Naturze nie zależy na wiecznym życiu jednostki. Brzmi to brutalnie, ale jesteśmy tylko przemijającym ogniwem w łańcuchu życia naszego gatunku. Mamy jednak wpływ na to, żeby nasza głowa, a my razem z nią, starzała się pomyślnie, czyli bez demencji i innych chorób wieku podeszłego. Procesy, jakie w ciągu życia przechodzi mózg – wyjaśnia dr Marek Jurgowiak.
Wywiad pochodzi z miesięcznika „Sens” 1/2025.
Zu Witkowska: Czym jest successful aging, czyli pomyślne starzenie się, w odniesieniu do mózgu?
Dr Marek Jurgowiak: Współczesna nauka i medycyna, badając mechanizmy starzeniowe, używają dwóch pojęć: starzenie pomyślne, czyli successful aging, i starzenie niepomyślne. Pierwsze odnotowujemy, kiedy jest ono nieobarczone poważnymi zaburzeniami czy chorobami. Na przykład tak starzała się Jeanne Louise Calment, najdłużej żyjąca na świecie osoba, która przeżyła aż 122 lata. Natomiast starzeniu niepomyślnemu towarzyszą różnego rodzaju choroby. W przypadku mózgu będą to: dysfunkcje, demencje czy najpoważniejsze choroba mózgu – alzheimer.
Przy czym chciałbym zwrócić uwagę, że użyłem wyrażenia „starzenie niepomyślne”, a nie „patologiczne”, bo używając takiego języka, musielibyśmy jednocześnie uznać, że jakaś część naszego życia jest patologiczna.
Starzenie natomiast jest czymś naturalnym, a nawet pożądanym z punktu widzenia ewolucji biologicznej. Sama przecież długowieczność to nic innego jak coraz dłuższa starość. Szansę dożycia 100 lat ma tylko jedna osoba na 10 tysięcy. Stulatków mamy naprawdę niewielu. W Polsce żyje ich zaledwie 4,5 tysiąca, we Francji – 21 tysięcy, w Japonii – ponad 70 tysięcy. Szanse dożycia 110 lat, czyli osiągnięcia wieku superstulatka, to jedna na 7 milionów osób.
Czy mózg starzeje się liniowo, czy może te procesy przebiegają raczej skokowo?
Byłbym skłonny do stwierdzenia, że mózg starzeje się liniowo, tak jak liniowo starzeje się cały organizm. Chociaż rzeczywiście są pewne punkty zwrotne, które starzeniu się towarzyszą. Na przykład wiemy, że po 35. roku życia ustaje synteza kolagenu, i to oczywiście jest jeden z elementów starzenia się naszego organizmu.
Odniosę się przy tym pytaniu do ważnej kwestii: otóż w języku polskim używamy jednego pojęcia „starzenie”. Natomiast w literaturze anglojęzycznej funkcjonują dwa pojęcia. Pierwsze to aging, czyli „starzenie chronologiczne”, związane z upływem czasu, drugie – senescence, oznaczające starzenie komórkowe, biologiczne. Ono jest po prostu wynikiem tego, że żyjemy. Żyje nasze ciało, nasza soma, do której należy również mózg. W momencie kiedy rozpoczynamy życie, następuje zarówno starzenie chronologiczne, jak i intensywny rozwój biologiczny ciała, a więc także mózgu, aż do osiągnięcia pełni rozwoju biologicznego około 20., a nawet 22. roku życia, kiedy to kończy się proces mielinizacji neuronów w korze przedczołowej. Po tym etapie następuje wejście w okres dorosłości, następnie osiągamy wiek średni, potem wiek zaawansowany. Obecnie medycyna od 65. roku życia lokuje nas w grupie wiekowej osób, które weszły w okres starości, początkowo wczesnej.
Mówię o tym dlatego, że te dwa typy starzenia, chronologiczne i biologiczne, nie zawsze idą ze sobą w parze. Przykładowo, dwie osoby 70-letnie są na tym samym etapie starzenia chronologicznego, ale mogą być na zupełnie innym etapie starzenia biologicznego: jedna rozkwita i zaczyna swoje drugie, a nawet trzecie życie, czasem płodząc jeszcze potomków, a inna wręcz powoli wyczekuje już nadchodzącej śmierci.
Czy starzenie się mózgu i całego ciała zaczyna się wtedy, kiedy kończy się rozwój, zatem około 22. roku życia, czy dopiero wraz z wejściem w okres starości?
