Stárnutí patří mezi přirozené procesy, které odedávna fascinovaly lidstvo. Místo hledání zázračných receptů na nesmrtelnost se moderní věda snaží odhalit a popsat mechanizmy stárnutí, a posunout tak hranice jeho pochopení.

Na délku života má vliv velké množství faktorů. Které z nich jsou klíčové je stále nejasné. Příspěvkem do vědecké diskuze na toto téma se stal nedávno publikovaný článek autorů López et al. (2023), který předkládá revidovaný souhrn příčin stárnutí.

Vědci se shodují, že důležitým mechanismem stárnutí je poškození DNA. Příčin je několik. Může být způsobeno různými chemickými látkami, zářením nebo kyslíkovými radikály, které se tvoří uvnitř organizmu. Lidské tělo si dokáže s poškozenou DNA do určité míry poradit a opravit ji; tato schopnost ale s věkem klesá. Jinou příčinou je zkracování telomer – konců DNA. Při každé replikaci DNA, při vzniku nových buněk, dochází ke ztrátě konců DNA. Když se telomery zkrátí pod určitou mez, buňka přestává být životaschopná a už se dál nemůže dělit. K dalším příčinám poškození DNA, souvisejícím se stárnutím, patří změna epigenetického značení. DNA je pokryta různými chemickými epigenetickými „značkami“, které se, podobně jako samotná genetická informace, dědí od rodičů. Epigenetika má stejně jako genetika vliv na fungování organizmu. Každým dělením buněk v lidském těle dochází ke ztrátě části epigenetických značek, a tím člověk stárne.

Dalším mechanizmem stárnutí je poškození buněk. K tomu dochází buď výše popsaným poškozením DNA nebo poškozením organel a strukturních proteinů. Ve všech buňkách se vyskytuje malá část tzv. chybně poskládaných proteinů. V mladých, zdravých buňkách jsou tyto proteiny rychle odklízeny. Schopnost likvidace poškozených proteinů se ale s věkem zhoršuje. Jejich hromadění v buňkách je charakteristické pro nemoci související se stárnutím jako je Alzheimerova nebo Parkinsonova nemoc.

Proces stárnutí buněk významně ovlivňuje stav mitochondrií, důležitých organel produkujících energii pro fungování buněk. Při tvorbě energie v mitochondriích vznikají toxické vedlejší produkty. Nejnebezpečnější jsou volné kyslíkové radikály. Ty poškozují samotné mitochondrie, ostatní buněčné organely a také DNA. Současně s hromaděním toxinů a poškozených organel ve stárnoucích buňkách zároveň klesá schopnost likvidace tohoto odpadu makrofágy, čímž se hromadění škodlivin akceleruje.

Když se v buňce hromadí poškozené proteiny, aktivuje se proces senescence. Buňka se přestává dělit, aby toto poškození dále nepřenášela. Vzniká tedy méně nových buněk, což v důsledku vede ke stárnutí organizmu. Pokud nedojde k senescenci poškozených buněk a ty se nadále dělí, vznikne rakovina. Proto je senescence důležitý mechanizmus. I když vede ke stárnutí, slouží tělu jako ochrana před rakovinnými procesy.

Dalším mechanismem stárnutí jsou změny na úrovni buněčné výživy, kdy s věkem klesá schopnost buněk příjímat a zpracovávat živiny. To vede u starších lidí k přejídání nebo naopak k výrazně snížené chuti k jídlu. Vědci nyní připouštějí, že kalorická restrikce v mládí může být jedním z život prodlužujících faktorů.

Příčinným faktorem stárnutí je také zánět. S věkem se v krvi zvyšuje množství zánětlivých molekul. Chronický zánět je příznakem mnoha onemocnění vyskytujících se ve vyšším věku, jako je artróza, ateroskleróza nebo onemocněni meziobratlových plotének.

Nově zkoumanou příčinou stárnutí jsou změny ve střevním mikrobiomu. S věkem se snižuje diverzita mikrobioty a zvyšuje se množství patogenních bakterií na úkor zdraví prospěšných. Tyto negativní změny ve složení mikrobioty se podílejí na stárnutí mimo jiné podporou rozvoje zánětlivých střevních onemocnění či syndromu propustného střeva.

Mgr. Lenka Gmiterková

8.3.2023

 

Zdroj:

López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. (2023): Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell, 186, 243-278.