Kas yra genetinė senėjimo teorija?

Turinys

• Genetinė senėjimo teorija
• Senėjimo teorijos
• Genai ir kūno funkcijos
• Kaip genai veikia gyvenimo trukmę
• Pagrindinės senėjimo genetinės teorijos sąvokos
• Trys pirminės genetinės senėjimo teorijos
• Įrodymai už teorijos
• Įrodymai prieš genetines senėjimo teorijas
• Esmė
• Ką galite padaryti, kad sumažintumėte „genetinį“ ląstelių senėjimą?

Jūsų DNR gali nuspėti apie jus daugiau nei jūsų išvaizda. Pagal genetinę senėjimo teoriją, jūsų genai (taip pat ir tų genų mutacijos) yra atsakingi už tai, kiek jūs gyvensite. Štai ką turėtumėte žinoti apie genus ir ilgaamžiškumą ir kur genetika tinka tarp įvairių senėjimo teorijų.

Genetinė senėjimo teorija

Genetinė senėjimo teorija teigia, kad gyvenimo trukmę daugiausia lemia paveldimi genai. Remiantis teorija, mūsų ilgaamžiškumas pirmiausia nustatomas pastojimo metu ir daugiausia priklauso nuo mūsų tėvų ir jų genų.

Šios teorijos pagrindas yra tas, kad DNR segmentai, atsirandantys chromosomų gale, vadinami telomerais, nustato maksimalų ląstelės gyvenimo trukmę. Telomerai yra „šlamšto“ DNR gabalėliai chromosomų gale, kurie kaskart dalijant ląstelei tampa trumpesni. Šie telomerai tampa vis trumpesni ir galiausiai ląstelės negali dalytis neprarasdamos svarbių DNR gabalų.

Prieš įsigilinant į genetikos įtakos senėjimui principus ir argumentus už ir prieš šią teoriją, naudinga trumpai aptarti pagrindines senėjimo teorijų kategorijas ir kai kurias konkrečias šių kategorijų teorijas. Šiuo metu nėra vienos teorijos ar net vienos kategorijos teorijų, galinčių paaiškinti viską, ką pastebime senėjimo procese.

Ar jūsų hormonai jus senina?

Senėjimo teorijos

Yra dvi pagrindinės senėjimo teorijų kategorijos, kurios iš esmės skiriasi tuo, ką galima vadinti senėjimo „tikslu“. Pirmoje kategorijoje senėjimas iš esmės yra nelaimingas atsitikimas; kūno pažeidimų ir nusidėvėjimo kaupimasis, kuris galiausiai baigiasi mirtimi. Priešingai, užprogramuotos senėjimo teorijos senėjimą vertina kaip tyčinį procesą, valdomą taip, kad būtų galima palyginti su kitais gyvenimo etapais, tokiais kaip brendimas.

Klaidų teorijos apima kelias atskiras teorijas, įskaitant:

• Nusidėvėjimo senėjimo teorija
• Gyvenimo tempo senėjimo teorija
• Baltymų kryžminio senėjimo teorija
• Laisvųjų radikalų senėjimo teorija
• Somatinių mutacijų senėjimo teorija

Užprogramuotos senėjimo teorijos taip pat skirstomos į skirtingas kategorijas, remiantis metodu, kuriuo mūsų kūnai programuojami senėti ir mirti.

• Užprogramuotas ilgaamžiškumas - užprogramuotas ilgaamžiškumas teigia, kad gyvenimą lemia nuoseklus genų įjungimas ir išjungimas.
• Endokrininė senėjimo teorija
• Imunologinė senėjimo teorija

Tarp šių teorijų ir netgi senėjimo teorijų kategorijų yra didelis sutapimas.

Genai ir kūno funkcijos

Prieš aptardami pagrindines su senėjimu ir genetika susijusias sąvokas, apžvelkime, kokia yra mūsų DNR, ir keletą pagrindinių būdų, kaip genai veikia mūsų gyvenimo trukmę.

