Att åldras som en fladdermus

Fladdermöss är intressanta på många sätt. De sover hängandes upp och ner. De ”ser” med ljud. Deras samhällen är känsliga för epidemier och de är därför noga med social distansering. De stannar hemma i grottan när de är sjuka för att inte smitta andra.

Men det kanske mest intressanta med fladdermöss är att de lever extremt länge. Det finns ett samband mellan en arts storlek och livslängd (för individer inom arten är relationen den omvända). Stora kroppar har lägre ämnesomsättning, bättre skydd mot cancer och mot åldrande.

Om man kompenserar för storleken lever fladdermöss mycket längre än andra däggdjur. En delförklaring kan vara att de går i vinterdvala. Men det kan inte vara hela förklaringen eftersom andra däggdjur också går i vinterdvala.

Fladdermöss lever längre än andra djur. Foto: Nenad Milosevic / Unsplash

En ny studie pekar istället på cellernas förmåga att återvinna sina egna komponenter, så kallad autofagi, fungerar bättre hos fladdermössens än andra däggdjur.

Sedan det första livsformerna uppstod har livet utvecklat olika former av autofagi för att öka chansen att överleva. I huvudsak handlar det om att ett membran omsluter en skadad cellkomponent som markerats för återvinning. Denna amöbaliknande avfallsklump smälter sedan samman med ett lysosom som innehåller nedbrytande enzymer. Avfallet bryts ner i sina beståndsdelar och det som kan återanvändas skickas ut till cellens proteinfabriker.

I takt med att du blir äldre minskar cellernas förmåga att använda detta maskineri. Cellerna blir fulla av avfall och skräp. Genom periodisk fasta eller träning kan du stimulera signalvägar för autofagi, men det verkar vara något som fungerar av sig själv hos fladdermöss.

I den nya studien upptäckte forskarna att den uppsättning mRNA som kan kopplas till autofagi ökade med stigande ålder hos fladdermöss, men inte hos möss och människor. Forskarna lyckades identifiera 10 gener hos fladdermössen kopplade till autofagi. Av någon anledning har fladdermössen förädlat denna livsförlängande egenskap mer än andra djur.

Ytterligare studier där man överför generna till andra djur kanske visar om autofagi är en av nycklarna till ett långt och friskt liv. Eller så visar det sig att det handlar om att sova hängandes upp och ner:)

Foto: Sally Dixon / Unsplash

Vinterdvala

Många djur använder sig av fysiologiska strategier som vinter- eller sommardvala. Syftet är att sänka metabolism när det är varmt, torrt eller kallt.

Det finns flera olika strategier. I Arktis finns en slags ekorre som kallas arktisk sisel som kan sänka sin kroppstemperatur till tre minusgrader och hålla sig där i tre veckor, medan brunbjörnar bara sänker sin kroppstemperatur till 30-36 grader. 

Brunt fett

Innan djur går i dvala bygger bygger de upp stora fettlager och går punktvis ner i temperatur vid enstaka tillfällen innan de stänger av 95-99 procent av sin metabolism. Sedan håller de värmen genom att elda lagrat fett med brunt fett. 

Allt som lever måste skydda sig mot brist på näring. Utan näring, inget liv. På Madagaskar finns det lemurer som kallas tjocksvansmaki. De går i dvala i åtta månader under torrperioden. De andas tre gånger i timmen och lever på fettet från sin tjocka svans. De är primater som oss. De har i stort sett samma gener, men de slår på och av dem på andra sätt.

Tänk om vi människor på samma sätt kunde aktivera gener och gå i dvala under vintern eller sova oss genom nästa pandemi. Kruxet är att slå på och av gener i rätt ögonblick. För några år sedan upptäckte forskare att vuxna människor har brunt fett, så vi kan teoretiskt hålla värmen utan att skaka. 

Av en olycklig slump vet man att människor faktiskt kan försätta sig i dvala. En japansk man ramlade och slog sig medvetslös 2006. Han hittades efter 24 dagar. Det var kallt och han hade överlevt utan mat och vatten, vilket ju borde vara omöjligt. När han hittades medvetslös hade han nästan ingen puls, organen hade stängts av och kroppstemperaturen var 22 grader. Läkarna var förbryllade över att han överlevt eftersom hans ämnesomsättning i stort sett upphört. Mannen överlevde tack vare dvalan. Det finns fler inte fullt lika extrema exempel, som Anna Bågenholm som låg under isen i 80 min 1999. Hon överlevde utan hjärnskador.

En fladdermus lever 10 gånger längre än jämnstora möss som inte går i vinterdvala. Foto: seagul / Pixabay

Under dvala minskar andning och hjärtfrekvens, vilket gör organismen sårbar både för syrebrist och extrem oxidativ stress under uppvaknandet när metabolism och syreförbrukning sätter igång igen. Djur som går i dvala måste alltså ha ett bra försvar mot den typen av skador. Det liknar den typ av skador man får av åldrande.

