Loomad selgitavad teadlastele tervise ja pika eluea saladusi


Loomad selgitavad teadlastele tervise ja pika eluea saladusi
Foto: Imeline Teadus

Arctica islandica ehk islandi hiilakarp võib olla üle 400 aasta vanune, Grööni vaalad ujuvad rõõmsalt kuni 200aastastena jääkülmas Arktika vees, kakkpapagoid tähistavad oma 90aastast sünnipäeva ja paljastuhnurid elavad kümme korda vanemaks kui sama suured hiired.

San Antonios asuva Texase ülikooli terviseteaduse keskuse bioloog Steven Austad otsustas need vanad loomad nimetada piiblis mainitud vanima mehe järgi "Metuusala loomaaiaks".

Steven Austad peab vanu loomi teadusmaailmas vananemise teema uurimisel kasutamata potentsiaaliks ja leiab, et meil on palju õppida loomaliikidelt, kes loomulikul moel elavad teistega võrreldes väga vanaks.

Vananemisprotsesside uurimine keskendub tavaliselt ümarussidele, äädikakärbestele, hiirtele ja rottidele, kes kõik on väikesed ja lühikese elueaga. Teadlastel on nendega lihtne laboratooriumis töötada ja oma uurimistöö hüpoteese kiiresti järele proovida.

Need loomad on andnud meile ohtralt teavet rakulistest ja molekulaarsetest mehhanismidest, mis tingivad inimese vananemise. Steven Austad leiab, et Metuusala loomaaia asukatel on ehk võrreldes traditsiooniliste laboratooriumiloomadega veelgi enam teavet pakkuda.

Ta ise uurib mitut "metuusala" liiki, et paljastada nende bioloogilisi saladusi ja soovitab ka teistel teadlastel seda teha.

Vananemise protsess on jätkuvalt müsteerium

Kõik loomad vananevad üldjoontes samamoodi. Vastupanuvõime haigustele väheneb. Liigesepõletik, kehv kuulmine ja kae on vananemise ustavad kaaslased paljude inimeste, aga ka kõrges eas hobuste, koerte ja hiirte puhul.

Loomad vananevad aga erineva kiirusega ja vahest on seda selgelt märgata ka sama liigi siseselt: väikesed koerad vananevad aeglasemalt ja elavad kauem kui suured koerad ja ka inimeste puhul võib täheldada, et mõned elavad keskmisest vanemaks.

Vähemalt 100aastaseks elanud inimese õdedel ja vendadel on 8-17 korda suurem tõenäosus elada 100aastasteks kui teistel inimestel.

Selleks, et elada 100aastaseks, ei piisa reeglina vaid tervislikest eluviisidest – sul peavad olema ka õiged geenid. Viimastel aastakümnetel on teadlased tuvastanud üle 200 geeni, mis mõjutavad näiteks ümarusside ja äädikakärbeste eluea pikkust ja üle 20 geeni, mis pidurdavad vananemisilmingute teket hiirtel või võimaldavad neil pikemalt elada.

Vaatamata nendele suurepärastele avastustele leiab Steven Austad, et teadlased ei mõista veel tegelikult vananemist tingivaid protsesse. Noorest hiirest saab kahe aastaga vana hiir, samas kui kaheaastane paljastuhnur (uudise juures pildil) on alles oma nooruse kevades ja vanaks saab teda alles kahekümne aasta pärast nimetada. Teadlastel pole aga aimugi, miks see nii on.

Nad ei tea ka seda, miks inimese silmaläätsed suudavad kuni 50 aasta vanuseni kaele vastu panna, aga hiir peab juba kahe aasta vanuselt kaega leppima. Teadlased ei tea ka seda, miks paljudel kümneaastastel koertel on liigesepõletik, samas kui inimene ja elavant suudavad sellest hoiduda kuni 30aastaseni või kauemgi.

Steven Austad loodab jõuda vananemisprotsesside mõistmisele lähemale erineva vanuseni elavate loomade rakkude võrdlemise teel.

Kõrge eluiga pole ilmtingimata eesmärk omaette. Vanadus pole sugugi meeldiv, kui samaaegselt tuleb võidelda dementsusprobleemidega, pidevate vaevustega, nüristunud meelte ja liikumispuudega.

Enamik inimesi soovib loomulikult head tervist kogu elueaks. Seepärast on tähelepanuväärne, et Metuusala loomaaia loomad vaatamata auväärsele eale ei kannata viljakusprobleemide, vereringe- ja südamehaiguste ega puusaliigese probleemide käes.

