Už od nepaměti se lidé pokoušejí najít látku, která by dokázala prodloužit život, případně vedla k nesmrtelnosti. V posledním století se vědci pokoušejí jít na věc z druhé strany. Najít příčiny stárnutí a jejich ovlivněním nebo potlačením život člověka prodloužit. V současné době se vědci zaměřují na genetiku, epigenetiku, zánět, kyslíkové radikály a metabolické příčiny. Studují dlouhověké osoby a pokoušejí se zjistit, čím se liší od ostatních.
Zdravé stárnutí je normální fyziologický děj. Je to biologický proces na molekulární, buněčné i orgánové úrovni. Během života postupně dochází ke snižování efektivity funkcí organismu a hromadí se různé defekty, což způsobuje progresivní a nevyhnutelné (i když postupné) omezování homeostatických mechanismů, zhoršování všech funkcí organizmu, vznik strukturálních změn a ztrátu schopnosti adaptovat se na stres. Tyto změny se objevují nenápadně v průběhu času, jsou nevratné a nejsou způsobené nemocí nebo úrazem. Jejich příčina je zatím nejasná, ale vždy vede ke zvýšenému riziku vzniku nemocí a nakonec ke smrti.
Existuje velké množství teorií o tom, proč člověk stárne. Dalo by se shrnout, že „stárnutí je multifaktoriální děj, sestávající ze základu genetického a faktorů vnitřních i vnějších“ (Jarošová 2006). Teorie stárnutí se dělí do dvou základních kategorií: řízené stárnutí (existuje „vnitřní budík“, který stárnutí spouští), nebo stochastické (náhodné) stárnutí.
| Předpokládané mechanismy stárnutí Má se zato, že existuje několik kategorií genů, které jsou pravděpodobně zapojeny do procesu stárnutí. Některé geny, usnadňují přežití v raném věku po narození, ale působí nevýhodně v pozdějším věku (antagonistická pleiotropie). Další „podezřelé“ jsou geny, které regulují údržbu a opravu DNA. Po jejich poškození se nemohou buňky normálně replikovat a chyby se hromadí. Geny, jejichž aktivace může stárnutí zpomalit (byly dokázány například u Drosophil) a jejich poškození urychlit, jsou další možností, proč člověk stárne. Poslední kategorií jsou geny ovlivněné mutacemi, které působí ve vyšším věku škodlivě a na které evoluční selekce působí velmi slabě. Homeostáza buněk, tkání i organismu primárně závisejí na udržovacích a opravných procesech, které vyžadují energii. A právě geny a organely (mitochondrie), potřebné pro výrobu energie, bývají poškozené jako první. Jejich nesprávná funkce může vést k akumulaci poruch nukleových kyselin, hromadění patologických proteinů a lipidů a tím k poškození funkcí tkání a buněk. S největší pravděpodobností se na těchto změnách podílejí kyslíkové radikály, které ve stárnoucím těle snadněji vznikají, ale obrana proti nim se snižuje. Dalším mechanismem mohou být mikroskopická poškození způsobená zatěžováním (teorie „wear nad tear“). Některé buňky přecházejí do neaktivního životního cyklu (mají po opakovaném dělení zkrácené telomery, které „odpočítávají“ počet možných dělení buněk). Tyto buňky se dále nedělí, mohou zaniknout apoptózou, a tak dochází k atrofii tkání a případně reaktivní hyperplazii okolních buněk s poruchou funkce. Hrozí také metaplazie, dysplazie nebo neoplazie. Příčinou extracelulárních změn jsou pravděpodobně opět kyslíkové radikály. Je poškozován kolagen (strukturální bílkovina intersticia kůže, fascií, kostí a kloubů), jeho degradace je zvýšená a tvorba snížená. Všechna vlákna extracelulární matrix dlouhodobě vystavená aktivním cukrům jsou přemosťována pentosidinovými (metabolity glukózy) můstky, které snižují pružnost. V kůži přibývá (zvlášť po opakovaném slunění) vláken elastinu, která jsou však kratší a nepružná. Kromě změny pružnosti je poškozena také hydratace tkání, protože voda difundovaná z kapilár „šplhá“ po extracelulárních vláknech do okolí. Ostatně je poškozena i samotná difuze. Existují také teorie, počítající s tím, že příčinou stárnutí je po určité době života porucha funkce nějakého důležitého systému. Jedná se například o imunologickou teorii (podepřenou involucí thymu po dosažení pohlavní zralosti), neuroendokrinní teorie (snižování sekrece melatoninu a některých dalších hormonů s věkem; melatonin je silný antioxidans), a další. |
Změny způsobené stárnutím mají několik charakteristických známek: akumulaci poškozených a nefunkčních makromolekul (například pigmentu lipofuscinu) v buňkách, změny v biochemickém složení tkání (ubývá svalové a kostní hmoty), progresivní pokles ve fyziologických funkcích a udržování homeostázy, redukci schopnosti adaptivně reagovat na podněty, zvýšenou citlivost a zranitelnost a zvyšování úmrtnosti s rostoucím věkem. Mnoho z těchto charakteristik je pravděpodobně způsobeno ztrátou energetických rezerv a zvýšenou potřebou energie na normální fungování přestavěného organismu.
