita media è aumentata nell'ultimo secolo Servizio di statistica dello Stato federale. Bollettino statistico 2007. quasi raddoppiato. In questo senso, la battaglia con la vecchiaia, nonostante la mancanza di una chiara definizione del nemico, è già in pieno svolgimento.

Ma quando parliamo di invertire l'invecchiamento, difficilmente possiamo immaginare l'eterna lotta con le malattie legate all'età. Molto probabilmente vorremmo che non si alzassero nemmeno. Pertanto, una pillola per la vecchiaia, se ne troviamo una, probabilmente dovrà essere presa anche prima dell'inizio dei sintomi allarmanti. Ciò significa che la pillola dovrà combattere una malattia che ancora non esiste. Quella che oggi viene chiamata "vecchiaia" nella Classificazione Internazionale delle Malattie (un documento che viene pubblicato ogni 10 anni dall'Organizzazione Mondiale della Sanità per unificare le diagnosi mediche nei diversi paesi), descrive un insieme standard di sintomi legati all'età: "età senile, debolezza senile, astenia senile." Ma la stessa medicina moderna non considera l'invecchiamento una malattia.

Il bene o il male è un punto controverso. Da un lato, questo stato di cose ostacola seriamente lo sviluppo della scienza. Anche se gerontologi Specialisti che curano e studiano la salute delle persone con più di 60 anni. d'accordo su chi è considerato anziano e chi è giovane, ora non possono condurre sperimentazioni cliniche di una sola pillola per la vecchiaia e verificare se funziona o meno. Per tale test, non riceveranno né denaro né permessi dai comitati etici. Per aggirare questo problema, provano farmaci per una malattia legata all'età, come l'infiammazione articolare. Se i pazienti non hanno più dolori articolari, andrà bene in ogni caso. E se allo stesso tempo vivono più a lungo della media, sarà ancora meglio.

D'altra parte, immaginiamo che la vecchiaia sia ancora ufficialmente classificata come malattia. Allora diventerà immediatamente chiaro che una parte significativa della popolazione mondiale è malata e incurabile. E se misuri l'invecchiamento in base al numero di mutazioni, allora tutti saranno malati. Dal punto di vista di un medico, questo è assurdo: una malattia è una deviazione dalla norma, ma dove cercare una norma quando non esistono persone sane?

Finora, gerontologi e medici non sono stati in grado di essere d'accordo: il primo pubblica Bulterijs S., Hull R., Björk V., Roy A. È tempo di classificare l'invecchiamento biologico come una malattia // Frontiere nella genetica. 2015 giugno invita a riconoscere l'invecchiamento come una malattia, quest'ultima ostinatamente resiste. Tuttavia, sospetto che prima o poi i medici dovranno arrendersi: qua e là, singoli biohacker iniziano a sperimentare su se stessi, e coraggiosi ricercatori avviano sperimentazioni cliniche private di pillole per la vecchiaia a spese dei soggetti stessi. È inutile combattere questo caos, quindi un giorno la comunità medica dovrà guidarlo e riconoscere la vecchiaia come una delle tante malattie dell'umanità, e allo stesso tempo concordare su un'unica definizione.

Polina Loseva è una biologa per educazione, laureata presso il Dipartimento di Embriologia, Facoltà di Biologia, Università statale di Mosca. Scrive articoli per i portali "Attic", "N + 1", "Elements", OLYA e divulga la scienza. In Antiorario, parla dei meccanismi dell'invecchiamento, dei tentativi di creare una "pillola per la vecchiaia" e dei modi per ritardare l'inevitabile.