Dlaczego my starzejemy się?

2023 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-08-25 07:04

Proces starzenia

Badacze nie zgadzają się co do przyczyn starzenia się. Niektórzy twierdzą, że nasze geny są zaprogramowane, by pogarszały się, więdły i umierają, podczas gdy inni uważają, że nagromadzone uszkodzenia są źródłem naszego starzenia się. Muddying wody dalej, wielu uważa, że połączenie kilku czynników przyczynia się do starzenia się.

Obrażenia komórek

Około 1882 roku, kiedy po raz pierwszy wprowadził je biolog August Sismann, na podstawowym poziomie teoria uszkodzenia komórek mówi, że ciało ulega "zużyciu": "Podobnie jak elementy starzejącego się samochodu, części ciała w końcu zużywają się z wielokrotnego używania, zabijając je, a następnie ciało."

Opierając się na tej fundamentalnej idei, wielu naukowców bada dziś konkretne fizjologiczne aspekty, aby odkryć, gdzie i jak to "nosić się".

Somatyczne uszkodzenia DNA

Koncentrując się na pogorszeniu DNA przez całe życie, zgodnie z tą teorią:

Uszkodzenia DNA występują w sposób ciągły w komórkach…. Podczas gdy większość tych uszkodzeń jest naprawiana, niektóre gromadzą się…. mutacje genetyczne występują i akumulują się wraz z wiekiem, powodując pogarszanie się i nieprawidłowe funkcjonowanie komórek. W szczególności może dojść do uszkodzenia mitochondrialnego DNA… dysfunkcja… [gdzie] starzenie się wynika z uszkodzenia genetycznej integralności komórek organizmu.

Mitochondrialny DNA (mtDNA) mutuje szybciej niż DNA w jądrze komórkowym, tak więc mtDNA tworzy bardziej szkodliwe "wolne rodniki", które, jak się uważa, indukują starzenie. Biorąc pod uwagę, że mitochondria (elektrownie komórkowe) działają ciężej, im więcej paliwa (a.k.a. "żywności") jest dostępnych, im mniej organizm je, tym mniej wolnych rodników powstaje. W rezultacie niektórzy naukowcy wyrazili opinię, że ograniczenie kalorii (CR) może działać jako źródło młodości: "Dieta poważnie ograniczona pod względem kalorii (około 30 procent poniżej normy, ale powyżej poziomu głodowego) może wydłużyć życie, obniżyć liczbę zachorowań na raka i spowolnić pamięć i ruch."

Inni są bardziej ostrożni, jeśli chodzi o zalecanie diety CR: "Zwierzęta o ograniczonej diecie rosną wolniej, rozmnażają się mniej i mają osłabiony układ odpornościowy… [ponieważ] ograniczenie dietetyczne wydaje się zamieniać ciało w tryb przetrwania, w którym hamowany jest wzrost i zużycie energii."

Ponadto, przeciwnicy zauważyć, że tylko dlatego, że: "Rozszerzenia długości życia [obserwowano] u myszy [to] mogą nie być obserwowane u dużych ssaków, takich jak ludzie… [ponieważ w przeciwieństwie do małych zwierząt] duże ssaki mogą migrować w czasach głodu…."

Niemniej jednak, co najmniej jedno badanie wykazało, że ludzie na diecie CR "obniżają poziom cholesterolu we krwi i insuliny i… zmniejszyć ryzyko miażdżycy, "wszystkie stany, które przyczyniają się do starzenia się i umieralności.

Cross-Linking

Kolejna gałąź teorii uszkodzeń komórek skupia się na "sieciowaniu", procesie, w którym uszkodzone i przestarzałe białka, które w przeciwnym razie byłyby rozkładane przez enzymy (proteazy), są chronione przed tym działaniem przez tworzenie nieodpowiednich załączników, pozwalając im "trzymać się" wokół i… powodować problemy. "Po pewnym czasie:"Nagromadzenie usieciowanych białek uszkadza komórki i tkanki, spowalniając procesy organizmu…."

Zjawisko to zostało zidentyfikowane w co najmniej jednym przejawie starzenia i związane z innym:

Na przykład sieciowanie kolagenu na skórze białka okazało się co najmniej częściowo odpowiedzialne za zmarszczki i inne związane z wiekiem zmiany skórne … w soczewce oka uważa się również, że odgrywa rolę w tworzeniu zaćmy związanej z wiekiem. Badacze spekulują, że sieciowanie białek w ścianach tętnic lub układach filtrujących nerki stanowi co najmniej część z nich… miażdżyca….

Kodowanie genetyczne

Patrząc na plany, które napędzają organizmy, każda z tych teorii bada ideę, że na poziomie komórkowym jesteśmy "zaprogramowani" na starzenie się.

