סיקור מקיף

אריכות ימים, חלק 4 כשהנשימה הורגת: רדיקלים חופשיים והזדקנות

ברשומה האחרונה סקרנו את התקצרות הטלומרים כאחד הגורמים האפשריים המביאים להזדקנות הגוף. עם זאת, הסקירה לא תהיה שלמה אם לא נבחן גם תיאוריה מעניינת אחרת בנוגע למקור ההזדקנות. זוהי תיאוריית הרדיקלים החופשיים.

בורג שנחשף לחמצן לאורך זמן. הרבה, הרבה זמן. מקור: ויקיפדיה.
בורג שנחשף לחמצן לאורך זמן. הרבה, הרבה זמן. מקור: ויקיפדיה.

ברשומה האחרונה סקרנו את התקצרות הטלומרים כאחד הגורמים האפשריים המביאים להזדקנות הגוף. עם זאת, הסקירה לא תהיה שלמה אם לא נבחן גם תיאוריה מעניינת אחרת בנוגע למקור ההזדקנות. זוהי תיאוריית הרדיקלים החופשיים.

לפי תיאוריה זו, אנו מזדקנים כתוצאה מביצוע בלתי-פוסק של הפעולה הבסיסית ביותר: הנשימה. כחלק מתהליך הנשימה, אנחנו צורכים חמצן. אנחנו חייבים אותו כדי לחיות, אבל העובדה העגומה היא שחמצן הוא אחת המולקולות האכזריות ביותר שאנו מכירים. הוא אוהב לחטוף אלקטרונים ממולקולות אחרות ולהרוס אותן. הוא עושה זאת טוב כל-כך, עד שבמדע הכימיה ניתן השם 'חמצון' לתיאור תהליך חטיפת אלקטרונים ממולקולה אחת לאחרת. החמצן הוא האחראי לכך שדפי ספר מתפוררים לאחר שנים רבות של חשיפה לאוויר, והוא מסוגל להפוך גוש ברזל מוצק לאבק חלודה. קורבן שינשום חמצן טהור במשך שעות רבות יפתח קשיי נשימה, וכאשר נחשפו פגים באינקובאטורים לריכוז גבוה של חמצן טהור, הם התעוורו מכיוון שהגז חרך את הרשתית בעין. ההסבר לכל התופעות הללו הינו שחמצן יוצר רדיקלים חופשיים כחלק בלתי-נמנע מתהליך הנשימה, ואלו פוגעים בתאים.

רוצים לראות איך הקטלאז עובד? קחו כבד עוף (רצוי טרי, חם ומדמם קלות), מעכו אותו לעיסה, וטפטפו מעליו כמה טיפות של מי חמצן. מי החמצן מכילים ריכוז גבוה של רדיקלים חופשיים, והקטלאז שבכבד יפרק אותם במהירות לחמצן ומים רגילים – והתמיסה כולה תתחיל לתסוס ולשחרר בועות חמצן. מקור: ויקיפדיה.
רוצים לראות איך הקטלאז עובד? קחו כבד עוף (רצוי טרי, חם ומדמם קלות), מעכו אותו לעיסה, וטפטפו מעליו כמה טיפות של מי חמצן. מי החמצן מכילים ריכוז גבוה של רדיקלים חופשיים, והקטלאז שבכבד יפרק אותם במהירות לחמצן ומים רגילים – והתמיסה כולה תתחיל לתסוס ולשחרר בועות חמצן. מקור: ויקיפדיה.

לפי תיאוריית הרדיקלים החפשיים, הזקנה נגרמת כתוצאה מהנזק המצטבר שמולקולות אלו גורמות לתאים במהלך השנים. אנחנו יודעים בוודאות שרדיקלים חפשיים מזיקים לתאים, ושהנזק שהם גורמים נפוץ יותר בעת זקנה. יתירה מכך, הרדיקלים החפשיים גורמים למוטציות – הדנ"א של כל תא אנושי סופג כעשרת-אלפים פגיעות חמצוניות מדי יום, שרובן אמנם מתוקנות, אבל חלקן נשארות באשר הן. לעכברים זקנים יש בערך 2 מיליון מוטציות בכל תא. לעכברים צעירים יש רק חצי מזה. המוטציות יכולות להרוג את התא, להפוך אותו לסרטני או אפילו לפגוע בזרעונים ובביציות ולהעביר את המוטציות לדור הבא.

