Akár 150–190 évig is élhetnénk, ha az öregedés többi folyamatát sikerülne kiküszöbölni – de az örök életet még ez sem tenné lehetővé.

Egy új matematikai modell szerint a sejtjeinkben folyamatosan felhalmozódó véletlenszerű DNS-mutációk önmagukban is korlátozhatják az emberi élettartamot. A kutatók azt vizsgálták, hogy hol húzódhat a végső biológiai határ akkor, ha az öregedés minden más folyamatát sikerülne megfékezni – és a válasz meglepően konkrét számokat adott.

Mi korlátozhatja az emberi élettartamot?

Az emberi szervezet sejtjeinek DNS-ében életünk során folyamatosan keletkeznek kisebb hibák. Ezeket szomatikus mutációknak nevezzük: nem örököljük őket a szüleinktől, hanem sejtosztódás, anyagcsere-folyamatok, oxidatív stressz vagy környezeti hatások következtében alakulnak ki.

A szervezet rendkívül fejlett DNS-javító rendszerekkel rendelkezik, de ezek sem működnek tökéletesen. A mutációk egy része ezért megmarad, és az életkor előrehaladtával fokozatosan felhalmozódik. A legtöbb ilyen változás ártalmatlan. Más mutációk azonban:

• megzavarhatják a sejtek működését;
• növelhetik a daganatok kialakulásának kockázatát;
• hozzájárulhatnak egyes szövetek funkcióvesztéséhez;
• végül sejthalálhoz vagy szervi működészavarhoz vezethetnek.

A kutatók arra keresték a választ, hogy mi történne akkor, ha az öregedés minden más fontos mechanizmusát – például a krónikus gyulladást, a sejtek elöregedését, az epigenetikai változásokat vagy a mitokondriális működészavart – valamilyen módon sikerülne kiküszöbölni, de a véletlenszerű DNS-mutációk továbbra is felhalmozódnának.

Az elméleti határ: körülbelül 146–194 év

A modell eredménye szerint ebben a rendkívül optimista, jelenleg nem megvalósítható helyzetben a medián emberi élettartam hozzávetőleg 146 és 194 év között alakulhatna.

Ez nem azt jelenti, hogy a ma élő emberek hamarosan 190 évig fognak élni. A számítás inkább egy tudományos gondolatkísérlet: azt próbálja megbecsülni, hogy a szomatikus mutációk önmagukban milyen korlátot jelenthetnének, ha az öregedés minden más oka megszűnne.

A modell alapján néhány kivételes ember elméletileg ennél tovább is élhetne, de a mutációk folyamatos felhalmozódása miatt a valódi biológiai halhatatlanság továbbra sem lenne reális.

Az agy és a szív lehet a legszűkebb keresztmetszet

Nem minden szövet öregszik azonos módon.

A bőrben, a májban és más folyamatosan megújuló szövetekben az elöregedett vagy károsodott sejtek helyére új sejtek kerülhetnek. A modell szerint ezek a szövetek – az öregedés többi tényezőjének hiányában – rendkívül hosszú ideig megőrizhetnék működőképességüket.

Az agy és a szív bizonyos sejtjei azonban csak korlátozottan pótlódnak. A hosszú életű idegsejtekben és szívizomsejtekben ezért évtizedeken keresztül halmozódhatnak a DNS-hibák. A számításokban éppen ezek a nehezen helyettesíthető sejtek jelentették az élettartam egyik legfontosabb korlátját.

Valóban a mutációk okozzák az öregedést?

A kérdés tudományosan továbbra sem lezárt.

Egyes megfigyelések támogatják a mutációk jelentőségét. Egy több emlősfajt vizsgáló kutatás például azt találta, hogy a hosszabb életű állatok sejtjeiben évente általában lassabban halmozódnak a szomatikus mutációk. Ez arra utal, hogy a mutációs ráta szabályozása kapcsolatban állhat az élettartammal.

Más kutatók ugyanakkor arra hívják fel a figyelmet, hogy az idős szövetekben mért mutációs teher önmagában valószínűleg nem elegendő az öregedés valamennyi jelenségének magyarázatához. A mutációk kétségtelenül fontosak a daganatos betegségek kialakulásában, de kevésbé egyértelmű, hogy közvetlenül ezek okozzák-e például az izomerő csökkenését, az anyagcsere romlását vagy az általános funkcionális hanyatlást.