U stárnoucí buňky najdeme tyto změněné rysy, které se pak promítají do změněných vlastností orgánů a systémů:
- zpomalené dělení buněk
- zpomalení bazálního metabolizmu a všech chemických reakcí
- tvorbu nefyziologických proteinů, cytokinů, růstových faktorů atd.
- sníženou citlivost receptorů
- sníženou schopnost odolávat volným kyslíkovým radikálům
- nestabilitu DNA, která může způsobit rakovinné bujení
Stárnutí začíná pozvolna ve třetím deceniu a neomezuje každodenní život. Změny probíhají velmi pomalu, nikdy nezpůsobují skokové zvraty ve fyzickém stavu pacienta, ale zvyšují riziko výskytu chorob (typicky několika najednou) a riziko smrti. U pacienta se rozvíjí homeostenóza – stav, ve kterém jsou snížené fyziologické rezervy a projevuje se nedostatek energie a nepřesnost regulačních mechanismů. Proto se u něj daleko snáz a rychleji aktivuje stresová odpověď a také se daleko dříve rozvíjejí příznaky onemocnění (jenže netypické). U starší osoby se projevuje celkový úbytek sil a energie, snižuje se výkonnost a zvyšuje potřeba přípravy a větší koncentrace na provádění různých činností. Zvyšuje se také potřeba odpočinku a mění se žebříček životních hodnot.
6.2.1 Změny způsobené stárnutím
Obecné změny způsobené stárnutím postihují všechny tkáně. Snižuje se obsah celkové tělesné vody (hlavně intracelulární), snižuje se objem netukové tělesné hmoty (svaly, kosti), zpočátku se zvyšuje obsah tukové hmoty, ale později se zase snižuje. V pružných tkáních se mění struktura a snižuje pružnost. Snižuje se bazální metabolismus a tvorba tepla, jakoby měl organismus nedostatek energie. Snižuje se citlivost všech receptorů (v nervovém, imunitním i endokrinním systému) a všechny regulace se stávají nepřesnými. Pacient není schopný reagovat na infekci horečkou a má výrazně zvýšený práh bolesti. Ubývá také všech funkčních rezerv organismu.
V endokrinním systému způsobuje stárnutí poruchu glukózové tolerance, zvyšuje bazální sekreci antidiuretického hormonu (ADH) a naopak snižuje sekreci vyvolanou změnou osmotického tlaku. Snižuje se sekrece hormonů štítné žlázy, melatoninu, růstového hormonu, reninu i aldosteronu, a to se všemi funkčními důsledky. U žen probíhá proces zvaný přechod (klimaktérium, perimenopauza), což je období přechodu mezi plodným věkem ženy a menopauzou, obdobím, ve kterém se fyziologicky snižují funkce ovarií, snižuje se produkce ženských pohlavních hormonů (progesteronu i estrogenů) s následnými somatickými a psychickými důsledky (zástava menstruace, noční pocení, návaly horka, poruchy paměti, poruchy jemné motoriky a emocionální labilita). V důsledku nedostatku ochranného vlivu estrogenů se zvyšuje riziko infarktu a rozvíjí se osteoporóza. U mužů probíhá pokles sekrece pohlavních hormonů pomaleji, projevuje se zvýšenou únavností, ztrátou svalové hmoty a také emocionální labilitou.
Funkce imunitního systému je omezena sníženou citlivostí receptorů, sníženou indukcí tvorby protilátek a poruchou dělení a přežívání paměťových buněk buněčné imunity (zpomalený metabolismus z nedostatku energie). Vzhledem k zániku brzlíku se v těle vyskytují neúplně kompetentní T lymfocyty a přibývá autoimunitních onemocnění. Imunita je poškozena také prodlouženým výskytem stresové odpovědi: stres snáz vzniká a je jen obtížně a později potlačen.
Změny v nervovém systému jsou charakterizované poklesem hmotnosti mozku kvůli snížení počtu buněk a hlavně buněčných spojení. Snižuje se také krevní průtok mozkem a zhoršuje se jeho autoregulace. Zpomaluje se psychosomatické tempo, rozvíjí se porucha rozhodování a porucha krátkodobé paměti včetně poruch vybavování. Spánek je fragmentovaný, pacient stráví většinu spánku v lehčích stádiích, ubývá REM fází.