Mūsų genai yra mūsų DNR, esančios kiekvienos mūsų kūno ląstelės branduolyje (vidinėje srityje). (Organochelėse, vadinamose mitochondrijomis, yra ir mitochondrijų DNR, esančių ląstelės citoplazmoje.) Kiekvienas iš mūsų DNR sudaro 46 chromosomas, iš kurių 23 yra iš mūsų motinų ir 23 iš mūsų tėvų. Iš jų 44 yra autosomos, o dvi - lytinės chromosomos, lemiančios, ar mes esame vyrai, ar moterys. (Priešingai, mitochondrijų DNR turi daug mažiau genetinės informacijos ir ją gauna tik iš mūsų motinų.)

Šiose chromosomose slypi mūsų genai, mūsų genetinis projektas, atsakingas už informacijos perdavimą kiekvienam procesui, kuris vyks mūsų ląstelėse. Mūsų genai gali būti įsivaizduojami kaip raidžių serija, sudaranti žodžius ir instrukcijų sakinius. Šie žodžiai ir sakiniai koduoja baltymų, kontroliuojančių kiekvieną ląstelių procesą, gamybą.

Jei kuris nors iš šių genų yra pažeistas, pavyzdžiui, dėl mutacijos, pakeičiančios „raidžių ir žodžių“ eilutes instrukcijose, gali būti gaminamas nenormalus baltymas, kuris savo ruožtu atlieka netinkamą funkciją. Jei atsiranda baltymų, reguliuojančių ląstelės augimą, mutacija, gali atsirasti vėžys. Jei šie genai mutuoja nuo pat gimimo, gali pasireikšti įvairūs paveldimi sindromai. Pavyzdžiui, cistinė fibrozė yra būklė, kai vaikas paveldi du mutavusius genus, kontroliuojančius baltymą, kuris reguliuoja kanalus, atsakingus už chloro judėjimą per prakaito liaukų ląsteles. , virškinimo liaukos ir kt. Šios vienos mutacijos rezultatas yra šių liaukų gaminamų gleivių tirštėjimas ir su tuo susijusios problemos.

Genų mutacijos ir vėžys

Kaip genai veikia gyvenimo trukmę

Norint nustatyti, kad mūsų genai vaidina bent tam tikrą vaidmenį ilgaamžiškumui, nereikia išsamaus tyrimo. Žmonės, kurių tėvai ir protėviai gyveno ilgiau, linkę gyventi ilgiau ir atvirkščiai. Tuo pačiu mes žinome, kad vien genetika nėra vienintelė senėjimo priežastis. Tyrimai, kuriuose nagrinėjami identiški dvyniai, atskleidžia, kad akivaizdžiai vyksta kažkas kita; identiški dvyniai, turintys identiškus genus, ne visada gyvena vienodą metų skaičių.

Kai kurie genai yra naudingi ir padidina ilgaamžiškumą. Pavyzdžiui, genas, padedantis žmogui metabolizuoti cholesterolį, sumažintų žmogaus širdies ligų riziką.

Kai kurios genų mutacijos yra paveldimos ir gali sutrumpinti gyvenimo trukmę. Tačiau mutacijos taip pat gali atsitikti po gimimo, nes toksinų, laisvųjų radikalų ir radiacijos poveikis gali sukelti genų pokyčius. (Po gimimo įgytos genų mutacijos vadinamos įgytomis arba somatinėmis genų mutacijomis.) Dauguma mutacijų jums nėra blogos, o kai kurie netgi gali būti naudingi. Taip yra todėl, kad genetinės mutacijos sukuria genetinę įvairovę, kuri išlaiko populiacijas sveikas. Kitos mutacijos, vadinamos tyliosiomis, neturi jokio poveikio organizmui.

Kai kurie mutavę genai yra kenksmingi, pavyzdžiui, didinantys vėžio riziką. Daugelis žmonių yra susipažinę su BRCA1 ir BRCA2 mutacijomis, kurios lemia krūties vėžį. Šie genai vadinami naviko slopinimo genais, koduojančiais baltymus, kurie kontroliuoja pažeistos DNR atkūrimą (arba ląstelės pašalinimą su pažeista DNR, jei jos atstatyti neįmanoma).

Įvairios ligos ir būklės, susijusios su paveldimomis genų mutacijomis, gali tiesiogiai paveikti gyvenimo trukmę. Tai apima cistinę fibrozę, pjautuvinių ląstelių anemiją, Tay-Sachso ligą ir Huntingtono ligą.

Pagrindinės senėjimo genetinės teorijos sąvokos

Pagrindinės genetikos ir senėjimo sąvokos apima keletą svarbių sąvokų ir idėjų, pradedant telomerų sutrumpinimu ir baigiant teorijomis apie kamieninių ląstelių vaidmenį senstant.

Telomerai

Kiekvienos mūsų chromosomos pabaigoje yra „šiukšlių“ DNR dalis, vadinama telomerais. Telomerai nekoduoja jokių baltymų, tačiau, atrodo, turi apsauginę funkciją, neleisdami DNR galams prisijungti prie kitų DNR gabalų ar suformuoti apskritimą. Kiekvieną kartą ląstelė dalijasi šiek tiek daugiau telomerų. Galų gale. šios šlamšto DNR neliko, o tolesnis jų atkarpymas gali pakenkti chromosomoms ir genams, kad ląstelė žūtų.

Apskritai vidutinė ląstelė sugeba padalinti 50 kartų, kol telomerai bus išnaudoti (Hayflicko riba). Vėžio ląstelės išsiaiškino būdą, kaip nepašalinti ir kartais net pridėti telomeros dalį. Be to, kai kurioms ląstelėms, tokioms kaip baltieji kraujo kūneliai, šis telomerų sutrumpėjimo procesas nevyksta. Panašu, kad nors visų mūsų ląstelių genuose yra kodinis fermento telomerazės žodis, kuris slopina telomerų sutrumpėjimą ir galbūt netgi ilgėja, genas yra „įjungtas“ arba „išreikštas“, kaip sako genetikai, tokiose ląstelėse kaip baltos spalvos kraujo ląstelės ir vėžinės ląstelės. Mokslininkai teigė, kad jei ši telomerazė galėtų būti kažkaip įjungta kitose ląstelėse (bet ne tiek, kad jų augimas pakliūtų į vėžių, nei į vėžines ląsteles), mūsų amžiaus riba galėtų būti išplėsta.

Tyrimai parodė, kad kai kurios lėtinės būklės, tokios kaip aukštas kraujospūdis, yra susijusios su mažesniu telomerazės aktyvumu, o sveika mityba ir mankšta yra susijusios su ilgesnėmis telomeromis. Antsvoris taip pat susijęs su trumpesnėmis telomeromis.

Ilgaamžiškumo genai

Ilgaamžiškumo genai yra specifiniai genai, kurie yra susiję su ilgesniu gyvenimu. Du genai, kurie yra tiesiogiai susiję su ilgaamžiškumu, yra SIRT1 (sirtuinas 1) ir SIRT2. Mokslininkai, apžiūrėję daugiau kaip 800 žmonių grupę, kurios amžius 100 ar daugiau metų, nustatė tris reikšmingus su senėjimu susijusių genų skirtumus.

Ląstelių genezė

Ląstelių senėjimas reiškia procesą, kurio metu ląstelės suyra. Tai gali būti susiję su telomerų sutrumpėjimu arba apoptozės (arba ląstelių savižudybės) procesu, kai pašalinamos senos ar pažeistos ląstelės.

Kamieninės ląstelės

Pluripotentinės kamieninės ląstelės yra nesubrendusios ląstelės, kurios gali tapti bet kokio tipo kūno ląstelėmis. Teoriškai teigiama, kad senėjimas gali būti susijęs arba su kamieninių ląstelių išeikvojimu, arba su kamieninių ląstelių gebėjimo diferencijuotis ar subręsti skirtingų rūšių ląstelėmis praradimu. Svarbu pažymėti, kad ši teorija susijusi su suaugusiomis kamieninėmis ląstelėmis, o ne su embrioninės kamieninės ląstelės. Skirtingai nuo embrioninių kamieninių ląstelių, suaugusios kamieninės ląstelės negali subręsti bet kokio tipo ląstelėmis, o tik tam tikru ląstelių tipų skaičiumi. Dauguma mūsų kūno ląstelių yra diferencijuotos arba visiškai subrendusios, o kamieninės ląstelės yra tik nedidelis skaičius ląstelių, esančių kūne.