Gdybyśmy odpowiedzieli jednoznacznie i wprost na to pytanie, odkrylibyśmy największą zagadkę życia, ponieważ dotknęlibyśmy istoty procesu starzenia. Dotąd powstało kilkadziesiąt teorii, które próbują tłumaczyć starzenie: teoria telomerowa, mitochondrialna, wolnorodnikowa, endokrynowa, teoria proliferacji komórkowej… I żadna z nich nie opisuje zjawisk starzeniowych w pełni, a jedynie cząstkowo. Oznacza to, że nadal nie mamy klarownego obrazu całego procesu starzenia. Bo proszę zobaczyć: nasz wczesny okres życia – od zapłodnionej komórki jajowej do urodzenia – a następnie okres dorastania, jest ścisłą realizacją konkretnego programu genetycznego, według którego następuje podział zapłodnionej komórki, rozwój zarodka, płodu i całego organizmu. Natomiast niezmiernie ciekawą rzeczą jest to, że już sam proces starzenia ścisłą realizacją programu genetycznego nie jest. Gdyby tak było, już byśmy odkryli pojedyncze geny, programy genetyczne lub mechanizmy biochemiczne, które sterują w sposób specyficzny starzeniem. A tak się do dziś nie stało. Przyjmujemy założenie, że wraz z trwaniem procesów życiowych nasze komórki tracą stopniowo potencjał życiowy. Następuje powolne zużywanie się organizmu, zaczynają postępować zmiany inwolucyjne.
I teraz może paść pytanie: po co w ogóle badać procesy starzenia, jeśli uznalibyśmy, że jest to powolne niszczenie komórek w aspekcie strukturalno-funkcjonalnym?
Otóż po to chcemy rozwikłać zagadkę starzenia, żeby móc zrozumieć wszelkie dysfunkcje, schorzenia, które starzeniu towarzyszą – nazywamy je chorobami wieku podeszłego. Jeśli poznamy istotę mechanizmów starzenia, poznamy też mechanizmy prowadzące do rozwoju tych chorób, wybitnie skracających nasze życie.
Czy starzenie się mózgu można cofnąć albo chociaż zatrzymać?
Starzenia cofnąć nie można. Możemy lekko hamować bieg niektórych procesów, ale nie możemy ich zupełnie zatrzymać.
Istotą rozwoju naszego organizmu jest dzielenie się komórek i ich specjalizacja. Nasz mózg to 86 miliardów komórek nerwowych, którym towarzyszy drugie tyle komórek glejowych. W przypadku tych pierwszych dosyć wcześnie dochodzi do utraty przez nie zdolności do dzielenia się. Można powiedzieć, uogólniając, że w mózgu przez całe życie mamy te same komórki nerwowe, które wykształciliśmy w młodości. Gdybyśmy wymieniali komórki nerwowe w mózgu, to gdzie przechowywalibyśmy pamięć, wspomnienia, emocje, które towarzyszą naszemu życiu? To wszystko musi być przechowywane właśnie w magazynie komórek nerwowych, od zjawisk fizyko-chemicznych po anatomiczne. Charakterystycznym zjawiskiem starzenia jest to, że komórki, które tracą potencjał podziałowy, mają przed sobą pewien określony czas życia i muszą umrzeć.
Ciekawostką jest to, że w komórkach starych organizmów aktywowany jest jeden z genów, który w młodości jest nieczynny: INK4A, kodujący białko p16. Aktywowanie tego genu powoduje zmniejszenie zdolności podziałowych wszystkich komórek organizmu, a zatem wyciszana jest również zdolność podziałowa komórek macierzystych w tkankach odnawiających się. Kiedy badano te zjawiska w warunkach hodowli komórkowej, myślano początkowo, że można by powyłączać pewne geny i będziemy wtedy żyć dłużej. Okazało się jednak, że co prawda ich wyłączenie spowodowało częstsze dzielenie się komórek, które jednak po pewnym czasie stawały się komórkami o potencjale nowotworowym.
Mówiąc krótko, nie da się wydłużyć naszego życia przez hamowanie tych genów supresorowych – trzymanie na wodzy dzielenia się komórek w starym organizmie chroni go przed nowotworami, które niechybnie lawinowo by się pojawiły.
Skoro możemy jedynie w pewnym stopniu hamować procesy starzenia, co możemy zrobić dla naszego mózgu, żeby przedłużyć jego sprawność?
Rzeczywiście, mamy tu pewną sprawczość. Istnieje kilka kluczowych czynników, które działają prewencyjnie. Są to: aktywność umysłowa, niskokaloryczna dieta, dostarczanie odpowiednich substancji z pożywieniem, aktywność fizyczna, sen i dbanie o relacje społeczne.
