Avainsana: parabioosi

Eteneekö vanheneminen tasaisesti vai harppauksin?

Vanhenemisen ajatellaan olevan itsestään etenevä prosessi. Monesti ajatellaankin, että vanheneminen etenee tasaista tahtia iän karttuessa. Mutta onko tilanne todella tämä? Vai tapahtuuko kehon vanheneminen itse asiassa harppauksin?

Vanheneminen ei aina ole niin tasaista kuin miltä näyttää. Kuva: Pixabay

Ikääntyminen alkaa heti syntymästä, vanheneminen noin kymmenvuotiaana. Vuosi vuodelta keho muuttuu, ja lopulta heikkenee ja haurastuu. Mikäli elämässä ei tule vastaan ylitsepääsemättömiä katastrofeja, kukaan tuskin huomaa vanhentuneensa kymmentä vuotta yhden yön aikana. Kehon vanheneminen saattaa kuitenkin edetä tasaisen tahdin sijaan harppauksin.

Biologisen vanhenemisen kolme käännekohtaa

Biologinen tutkimus on viime vuosina painottunut yhä enemmän yhden geenin tai proteiinin tutkimisen sijaan kaikkien geenien tai niiden tuottamien proteiinien yhtäaikaiseen tarkasteluun. Puhutaan ”omiikasta”, esimerkiksi proteomiikasta, jolloin suurennuslasin alla on kaikkien proteiinien muodostama vuorovaikutusverkosto. Näitä menetelmiä hyödynnetään yhä useammin myös vanhenemisen tutkimuksessa. Taustalla on tieto siitä, että tutkitut ilmiöt, kuten vanheneminen, eivät ole yhden geenin tai proteiinin takana.

Kun puhutaan biologisesta vanhenemisesta, vaikuttaa nykytietämyksen mukaan siltä, että vanheneminen ei etene tasaisella tai edes tasaisesti kiihtyvällä vauhdilla. Sen sijaan vanhenemisella on kolme käännekohtaa. Nämä ajoittuvat keskimäärin ikävuosiin 34, 60 ja 78. Tähän lopputulokseen on päädytty tutkimalla veren proteomiikkaa. Veren vaikutus vanhenemiseen on havaittu jo vuosisatoja sitten parabioosin kautta. Joskin yhä on epäselvää, mitkä veren ainesosat tarkalleen ottaen vanhentavat tai nuorentavat meitä.

Miehet ja naiset vanhenevat eri tavoin

Miesten ja naisten vanhenemisen eroja on pohdittu jo vuosikymmeniä. Naiset elävät miehiä pidempään, mutta toisaalta kohtaavat elämässään erilaisia haasteita, jotka voivat vaikuttaa kehon vanhenemiseen. Yksi tällaisista haasteista ovat vaihdevuodet, jonka hormonimuutokset on liitetty muun muassa lihasmassan ja -voiman vähenemiseen. Tuoreiden tutkimusten mukaan nämä vanhenemiseen liittyvät muutokset tapahtuvat itse asiassa jo menopaussin siirtymävaiheessa, eivätkä vasta vuosia menopaussin jälkeen.

Myös veren proteomiikkaa tutkittaessa havaittiin, että jopa kaksi kolmasosaa iän mukana muuttuvista proteiineista muuttuivat eri tavoin sukupuolesta riippuen. Tämä on mielenkiintoinen havainto, johon saadaan toivottavasti lisätietoa lähivuosina.

Veren proteiinit terveydentilan mittareina

Proteiinien määrän mittaamista verestä on jo pitkään käytetty terveydentilan ja sairauksien tunnistamiseen. Hyvä esimerkki tästä ovat veren lipoproteiinit, tai tuttavallisemmin HDL eli “hyvä kolesteroli” ja LDL eli ”paha kolesteroli”.

Veren proteiinien yhteys vanhenemiseen on kiinnostava uusi avaus. Veren proteiinien mittaaminen voikin olla tulevaisuudessa yksi keino määrittää kehon biologista ikää epigeneettisten kellojen ohella. Epäselvää kuitenkin on, edesauttavatko nämä proteiinit vanhenemista vai toimivat vain sen merkkiaineina.

Kuten muidenkin biologisten kellojen kanssa, myös veren proteiineihin perustuva iän mittaus voisi auttaa havaitsemaan ne henkilöt, joiden keho vanhenee syystä tai toisesta keskimääräistä nopeammin. Tällöin tilanteeseen voitaisiin mahdollisesti puuttua esimerkiksi terveellisten elintapojen ja liikunnan avulla.

Lähteet:

  • Lehallier, B., D. Gate, N. Schaum, T. Nanasi, S.E. Lee, H. Yousef, P. Moran Losada, et al. (2019). Undulating changes in human plasma proteome profiles across the lifespan. Nature Medicine 25, 1843-1850.
  • Villeda, S.A., K.E. Plambeck, J. Middeldorp, J.M. Castellano, K.I. Mosher, J. Luo, L.K. Smith, et al. (2014). Young blood reverses age-related impairments in cognitive function and synaptic plasticity in mice. Nature Medicine 20, 659-663.
  • Ostan, R., D. Monti, P. Gueresi, M. Bussolotto, C. Franceschi & G. Baggio. (2016). Gender, aging and longevity in humans: an update of an intriguing/neglected scenario paving the way to a gender-specific medicine. Clinical Science (London, England : 1979) 130, 1711-1725.
  • Juppi, H.K., S. Sipila, N.J. Cronin, S. Karvinen, J.E. Karppinen, T.H. Tammelin, P. Aukee, et al. (2020). Role of Menopausal Transition and Physical Activity in Loss of Lean and Muscle Mass: A Follow-Up Study in Middle-Aged Finnish Women. Journal of Clinical Medicine 9, 10.3390/jcm9051588.