Az új modell tehát nem bizonyítja, hogy a DNS-mutáció az öregedés egyetlen vagy legfontosabb oka. Inkább azt mutatja meg, hogy egy jelenleg elkerülhetetlennek tűnő biológiai folyamat önmagában is létrehozhat egy elméleti élettartam-korlátot.

A DNS-javítás és az ATP-termelés is kulcsfontosságú lehet

A hosszú élet szempontjából nemcsak az számíthat, hogy mennyi DNS-károsodás keletkezik, hanem az is, hogy a szervezet milyen hatékonyan képes azt felismerni és kijavítani.

A DNS-javítás energiaigényes folyamat. A károsodás érzékelése, a hibás DNS-szakaszok eltávolítása, az új szakasz felépítése és a sejtek minőség-ellenőrzése egyaránt megfelelő energiaellátást igényel. Ebben központi szerepet töltenek be a mitokondriumok, amelyek a sejtek számára felhasználható energia jelentős részét adenozin-trifoszfát, vagyis ATP formájában állítják elő.

Az életkor előrehaladtával gyakran csökken a mitokondriumok légzési kapacitása, romolhat az energiatermelés hatékonysága, és növekedhet a reaktív oxigéngyökök képződése. Ez különösen az energiaigényes szöveteket – például az izmokat, a szívet és az idegrendszert – érintheti kedvezőtlenül.

A DNS-károsodás és a mitokondriális diszfunkció ráadásul egymást erősítheti:

1. a sérült mitokondriumok kevesebb ATP-t és több oxidatív mellékterméket termelhetnek;
2. az oxidatív stressz további DNS-károsodást idézhet elő;
3. a genom instabilitása ronthatja a mitokondriális fehérjék termelését;
4. a csökkenő energiatermelés gyengítheti a sejtek javító és karbantartó folyamatait.

A hosszú élet egyik feltétele ezért valóban az lehet, hogy a szervezet minél tovább képes fenntartani a DNS-javítás, a mitokondriális minőség-ellenőrzés és az ATP-termelés egyensúlyát. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az ATP-termelést egyszerűen „minél magasabb szintre” kell fokozni. A túlzott anyagcsere-aktivitás fokozhatja az oxidatív terhelést is; inkább a rugalmas, hatékony és az aktuális energiaigényhez alkalmazkodó mitokondriális működés lehet előnyös.

Nem egyetlen „öregedéskapcsoló” létezik

Az öregedés valószínűleg nem vezethető vissza egyetlen mechanizmusra. Egymással összekapcsolódó folyamatokról van szó, amelyek közé többek között az alábbiak tartoznak:

• a DNS-károsodás és a genom instabilitása;
• az epigenetikai szabályozás megváltozása;
• a mitokondriális működés romlása;
• a sejtek közötti kommunikáció zavara;
• a krónikus, alacsony szintű gyulladás;
• az elöregedett sejtek felhalmozódása;
• az őssejtek regenerációs képességének csökkenése;
• a fehérjék minőség-ellenőrzésének zavara.

Az egyes mechanizmusok ráadásul kölcsönösen befolyásolják egymást. A romló mitokondriális működés például növelheti a DNS-károsodást, miközben a DNS-mutációk tovább ronthatják az energiatermelést.

Mit jelent mindez a gyakorlatban?

A 150–190 éves élettartam egyelőre elméleti számítás, nem klinikai előrejelzés. A jelenlegi longevity kutatások reálisabb célja nem az emberi halhatatlanság, hanem az egészségben eltöltött életévek, vagyis a healthspan növelése.

A ma rendelkezésre álló bizonyítékok alapján a mitokondriális működés és a sejtek regenerációs képessége elsősorban rendszeres testmozgással, megfelelő alvással, kiegyensúlyozott táplálkozással, a dohányzás kerülésével, az anyagcsere-egészség fenntartásával, a túlzott környezeti terhelések csökkentésével, valamint a szociális kapcsolatok tudatos ápolásával és új célok kitűzésével támogatható.

Számos készítményt és kezelést hirdetnek „mitokondriumfiatalító” vagy „DNS-javító” hatással, ezek klinikai bizonyítékai azonban nagyon eltérőek. Az, hogy egy molekula részt vesz az energiatermelésben vagy a DNS-javításban, még nem bizonyítja, hogy pótlása egészséges emberekben meghosszabbítja az életet.