Διερωτηθήκατε ποτέ γιατί, λ.χ., τα ποντίκια ζουν περίπου πέντε φορές λιγότερο από τις γάτες και οι γάτες περίπου πέντε φορές λιγότερο από τους ανθρώπους; Μήπως η οικολογική ισορροπία ρυθμίζει αυτόν τον χρόνο σε καθένα από τα εκατομμύρια είδη που υπάρχουν μέσα από έναν γενετικό εν πολλοίς προγραμματισμό του θανάτου; Γιατί όμως μια ράτσα σκύλου, λ.χ. η Chihuahuas, ζει περισσότερο από μιαν άλλη, την Great Danes;
H διάρκεια ζωής ποικίλλει πολύ μεταξύ των διαφόρων τάξεων, οικογενειών και ειδών, γεγονός που εμπλέκει αναμφίβολα το γενετικό στοιχείο. Μια γενική προσέγγιση για την εξήγηση αυτού του χαρακτηριστικού είναι η προβολή της διεργασίας της γήρανσης ενός ζωικού οργανισμού στο επίπεδο της κλασικής εξελικτικής θεωρίας· και μια πρώτη σκέψη πάνω σε αυτό το θέμα αποδίδεται στον Βάισμαν το 1891, σύμφωνα με την οποία η γήρανση εξελίχθηκε προς όφελος του κάθε είδους ως συνόλου ατόμων και όχι προς ατομικό όφελος· άποψη γνωστή ως θεωρία της «επιλογής ομάδων», σύμφωνα με την οποία το όφελος το πιστώνεται η ομάδα και τον θάνατο λόγω γήρανσης το άτομο.
Στο ίδιο πνεύμα ο Βάισμαν υποστήριξε ότι το χαρακτηριστικό της γήρανσης εξελίχθηκε και υπάρχει επειδή οι οργανισμοί που διαχωρίζονται σε σωματικά (σώμα) και γεννητικά κύτταρα πρέπει να επενδύουν ενέργεια περισσότερο για να αναπαράγονται παρά για να διατηρούν μόνο το σώμα. Αυτή λοιπόν η εξελικτική αποποίηση, «απάρνηση» του σώματος οδηγεί στη γήρανση, άποψη που παρακίνησε τον Κίρκγουντ το 1977 να αναπτύξει τη θεωρία του «αναλώσιμου σώματος»· με τη γήρανση να οφείλεται σε βλάβες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ζωής στις οποίες εμπλέκονται ποικίλοι γενετικοί μηχανισμοί.
Κεντρική ιδέα στην εξελικτική πορεία της γήρανσης είναι ότι η δύναμη της φυσικής επιλογής μειώνεται με την ηλικία, ενώ είναι ισχυρή ώσπου να κλείσει ο αναπαραγωγικός κύκλος κάθε ζωικού είδους. Και επειδή όλοι οι οργανισμοί πεθαίνουν τελικά, ευνοούνται τα γονίδια που είναι ωφέλιμα στις μικρές ηλικίες για να διασφαλίζεται η αναπαραγωγή, σε σχέση με τα γονίδια που είναι ωφέλιμα στις μεγάλες ηλικίες.
Πέραν της γενικής αυτής άποψης πολλές έρευνες εστιάζονται σε ειδικότερες προσεγγίσεις· όπως λ.χ. στην εξήγηση του γιατί υπάρχει συσχέτιση μεταξύ της διάρκειας ζωής και του μεγέθους του σώματος – με τα μικρότερα, π.χ., τρωκτικά να ζουν λιγότερο από τα μεγάλα κήτη -, χωρίς η συσχέτιση αυτή να ισχύει αναγκαστικά μέσα σε κάθε ταξινομική κατηγορία· όπως στο επίπεδο του είδους που προαναφέραμε για τους σκύλους ή σε άλλες περιπτώσεις που η διάρκεια ζωής διαφέρει έως και 50 φορές μεταξύ θηλαστικών ή μεταξύ ψαριών και 15 φορές μεταξύ πτηνών. Εκτός όμως από το μέγεθος του σώματος, άλλοι παράγοντες που φαίνεται να σχετίζονται θετικά με τη διαμόρφωση του χρόνου ζωής είναι ο μεταβολικός ρυθμός και το μέγεθος του εγκεφάλου, με τα πρωτεύοντα λ.χ. να είναι μακρόβια θηλαστικά και οι μεγάλοι πίθηκοι μακρόβια πρωτεύοντα.
Ιδιαίτερου ενδιαφέροντος είναι και η πρόσφατη παρατήρηση, δημοσιευμένη στο περιοδικό «Nature», ότι σ’ ένα είδος ψαριού ο υψηλότερος περιβαλλοντικός κίνδυνος θανάτου από φυσικούς θηρευτές μπορεί να οδηγήσει σε κληρονομήσιμη μεγαλύτερη μακροβιότητα. Πειράματα επίσης σε δροσόφιλες έδειξαν ότι η αποθήκευση θερμίδων με τη μορφή λιπιδίων ή γλυκογόνου μειώνει τη μακροβιότητα, ενώ η παράταση της παρθενίας τους, η σεξουαλική δραστηριότητα, η θερμοκρασία, η πυκνότητα του πληθυσμού και ο διαιτητικός περιορισμός τους προκαλούν αύξηση της διάρκειας ζωής τους – με περίπου 100 γονίδια (ποσοτικοί γενετικοί τόποι) να εμπλέκονται στον έλεγχο του χαρακτηριστικού αυτού.
