Vananemine: mis see on, bioloogilised põhjused ja mehhanismid

Vananemine on organismis aja jooksul toimuva füüsiliste ja psühholoogiliste muutuste kogum, mis suurendab aja jooksul suremuse tõenäosust ning vähendab füüsilist ja vaimset võimekust. Sünnist alates muutuvad rakkude jagunemise ja kasvu kiirused ning organismi sisemised süsteemid — see protsess on kompleksne ja mõjutatud nii geenidest kui keskkonnast.

Vananemise evolutsiooniline seletus

Miks loomad, eriti inimesed, vananevad — seda on püüdnud seletada mitmed evolutsioonilised teooriad. Üks selgitus, mida esitasid näiteks Peter Medawar ja George C. Williams, on seotud reproduktiivse eduga: looduslik valik eelistab geenivariante, mis parandavad ellujäämist ja paljunemist noores eas. Sel põhjusel võib pärilikke mutatsioone, mis avalduvad alles hilisemas elus ja ei vähenda järglaste arvu, populatsioonist välja arvata vähem tõhusalt. Seega võib paljunemine olla olnud inimajaloo varasemates etappides tihti olulisem nooremas eas — ja see mõjutab seda, millised geenid populatsioonis püsivad.

Peamised bioloogilised põhjused ja protsessid

DNA ja genoomi kahjustused: meie rakud koguvad elu jooksul DNA-sse kahjustusi — need võivad olla juhuslikud või tingitud keskkonnamõjuritest. Kui taastemehhanismid ei jõua kõiki kahjustusi parandada, võivad ehitajad ja funktsioonid halveneda.
Genoomiline ebastabiilsus: kromosoomide kahjustused, replikatsioonivead ja mutatsioonid kuhjuvad aja jooksul ning mõjutavad rakkude talitlemist.
Telomeerite lühenemine: iga kord kui rakk jaguneb, võivad kromosoomide otstes olevad telomeerid lüheneda; kui telomeerid liiga lühikeseks saavad, lakib rakk jagunemast ja siseneb senescentsi.
Rakuline senescents: jagunemise lõpetanud rakud ei sure alati ära — nad võivad hakata eritama põletikulisi ja koe homeostaasi häirivaid signaale (nn SASP), mis kahjustavad ümbritsevaid kudesid.
Proteostaasi nõrgenemine: valkude korrektne kokkukokkupanek, parandamine ja lagundamine halveneb — see viib valkude ümardumiseni, agregaatide kuhjumiseni ja raku talitluse häirumiseni (viited: protid).
Mitochondriaalne düsfunktsioon: raku energiakeskused töötavad vähem efektiivselt, tekib rohkem reaktiivseid hapnikuülekandeid (oksüdatiivne stress) ja väheneb energia tootmine.
Tundlikkuse muutused toitainetele ja signaalidele: näiteks muutused insulin/IGF-1 ja mTOR signaali teedes mõjutavad ainevahetust ja eluea pikkust.
Õhukeste varude rakud (stem cell) kahanemine: varu- ja regeneratsioonivõime väheneb — vähem uut rakke tekib vigastuste ja koe vahetuse jaoks.
Epigeneetilised muutused: geeniekspressiooni reguleerivad märgid (nt DNA metüleerimine) muutuvad, mis mõjutab rakkude identiteeti ja funktsiooni.
Muudetud rakkudevaheline suhtlus ja krooniline madala astme põletik (inflammaging): vananedes suureneb nõrk krooniline põletik, mis kahjustab eri organite funktsiooni.

Rakutasandid ja näited

Mõned rakutüübid jagunevad täiskasvanueas harva või üldse mitte — näiteks lihasrakud ja enamik neuroneid ei jagune täiskasvanu eas sageli. Need rakud koguvad aja jooksul kahjustusi, mida ei asendata uute tervete rakkudega. Samuti on meile päritud geenid, mis avalduvad alles hilisemas elus (näiteks Huntingtoni korea); sellised hilise avaldumisega mutatsioonid võivad mõjutada vananemist, ilma et neid varases eas valik eemaldaks.