Japońskie przysłowie mówi, że starzeć zaczynamy się od momentu, kiedy przestajemy się uczyć, i rzeczywiście – warto się uczyć do końca życia. Aktywność umysłowa jest ważnym czynnikiem ochrony przed demencją i chorobami neurodegeneracyjnymi. Powoduje, że mózg ciągle pracuje, powstają nowe połączenia synaptyczne, rozbudowują się sieci neuronalne. Im więcej rozmawiamy, czytamy, uczymy się, tym aktywniej te zjawiska zachodzą. Utrzymywanie naszego potencjału intelektualnego jest istotne dla zachowania sprawności mózgu, przy czym zaobserwowano, że korzystne jest nie tylko czytanie, szachy czy łamigłówki, ale nawet pisanie ręczne, malowanie, rysowanie czy słuchanie muzyki.
Czy wiemy, dlaczego restrykcja kaloryczna opóźnia starzenie?
Ta kwestia została dobrze zbadana w warunkach laboratoryjnych i można powiedzieć, że jest to jedyna udokumentowana metoda na przedłużenie młodości nie tylko mózgu, ale całego organizmu. U myszy w ten sposób udaje się wydłużyć życie o jedną trzecią! Jeśli chodzi o ludzi, dobry przykład stanowi japońska wyspa Okinawa, która jest znaną enklawą długowieczności i gdzie odnotowano, że ludzie odżywiają się bardzo skromnie.
Istotą wpływu restrykcji kalorycznej na wolniejsze starzenie się jest spowolnienie metabolizmu. Im wolniej komórka żyje, a więc wolniej metabolizuje, tym dłuższe jej życie. Przykładowo, mysz żyje dwa lata, człowiek około 80. Mysz żyje 40 razy krócej od nas, ponieważ jej mitochondria, odpowiadające za przebieg metabolizmu, pracują 40 razy intensywniej.
Jedzenie z umiarem obniża metabolizm, co oznacza, że obniża się tempo pracy mitochondriów, a zarazem tempo produkcji wolnych rodników. Wolne rodniki powstające z tlenu w mitochondriach bardzo łatwo uszkadzają nasze DNA. Ten proces szczególnie intensywnie zachodzi w mózgu, bo jest on tkanką, która konsumuje największe ilości tlenu w organizmie. Mózg to 2 proc. masy naszego ciała, a zużywa ponad 20 proc. energii! Ponieważ mózg metabolizuje intensywniej od wielu innych tkanek, również starzenie mózgu dosyć intensywnie się przejawia. A zatem ograniczenie kaloryczności posiłków, nawet niewielkie, zmniejsza powstający stres oksydacyjny, ograniczając tym samym tempo starzenia się mózgu.
Restrykcja kaloryczna na poziomie komórkowym wywołuje efekty podobne jak w przypadku stosowania niektórych środków farmakologicznych – na przykład metforminy. Jest to lek przeciwcukrzycowy, który – jak pokazują różnorodne badania – spowalnia niektóre procesy starzeniowe. Zarówno przyjmowanie mniejszej ilości kalorii, jak i metforminy powoduje, że następuje blokowanie enzymu mTOR, co sprawia, że nawet jeśli komórka ma w otoczeniu różne ważne dla życia molekuły, aminokwasy, kwasy tłuszczowe, węglowodany, to nie korzysta z nich. Wchodzi jakby w stan letargu, uśpienia, wyhamowuje procesy życiowe.
Trzeba tu jednak dodać, że nie wystarczy po prostu mało jeść – trzeba też zwracać uwagę na to, co się je. W diecie bezwzględnie muszą znaleźć się wartościowe składniki. Potrzebujemy: żelaza, selenu, miedzi, cynku, aminokwasów, z których powstają neuroprzekaźniki, witamin z grupy B oraz NNKT, czyli niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych, których sami nie produkujemy, a z których powstają prostaglandyny istotne dla funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego.
Wśród działań przedłużających młodość wymienia pan aktywność fizyczną, ale czy nie podkręca ona metabolizmu, powodując tym samym powstawanie większej ilości szkodliwych wolnych rodników sprzyjających starzeniu?
Wprawdzie aktywność fizyczna może pobudzić na chwilę metabolizm, ale jednocześnie powoduje chwilowe dotlenienie mózgu, co jest dla niego dobre. Badania obrazowe pokazują, że po 20-minutowym spacerze mózg jest bardziej aktywny we wszystkich obszarach, a to pozwala nam lepiej uczyć się i lepiej funkcjonować. W tym przypadku korzyści zdecydowanie przewyższają ewentualne straty.
Mamy zatem aktywność fizyczną, ale z drugiej strony dla mózgu szalenie istotny jest sen. Żyjemy w XXI wieku pod nieustanną presją zadań do wykonania, co powoduje, że zarywamy noce. To błąd. Mózg bardzo silnie metabolizuje i podczas snu usuwa powstałe w tym procesie toksyny. Musi wyeliminować ze swojego wnętrza złogi i niekorzystne substancje, w tym na przykład białko amyloidowe, którego nasilone gromadzenie się obserwujemy w przebiegu choroby Alzheimera. Mało tego, w czasie snu mózg zużywa wielokrotnie więcej energii w postaci ATP (adenozynotrifosforanu, czyli głównego nośnika energii w organizmie) niż podczas czuwania, co świadczy o tym, że intensywnie pracuje – nie tylko oczyszcza się, lecz także regeneruje i buduje nowe sieci neuronalne, połączenia synaptyczne, poprzez które komunikują się neurony.