Zaprogramowana długowieczność

Wielu badaczy uważa, że: "Starzenie się jest wynikiem sekwencyjnego włączania i wyłączania pewnych genów, a starzenie się (starość) definiuje się jako czas, w którym ujawniają się deficyty związane z wiekiem…."

Aby wesprzeć tę teorię, naukowcy badali starzenie za pomocą Caenorhabditis elegans: “Klasyczny nicieni laboratoryjny… [które są] drobnymi, przezroczystymi robakami… [które] są łatwe do manipulowania genetycznie iz czasem życia wynoszącym zaledwie dwa tygodnie… zapewniają szybki przegląd procesu starzenia się poklatkowego…."

W 1993 r. Jedna grupa badaczy odkryła, że: "C. elegans ze swoistą mutacją pojedynczego genu żył dwa razy dłużej niż członkowie gatunku, któremu brakowało [go. To]… doprowadziło do zmiany myślenia… że [w przeciwieństwie do wielu genów] pojedynczy gen może radykalnie regulować długość życia organizmu…."

Ten gen, daf-2, jest białkiem niezwykle podobnym do naszego białka receptorowego insuliny, i przynajmniej w C. elegansW późniejszych badaniach wykazano, że jest to gen bardzo apodyktyczny: "Daf-2 zwykle kontroluje wiele innych genów…. Na przykład w swoich badaniach nad C. Elegans naukowcy odkryli duży zestaw genów, które są albo "włączone", albo "wyłączone" w robakach, które niosą dwie kopie mutacji daf-2…."

Rodzaje genów regulowane przez daf-2 obejmują odporność na stres, rozwój i metabolizm. Jest to istotne, ponieważ: "Różne geny kodują białka, które przedłużają życie, działając jako przeciwutleniacze, regulując metabolizm i wywierając działanie antybakteryjne…."

Teoria dokrewna

Inni badacze przypisują teorię, że geny regulujące wiek noszą: "Zegary biologiczne działają poprzez hormony, aby kontrolować tempo starzenia się [poprzez]… ewolucyjnie zakonserwowana droga przekazywania insuliny / IGF-1 (IIS)…."

Ten szlak sygnalizacyjny jest znaczący: "System IIS jest starodawnym systemem, który jest wysoce konserwatywny i koordynuje wzrost, różnicowanie i metabolizm w odpowiedzi na zmieniające się warunki środowiskowe i dostępność składników odżywczych…"

Tak więc, zgodnie z tą teorią, ludzie dostosowują się na poziomie komórkowym, w odpowiedzi na warunki środowiskowe, aby wspierać najlepszy wynik dla kontynuacji gatunku: "W odpowiedzi na trudne warunki środowiskowe… [komórki przystosowują się do produkcji] zwiększają odporność i ochronę przed stresem komórkowym, hamują niski stan zapalny i zwiększają biogenezę mitochondrialną [zwiększoną energię w komórce]."

Dlatego w trudnych czasach życie organizmu ulega wydłużeniu, przynajmniej na tyle długo, by mogło ono spełniać swój biologiczny obowiązek rozmnażania.

Teoria immunologiczna

Trzecia propozycja kodowania genów wyjaśniająca starzenie zapewnia: "Układ odpornościowy ma zaprogramowany spadek w miarę upływu czasu, co prowadzi do zwiększonej podatności na choroby zakaźne, a tym samym do starzenia się i śmierci."

Zwolennicy tej teorii zauważają, że: "Wraz z wiekiem przeciwciała tracą swoją efektywność, a mniej nowych chorób może być skutecznie zwalczanych przez organizm, co powoduje stres komórkowy i ewentualną śmierć."

Ten ostatni argument został zakwestionowany przez ostatnie badania, które badały śmiertelność i płodność u 46 różnych gatunków (w tym ludzi), co dało niezwykłe wyniki: "Mimo że… większość z 46 gatunków można z grubsza sklasyfikować wzdłuż kontinuum starzenia… [wykazujące] silne pogorszenie z wiekiem [inne gatunki wykazały] negatywne pogorszenie, do negatywnego starzenia się i poprawy wraz z wiekiem."

Oznacza to, że w przeciwieństwie do ludzi, niektóre gatunki: Są przeciwieństwem ludzi, stają się bardziej skłonni do reprodukcji i rzadziej umierają z każdym rokiem.“

W rzeczywistości jest tak wiele różnorodności starzenia się różnych gatunków, że nawet wśród tych, którzy są podobni do nas, istnieją takie, takie jak alpejskie więcej płodne (mogą się rozmnażać), gdy zbliżają się do upadku.