בקיצור, אין ספק שרדיקלים חפשיים אינם חומרים שאנחנו רוצים להיתקל בהם בסמטה חשוכה. אבל האם הם הסיבה העיקרית להזדקנות? על כך עדיין אין קונצנזוס. קיימים ניסויים מעניינים כגון אלו בהם הוחדר לעכברים קטלאז – גן אנושי המפרק רדיקלים חופשיים בתוך התאים. העכברים זכו בתוספת אריכות ימים של 15% בערך, בעיקר מכיוון שמחלות לב וקטרקטים פגעו בהם בשלב מאוחר יותר בחיים. הקטלאז הגן על השרירים ועל כלי הדם מפני הרדיקלים החופשיים. וזה נחמד, אבל צריך לזכור תמיד וכל הזמן שלא מדובר ב- 15% מאורך החיים האנושי – כלומר, יותר מעשר שנים – אלא ב- 15% מאורך החיים העכברי. כלומר, מספר חודשים. פתאום זה נשמע הרבה פחות מרשים, נכון? וחוץ מזה, מה בסך-הכל עשו? הכניסו את הקטלאז האנושילעכברים!

 

אנחנו יכולים לראות שגם בטבע, בע"ח ארוכי חיים עמידים במיוחד לרדיקלים חופשיים, כנראה באמצעות גנים שנקראים סופראוקסיד דיסמוטאזות. זוכרים את הזבובים שהושבחו לחיים ארוכים? מסתבר שאצלם היתה קיימת גרסה חזקה במיוחד של סופראוקסיד דיסמוטאז. חמש פעמים חזרו על הניסוי הזה, ובכל פעם גילו שקבוצת האנזימים הזו תוגברה אצל הזבובים מאריכי-החיים. בניסוי אחר, הנדסו זבובים גנטית כך שיבטאו בנוירונים שלהם את הסופראוקסיד דיסמוטאז האנושי – שכפי הנראה יעיל יותר מזה של הזבובים. אורך החיים של זבובים אלו עלה ב- 40%. תוצאות דומות התקבלו גם בתולעים.

הכפפה מושלכת

אחד האנזימים ממשפחת הסופראוקסיד דיסמוטאזות. התרופה לחיי הנצח, או רעל קטלני? המקור: ויקיפדיה.
אחד האנזימים ממשפחת הסופראוקסיד דיסמוטאזות. התרופה לחיי הנצח, או רעל קטלני? המקור: ויקיפדיה.

והנה לכם שאלה. בהנחה שהטיפול בהנדסה גנטית עצמה בטוח לגמרי: האם אתם מוכנים שיחדירו לתוך התאים שלכם עותק נוסף או שניים של סופראוקסיד דיסמוטאז?

לא אתפלא אם חלק מהקוראים יהנהנו בראשם בהסכמה כתשובה לשאלה. כולנו רוצים לזכות בחיי נצח. אבל במקרה הזה, לפחות, הייתם עושים טעות גדולה. מזה שנים ידועות באדם מוטציות בגן הסופראוקסיד דיסמוטאז 1, שגורמות לאנזים להיות היפראקטיבי ולעבוד יותר מהרגיל. היינו מצפים שבני-אדם מוטנטיים כאלו יחיו עד גיל 120 ומעלה, אבל הם מתים בסביבות גיל החמישים ממחלת ניוון עצבים אכזרית המביאה לשיתוק כללי ולמוות. באמריקה נקרא הסינדרום 'מחלת לו גריג', על שם שחקן הבייסבול הידוע שמת ממנה.

למה אנזים כל-כך מועיל בדרך-כלל, מביא למחלה כל-כך קשה כשהוא מבוטא ביתר? התשובה הפשוטה היא שאף אחד לא יודע. יש הרבה ניחושים, ואחד הטובים הוא שיש לסופראוקסיד דיסמוטאז תפקיד נוסף בשמירה על מבניהם של תאי העצב. יתכן שה- SOD1 משחק תפקיד גם בתסמונת דאון, שם יש לילד שלושה עותקים של הגן המקודד לאנזים זה, והתוצאה בין היתר היא פיגור שכלי.

אני מקווה שאתם מבינים עכשיו יותר טוב למה צריך כל-כך להיזהר לפני שאנחנו מציעים טיפולים חדשים שלא נבדקו מעולם. הגוף הוא מערכת מורכבת ומסובכת, ושינוי של גן אחד בודד יכול להוביל לתוצאות הרסניות.