Kuidas vananemist mõõdetakse ja hinnatakse

Ühes lihtsas tähenduses algab vananemine siis, kui suureneb surma tõenäosus. Kindlustusmatemaatilised tabelid ja demograafilised andmed näitavad suremuse tõusu eri eluetappidel. Neist on näiteks näha, et suremus on madalaim noores täiskasvanueas (paljude populatsioonide puhul juba teismelise lõpus/alguses), mis toetab ideed, et looduslik valik on tugevaim paljunemisega seotud eas.

Miks rakud kahjustusi koguvad — järeldus

Meie rakud ei ole «täiuslikult» taastuvad: isegi jagunevad rakud võivad akkumuleeruda vigade ja kahjustustega, kuna DNA paranduse mehhanismid ei ole alati 100% tõhusad ning keskkonnategurid (kiirgus, toitumine, toksikud) lisavad riskitegureid. Looduslik valik ei eemalda alati geene, mille kahju avaldub alles vanemas eas, sest need geenid ei mõjutanud oluliselt individuaalset paljunemisvõimet nooremas eas. Selle tulemusel toimub nii viivitatud pärilikkuse kui ka kahjustuste kogunemise kombinatsioon, mis väljendub organismi vananemises.

Mida teadus praegu uurib ja millised on võimalikud sekkumised

Uuringud keskenduvad DNA paranduse, telomeraasi, mitokondriaalse tervise, põletiku vähendamise ja proteostaasi taastamise võimalustele.
Katsetatakse ravimeid ja lähenemisi, mis võivad aeglustada vananemise mehhanisme (näiteks mTOR-i inhibiitorid, NAD+ prekursorid, senolüütikumid jm), kuid paljud lähenemised on alles kliinilises uurimisfaasis.
Elustiilifaktorid nagu tervislik toitumine, regulaarne füüsiline aktiivsus, piisav uni ja suitsetamisest hoidumine on tõestatud, et need vähendavad haiguste riski ja võivad soodustada paremat tervist vananedes.

Lõplik vastus küsimusele «miks me vananeme» on mitmetahuline: vananemine ei ole põhjustatud ühest ainsast faktorist, vaid paljude samaaegsete protsesside kumuleerumisest. Teadus liigub kiiresti edasi, ent täielikku «peatumist» või tagasipööramist praegu ei ole — olemas on siiski meetmed, mis võivad parandada elu kvaliteeti ja mõnel juhul pikendada tervena elatud aega.

Iirimaa rahvastikupüramiid 2016, mis näitab ühiskonna vananemist

Seotud leheküljed

Küsimused ja vastused

K: Mis on täisealiseks saamine?

V: Vananemine on paljud muutused, mis toimuvad inimeses aja jooksul. Elusolendite puhul hõlmab see enamikku füüsilisi ja psühholoogilisi muutusi, mis toimuvad pärast täiskasvanuks saamist.

K: Mis on vananemine?

V: Vananemine on bioloogiline protsess, mis viib vananemiseni. See hõlmab rakkude jagunemise ja kasvu järkjärgulist aeglustumist aja jooksul.

K: Miks loomad (eriti inimesed) vananevad?

V: Sellele küsimusele on püütud vastata mitmel viisil, kuid üks seletus viitab sellele, et inimkonna ajaloos oli paljunemise tippvanus madalam kui tänapäeval. Mis tahes geeni alleelil, mis häiris paljunemist, oli väiksem võimalus kanduda edasi järgmisele põlvkonnale, nii et looduslik valik praktiliselt kõrvaldas iga päriliku mõju, mis vähendas viljakust. Lisaks sellele koguvad meie rakud aja jooksul DNA-le kahjustusi, mis põhjustab meie vananedes järk-järgult kehvemat füüsilist vormi.

K: Kas protistid vananevad?

V: Ei - nad jagunevad ja järgmine põlvkond on sama hea kui eelmine.

K: Kuidas kasutatakse aktuaarseid tabeleid?

V: Aktuaaria tabelid näitavad surma tõenäosust igas eluetapis ning kindlustusseltsid kasutavad neid elukindlustuspoliiside ja pensionide määrade hindamiseks.