Audinių tipo, kuriame galima regeneruoti šiuo metodu, pavyzdys yra kepenys. Tai skiriasi nuo smegenų audinio, kuriam paprastai trūksta šio regeneracinio potencialo. Dabar yra įrodymų, kad senėjimo procese gali būti paveiktos pačios kamieninės ląstelės, tačiau šios teorijos yra panašios į vištienos ir kiaušinio problemą. Neaišku, ar senėjimas vyksta dėl kamieninių ląstelių pokyčių, ar jei kamieninių ląstelių pokyčiai atsiranda dėl senėjimo proceso.

Epigenetika

Epigenetika nurodo genų raišką. Kitaip tariant, genas gali būti, bet jį galima įjungti arba išjungti. Mes žinome, kad kūne yra keletas genų, kurie įjungiami tik tam tikrą laiką. Epigenetikos sritis taip pat padeda mokslininkams suprasti, kaip aplinkos veiksniai gali veikti laikydamiesi genetikos apribojimų, kad apsaugotų ligas arba būtų linkę į jas.

Iš kur kyla kamieninės ląstelės?

Trys pirminės genetinės senėjimo teorijos

Kaip pažymėta pirmiau, yra daugybė įrodymų, kuriuose nagrinėjama genų svarba laukiamam išgyvenimui. Žvelgiant į genetines teorijas, jos yra suskirstytos į tris pradines minties mokyklas.

• Pirmoji teorija teigia, kad senėjimas yra susijęs su mutacijomis, kurios yra susijusios su ilgalaikiu išgyvenimu, ir kad senėjimas yra susijęs su genetinių mutacijų, kurios nėra suremontuotos, kaupimu.
• Kita teorija teigia, kad senėjimas yra susijęs su vėlyvu tam tikrų genų poveikiu ir yra vadinamas pleiotropiniu antagonizmu.
• Dar viena teorija, pasiūlyta remiantis išgyvenimu oposumuose, yra ta, kad aplinka, kelianti nedaug pavojų, trukdančių gyvenimo trukmei, padidintų narių, turinčių mutacijas, kurios sulėtina senėjimo procesą.

Kuo žmogaus gyvenimo trukmė skiriasi nuo numatomos gyvenimo trukmės

Įrodymai už teorijos

Yra keletas įrodymų, kurie bent iš dalies patvirtina genetinę senėjimo teoriją.

Bene tvirčiausias įrodymas, patvirtinantis genetinę teoriją, yra dideli rūšims būdingi maksimalaus išgyvenamumo skirtumai, kai kurių rūšių (pavyzdžiui, drugelių) gyvenimo trukmė yra labai trumpa, o kitų, pavyzdžiui, dramblių ir banginių, yra panašios į mūsų. Vienos rūšies išgyvenamumas yra panašus, tačiau dviejų rūšių, kurios šiaip yra panašaus dydžio, išgyvenimas gali būti labai skirtingas.

Dvyniai tyrimai taip pat palaiko genetinį komponentą, nes identiški dvyniai (monozigotiniai dvyniai) pagal gyvenimo trukmę yra daug panašesni nei nevienodi ar dizigotiniai dvyniai. Įvertinant identiškus dvynukus, kurie buvo užauginti kartu, ir palyginkite tai su identiškais dvyniais, kurie išskirti gali padėti atskirti tokius elgesio veiksnius kaip dieta ir kiti gyvenimo būdo įpročiai, kurie yra šeimos ilgaamžiškumo tendencijų priežastis.

Kiti plačios apimties įrodymai buvo rasti tiriant kitų gyvūnų genetinių mutacijų poveikį. Kai kuriose kirmėlėse, taip pat kai kuriose pelėse, vieno geno mutacija gali prailginti išgyvenamumą daugiau nei 50 proc.

Be to, mes randame kai kurių specifinių genetikos teorijoje dalyvaujančių mechanizmų įrodymų. Tiesioginiai telomerų ilgio matavimai parodė, kad telomerai yra pažeidžiami genetinių veiksnių, kurie gali pagreitinti senėjimo greitį.

Įrodymai prieš genetines senėjimo teorijas

Vienas iš svaresnių argumentų prieš genetinę senėjimo teoriją arba „užprogramuotą gyvenimo trukmę“ kyla iš evoliucijos perspektyvos. Kodėl turėtų būti nurodytas ilgesnis nei reprodukcijos laikotarpis? Kitaip tariant, koks yra „gyvenimo tikslas“ po to, kai žmogus dauginasi ir yra pakankamai ilgai gyvas, kad paaugintų savo palikuonis?

Iš to, ką žinome apie gyvenimo būdą ir ligas, taip pat aišku, kad yra daugybė kitų senėjimo veiksnių. Identiškų dvynių gyvenimo trukmė gali būti labai skirtinga, atsižvelgiant į jų poveikį, gyvenimo būdo veiksnius (pvz., Rūkymą) ir fizinio aktyvumo įpročius.

Esmė

Apskaičiuota, kad genai gali paaiškinti ne daugiau kaip 35 procentus gyvenimo trukmės, tačiau vis dar yra daugiau dalykų, kurių mes nesuprantame apie senėjimą, nei mes suprantame. Apskritai tikėtina, kad senėjimas yra daugialypis procesas, t. Y. kelių teorijų derinys. Taip pat svarbu pažymėti, kad čia aptartos teorijos viena kitos neišskiria. Epigenetikos samprata ar tai, ar esamas genas yra „išreikštas“, gali dar labiau pakreipti mūsų supratimą.

Be genetikos, yra ir kitų senėjimą lemiančių veiksnių, tokių kaip mūsų elgesys, poveikis ir tiesiog sėkmė. Jūs nesate pasmerktas, jei jūsų šeimos nariai linkę mirti jauni, ir jūs negalite ignoruoti savo sveikatos, net jei jūsų šeimos nariai linkę ilgai gyventi.

Ką galite padaryti, kad sumažintumėte „genetinį“ ląstelių senėjimą?

Mes mokomi valgyti sveiką mitybą ir būti aktyvūs, o šie gyvenimo būdo veiksniai greičiausiai yra tokie pat svarbūs, kad ir kiek mūsų genetika būtų susijusi su senėjimu. Ta pati praktika, kuri, atrodo, palaiko sveikus mūsų kūno organus ir audinius, taip pat gali išlaikyti sveikus mūsų genus ir chromosomas.

Nepaisant konkrečių senėjimo priežasčių, tai gali pakeisti:

• Mankšta - tyrimai parodė, kad fizinis aktyvumas ne tik gerai padeda jūsų širdžiai ir plaučiams, bet ir pratimai prailgina telomerus.
• Valgykite sveiką mitybą - dieta, kurioje yra daug vaisių ir daržovių, yra susijusi su didesniu telomerazės aktyvumu (iš tikrųjų mažiau sutrumpėja telomerai jūsų ląstelėse). Dieta, kurioje yra daug omega-3 riebalų rūgščių, yra susijusi su ilgesnėmis telomeromis, tačiau dieta, kurioje yra daug omega-6 riebalų rūgščių, yra priešinga ir susijusi su trumpesnėmis telomeromis. Be to, sodos popso suvartojimas yra susijęs su trumpesnėmis telomeromis. Atrodo, kad rezervatrolis, ingredientas, sukeliantis jaudulį geriant raudoną vyną (bet randamas ir nealkoholinėse raudonųjų vynuogių sultyse), aktyvina ilgalaikį baltymą SIRT
• Sumažinti stresą
• Venkite kancerogenų
• Išlaikykite sveiką svorį. Nutukimas yra susijęs ne tik su kai kuriais anksčiau minėtais genetiniais mechanizmais, susijusiais su senėjimu (pvz., Padidėjusiu telomerų sutrumpėjimu), bet ir pakartotiniais tyrimais nustatyta, kad ilgaamžiškumas yra susijęs su kalorijų ribojimu. Amerikos vėžio tyrimų instituto pateiktas prevencinis gyvenimo būdas turi būti kiek įmanoma lieknesnis, neturėdamas antsvorio - gali vaidinti svarbų vaidmenį ilgalaikiame gyvenime, taip pat vėžio prevencijoje ir vėžio pasikartojimo prevencijoje.