Metabolism, kroppsstorlek och livslängd brukar hänga ihop, men djur som går i dvala avviker från detta mönster. Fladdermöss, ekorrar och lemurer lever mycket längre än de borde. En fladdermus lever 10 gånger längre än jämnstora möss som inte går i vinterdvala.

Om denna teknik varit tillgänglig för människor hade du kanske somnat in för 8 månader sedan när pandemin slog till. Sedan väcktes du nu när det finns vaccin. Ditt åldrande och ditt liv pausades. Kanske du blivit rikare också om du satsat på kryptovalutor och Tesla-aktier innan du somnade in.

Fladdermöss är noga med social distansering vid infektion

Det finns en gemensam nämnare bakom utbrotten av SARS-CoV i Asien 2003, MERS på arabiska halvön 2012, Ebola i västra Afrika 2014 och SARS-CoV-2 i Kina 2020: fladdermöss. Det är inte en slump. Fladdermöss lever nära människor. Människor jagar och äter dem eller lever nära djur som i sin tur blivit infekterade av fladdermöss; kameler av MERS och myrkottar av SARS-CoV-2. 

Det finns minst 1300 arter av fladdermöss och deras immunsystem gör dem till perfekta reservoarer för olika virus. De tycks klara det mesta och åldras tio gånger långsammare än sina jämnstora släktingar på marken.

Febriga fladdermöss

Jag springer mycket, men jag vilar mycket mer. Min kroppstemperatur är därför ganska stabil strax under 37 grader. Ifall jag blir infekterad av ett virus som SARS-CoV-2, stiger min kroppstemperatur. Febern aktiverar ett inflammatoriskt svar så att mitt immunförsvar kan angripa inkräktarna. 

Foto: Todd Cravens på Unsplash

En avgörande skillnad mellan mig och fladdermöss är att de tränar konstant. De är flygande däggdjur, vilket ökar både kroppstemperatur och metabolism. Att hålla sig i luften med ett par vingar är krävande. Deras immunsystem är därför känt som "Flight as Fever". De lever ständigt i ett febrigt och energikrävande tillstånd. Det gör dem både motståndskraftiga mot virus och till asymptotiska sjukdomsbärare.

Virus sprider sig genom fysisk interaktion. Den viktigaste regeln för att hindra smittspridning är att minimera antalet kontakter och hålla avstånd. Virus sprider sig genom hosta, nysningar, prat och beröring. 

Vi undviker instinktivt människor med sjukdomsbeteende. Men fladdermöss är extremt sociala. De lever i kolonier och är beroende av varandra. De hjälper varandra med barnpassning och de ger mat till de som stannar kvar i kolonin när resten är ute och samlar mat. De delar mat genom att slicka varandras munnar. Ju närmare de är släkt med varandra, desto troligare är att de delar bröd. Honor delar mer än hanar.

Precis som i mänskliga samhällen försöker en del fladdermöss lura systemet. De stannar kvar i kolonin och hoppas på att bli matade. Det leder till slut att ingen vill ge dem mat. Fladdermöss utövar social kontroll.

Fantastiska däggdjur med lika många fingrar som dig och mig. 

Foto: James Wainscoat på Unsplash

Fladdermöss är motståndskraftiga mot virus, men vad händer om de blir sjuka? Jo, precis som människor stannar de hemma. De behöver all energi för att bekämpa infektionen. De andra fladdermössen undviker dem, men de närmsta släktingarna fortsätter ge de sjuka fladdermössen mat.

Fladdermöss och människor är ganska lika. Vi håller distansen under en pandemi, men vi överger inte våra närmaste.

Maxpuls, hjärtslag och livslängd

Det finns några ord, begrepp och kunskaper som alla löpare måste kunna för att vara socialt accepterade som löpare; två av dessa begrepp är maxpuls och vilopuls och man bör dessutom känna till sin egen maxpuls och sin vilopuls. Annars är man ingen riktig löpare. Däremot är det nog inte lika känt att det finns ett samband mellan puls och livslängd och att den vanligaste formeln för maxpuls i stort sett är meningslös. Men i och med det här inlägget blir detta också kanske lite mera känt.

Vad är puls?
När syresatt blod i hjärtats vänstra kammare pumpas upp genom aorta och vidare ut i artärerna utvidgas dessa och denna stötvåg genom kroppen känns som en puls. Pulsen är alltså ett ganska - men inte alltid - exakt mått på antalet hjärtslag per minut. Det är lättast att känna pulsen på ställen där artärerna passerar nära huden, som på insidan av handleden, ovanpå foten eller sidan av halsen.