 

ומה לגבי התרופה הנהוגה ביותר כנגד הרדיקלים החופשיים: נוגדי החמצון? רבים מאמינים כי נטילת נוגדי חמצון יכולה לסייע בטיפול ברדיקלים החופשיים, אך נכון להיום קשה למצוא הוכחה טובה לכך שטיפול זה מביא להארכת ימים משמעותית. אם כבר, המצב הפוך: נטילה מוגזמת של נוגדי חמצון יכולה דווקא לפגוע בבריאות.

עוד ארוכה הדרך

איני אוהב להיות נביא הזעם של החדשות הרעות, אך האמת המרה היא שטרם התגלו טיפולים בדוקים בבני-אדם להארכת חיים. מעבר לכך, איננו בטוחים אפילו מהן הסיבות האמיתיות מאחורי תופעת ההזדקנות, לא כל שכן כיצד למנוע אותן.

ברגע שנדע מהי הסיבה האמיתית להזדקנות – רדיקלים חופשיים, התקצרות הטלומרים, או כל סיבה אחרת – נוכל לטפל בה באופן ממוקד. את התקצרות הטלומרים ניתן למנוע באמצעות טיפולים מבוקרים וזהירים בהנדסה גנטית שתביא להפעלת הטלומראז בגוף, אך באופן זמני בלבד כדי שלא לשבש את מנגנוני התאים. יתכן שאפשר להילחם באופן דומה גם ברדיקלים החופשיים, על-ידי יצירה מוגברת של אנזימים המפרקים אותם.

איני רוצה להישמע אופטימי מדי. גם אם נחשוף ונפענח את כל הסיבות להזדקנות, יעברו עוד עשורים רבים בטרם נוכל להתמודד עמן ביעילות. ראינו עד כמה מורכבת היא מערכת ההפעלה של הגוף, וכמה עלינו להיזהר מלשחק עמה בעיניים עצומות. אך החששות הללו אינם צריכים להעיב על הנקודה הסופית: ההזדקנות הינה תהליך מולקולארי המתרחש בגוף, ואין שום סיבה שלא נוכל למנוע אותו בעתיד. לשם כך נצטרך 'רק' לצאת חוצץ כנגד מאות מיליוני שנות אבולוציה, שעיצבה את גופינו להיות בני-חלוף. בכך נמשיך את תהליך המרידה בטבע שהחל כאשר השתמשנו באבנים חדות במקום טפרים, וניצלנו את כוחה של האש לרכך בשר, כתחליף לשיניים החדות בהן ניחנו טורפים אחרים.

האם יגיע היום בו נצליח לעכב ואף לעצור את תהליך ההזדקנות?

שאלה זו מיותרת מבחינתי. יום זה אכן יגיע, בכך אין לי ספק.

השאלה החשובה יותר, עבורי ועבור כולנו, היא מתי.

עוד בנושא באתר הידען:
סדרת "אריכות ימים" מאת ד"ר רועי צזנה
אריכות ימים – חלק ראשון: הדרך לחיי נצחחלק שני – האבולוציה שהרגה אותי
לעצור את המוות – חלק שלישי בסדרת ,אריכות חיים": הרעב לחיים
אריכות ימים, חלק 4 כשהנשימה הורגת: רדיקלים חופשיים והזדקנות
להרחיק את המוות: תיאוריית הטלומרים. מאמר חמישי בסדרת אריכות הימים

לקראת חיי אלמוות מאת ד"ר אהרון האופטמן

12 תגובות

  1. אגב, למה תולעים ?
    אורך חיים קצר במיוחד מאפשר בדיקת שינויים באורך החיים בזמן סביר.
    ניסויים דומים בבעלי חיים יותר מפותחים יותר עלולים לספק תוצאות לנינים שלנו P:

  2. "אולי…",

    לא כל כך מסובך.
    הונדסו להן תולעים ללא יכולת יצור אנזימים בעלי תכונות אנטיאוקסידנטים. על פי התאוריה שזיקנה היא תוצאה של חימצון, פחות אנטיאוקסיטנטים = יותר נזקי חימצון = הזדקנות מהירה יותר = חיים קצרים יותר.

    הפלא ופלא, אורך החיים של התולעים לא השתנה ובמצבים מסויימים אך התארך ב 30% (כאשר רק גן SOD אחד כובה).

