Az öregedés információelmélete

Az összes élő dolog a Földön magában hordja egy négymilliárd éves túlélési génmechanizmus alapvető formáját. A rendszer alapelemeit a DNS szálon elhelyezkedő kétféle gén jelenti. Egy A típusú gén, ami olyan fehérjéket (enzimeket) termel, amelyek leállítják a sejt reprodukcióját nehéz időkben, és egy B típusú gén, amely olyan gátló fehérjéket kódol, amelyek kikapcsolják az A gént, amikor könnyebb idők jönnek. De a B gén egy második funkciót is ellát: részt vesz a DNS szál javításában. Amikor a sejt DNS-e eltörik valahol, a B gén által kódolt gátló fehérje elengedi az A gént, hogy segítsen a sérült DNS szakasz kijavításában, miáltal az A gén bekapcsolódik és átmenetileg – a javítás idejére – leállít minden reprodukciós tevékenységet a sejtben. Okos ötlet, mert ha a javítás alatt a sejt osztódna, akkor nagy valószínűséggel elpusztulna, vagy ellenőrizhetetlenül sokszorozódva daganattá válna. Mi emberek, az evolúció során, ennek a túlélési mechanizmusnak egy fejlettebb változatát örököltük. Például nem csak egy B típusú génünk van, hanem több mint két tucat (ilyen gének a sirtuinok, az általuk kódolt enzimeket testünk szinte valamennyi sejtje termeli). Ez az egyszerű és hatékony szabályzó rendszer nem csupán az élet fennmaradását biztosította, hanem azt is, hogy gyakran hosszabb ideig hagyja életben az egyedeket, mint amennyire ténylegesen szükség lenne rá. Sajnos pont ez a mechanizmus az oka annak, hogy megöregszünk.

            A DNS-ünk folyamatos megpróbáltatásoknak van kitéve. Valahányszor egy sejt lemásolja a DNS-ét, mert pl. osztódik, a 46 kromoszómánk mindenike megtörik így vagy úgy, ami naponta több mint kéttrillió kromoszómatörést jelent a testünkben. A többi törésért a természetes sugárzás, a környezetünkben és ételünkben található kémiai anyagok, a röntgen, radon, UV, CT, PCT, MRI és más rövidítés a felelős. A DNS törések miatt a sirtuinok elhagyják az elnémított szaporodás típusú géneket és a törés helyére vonulnak. Miután sikerült helyreállítani a károkat, visszatérnek és tovább foglalkoznak azzal, ami az elsődleges feladatuk: irányítják a géneket és felügyelik, hogy a sejt őrizze identitását és optimálisan működjön. Ez egy epigenetikus irányítás, a DNS szálon elhelyezkedő gének kifejeződését, ki- és bekapcsolását irányító mechanizmus, a környezeti tényezőktől függően.  És itt kezdődnek a bajok.

            A biológiában két információtípus létezik. Az egyik a digitális információ, amelyik a valós értékek véges (diszkrét) halmazán alapul, sejtjeinkben négyes számrendszerben van kódolva, a DNS-t alkotó négyféle (A, T, C, G) nukleotidok alkotta sorozataként. Mivel diszkrét sorozatokról van szó (a négyféle nukleotidnak összesen 64 kombinációja lehetséges), ez egy zavar-érzéketlen, megbízható, stabil adathordozó, amely jól használható az információ tárolására és másolására. Újra meg újra. A másik az analóg információ, amelyik a valós értékek végtelen (folytonos) halmazán alapul. Azért analóg, mert a szerves kémiai vegyületek koncentrációja és helyzete határozza meg, ezek az értékek pedig nem lépésekben (kvantumokban), hanem folytonosan változhatnak. Az epigenetikai szabályozás, információtárolás és -továbbítás is ebbe a kategóriába tartozik. Az epigenom azoknak az irányító rendszereknek és sejtstruktúráknak az összessége, amely szabályozza a sejtben, hogy melyik géneket kell bekapcsolni és melyeket kell kikapcsolt állapotban hagyni. Ez teszi lehetővé a testünket alkotó genetikailag azonos sejteknek, hogy differenciálódjanak és a legkülönfélébb módon működjenek. Az analóg adatok jobban megfelelnek erre a célra, mert ebben a formában a lehetséges értékek korlátlan számban tárolhatók és könnyen módosíthatók mindkét irányba, amikor azt a sejten belüli vagy kívüli környezet szükségessé teszi. A számos előnye mellett, az analóg információnak van azonban egy nagyon-nagyon komoly hátránya, ami miatt maga a technika is átállt a digitális megoldásokra, amint erre technológiai lehetőség adódott. Ez a zavarérzékenység. Az epigenetikus szabályozás analóg értékei módosulnak a sugárzás, mágneses mezők, vegyületek, hőmérséklet, egyéb környezeti befolyás egymást erősítő hatására, sőt a másolás során adatvesztés történik és ez az idő múlásával még jobban felerősödik. Az analóg szabályozás e hátránya a sirtuinok működésére is nagy hatással van.

            A sirtuinok elsődleges feladata, hogy utasítják a hisztonokat (azokat az orsószerű fehérjéket, amire a DNS szál feltekeredik), hogy szorosan tekerjék fel a DNS-t egyes területeken, miközben más területeket szabadon hagynak. Így bizonyos gének csendesek maradnak, mások viszont elérhetővé válnak a transzkripciós faktorok (a géneket szabályozó kapcsoló fehérjék) számára, amelyek működésbe hozzák ezeket a géneket. Csakhogy a sirtuinok a DNS törések miatt elhagyják az elnémított géneket, hogy a törések helyére vonuljanak és kijavítsák a károkat. Baj akkor van, ha a sirtuinok nem mindig találják meg a visszavezető utat az eredeti szolgálati helyükre. Annál nagyobb a baj, minél túlterheltebbek a sirtuinok, minél több hibát és minél több ideig kell kijavítaniuk. Az eltévedt sirtuinok pedig bárhol is állnak meg a genomban, bekapcsolhatják a normális állapotban kikapcsolt géneket, vagy fordítva, és ezzel olyan változásokat hajthatnak végre az epigenomon, amelyekre az egyáltalán nem volt felkészülve a megszületésünkkor. A sejtek elvesztik identitásukat, meghibásodnak, leáll az osztódásuk, és … megöregszünk.

A sirtuinok befolyásolják a kromoszómák újjáépítését is. A telomerek a kromoszómát alkotó DNS szál két végén található rövid szakaszok, amelyek minden sejtosztódásnál rövidebbek lesznek, végül a DNS szál vége szabadon marad. A fiatal emberi sejt 40-60 alkalommal osztódik, mielőtt a telomerei kritikus mértékben megrövidülnének. Bár a telomeráz nevű enzim képes lenne meghosszabbítani a telomereket, az őssejtek kivételével minden sejtben ki van kapcsolva, hogy ne kapjunk rákot. A szabadon álló telomert a sirtuinok törésként érzékelik, de nem találnak másik végződést, amihez hozzáillesztenék. Ez leállítja a sejtosztódást és megint ott vagyunk, ahol a part szakad.   

Így jártunk. Mit tesz Isten, az evolúció úgy alakította az epigenomot, hogy a szaporodáshoz és az utánpótlásról való gondoskodáshoz elegendő életképességet biztosítson, és egy kis szerencsével még valamennyit, de halhatatlanságot semmiképpen sem. Ha túl gyakran történik DNS törés, vagy nehezen javítható törések keletkeznek, az túlterheli a mechanizmust, a sejtek le fognak állni az osztódással és megöregednek. Kevés elöregedett sejt is hatalmas pusztítást tud végezni. Bár már nem osztódnak, de továbbra is termelnek segélykérő apró fehérjéket (citokineket) és gyulladást okoznak azzal, hogy magukhoz vonzzák a makrofág immunsejteket, amelyek rátámadnak a szövetre. A folyamatosan pánikoló öreg sejtek jeleket küldenek a környező ép sejtek felé, amelyek ennek hatására szintén pánikolni kezdenek és gyorsabban megöregednek. Az osztódásra képtelen sejtek akár évtizedekig is ott maradhatnak a szöveteinkben és olyan faktorokat választanak ki, amelyek felgyorsítják a rákot, a gyulladást és károsítják a szomszédos sejteket. 

Pedig a sejt könnyen megakadályozhatná, lelassíthatná, vagy éppen visszafordíthatná ezt a folyamatot azzal, hogy ha egyszerűen több sirtuint termelne. Akkor képes lenne egyszerre szabályozni az osztódást meghatározó géneket, kijavítani a törött DNS-t és könnyebben hazatalálni. Kísérletek bizonyítják, hogy sirtuin adagolásával számos élőlény epigenomja stabilabb lesz és jóval tovább élnek. Az epigenom könnyebben alakítható mivel analóg információt hordoz, ezért akár az életmódunkkal is képesek vagyunk befolyásolni a működését.

Úgy néz ki, hogy az az öregség meghatározó oka az analóg epigenetikai információk módosulása. Az öregség tehát egy betegség, de ez a betegség gyógyítható. Az öregedés elleni harc nem a halál felszámolásáról kell szóljon, hanem az egészséges élet meghosszabbításáról. A legtöbb ember nem a haláltól fél, hanem az emberi méltóságának az elvesztésétől. Ezért az öregedés nem lassítható, hanem visszafordítható kell hogy legyen. Bizonyítékunk van arra, hogy a sejtjeink öregen is őrzik a fiatalkori információkat. Találni fogunk egy megoldást, amivel visszahívjuk ezeket. Csak idő kérdése.