Jak to możliwe, że istnieje powiązanie między więziami międzyludzkimi a biologią?
To rzeczywiście zadziwiające, że coś takiego jak relacje, które, wydawałoby się, nie są czynnikiem biologicznym, mają wpływ na konstrukcję i funkcjonowanie naszego materiału genetycznego. Wynika to z tego, że nasze mózgi nie są przystosowane do życia w samotności. Są mózgami społecznymi, co oznacza, że są stworzone do życia w grupach. Ich funkcjonowanie i działanie ma sens o tyle, o ile komunikują się z innymi mózgami. Okazuje, że kiedy nie utrzymujemy relacji społecznych, to nawet telomery w naszych chromosomach bardziej się skracają, niż kiedy tworzymy więzi z innymi!
W badaniach przeprowadzonych w Kostaryce, na półwyspie Nicoya, który obok japońskiej Okinawy jest kolejną znaną enklawą długowieczności, zaobserwowano, że ludzie żyją dłużej, wcale nie mając lepszych parametrów zdrowotnych, jeśli chodzi na przykład o otyłość czy nadciśnienie. Okazało się, że materiał genetyczny mieszkających tam osób ma mniej uszkodzeń, i dowiedziono, że dla długowieczności tamtejszej populacji kluczowe są bliskie relacje i więź społeczna.
Znane są też inne badania, na przykład przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Glasgow, które pokazują, że brak więzi, szczególnie z osobami najbliższymi, niemal dwukrotnie zwiększa prawdopodobieństwo śmierci z jakiejkolwiek przyczyny.
Jakie są oznaki, że mózg nie funkcjonuje już tak dobrze jak kiedyś?
Kiedy mózg zaczyna szwankować, pierwszym symptomem jest zapominanie. Najpierw „wypada nam z głowy”, jak się nazywają na przykład przedmioty, a później zmiany te się pogłębiają i człowiek traci również pamięć bliską, nową; traci poczucie tożsamości, poczucie własnego człowieczeństwa. Przy czym tutaj zrobię krok wstecz, bo czym innym jest zapominanie celowe, a czym innym zapominanie związane z demencją. To zupełnie normalne, że mózg eliminuje słabsze, niekorzystne połączenia synaptyczne i sieci neuronalne – celowo zapominamy na przykład część zdobytej, a nieużywanej wiedzy. Nasza pamięć jest w pewnym stopniu tak ograniczona jak pamięć komputera. Celowe zapominanie pozwala nam iść do przodu i żyć. Czasem jest dobrze wiele rzeczy zapomnieć, szczególnie tych przykrych, traumatycznych.
Natomiast to, co promuje naszą większą szansę przystosowawczą, pozwalającą nam przeżyć, jest w mózgu znacznie silniej utrwalane i to zapominaniu celowemu nie podlega. Tak samo jak to się dzieje w przypadku kluczowych momentów naszego życia – zdrowa osoba nie zapomni dnia swojego ślubu, rozwodu czy okoliczności towarzyszących narodzinom dziecka. Zatem jeśli zaczynamy zapominać istotne dla nas kwestie: imiona, nazwiska, twarze, nazwy przedmiotów, pewne kluczowe w naszym życiu zdarzenia, starzenie często idzie w parze z demencją.
Pamiętajmy, że starzenie jest wytworem ewolucji biologicznej. Z jej punktu widzenia korzystna jest zmienność, bo pozwala nam przetrwać w niestabilnych warunkach środowiskowych. Naturze nie zależy na wiecznym życiu jednostki. Brzmi to brutalnie, ale jako jednostka jesteśmy tylko ogniwem w łańcuchu życia naszego gatunku.
Kiedyś nas nie było, teraz jesteśmy, w przyszłości nas nie będzie. A życie biologiczne jest dla nas, ludzi, największą tajemnicą wszechświata, w ogromie którego powstało wspaniałe źródło naszego człowieczeństwa – mózg homo sapiens.
Marek Jurgowiak, dr nauk medycznych, adiunkt na Wydziale Farmaceutycznym Collegium Medicum UMK, popularyzator nauki, profilaktyki zdrowotnej, autor podręczników, wykładowca akademicki, wiceprzewodniczący Rady Programowej Centrum Nowoczesności „Młyn Wiedzy”, autor artykułów naukowych i popularyzujących wiedzę biomedyczną.