200aastane grööni vaal pole vanadekodusse ujunud. Vastupidi, tema immuunsüsteem, aju, vereringe ja lihased on vaatamata kahesajale aastale Arktikas elamisele ilmselgelt tippvormis. Võimalik, et saladus peitub selles, et grööni vaal peab igapäevaselt võitlema parasiitide, nakkushaiguste, röövloomade ja toidupuudusega.

Karbid jutustavad 18. sajandi ilmaoludest

Bioloogid on juba ammu teadnud, et suured loomad elavad kauem kui väikesed, seega pole üllatav, et grööni vaal kuulub Metuusala loomaaeda.

Vastupidiselt on üllatav, et vanimad gööni vaalad on sündinud 18. sajandi lõpus ja on kõikidest teistest imetajatest rohkem kui kaks korda vanemad.

Bioloogid on vaalade vanust määrates lähtunud vanadest harpuuniotstest, mis on surnud isenditelt leitud, ja vaala silmade valkainete muutustest. Vaalad ei oma aga loomade vanuserekordit. See kuulub hoopis limuste hõimkonna loomade klassi karpidele.

Aastaringide lugemise ja merikarbi sisu radioaktiivse süsiniku meetodil vanuse määramisega on bioloogidel võimalik kinnitada, et Atlandi ookeani põhjapoolses osas leiduvad islandi hiilakarbid võivad elada 400 aasta vanuseks.

Süvavee hiidaustrid Neopycnodonte zibrowii võivad tõenäoliselt veelgi vanemaks elada – selle karbi isotoopilise koostise uuringud on näidanud, et see võib elada muljetavaldava 500 aasta vanuseks.

Need ürgvanad karbid on nagu elavad ilmaolude logiraamatud. Nendest karpidest selgub, et perioodil 1766-1780 olid leebed ilmaolud ja neis sai täheldada ka 1815. aastal Mount Tambora tohutu vulkaanipurske jälgi. Pealtnäha ei vanane karbid pärast 25. eluaastat enam üldse. Inimese seisukohast vaadatuna on muidugi küsitav, kui huvitav on elada 400-500 aastat külmas merepõhjas täielikus pimeduses ja filtreerida mereveest väikeorganisme.

Karpide eluea suudavad ületada üksnes "surematud millimallikad" Turritopsis nutricula, kes on suutelised aega tagasi kerima ja minema tagasi noorepõlve polüübistaadiumisse pärast suguküpseks saamist ja veemassiivides pikalt ringi ujumist.

Turritopsis nutricula vananeb ja taasnooreneb lõpmatuseni – seda muidugi teoorias, sest tedagi ähvardab ärasöömise oht röövloomade poolt või haigustele allajäämine. Siiani pole keegi millimallikaid pikemat aega jälginud, nii et bioloogidel pole aimu, kas ta ka reaalselt on oma petlikku hüüdnime väärt.

Steven Austad avastas hiljuti, et islandi hiilakarbi pika eluea tingib selle rakkude vastupanuvõime hapnikuradikaalide kahjustavale mõjule. Hapnikuradikaalid tekivad looma hingamisel ja need võivad kahjustada DNAd, valke ja teisi elutähtsaid molekule.

Islandi hiilakarbid on kõigusoojased aeglase ainevahetusega loomad, aga linnud ja imetajad on püsisoojased loomad, kes peavad pidevalt hoidma kõrget kehatemperatuuri. Viimastel on palju kiirem ainevahetus ja seetõttu ohustavad neid palju suuremad hapnikuradikaalide kahjustavad riskid.

Kiire ainevahetus tähendab ka seda, et loomad peavad palju sööma ja kulutama palju aega toidu otsimisele. Kui nad oma pelgupaigast välja tulevad, ohustavad neid nii röövloomad kui haigused, mis suurendavad nende suremust.

Bioloogid on aastaid arvanud, et ainevahetus määrab loomade eluea. Selle teooria kohaselt peaks väikesed loomad elama kiirelt ja surema noorelt ning suured loomad vastupidi. Teoorial on oma iva sees, sest suured imetajad elavad pikemalt kui väikesed.

Bioloogid aga on nüüdseks sellest teooriast loobunud, sest aja jooksul on teooriale vastuargumente kuhjunud rohkem kui poolt asjaolusid. Nahkhiir on üks neist loomadest, mis on teooria kummutamisele kaasa aidanud. Nahkhiir elab nimelt palju kauem kui peaks. Tiigilendlane kaalub vaid 3-30 grammi, kuid elab ikkagi kauem kui enamik imetajaid. Vanim teadaolev nahkhiir Brandti lendlane elas lausa 41aastaseks.

Kuna nahkhiire eluea kohta on vähe andmeid, on võimalik, et nende maksimaalne eluiga on tegelikult veelgi pikem. Üllatav on see, et vanimad nahkhiired on isased. Inimeste puhul on olukord vastupidine, sest naised elavad keskmiselt meestest vanemaks.

Vanad paljastuhnurid sünnitavad kõige rohkem poegi

Sarnaselt nahkhiirega veedavad ka paljastuhnurid enamiku oma aktiivsest elust pimeduses ja ka nemad elavad suhteliselt kaua, kuni 28. eluaastani, ilma et tervis seejuures kannataks.

Emaste viljakus ei lange vanusega, vastupidi, eakad emased sünnitavad suuremaid pesakondi ja maa-alune urg kaitseb neid hästi röövloomade eest, kuid see veel ei selgita nende pikaealisuse põhjuseid. Need iidvanad närilised ei põe kunagi vähki.

Hiljuti kaardistas rahvusvaheline teadlaste töögrupp paljastuhnuri genoomi. Paljastuhnuri ja inimese geenidel on palju sarnasusi, kuid tundub, et need karvkatteta väikeloomad omavad vastupidiselt inimesele mehhanisme, mis takistavad kromosoomide kulumist. Samas on neil pidurid, mis takistavad rakkude kontrollimatut pooldumist, mida vähirakud tavaliselt teevad. Teadlased loodavad, et nende töö inspireerib teisi võtma paljastuhnureid aluseks vananemise uurimisel.

Juba omajagu aastaid on meil olnud teadmine, et telomeeride ja rakkude elueal on omavaheline seos. Telomeerid on meie kromosoomide otsad, kus asub DNA. Iga rakujagunemisega telomeerid lühenevad veidi ja teatud kriitilise pikkuse juures rakk enam ei pooldu ning sureb. Seega kaitsevad telomeerid meie keha pidurdamatu rakujagunemise ehk vananemise ja ka vähi eest.

Vähikaitse hind on siiski kõrge – kui keha rakud üksteise järel surevad, nõrgenevad aegamisi aju, organid ja lihased. Inimese telomeerid on tavaliselt 10 000 aluspaari pikkused, samas kui hiirtel on see 2-5 korda pikem.

Hiir toodab ka telomeraasi ehk ensüümi, mis pikendab telomeere ja seepärast ei lõpeta hiire keharakud jagunemist. Ameerika teadlased suutsid noorendada geneetiliselt muundatud hiirt telomeraasi tootmist käivitamata ja need katsed näitasid, kui tähtsad on telomeerid imetajate vananemisel.

Tulemusi pole võimalik otse inimeste vananemisele üle kanda, nii et nüüd otsib Steven Austad koos teiste teadlastega Metuusala loomaaeda loomi, keda kasutada telomeeride pikkuse ja loomade eluea pikkuse seoste uurimisel.

Hea ensüümide säilitamine tagab pika eluea

Ühe üsna uue teooria kohaselt on vananemine tihedalt seotud rakkude võimega oma ensüüme säilitada. Sel teemal saavad Metuusala loomaaia loomad anda uusi teadmisi.

Hiirtel kasvavad vanusega vabade hapnikuradikaalide tekitatavad valkude kahjustused, kuid mitte paljastuhnuritel. Samas on paljastuhnurite ensüümid palju vastupanuvõimelisemad pH-taseme kõikumisest tekitatava stressi suhtes kui hiirte ensüümid. Sama mustrit on Steven Austad täheldanud võrreldes Metuusala loomaaia nahkhiirt hiirega.

Steven Austad jätkab oma Metuusala loomaaias jahti loomade saladustele ja tal on käsil palju projekte. Kõige värskem projekt tegeleb äärmiselt pikaealiste karpide uurimisega. Austad loodab, et ka see loom muudab meid targemaks protsesside osas, mis muudavad meid vanaks.

Artikkel ilmus algupärasel kujul ajakirja Imeline Teadus 2012. aasta juuni numbris.

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!

Kasutad reklaamiblokeerijat.

Sisu mugavamaks tarbimiseks
telli Delfi Kogupakett või reklaamivaba pakett.

Kogupakett
1€ / kuus*
Sisaldab 11 Eesti tippväljaande tasulist sisu, vähem bännerreklaame, saad jagada kuni 4 kasutajaga.
* Esimene kuu 1 €, edasi 9,99 €
Reklaamivaba pakett
2,99€ / kuus
Saad lugeda tasuta sisu ilma bännerreklaamideta. Ei sisalda tasulise sisu lugemisõigust.
 
Lisan erandi. Vaata AdBlock juhist siit
ja AdBlock Plus juhist siit.
Mõistame, et käid meie juures uudiseid lugemas, mitte reklaame vaatamas. Reklaamidest sõltub meie sissetulek ja see võimaldab meil pakkuda sulle soodsalt head ajakirjandust.