V průběhu stárnutí se zhoršuje také smyslové vnímání: Poruchy průhlednosti oční čočky a jejího zabarvení snižují toleranci jasu a zhoršují vidění. Zhoršuje se schopnost adaptace na tmu a na světlo a snižuje se i schopnost akomodace (presbyopie). Zmenšuje se velikost zornic, což způsobuje špatné vidění ve tmě a neustálý pocit nedostatku světla. Vyvíjí se porucha sluchu pro vysoké frekvence (presbyakuzie) a zvýšená citlivost na hlasitý zvuk. Snižují se také chuťové a čichové vjemy. Staří lidé špatně vnímají rychlou řeč a nerozumí, pokud se v pozadí ozývá nějaký hluk.
V pohybovém systému ubývá svalové a kostní hmoty a vyvíjí se osteoporóza se zvýšeným rizikem zlomenin. K riziku zlomenin ještě přispívá ztráta a zpomalení vzpřimovacích reflexů. Snižuje se svalová kontraktilita, sval také pomaleji po stahu relaxuje. V kloubech ubývá kloubní chrupavky a rozvíjejí se artrózy.
Funkce respiračního systému je omezená zvýšením tuhosti (rigidity) hrudníku a snížením poddajnosti plic, snížením síly dýchacích svalů a později rozvojem stařecké rozedmy (emfyzému). Snižuje se vitální kapacita plic a zvyšuje reziduální objem. Mění se také poměr ventilace/perfuze a zmenšuje se difuzní plocha, což způsobuje zvýšení rozdílu parciálního tlaku kyslíku mezi plicními sklípky a tepennou krví. V dýchacích cestách se zvyšuje odpor, snižuje se aktivita řasinkového epitelu a účinnost kašlacího reflexu (přes zvýšenou dráždivost dýchacích cest). Důsledkem je hromadění vazkého hlenu, snadné pomnožení bakterií a častější výskyt respiračních onemocnění.
V oběhovém systému se s věkem objevuje hypertrofie a snížená elasticita srdce způsobená fibrózou. Snižuje se také elasticita a funkčnost chlopní a poddajnost arterií. Navíc se snižuje citlivost baroreceptorů i chemoreceptorů a citlivost receptorů autonomního systému. Snižuje se pohotovost reakce na snížený parciální tlak kyslíku v krvi. Zvyšuje se systolický a diastolický tlak a zpomaluje ortostatický reflex. Vyvíjí se syndrom endoteliální dysfunkce a zvyšuje se riziko ischemického postižení srdce i ostatních tkání.
Změny v kůži jsou patrné na první pohled: kůže ztrácí pružnost a objevují se vrásky. Snižuje se množství podkožního tuku, dochází k atrofii pokožky i přídatných kožních orgánů (adnex – nehtů, chlupů i potních žláz). Ubývá pigmentu melaninu a vlasy a chlupy se zbarvují doběla. Kromě toho se snižuje schopnost kůže regenerovat, prodlužuje se hojení a snižuje se také syntéza prekurzorů vitamínu D. Na místech dlouhodobě vystavených slunci (ruce, obličej) se objevují žlutavé či nahnědlé pigmentové skvrny vznikající nepravidelným ukládáním pigmentu v kůži.
V trávicím systému se snižuje motilita a sekrece po celé jeho délce a dochází k poruchám koordinace funkcí. Typicky se vyvíjí zácpa. Snížené vylučování slin a poškození chrupu zhoršují tvorbu sousta a příjem potravy. Snižuje se také žaludeční acidita a zmenšuje resorpční povrch tenkého střeva. Snižuje se resorpce kalcia a železa. Snižuje se také sekrece pankreatické šťávy.
Regulace příjmu potravy pocitem hladu neodpovídá potřebám organizmu: Zpočátku (kolem 40. roku věku) se nemění chuť k jídlu přesto, že se snižuje bazální metabolismus a člověk proto přibývá na váze. Ve vyšším věku (po 75. roce) se chuť k jídlu snižuje a starý člověk se navíc cítí sytý dřív, protože se mu pomaleji vyprazdňuje žaludek. Snížení chuti k jídlu podporuje i ztráta čichu a chuti.
V močopohlavním systému ubývá počet funkčních ledvinových glomerulů, snižuje se průtok krve ledvinami i glomerulární filtrace a zhoršuje se schopnost koncentrovat či zřeďovat moč. Snižuje se poddajnost močového měchýře, a proto se zvyšuje reziduální objem moči. Zvyšuje se tak riziko infekcí vývodných cest močových, což může vést k urosepsi – nejčastější příčině smrti ve vysokém věku. U mužů se typicky zvětšuje prostata.