    מכיוון שהתאוריה של "הזדקנות נגרמת ע"י חימצון" נמצאת בסטירה עם התוצאות. היא או לא שלמה או שגויה. כמובן שאין פה הוכחה לכלום במיוחד שאנחנו לא תולעים. אך המדע לא מתקיים על הוכחות אלא על חוסר יכולת להפריך תאוריה. ותוצאות ניסוי זה בהחלט תוחבים מקל בגלגלי התאוריה המדוברת. כל זה קרה לפי מיטב זכרוני ב 2006, אני לא מוצא ממש המשכיות לקו מחקר זה.

  3. אגב, מי לימד אותך ותירגם אותך לשפה שונה? לא הבנתי
    בעצם עזוב זה גם לא מעניין

  4. משה, מצטער על התגובה החריפה, בעיקר ובמיוחד על המשפט האחרון, פשוט הייתי מעדיף שתחכים ותחכמני מאשר תתרגמני.
    מכל מלמדיי השכלתי, אפילו אם הם רק מתרגמים אותי לשפה שונה.

  5. משה משה משה, אינשאללה ימשו אותך מהאתר, קראתי את כל הכתבה בשפה קשה ושבירת שיניים ומה שמצאתי הוא זה שמישהו אומר ש: "יש מצב שאולי אנחנו לא יודעים הכל"…
    את זה ידענו גם לפני זה, אם אתה נותן מאמר באנגלית, לפחות תוודא שאין את אותו המאמר בעברית, או את אותן התשובות שאתה מתיימר להביא, מספר מועט של תגובות לפני כן..
    הבאתי לינק שמכסה את כל מה שאמרת ואפילו יותר, למה? למה?? למה?????? למה בזבזת את חיי???
    בזבזת לי חמש דקות מהחיים, אני מקווה מאוד שאלו לא דקות חשובות, ואם הן כן, אלוהים יסלח לך, כי אני לא.
    אני לא גאון, אני לא חכם, אני טיפש מטופש שיודע לקרוא, ואם אני רואה לינק כלשהו – אני נכנס כדי לבדוק על מה מדובר.
    במקרה שלנו, הלינק היה 2 או 3 תגובות מעלייך, איייי אייי אייי אלוהים שייקח אותי או אותך, רק שלא ישאיר אותנו ביחד.

  6. אני מניח שקורצוויל טוען שבהינתן מחשב מספיק חזק, שיכול גם לכתוב את התכנה שלו, אין בעייה מיחדת ליצור סימולציה מלאה של האורגניזם האנושי, על עשרות סוגי התאים שמרכיבים אותו, מאות האברים וסוגי הרקמות, עשרות אלפי החלבונים, הגנים ומקטעי הRNA, מאות אלפי סוגי החיידקים שמאכלסים את הגוף האנושי בדרך כלל, מיליארדי הנוקלאוטידים של ה-DNA וטריליוני הקשרים בין תאי המוח. כך אפשר יהיה לדעת בדיוק איך אפשר לכוונן את הגוף, אילו גנים יש לשנות ואיך אפשר ליצור אופטימיזציה של חלבונים מסויימים וליצור אדם על.

    עד אז, נישאר עם החוויה המיוחדת במינה של כתיבת הודעות ב"הידען" בחלונית שמכילה שתי שורות בלבד.

  7. הרהרתי לי, אם ההנחה היא שכושר גופני מאריך חיים(או שומר על איכותם), והזדקנות מקצרת חיים(או פוגעת באיכותם) יש כאן סתירה חזקה…
    באימון גופני נושמים יותר, כלומר צורכים יותר חמצן.
    ברגע הזה פניתי לד"ר גוגל והוא הפנה אותי לד"ר אחר:

    http://www.wingate.org.il/Index.asp?ArticleID=3667&CategoryID=635

    מסתבר שצריך איזון מסויים בפעילות הגופנית והתאמתה עם תזונה נכונה.
    מה עדיף? חיים ארוכים עם משטר תזונה וכושר קפדני או לאכול ולשתות כי מחר נמות?
    טוב יאללה, החלטתי לרוץ לפאב הקרוב.

  8. רועי! מה עם קורצוויל והטענה שלו שננו טכנולוגיה תעשה את העבודה כבר בעשרים שנים הקרובות? האיש חזה בבירור, תהליכים שנים רבות לפני שפרויקטים כמו המוח הכחול קמו. אני יודע שאתה בקיא בחזון הסינגולריות.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן