Ñîâðåìåííàÿ ãåíåòèêà
îmb?trânirea organismelor, teorii ce se bucur? de cea mai mare
popularitate,
Una din acestea afirm? c? b?trâne?ea, ca de altfel ?i dezvoltarea
individual?, este programat? în genele organismului, începând cu prima lui
celul?.
În comunicarea f?cut? la congresul de gerontologie men?ionat B. F.
Vaniu?in a citat date experimentale care se refereau la teoria genetic? a
îmb?trânirii. În ce constau aceste date? În faptul c? odat? cu vârsta
num?rul de grupe metilice ale bazelor suplimentare din moleculele de ADN
scad. O astfel de legitate a fost constatat? la gorbu?? ?i la ?obolani: în
ADN-ul din celulele somatice con?inutul de 5-metilcitozin? scade
aproximativ de 1,5 ori. Aceste grupe metilice condi?ioneaz? sinteza unor
fermen?i, sc?derea num?rului c?rora înrâure?te asupra întregii activit??i a
celulei vii. În acest fel «amprenta vârstei» din celul? a fost pentru prima
oar? descoperit? în însu?i ADN.
Este logic s? se presupun? c? procesul de îmb?trânire este comandat de
programul genetic al celulei ?i din motivul c? durata vie?ii are în mod
evident un caracter de specie. Doar to?i oamenii îmb?trânesc, to?i
elefan?ii tr?iesc nu mai mult de 70-80 de ani, caii nu mai mult de 30-40,
câinii ?i lupii-de 13-15 ani, pisicile-de 9-10 ani, ?oarecii ?i ?obolanii
tr?iesc aproximativ 3 ani.
În lumea plantelor exist? numeroase exemple ale unei durate a vie?ii
excep?ional de mare: mestecenii, plopii, cire?ii, vi?inii tr?iesc câteva
sute de ani, iar pinii, ar?arii ?i stejarii-peste 1000 de ani. A fost
descris un baobab cu o vârst? de peste 5000 de ani. Pe de alt? parte, la
unii microbi durata vie?ii este de câteva zeci de minute...
Ar fi greu s? se contesteze c? ciasornicele biologice sunt întoarse
întotdeauna pentru un termen individual propriu fiec?rei specii, iar
diferen?ele specifice sunt determinate anume de gene: ?i dezvoltarea
embrionului, ?i apari?ia pe lume a nou-n?scutului, ?i toat? dezvoltarea lui
ulterioar?-pân? la moarte...
La congres a vorbit ?i profesorul universit??ii Stenford (SUA) Leonard
Haiflic-unul din creatorii gerontologiei moderne. Haiflic ?i colaboratorii
s?i au demonstrat c? procesului de îmb?trânire este supus nu numai
organismul în ansamblu, dar ?i fiecare celul? aparte, chiar dac? acestea
sunt izolate ?i cresc în eprubet?. Mai precis, a fost stabilit c? în afara
organismului via?a celulelor este limitat?: dup? un anumit num?r de
diviziuni cre?terea în continuare a culturilor de celule înceteaz? ?i ele
per.
Pentru celulele umane num?rul critic de diviziuni este egal în medie cu
50. De ce nici mai mult, nici mai pu?in, dar anume 50? - ve?i întreba. Ce
parc? celulele «?in minte» prin câte, diviziuni au trecut? La aceast?
întrebare nu poate r?spunde pân? una alta nici Haiflic însu?i. Dar se pare
c? celulele au, totu?i, «?inere de minte».
Haiflic a remarcat faptul c? celulele congelate pot fi p?strate în azot
lichid aproape la infinit, iar fiind dezghe?ate ele încep iar??i s? se
divid?.
Dar ce s-ar întâmpla dac? ar fi s? fie dezghe?ate celule conservate dup?
ce au suferit, de exemplu, 10 diviziuni? Sau 20? S-a constatat c? celulele
decongelate se dubleaz? de atâtea ori, încât num?rul 'de noi diviziuni în
sum? cu cele precedente s? fie egal cu 50! Dac? diviziunea este oprit? la a
dou?zecia mitoz?, celulele se vor diviza dup? decongelare de înc? 30 de
ori. Dac? s-au realizat 10 mitoze, vor urma înc? 40 de dubl?ri.