Kiistellyt kantasolut – kudosten nuoruudenlähde

Ikääntyessä kudosten toiminta heikkenee. Yksi syy tähän on kudoksia korjaavien kantasolujen uusiutumiskyvyn heikkeneminen, jonka on ajateltu olevan myös vanhenemista ajava voima. Ikääntyminen vaikuttaa sekä kantasolujen määrään että laatuun – vanhat kantasolut eivät enää korjaa kudosta nuorien solujen tavoin. Tämän vuoksi kantasoluhoidot on nähty yhtenä varteenotettavana keinona ikääntymisen hidastamiseen tai jopa estämiseen.

Kantasolut toimivat kudosten vaihtopenkkinä – yhden solun väsyessä uusi korvaa sen. Kuva: Pixabay.

Verta, tai tarkemmin verensiirtoa, on pidetty yhtenä nuoruuden lähteenä jo vuosisatojen ajan. 1800-luvulla  kehitetty menetelmä nimeltä parabioosi on vahvistanut käsitystä tästä veren hämmästyttävästä kyvystä vielä tälläkin vuosituhannella. Parabioosilla tarkoitetaan kahden yksilön verenkiertojen yhdistämistä toisiinsa. Kun kokeissa yhdistettiin vanhan ja nuoren eläimen verenkierrot toisiinsa, ryhtyi vanhan eläimen keho toimimaan nuoren tavoin. Tämän havainnon mukaan verenkierron kautta välittyi tekijöitä, jotka ovat sidoksissa yksilön ikään, ja jotka voivat muuttaa toisen yksilön ominaisuuksia. Myöhemmissä tutkimuksissa on havaittu, että nuoren yksilön veressä tosiaan on molekyylejä, jotka muun muassa tehostavat kehon kantasolujen toimintaa. Juuri tämä kantasolujen uudelleenohjelmointi auttaa kudoksia pysymään nuorena.

Kantasoluista on moneksi

Kantasoluilla tarkoitetaan yleisesti uusiutumiskykyisiä soluja, jotka kykenevät erilaistumaan miksi tahansa aikuisen yksilön solutyypiksi. Kantasoluja on olemassa erilaisia. Mediassa eniten keskustelua herättävät alkion kantasolut, jotka voivat alkion kehitysasteesta riippuen muodostaa lähes minkä tahansa kudoksen. Myös aikuisilla on kantasoluja – niitä on vähäisissä määrin lähes kaikissa kudoksissa. Nämä aikuisen kantasolut voivat muodostaa vain tietyntyyppisiä, kyseisen kudoksen toimintaa tukevia soluja. Yksi esimerkki ovat lihaksen kantasolut, satelliittisolut, jotka pystyvät erilaistumaan lihassoluksi. Aikuisen yleisesti hyödynnettäviä kantasoluja ovat luuytimen solut, joita käytetään muun muassa leukemian hoidossa.

Vanhat kantasolut voidaan ’nuorentaa’

Kantasoluihin keskittyvä ikääntymismekanismi painottaa, että vanheneminen ei johdu soluihin kertyvistä virheistä, vaan pikemminkin kyvyttömyydestä korvata vaurioituneet solut uusilla, toimivilla soluilla. Ikääntyessä sekä kantasolujen määrä vähenee että niiden reagointi ympäristön viesteille muuttuu. Toisin sanoen, syystä tai toisesta vanhat kantasolut eivät enää ymmärrä korvata vaurioituneita soluja. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että kudosten kantasoluja voidaan ’nuorentaa’ muuttamalla solujen ympäristöä nuoren kaltaiseksi, jolloin myös kudoksen toiminta saadaan pysymään yllä. Tämä voidaan tehdä joko veriplasman tai jo tunnettujen, kantasoluja aktivoivien molekyylien avulla. Tilanne on vähän sama kuin antaisi kuulokojeen heikkokuuloiselle – yhtäkkiä viestit saadaankin perille ja kudos taas toimimaan. Toinen vaihtoehto on tuoda kehoon uusia, nuoria kantasoluja vanhojen tilalle.

Kantasolusiirto ei yksin riitä hidastamaan vanhenemista

Jotta kantasoluhoitoja voitaisiin hyödyntää ikääntymisen hidastamisessa, on vielä useita haasteita, jotka täytyy ylittää. Kantasolut eivät toimi koskaan yksin vaan aina vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa – tämän vuoksi pelkkä solujen istutus ei välttämättä takaa haluttua lopputulosta – myös maaperän on oltava otollinen. Selvitettäviä kohteita ovat myös kantasolujen lisääntymisen ja niiden erilaistumisen hallinta. Nuoruuden lähteen jäljille päästäisiin parhaiten tunnistamalla ne säätelijämolekyylit, jotka kykenevät nuorentamaan elimistön omia kantasoluja palauttamalla niiden kudoksia korjaavat kyvyt.

Lähteet:

  • Honoki K: Preventing aging with stem cell rejuvenation: Feasible or infeasible? World J Stem Cells 2017, 9(1):1-8.
  • Van Zant G, Liang Y: The role of stem cells in aging. Exp Hematol 2003, 31(8):659-672.
  • Rando TA, Wyss-Coray T: Stem cells as vehicles for youthful regeneration of aged tissues. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2014, 69 Suppl 1:S39-42.
  • Conboy IM, Rando TA: Heterochronic parabiosis for the study of the effects of aging on stem cells and their niches. Cell Cycle 2012, 11(12):2260-2267.
  • https://www.terveysportti.fi/xmedia/duo/duo12144.pdf