Σ’ έναν νηματώδη σκώληκα βρέθηκε επίσης ένα γονίδιο, το age, που αυξάνει τη μακροβιότητα και τα επίπεδα αντοχής σε οξειδωτικό στρες, πείνας και θερμοκρασίας. Γι’ αυτό άρχισαν να εμπλέκουν και τις λεγόμενες θερμοεπαγόμενες πρωτεΐνες – οι οποίες συνθέτονται στα κύτταρα όταν υποβληθούν σε θερμοκρασιακό shock – καθώς συμβάλλουν στην ομοιόσταση (ισορροπία), στην επιβίωση του κυττάρου και στην επιδιόρθωση των λαθών του DNA· πρωτεΐνες που τις συσχετίζουν με τη μακροβιότητα διότι μειώνεται με την ηλικία η απόκριση του οργανισμού και συνακόλουθα η παραγωγή τους. Θεωρητικές επίσης μελέτες της γήρανσης εμπλέκουν τον ρόλο της εξέλιξης των γενετικών συστημάτων, τους μηχανισμούς ειδογένεσης ειδικότερα, την προέλευση του φύλου, ακόμη και τη θεωρία παιγνίων· προσεγγίσεις που ωστόσο οδηγούν στην αναγκαιότητα αποκάλυψης μιας νέας βιολογικής υπόθεσης για τη διάρκεια ζωής κάθε είδους, επειδή δεν έχουν γενική ισχύ.
Στο πλαίσιο αυτό η αναζήτηση γενικών μηχανισμών ή ειδικών γονιδίων αποτελεί τελευταία ελκυστικό στόχο. Σε δημοσίευση στο «Science» τον Ιούλιο του 2005 αποκαλύφθηκε μηχανισμός προγραμματισμένου θανάτου κρίσιμων κυττάρων – λόγω της γρήγορης συσσώρευσης μεταλλάξεων – σε ποντίκια που είχαν σχεδιασθεί γενετικά από βλαστοκύτταρα να γηράσκουν γρήγορα. Ο γενετικός σχεδιασμός βασιζόταν στο γονίδιο μιας ελαττωματικής πρωτεΐνης που δεν επιδιόρθωνε το DNA των μιτοχονδρίων, οργανιδίων που βρίσκονται μέσα στο κύτταρο και του χορηγούν ενέργεια για να κινείται, να διαιρείται και να εκκρίνει ζωτικά προϊόντα. Το αποτέλεσμα ήταν η αύξηση των λαθών του DNA όταν αντιγραφόταν, δηλαδή οι μεταλλάξεις που προκαλούσαν στη συνέχεια τον θάνατο του(-ων) κυττάρου(-ων), την απόπτωση όπως λέγεται.
Τα ποντίκια με την ελαττωματική πρωτεΐνη έδειχναν πολλά σημάδια της γήρανσης, όπως απώλεια τριχώματος, βάρους, μυϊκής μάζας, εξασθένηση των οστών, μείωση των κυκλοφορούντων ερυθροκυττάρων, ανοσοκυττάρων, αρσενικών γεννητικών κυττάρων κτλ. Τα συμπτώματα αυτά έγιναν έντονα λόγω της απώλειας κρίσιμων κυττάρων με την απόπτωση, των βλαστοκυττάρων ορισμένων ιστών τα οποία είναι ουσιώδη για την αντικατάσταση των διαφοροποιημένων κυττάρων που καταστρέφονται. Και αν τα βλαστοκύτταρα χαθούν, εξασθενεί και η ικανότητα αναγέννησης του ιστού ο οποίος με αυτόν τον τρόπο γηράσκει. H διατήρηση λοιπόν της ισορροπημένης μιτοχονδριακής λειτουργίας με πιθανά μελλοντικά φάρμακα θα μπορούσε να είναι μια ενδιαφέρουσα προσπάθεια αναχαίτισης της γήρανσης.
Οι παρατηρήσεις αυτές ουσιαστικοποιούν την κλασική εξελικτική θεωρία περί γήρανσης εξειδικεύοντας τον κλασικό ρόλο των μεταλλάξεων σε ειδικά και κρίσιμα για τη γήρανση κύτταρα. Από το πλαίσιο αυτό δεν μπορεί να απαλειφθεί βέβαια και ο ρόλος του ήπιου στρες ως χαρακτηριστικού ήπιας φυσικής επιλογής που ενεργοποιεί παράγοντες οι οποίοι αυξάνουν τη μακροβιότητα μέσα από τη ρύθμιση της ισορροπίας του κυττάρου, της επιδιορθωτικής διεργασίας του DNA, του μεταβολικού ρυθμού, του χαμηλού ισοζυγίου ενέργειας και της χαμηλής ρύθμισης ορισμένων πρωτεϊνών.
H μακροβιότητα λοιπόν του κάθε είδους είναι μια περίπλοκη και πολυπαραγοντική διεργασία που δύσκολα μπορεί να προβληθεί στην ύπαρξη ειδικών «γεροντογονιδίων». H συνεχής αποκάλυψη όμως σχετικών παραγόντων από το ερευνητικό μέτωπο των ζώων-μοντέλων μπορεί να μη διαφωτίζει πλήρως το σκηνικό της μακροβιότητας του ανθρώπου αλλά σίγουρα ρίχνει περισσότερο φως στην κατανόηση όχι μόνο της ζωής αλλά και του θανάτου· για να εκτιμάται δεόντως η ζωή, αλλά και να αντιμετωπίζεται ευθαρσώς η ματαιότητά της.
Ο κ. Σταμάτης N. Αλαχιώτης είναι καθηγητής Γενετικής και πρώην πρύτανης του Πανεπιστημίου Πατρών.