Aceasta înseamn? c? celulele au într-adev?r memorie, ?in, deci, minte ce
li s-a întâmplat mai înainte ?i nu gre?esc la socoteal? pân? ea nu se
încheie!
Dar iat? o alt? întrebare: ?in minte numai celulele congelate sau orice
fel de celule ale organismului viu?
Haiflic a recoltat celule de la oamenii în vârst? de la 20 pân? la 87 de
ani ?i aceste celule se dublau în cultur? de la 29 pân? la 14 ori. Pe baza
a numeroase experien?e a fost stabilit? urm?toarea legitate: cu cât
donatorul este mai în vârst?, cu atât mai pu?ine dubl?ri se produc în
celulele recoltate de la el. Celulele embrionului sufer? circa 50 de
diviz?ri, celulele unei persoane de 20 de ani aproximativ 30 ?. a. m. d.
Mai târziu au fost stabilite limitele de vârst? ?i la celulele altor
tipuri de organisme. Dar la principala întrebare-de ce moare celula?--nu s-
a g?sit un r?spuns, de?i au fost emise numeroase ipoteze.
Toate aceste ipoteze pot fi împ?r?ite în dou? grupe mari. Conform primei
grupe de ipoteze, în celul? îmb?trâne?te nucleul. Conform celei de-a doua,
în producerea fenomenului de îmb?trânire particip? ?i citoplasma. Aceste
idei ?i-au propus s? le verifice în continuare L. Haiflic ?i V. Rait.
S-a hot?rât s? se procedeze la întinerirea unei celule b?trâne,
introducându-se în ea citoplasm? tân?r?. Pentru aceasta s-au folosit celule
lipsite de nucleu (citopla?ti) care erau fuzionate cu celule întregi. În
cursul experien?elor au fost fuziona?i citopla?ti «b?trâni» cu celule
«tinere», citopla?ti «tineri» cu celule «b?trâne», precum ?i «tineri» cu
«tinere», «b?trâni» cu «b?trâne».
Ultimele dou? variante au demonstrat c? celulele sufereau un anumit num?r
de diviziuni ?i apoi periau. M?surând, îns?, durata vie?ii ulterioare a
celulelor fuzionate în primele dou? variante, autorii au ajuns la concluzia
c? ad?ugarea de citoplasm? «tân?r?» nu spore?te durata vie?ii celulelor
«b?trâne» ?i invers, citoplasma «b?trân?» nu o îmb?trâne?te pe celula
«tân?r?». Prin urmare, dup? toate probabilit??ile «vârsta» citoplasmei nu
determin? «vârsta» întregii celule (dat fiind faptul c? ea nu «hot?r??te»
de câte ori s? se mai divid? aceasta înainte de a peri). ?i de?i autorii
indic? asupra caracterului preliminar al rezultatelor ob?inute, ei înclin?
s? acorde mai mult credit ideii c? fenomenul de b?trâne?e începe de la
nucleu.
Cine e, totu?i, «calculatorul» molecular al celulei? Colaboratorul
Institutului de epidemiologie ?i microbiologie al A? din Rusia A. M.
Olovnicov consider? c? mai degrab? este vorba de ADN.
Posibil c? celula deaceea ?tie câte mitoze au avut loc în ea, deoarece cu
fiecare diviziune scade lungimea ADN-ului, pe care îl con?ine, cu un anumit
segment. Cu alte cuvinte, celulele-fiice mo?tenesc molecule tot mai scurte
de ADN- A. M. Olovnicov a f?cut presupunerea c? la capetele ADN-ului se
afl? gene speciale de tampon, care nu con?in informa?ie, ci au doar
misiunea de a ocroti celula. Toate genele de importan?? vital? sunt dispuse
mai aproape de mijloc ?i atâta timp cât ele nu sunt retezate, celulele
func?ioneaz? normal.
În procesul replic?rii ADN-ului celula sacrific? genele de tampon.
Fenomenul se desf??oar? probabil în felul urm?tor. De fiecare dat? în
procesul replic?rii nu este reprodus segmentul marginal al genei de tampon
?i dup? 30 de mitoze se pierd 30 de asemenea segmente, iar în total gena de
tampon este compus? din aproximativ 50 de p?r?i. Ele toate sunt «bilele»
moleculare cu care celula face calcule.
Atâta timp cât gena de tampon nu este epuizat?, celula func?ioneaz?
normal. Catastrofa începe s? se produc? atunci când se ajunge la gena care
îi urmeaz?. În aceasta ?i const?, dup? opinia lui Olovnicov, cauza
primordial? a îmb?trânirii.
Cu mai mult de zece ani în urm? a fost exprimat un alt punct de vedere,
conform c?ruia fenomenul de îmb?trânire este numit «catastrofa erorilor» în
procesul biosintezei moleculelor: acumularea de erori duce la formarea de
proteine ?i de acizi nucleici defectuo?i, la tulburarea metabolismului ?i
la moarte.
?i într-adev?r, dac? în molecula de ADN în care este cifrat? informa?ia
cu privire la sinteza proteinei se produce vre-o dereglare (ca urmare a
iradierii sau ac?iunii unui virus patogen sau din alt? cauz?), se începe
sinteza unor molecule proteice cu defect. ?i precum o liter? gre?it culeas?
din matri?a tipografic? se repet? în fiecare exemplar al unei publica?ii,
s? zicem cu un tiraj de 100 de mii, a?a ?i eroarea comis? în molecula de
ADN va duce la sinteza a?a-numitelor proteine false, care se deosebesc de
cele normale ?i dup? structur?, ?i dup? compozi?ia elementelor-componente
?i, desigur, dup? ac?iune. Aceasta modific? la rândul ei func?iile celulei.
La început acestei ipoteze formulate de L. Orghel, nu i s-a acordat prea
mare aten?ie, dar apoi s-a dovedit c? ea este cât se poate de conving?tor
fundamentat? de date experimentale.
S-a constatat astfel c? într-adev?r la îmb?trânirea celor mai diferite
tipuri de celule se produc modific?ri în proteine ?i anume: scade
rezisten?a la ac?iunea diferitelor valori de temperatur?, scade activitatea
?i se schimb? specificitatea fermen?ilor. Dar pân? nu demult lipseau
dovezile în favoarea faptului c? în procesul îmb?trânirii scade precizia
func?ion?rii sistemului informa?iei genetice.
Cercet?torii englezi S. Linn, M. Cairis ?i R. Holidei au încercat s?
verifice ipoteza «catastrofei erorilor». Ei au hot?rât s? vad? ce e
întâmpl? cu ADN-polimeraza la îmb?trânirea unei culturi de fibrobla?ti
umani. ADN-polimeraza asigur? p?strarea ?i transmiterea informa?iei
genetice, de aceea de precizia cu care lucreaz? acest ferment depinde
via?a, celulei.
Experien?a a constat în urm?toarele. La început s-a separat fermentul
aparte din culturi de celule tinere ?i b?trâne. Apoi acest ferment a fost
pus s? ac?ioneze, adic? s? sintetizeze ADN dup? o matri?? artificial?, a
c?rei compozi?ie nucleotidic? era cunoscut? exact. Apoi dup? compozi?ia ADN-
ului sintetizat s-a determinat precizia ac?iunii fermen?ilor ?i la aceast?
etap? a experien?elor s-a dovedit c? fermentul ADN-polimeraz?, separat din
celulele unor culturi b?trâne, gre?e?te de zeci de ori mai des!
R?mânea neclar faptul ce trebuiau s? fie considerate aceste modific?ri:
cauz? sau, din contra, urmare a îmb?trânirii. Teza de baz?, îns?, a
ipotezei cu privire la mic?orarea preciziei ac?iunii fermen?ilor în cazul
îmb?trânirii a fost demonstrat?. Aceast? certitudine explic? conving?tor
de ce la îmb?trânire cre?te frecven?a muta?iilor ?i a anomaliilor
cromozomice.
Autorii lucr?rii consider? c? observa?iile lor permit o mai bun?
în?elegere a mecanismelor apari?iei cancerului ?i a altor boli la vârste
înaintate.
Majoritatea cercet?torilor consider? c? toate presupusele explica?ii ale
îmb?trânirii ?in de una din cele dou? teorii de baz?: a program?rii
genetice ?i a acumul?rii erorilor.
Relativ recent în cadrul Institutului de gerontologie al A? din Ucraina
savantul V. V. Frolchis a elaborat înc? o ipotez? a fenomenului de
b?trâne?e ?i anume ipoteza adapta?ional-regulatoric?.
Esen?a acestei ipoteze const? în urm?toarele: deregl?rile din aparatul
genetic, ce conduc la îmb?trânirea organismului, apar nu în orice loc al
moleculei de ADN, ci, la început, numai în genele de reglare. Dup? cum se
?tie, exist? dou? tipuri de gene - structurale (în ele este înscris codul
de construire a proteinelor) ?i de reglare (un fel de întrerup?toare care
conecteaz? sau deconecteaz? procesul de «citire» a informa?iei ADN). Cu
alte cuvinte, genele reglatoare dirijeaz? activitatea genelor structurale.
O analojie dintre cele mai simple: butonul cu care sunt f?r? sfâr?it puse
?i scoase din func?iune mii de relee, se defecteaz? primul.
V. V. Frolchis consider? c? din cauza defectelor primare în genele de
reglare se produc muta?ii în toate verigile metabolismului unor proteine.
Apoi, pe baza aceasta - modific?ri importante în func?iile celulelor ?i ale
întregului organism.
8.3 Perspectivele juvenologiei
A?a stau lucrurile cu teoriile. Dar în practic? e posibil ca un
experiment privind prelungirea vie?ii s? izbuteasc?? Da, e posibil, de?i a
vorbi în acest sene referitor la om e înc? prematur. În schimb, s-a reu?it
ca printr-o diet? special? s? li se prelungeasc? durata ve?i» unor
?obolani.
Primele experien?e de acest fel au fost înf?ptui-te de biologul american
C. Macchei; el a pornit de la o idee destul de simpl?: dac? s-ar putea
încetini dezvoltarea unui organism printr-o ra?ie alimentar? special?, în
acest fel se poate lungi durata vie?ii acestui organism.
Academicianul V. V. Nichitin împreun? cu colaboratorii s?i au dat în
cursul a 100 de zile unor ?obolani hran? de re?inere a cre?terii, con?inând
multe proteine ?i vitamine, în schimb având un con?inut redus la maximum de
gr?simi ?i glucide. Ca urmare, protoplasma a suferit restructur?ri
serioase, amintind protoplasma unor animale de control mult mai tinere.
Dup? aspect exterior un ?obolan în vârst? de trei ani, ?inut la diet?, era
greu de deosebit de unul de control, având vârsta de numai trei luni.
În sistemul endocrin al ?obolanilor de experien?? au fost înregistrate
muta?ii profunde. Astfel, la ?obolanii care îndurau foame ?i la cei de
control cantitatea de colagen (protein? fibrilar?) din ?esuturi era egal?;
în schimb, la cei ?inu?i fl?mânzi colagenul a r?mas la fel de elastic ca ?i
la animalele tinere!
Rezultatele acestor experien?e sunt interesante ?i importante: ?obolanii
?inu?i la diet? tr?iau cu 10-30% mai mult decât cei de control.
De remarcat c? atunci când dup? perioada de diet? fl?mând? animalelor li
s-au dat iar??i s? m?nânce pe s?turate, particularit??ile organismului care
se conturaser? în timpul experimentului s-au p?strat!
Se cunoa?te de asemenea c? sc?derea temperaturii corpului doar cu 1-2
grade promite sporirea duratei vie?ii cu 10-20 de ani. De exemplu,
musculi?a o?etului la o temperatur? a mediului ambiant de 30 de grade
tr?ie?te 15 zile, iar la 10 grade- 177 de zile.
Acestea sunt într-o prim? comparare posibilit??ile a doi factori
curativi: alimenta?ia ra?ional? ?i c?lirea termic?.