Puls och livslängd
1928 upptäckte biologen Raymond Pearl ett samband mellan kroppstemperatur hos en bananfluga och hur länge den levde, som han kallade för Rate of Living-hypotesen. Genom att höja flugans temperatur från 18 till 23 grader fördubblades metabolismen och därmed också syreförbrukningen, samtidigt som livstiden halverades. Hypotesen tycktes dessutom stämma överens med att nästan alla däggdjur har ett maximalt tak för antalet hjärtslag under sin livstid. Det finns ett tydligt samband mellan kroppsvikt och ämnesomsättning hos däggdjur. Små djur omsätter mer energi per kilo kroppsvikt och förbrukar mer syre per kilo kroppsvikt, än stora djur. För att musen ska kunna transportera mer syre, måste musens hjärta pumpa ut mer blod per minut, vilket mushjärtat gör genom att slå fler slag per minut. Hjärtat i hästar, nötkreatur, katter, hundar, elefanter och möss slår ungefär lika många slag under ett liv om djuren uppnår sin maximala livslängd. Det gäller inte bara hjärtslag utan även total blodvolym, mängden förbrukade kalorier och vikten av all proteinsyntes. Alla dessa parametrar kan relateras till metabolismen som mäts som syrekonsumtion per timme. Stora djur som hästar lever omkring 35 år och förbrukar 0,2 liter per kilo häst i timmen, vilket blir ca 60 ton syre per kilo häst under ett liv, medan en ekorre lever i 7 år och förbrukar 1 liter per kilo ekorre varje timme, vilket också blir 60 ton syre per ekorrkilo under en livstid.

Sambandet mellan antal hjärtslag och livslängd.

Enligt en teori beror åldrandet på att det läcker ut syreradikaler i mitokondrierna när syret konsumeras, kanske så mycket som 2 ton/kg kroppsvikt under en livstid. Om man lever sitt liv snabbt som en näbbmus med en puls på 600 slag, virvlar massor av fria radikaler runt i cellerna och sliter sönder dem så att djuret dör efter något år. För en elefant går åldrandet mycket saktare.

Det finns dock en del däggdjur som lever mycket längre än de borde. Fladdermöss är ungefär lika stora som möss men lever lika länge som hästar. Det beror kanske delvis på att de kan flyga och undvika rovdjur och därmed inte behöver ha lika bråttom i livet som möss som börjar fortplanta sig innan de slutat skolan. Men det verkar också som om fladdermöss och fåglar producerar färre fria radikaler i sina celler. Flygkonsten är oerhört krävande och därför har fladdermöss och fåglar utvecklat extremt effektiva flygmaskiner med minimalt syreläckage. Man har sett att fåglar läcker mycket mindre fria radikaler i mitokondrierna och en större andel av syret omvandlas till rent vatten.

Fladdermus. Källa: Wikipedia

Hjärtat tickar som en tidsinställd bomb i bröstet: tick-tack, tick-tack, tick-hjärt-at-tack. Än så länge kan vi inte desarmera denna bomb. Klockan tickar. Kanske man kan sänka takten i sin metabolism, sänka sin vilopuls, äta färre kalorier, fasta några dagar i veckan, undvika stress och äta en varierad kost som är rik på antioxidanter. Jag tror det ligger något i allt detta, men det är knappast det slutgiltiga svaret på varför cellerna åldras. Det är snarare en aspekt av åldrandet. En av många.

Normal vilopuls
En normal vilopuls ligger mellan 60-80 (nyfödda och små barn kan ligga långt över 100). En vältränad person brukar ha en puls under 60 och en mycket vältränad person kan ligga ännu lägre, ner mot 40. Gunde Svans vilopuls låg på 32. Min egen vilopuls är nere på 46, vilket är en rejäl sänkning sen jag började träna (jag tror jag låg kring 60). Min hjärtmuskel har blivit starkare och kan trycka ut mer blod varje gång hjärtat slår. Det betyder också att jag sparar (60 - 46) x 60 x 24 x 365 = 7 358 400 hjärtslag per år, vilket motsvarar ett halvt elefantår.

Vilopulsen tar man på morgonen eller när man legat ner i tio minuter genom att räkna antalet slag i en halvminut och multiplicera med 2. En fördel med att känna till sin vilopuls är att den är en bra indikation på om man är sjuk eller övertränad.

Om du har en vilopuls över 600 är du mest troligt en näbbmus.

Beräkna maxpuls
Den vanligaste formeln för maxpuls är den klassiska formeln 220 - ålder. Den har fått stor spridning för att den är enkel och för att den var först. Ursprungligen var tanken bakom denna formel att hitta en säker nivå för hjärtsjuka att träna på och den baserades på en handfull testpersoner. Syftet var aldrig att komma med en universell beräkningsmodell när den togs fram i början på 1970-talet. Sen kom Polar med sina pulsklockor och eftersom 220-ålder var den enda formeln som fanns tillgänglig på 70-talet gick den hand i hand med utvecklingen av pulsklockan och blev en universell formel för beräkning av maxpuls.

