Forskning och Medicin

Åldrandet syns i molekylerna

Det kan bli svårt att göra något åt den maximala livslängden. Men att få till ett friskare åldrande kanske inte är omöjligt om man lär känna åldrandets mekanismer. Ledtrådarna finns i bl a mitokondrier och kromosomernas telomerer.
Kromosom 16. Telomererna (blå) skyddar DNA.
Världens hittills äldsta person blev 122 år. Det berättas om henne att hon cyklade och motionerade, hade ett glatt sinnelag och åt choklad och olivolja varje dag.

— Hon slutade röka när hon var 117 år, säger Nils-Göran Larsson, professor i mitokondriell genetik vid Karolinska Institutet och direktör vid Max Plancks institut för åldrandeforskning i Köln.

Han ler lite underfundigt, för visst är det svårt att förstå hur man ska leva för att bli gammal.

— Varje individ kan påverka sitt åldrande genom att undvika rökning och övervikt och genom att se till att motionera. Det är helt klart att motion påverkar mitokondriefunktionen i musklerna, säger han strax därpå.

Sedan börjar han tala om kalorirestriktion där forskning har visat att djur som lever på svältgränsen får ett längre liv än artfränder som får äta sig mätta. Det är inte vetenskapligt belagt att detta också gäller människor, men även om så är fallet är det inget som Nils-Göran Larsson själv är beredd att göra.

— Det finns ju något som heter livskvalitet.

Det är väl just här som han vill göra skillnad med sin forskning. Att förlänga den maximala livslängden tror han inte är möjligt, i alla fall inte med särskilt många år.

— Det finns demografiska beräkningar som visar att även om vi botar all cancer och all hjärtkärlsjukdom så skulle människan bara leva några år längre ändå. Mitt mål är inte att förlänga livet. Jag vill göra ett normalt åldrande friskare.

Han är övertygad om att man bara kan nå dit genom att gräva på djupet av de molekylära mekanismer som äger rum i cellen. Själv har han fördjupat sig i mitokondrierna, de små organellerna i cellen som populärt brukar kallas för cellens kraftstationer.

I mitokondrierna omvandlas energi till ATP som driver cellulära processer. Mitokondrien har sin egen arvsmassa, mtDNA, som är avgörande för mitokondriens funktion.

Nils-Göran Larsson och hans grupp i Sverige var först med att experimentellt påvisa en koppling mellan mitokondriefunktion och åldrande hos möss. Genom att byta ut aminosyror i ett enzym som behövs vid kopieringen av mtDNA skapade de en mus som drabbas av mutationer i mtDNA upp emot fem gånger snabbare än normalt.

— Vi såg att mössen fick ålderssymtom som håravfall, hörselnedsättning och benskörhet redan efter några månader. Vi kan alltså skapa en modell för åldrande. Men det betyder ju inte att normalt åldrande enbart beror på detta, det har sannolikt multipla orsaker. Mitokondriefunktionen försämras helt klart när vi blir äldre men frågan är hur stor del av åldrandet det är.

Hjärtsvikt och muskelsvaghet


Defekta mitokondrier kan leda till muskelsvaghet och hjärtsvikt och mitokondrierna har betydelse för elektrisk signalering i nervceller. Nils-Göran Larsson har visat att betaceller med rubbad mitokondriefunktion inte kan läsa av blodsockerkoncentrationen vilket påverkar insulinfrisättningen. Mitokondrie-DNA kodar för 13 proteiner som alla är viktiga för mitokondriernas funktion och produktionen av energi i den sk andningskedjan.

— Men det ingår hundra proteiner i andningskedjan och resten kodas i cellkärnan. Vi försöker förstå hur det här fungerar molekylärt. Det är väldigt lite studerat trots att de har en central process i cellen som har betydelse för sjukdomar och åldrande. Vi måste förstå hela det inre maskineriet för att förstå åldrandet.

Samtidigt som de allra minsta detaljerna är avgörande gäller det att också se den stora bilden.

— För att förstå åldrande måste vi tänka evolutionärt, och då är vi som individer ganska ointressanta efter att vi tagit hand om vår avkomma. Att människor lever tills de blir 80-90 år, det är egentligen artificiellt liv som vi har skapat genom en skyddad omgivning med god hygien, sjukvård och god tillgång till mat. Att vi har så mycket åldrandeproblem beror på att det inte funnits någon evolutionär selektion för att hålla kroppen i form vid hög ålder.

Nedsatt mitokondriefunktion har betydelse både i själva åldrandeprocessen och vid flera olika åldersrelaterade sjukdomar, t ex Parkinsons sjukdom. Vid normalt åldrande skadas mtDNA och ansamlas i vissa celler, bl a i de nervceller som producerar dopamin i mitthjärnan. Energiproduktionen i cellen hämmas med celldöd som följd.

Det här kan vara en del i utvecklingen av Parkinsons sjukdom. Med en ny musmodell har Nils-Göran Larsson och hans svenska grupp lyckats slå ut funktionen hos mtDNA just i dopaminneuron. Forskarna har konstaterat att dethär ger en parkinsonliknande sjukdom hos djuren.

Kortare telomerer med åldern


Ett enkelt test för att förutspå hur snabbt man åldras? Tanken är inte alltför avlägsen sedan företag nu har erbjudit sig att mäta telomerlängden som indikation för biologisk ålder och hälsostatus. Telomerer är de yttersta strukturerna på kromosomerna, med uppgiften att skydda DNA.

Vid varje celldelning förkortas telomererna vilket innebär att cellerna har en begränsad livslängd. Telomerlängden skulle alltså kunna vara en indikation på hur snabbt den molekylära klockan tickar och hur länge vi får leva.

Men Göran Roos, professor i patologi och telomerforskare vid Umeå universitet, är mycket skeptisk.

— Jag tror inte på det. Man har tillräckligt med telomerer kvar när man är 100 år i alla fall. Det är dessutom för stor variation mellan individer för att man ska kunna se ett samband. Och de som från början har särskilt långa telomerer har ofta en hastighet på förkortningen
som är högre än hos andra. Det här är
inte så enkelt, säger han.

Enzym kan förlänga


Han pekar också på att ålderskrämpor ofta kommer i vävnader där omsättningen av celler inte är så väldigt snabb, t ex leder. Där har man inte heller förlorat så mycket telomerer. Telomerlängden påverkas också av tillgången till enzymet telomeras som kan förlänga telomererna.

— Möss som helt saknar telomeras tappar hår, får blodbrist och blir sterila. I de flesta vanliga celler är telomeraset inaktivt. Men i tumörer aktiveras det och det innebär att tumören kan leva för evigt.

Elizabeth Blackburn var en av dem som upptäckte telomerassystemet och för det tilldelades hon nobelpriset 2009. Hon är också en av grundarna i ett av de företag som arbetar för att ta fram diagnostik baserad på telomerlängden.

Hon ser det som ett bra sätt att få kontroll på hälsan eftersom det finns statistiska samband mellan kort telomerlängd och risk för sjukdomar som hjärtkärlsjukdom, diabetes och vissa cancersjukdomar. Det finns också kopplingar mellan stress och telomerlängden.

— Ja, aktiviteten i telomerassystemet kan påverkas av livsstil. Fysisk aktivitet påverkar telomerlängden och vi har sett att feta kvinnor har kortare telomerer. Men jag tror att det här bara är en biomarkör för andra processer. Överviktiga får ju även andra förändringar i t ex blodfetter, säger Göran Roos.

Författare: Karin Nordin
Fotograf: IBL Bildbyrå/Science Photo Library

Kommentera:

Kontakta redaktören
Senast uppdaterad: 2011-11-10
Vetenskapsrådets webbplats

Forskning & Medicin är en tidning från Vetenskapsrådetlänk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster, ämnesrådet för medicin och hälsa i samarbete med de medicinska fakulteterna.