Se în?elege c? cel mai ispititor este «s? se trag? de sforile» genetice
pentru a se putea corecta astfel în programul genetic ceea ce este «scris
de la na?tere». ?i faptul nu este întâmpl?tor. C?ci, de exemplu, s-a reu?it
o m?rire a duratei vie?ii, înlocuindu-se o singur? gen?. S-au ob?inut deja
linii de ?oareci ?i insecte care tr?iesc de 2-3 ori mai mult decât cei
obi?nui?i. Acestea ?i multe alte experimente, efectuate în diferite
laboratoare din diferite ??ri, vin s? confirme posibilitatea oper?rii de
corect?ri în «înregistrarea» de program.
Fire?te, ar fi absurd s? se cread? c? procedându-se la o copiere a unor
astfel de experien?e se poate aplica ?i la om o recomanda?ie similar?. Dar
experien?ele sunt necesare ?i valoroase, c?ci pe baza lor se poate studia
extrem de complicatul mecanism biochimic .al îmb?trânirii.
Noua direc?ie în gerontologie se deosebe?te principial de cea
tradi?ional? prin faptul c? î?i pune drept sarcin? schimbarea pe cale
artificial? a însã?i termenelor în care se produce instalarea b?trâne?ii ?i
a mor?ii la diferite specii. Se cere prelungit? nu perioada de b?trâne?e,
ci cea de maturitate, fapt care ar deplasa durata vie?ii departe de
limitele actuale.
Conform opiniei majorit??ii savan?ilor, singura posibilitate ne folosit?
de m?rire a duratei medii a vie?ii r?mâne încetinirea proceselor de
îmb?trânire.
Savan?ii ajung la concluzia c? deja în viitorul apropiat la nivel genetic
se va putea realiza posibilitatea ac?ion?rii asupra organismului în vederea
re?inerii proceselor de îmb?trânire.
Faptul se explic? prin împrejurarea c? ?tiin?a ia ob?inut succese
importante în studierea codului genetic - unul dintre cei mai însemna?i
factori, ce determin? durata vie?ii. Ultimele descoperiri în domeniul
biologiei moleculare ?i al geneticiii ofer? speran?a c? în timpul apropiat
se vor putea realiza schimb?ri esen?iale în programul genetic al
organismului.
Au fost adoptate programul ?tiin?ific complex «Mecanismele îmb?trânirii,
elaborarea c?ilor ?i a mijloacelor de m?rire a duratei vie?ii». La
înf?ptuirea lui particip? unele dintre cele mai mari institute de cercet?ri
?tiin?ifice ?i institu?ii de înv???mânt: Institutul de genetic? general? al
Rusiei, universit??ile din Moscova, Chiev, Harcov ?i altele.
De curând la Moscova a fost înfiin?at Institutul de juvenologie, care
este chemat s? cerceteze ?i s? pun? pe o serioas? baz? ?tiin?ific? toate
cercet?rile care se efectueaz? în ?ar? în acest domeniu complex ?i
interesant.
A fost creat? o Asocia?ie mondial? în problema «Sporirea artificial? a
duratei specifice a vie?ii oamenilor», din care fac parte ?i savan?i din
?ara noastr?. În adresarea c?tre to?i savan?ii din lume, pe care a adoptat-
o, se spune: «...e timpul s? recunoa?tem cu îndr?zneal? c? numai datorit?
miopiei noastre ?tiin?ifice b?trâne?ea continu? s? nimiceasc? oameni în
vârst? de 60-80 de ani. Am sc?pat prilejul de a le da la timp oamenilor
suplimentar zeci sau poate ?i sute de ani de via?? ?i acest fapt ne impune
acum obliga?ia de a ne dubla eforturile în aceast? munc?».
Dar, nu e cazul s? ne lini?tim la gândul c? savan?ii lucreaz? pentru noi
?i c? faptul ne scute?te de a ne preocupa de acest lucru. Prelungirea
perioadei de via?? activ? depinde de fiecare din noi. Vechile formule ale
s?n?t??ii-munca, odihna, practicarea sportului, bunele rela?ii cu cei din
jur, un mod de via?? moderat, renun?area la fumat, evitarea exceselor
alimentare, a abuzului de alcool ?i altele - r?mân în vigoare. S? ne
Ñòðàíèöû: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38
|