Valentina Razumova/Shutterstock
Dlaczego się starzejemy? To pytanie, na które naukowcy od dziesięcioleci drapali się po głowach, ale w końcu zaczynamy uzyskiwać odpowiedzi. Oto dotychczasowa historia.
Jedną z najstarszych teorii starzenia się jest teoria akumulacji szkód, zaproponowany przez Augusta Weismana w 1882 roku. Komórki i organizmy to złożone układy z wieloma komponentami, wszystkie elegancko ze sobą połączone, ale te złożone układy są kruche i zużywają się z powodu stopniowej akumulacji uszkodzenia w bilionach komórek w naszych ciałach. Wraz ze wzrostem uszkodzeń organizm nie może się w pełni naprawić, co powoduje: starzenie się i choroby wieku starczego.
Wolne rodniki
Wersja teorii akumulacji uszkodzeń zwana wolnorodnikowa teoria starzenia został po raz pierwszy wprowadzony przez Rebecę Gerschman i Daniela Gilberta w 1954 roku, a następnie rozwinięty przez amerykańskiego chemika Denhama Harmana, w 1956.
Wolne rodniki są naturalnymi produktami ubocznymi oddychania i metabolizmu, które z czasem gromadzą się w naszym ciele. Harman wysnuł teorię, że być może dlatego, że zarówno uszkodzenia komórek, jak i wolne rodniki zwiększają się wraz z wiekiem wolne rodniki powodują szkody.
Wolne rodniki, na których skupił się Harman, nazywane są „reaktywnymi formami tlenu” (ROS). Są tworzone przez mitochondria komórki, gdy przekształcają składniki odżywcze w energię potrzebną do funkcjonowania komórki.
Jak działają mitochondria.
Naukowcy odkryli, że ROS mogą atakować i reagować z DNA, białkami i lipidami (tłuszczami) zmieniając ich właściwości i funkcja. W eksperymentach wykazano, że zwiększenie produkcji ROS w drożdżach, robakach i muszkach owocowych skrócić ich życie.
Teoria Harmana zdominowała naukę o starzeniu się w latach 1990. i na początku XXI wieku. Ale potem kilka badania naukowe rozpoczęty sprzeczne z teorią. Kiedy zwierzęta, takie jak salamandry i myszy, miał wyciszone geny antyoksydacyjne (przeciwutleniacze to substancje niszczące wolne rodniki), nie miało to wpływu na długowieczność stworzenia.
Aby pogodzić te sprzeczne odkrycia, naukowcy zaproponowali, że ROS może działać jako sygnały dla innych środków ochronnych Mechanizmy. Lub ta inna lokalizacja ROS w komórka może prowadzić do różnych wyników. Chociaż temat jest wciąż dyskutowany, wydaje się, że teoria wolnych rodników może przegrywać z innymi teoriami starzenia. Ale przy tak wielu badaniach łączących ROS i mitochondria do starzenie się jak również choroby starości nadal istnieją podstawy do dalszych badań.
Hipoteza ewolucyjna dotycząca choroby
Zanim będziemy kontynuować naszą podróż po teoriach starzenia, musimy zrobić mały objazd korytarzami biologii ewolucyjnej.
Geny kontrolują między innymi produkcję białek i nasze cechy fizyczne – nasz tak zwany fenotyp. Mogą się zmieniać poprzez mutacja. Każdy z nas nosi wiele mutacji w wielu genach. Większość z tych mutacji nie dotyczy nas, ale niektóre mają skutki negatywne, a inne pozytywne.
Ewolucja krok po kroku dobór naturalny sugeruje, że jeśli gen (lub mutacja genu) zapewnia korzyść dla przetrwania organizmu, ma większą szansę na przekazanie go następnemu pokoleniu. Ale jeśli mutacja genu jest zła, istnieje prawdopodobieństwo, że zostanie wyeliminowana w toku ewolucji.
Wiele chorób ma podłoże genetyczne. Oznacza to, że są spowodowane mutacjami genetycznymi. Jeśli tak jest, to dlaczego te mutacje wciąż istnieją i nie zostały wyeliminowane przez dobór naturalny?
W 1957 roku amerykański biolog ewolucyjny George Williams zaproponował rozwiązanie. Według jego antagonistyczna hipoteza plejotropiimutacja genu może skutkować zarówno dobrymi, jak i złymi cechami. Ale jeśli dobro przeważa nad złem, mutacja nie jest eliminowana.
Na przykład mutacje powodujące chorobę Huntingtona poprawiają płodność i zmniejszają ryzyko raka; mutacje powodujące anemię sierpowatą chronią przed malarią; a mutacje związane z mukowiscydozą również poprawiają płodność. To tylko kilka przykłady pośród wielu.