I princip är formeln i stort sett värdelös eftersom pulsen kan avvika med 20 slag upp eller ner och det finns inga vetenskapliga källor bakom formeln. Nu finns det bättre formler för beräkning av maxpuls.

Formel 1:
För män: Maxpuls = 205,8 − (0.685 × ålder)
För kvinnor: Maxpuls = 206 − (0.88 × ålder)

Formel 2:
För män: Maxpuls = 210 - (0,5 x ålder) - (0,05 x kroppsvikt) + 4
För kvinnor: Maxpuls = 210 - (0,5 x ålder) - (0,01 x kroppsvikt) + 0

Formel 3:
För män: Maxpuls = 213 − (0.65 × ålder)
För kvinnor: Maxpuls = 210 − (0.62 × ålder)

Många läsare tyckte formel 2 var bäst när jag skrev om pulsträning för 75 miljoner hjärtslag sedan. Men jag tror formel 3 bäst förutser maxpuls, för den är baserad på 3320 personers uppmätta maxpuls. Det är således en empirisk formel och med ett så stort underlag torde den vara den bästa. Forskarna fann att variationen inom åldersgrupperna var ganska stora, med en standardavvikelse på 11 slag/min. För att vara på säkra sidan bör man därför själv mäta sin maxpuls. 

3320 maxpulsar. Källa.

Fastställ maxpuls och pulszoner
Eftersom variationen är så stor, är det bäst att fastställa maxpulsen själv. Begreppet maxpuls kan vara lite förvirrande eftersom det bara kan finnas en maxpuls, men däremot kan man ha flera olika grenspecifika maxpulser. När jag ror, springer eller åker skidor, är det lättare att närma mig min maxpuls, än om jag cyklar eller simmar. Den grenspecifika maxpulsen är kopplad till hur mycket muskler som syresätts. När jag springer eller åker skidor motverkar jag gravitationen och använder stora muskelgrupper och det ger en högre puls än när jag simmar, då jag ligger ner och omges och bärs upp av vatten. Ett ganska enkelt sätt att fastställa sin maxpuls på är att värma upp och sedan springa 5 km och ge allt de sista 2 km. Sedan lägger man till 5 till den högsta uppmätta pulsen som pulsklockan visar, vilket torde vara ganska nära maxpulsen.

När man känner till sin maxpuls kan man beräkna olika pulszoner och mata in dem i sin pulsklocka. Man brukar ofta dela in pulsen i fem zoner och man kan använda någon av dessa formler:

Standardformeln: maxpuls x intensitet = pulsträningsmål
Mina värden för pulszon 1: (180 x 0,5) till (180 x 0,6) = 90 till 108

Karvonens formel: (maxpuls - vilopuls) x intensitet + vilopuls = pulsträningsmål
Mina värden för pulszon 1: ((180-46) x 0,5 + 46) till ((180-46) x 0,6 + 46) = 113 -126

Pulszon 1 50-60%: Mycket lätt. Uppvärmning och nedjoggning.
Pulszon 2 60-70%: Lätt. Distanspass. Små fysiologiska anpassningar.
Pulszon 3 70-80%: Medel. Stora fysiologiska anpassningar.
Pulszon 4 80-90%: Hårt. Intervallträning.
Pulszon 5 90-100%: Mycket hårt. Högintensiva intervaller (tabata).

Ett smart sätt att mäta sin arbetsbelastning är: arbetsbelastningspoäng = träningstid i minuter x pulszon.

Ett hjärtslag i taget
Just nu tar jag ett hjärtslag i taget. Det känns rörigt på jobbet och det innebär att jag kanske lite omedvetet lägger mer fokus på träning. I veckan har jag tränat styrka och core, simmat, sprungit och älglufsat. Det finns snö på Södra berget, fast inga klassiska spår. Men jag hoppas och tror på skiddebut nästa vecka. Mina skidor är vallade. Jag har ett par skidor redo i bilen ifall andan faller på.

I morgon är det näst sista kurstillfället på crawlkursen. Jag har gjort vissa framsteg, men jag startade ju på den absoluta botten som slamkrypare. Jag kan simma en längd, men det går sakta och jag blir fruktansvärt trött. Det är andningen som är svår. Till slut finns det inget syre kvar. Att det ska vara så svårt att andas. Hur svårt kan det vara? Andas in - andas ut, andas in - andas ub blubb blubb, andas ...gulp ... kallsup ... in - host gulp host blubb blubb host spott fräs, andas ut och in, andas, andas, blubb blubb …