Te mutacje są korzystne we wczesnym okresie życia – przyczyniają się do rozwoju i posiadania dzieci – i stają się szkodliwe dopiero w późniejszym życiu. Jeśli są dobre do przetrwania i produkcji następnego pokolenia, może to tłumaczyć ich zachowanie. Mogłoby to również wyjaśniać utrzymywanie się wyniszczających chorób, z których wiele występuje w starszym wieku.
Ale czy teoria Williamsa mogła wyjaśnić samo starzenie się? A jeśli geny i białka z nich wytworzone, które są korzystne, gdy jesteśmy młodzi, staną się później główną przyczyną starzenia się? A jeśli tak, to jakie mogą być te białka?
Teoria nadczynności starzenia się
Mikhail Blagosklonny, profesor onkologii w Nowym Jorku, zaproponowane około 2006 r. odpowiedź na to pytanie. Zasugerował, że przyczyną starzenia się są białka (i geny odpowiedzialne za ich wytwarzanie), których rolą jest informowanie komórek o dostępności składników odżywczych. Niektóre z tych białek to enzymy wspomagające reakcje chemiczne w naszym ciele. Wśród nich jest enzym o nazwie TOR..
Kiedy enzym TOR jest aktywny, instruuje komórki rosnąć. Potrzebujemy tego na wczesnym etapie życia dla naszego rozwoju i dojrzewania płciowego. Ale TOR nie jest potrzebny na tak wysokich poziomach w późniejszym życiu. W rzeczywistości nadczynność (nadaktywność) TOR jest związana z wieloma chorobami, w tym: nowotwory.
Jeśli TOR i inne geny wykrywające składniki odżywcze są przyczyną starzenia się, czy są one w jakiś sposób powiązane z uszkodzeniami lub ROS? Wykazano, że nadczynność TOR przyspiesza wzrost komórek, ale jednocześnie zmniejsza działanie ochronne Mechanizmy, w tym przeciwutleniacze. Oznacza to, że uszkodzenia mogą być teraz postrzegane jako wynik nadczynności niektórych genów – nie jako pierwotna przyczyna starzenia, ale jego skutek.
Nowa teoria oparta na antagonistycznej hipotezie plejotropii jest obecnie znana jako teoria nadczynności starzenia się.
Cena, którą warto zapłacić
We i inni testują teorię hiperfunkcji i, jak dotąd, wyniki Wspieraj to. Mimo to, chociaż te postępy obiecują zrozumienie podstawowych przyczyn starzenia się i sposobów radzenia sobie z chorobami związanymi z wiekiem, pokazują również złożoność tego zjawiska. Ale w miarę gromadzenia dowodów zdajemy sobie sprawę, że samo starzenie się jest silnie powiązane ze sposobem, w jaki jesteśmy stworzeni. Wiąże się to z naszym wzrostem i dojrzewaniem płciowym. Może starzenie się jest ceną, jaką organizmy muszą płacić za przetrwanie jako gatunek.
O autorze
Charalampos (Babis) Rallis, starszy wykładowca biochemii, University of East London
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Nowe starzenie się: żyj mądrzej teraz, aby żyć lepiej na zawsze
przez dr Erica B. Larsona
Ta książka zawiera praktyczne porady dotyczące zdrowego starzenia się, w tym wskazówki dotyczące sprawności fizycznej i poznawczej, zaangażowania społecznego i znajdowania celu w późniejszym życiu.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kuchnia niebieskich stref: 100 przepisów na dożycie 100
przez Dana Buettnera
Ta książka kucharska oferuje przepisy inspirowane dietą ludzi w „niebieskich strefach” świata, gdzie mieszkańcy zwykle dożywają 100 lat lub więcej.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Starzenie się wstecz: odwróć proces starzenia i wyglądaj o 10 lat młodziej w 30 minut dziennie
autorstwa Mirandy Esmonde-White
Autorka proponuje szereg ćwiczeń i zmian w stylu życia, które mają promować sprawność fizyczną i witalność w późniejszym życiu.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Paradoks długowieczności: jak umrzeć młodo w dojrzałym wieku
przez dr Stevena R. Gundry'ego
Ta książka zawiera porady dotyczące zdrowego starzenia się, w tym wskazówki dotyczące diety, ćwiczeń fizycznych i radzenia sobie ze stresem, oparte na najnowszych badaniach naukowych dotyczących długowieczności.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Starzejący się mózg: sprawdzone sposoby zapobiegania demencji i wyostrzenia umysłu
Timothy R. Jennings, MD
Autor oferuje przewodnik dotyczący utrzymania zdrowia poznawczego i zapobiegania demencji w późniejszym życiu, w tym wskazówki dotyczące diety, ćwiczeń i radzenia sobie ze stresem.
