Шта је генетска теорија старења?

Садржај

• Генетска теорија старења
• Теорије старења
• Гени и телесне функције
• Како гени утичу на животни век
• Кључни појмови у генетској теорији старења
• Три примарне генетске теорије старења
• Докази иза теорије
• Докази против генетских теорија старења
• Доња граница
• Шта можете учинити да смањите „генетско“ старење ћелија?

Ваша ДНК може предвидети више о вама од вашег изгледа. Према генетској теорији старења, ваши гени (као и мутације тих гена) одговорни су за то колико ћете дуго живети. Ево шта бисте требали знати о генима и дуговечности и где се генетика уклапа међу разне теорије старења.

Генетска теорија старења

Генетска теорија старења наводи да је животни век у великој мери одређен генима које наследимо. Према теорији, наша дуговечност је првенствено одређена у тренутку зачећа и у великој мери се ослања на наше родитеље и њихове гене.

Основа ове теорије је да сегменти ДНК који се јављају на крају хромозома, звани теломери, одређују максимални животни век ћелије. Теломери су делови ДНК „смећа“ на крају хромозома који постају краћи сваки пут када се ћелија дели. Ови теломери постају све краћи и на крају ћелије не могу да се деле без губитка важних делова ДНК.

Пре него што се удубимо у поставке како генетика утиче на старење и аргументе за и против ове теорије, корисно је укратко разговарати о примарним категоријама теорија старења и неким специфичним теоријама у тим категоријама. Тренутно не постоји ниједна теорија или чак једна категорија теорија која може објаснити све што уочавамо у процесу старења.

Старају ли вас хормони?

Теорије старења

Постоје две примарне категорије теорија старења које се у основи разликују у ономе што се може назвати „сврхом“ старења. У првој категорији старење је у основи несрећа; накупљање оштећења и хабања на телу што на крају доводи до смрти. Супротно томе, програмиране теорије старења на старење гледају као на намерни процес, контролисан на начин који се може упоредити са другим фазама живота, попут пубертета.

Теорије грешака укључују неколико засебних теорија, укључујући:

• Теорија трошења и хабања старења
• Теорија стопе животног старења
• Теорија умрежавања протеина старења
• Теорија старења слободних радикала
• Теорија соматских мутација старења

Програмиране теорије старења такође се рашчлањују у различите категорије на основу методе којом се наша тела програмирају да старе и умиру.

• Програмирана дуговечност - Програмирана дуговечност тврди да се живот одређује секвенцијалним укључивањем и искључивањем гена.
• Ендокрина теорија старења
• Имунолошка теорија старења

Постоји значајно преклапање између ових теорија, па чак и категорија теорија старења.

Гени и телесне функције

Пре него што разговарамо о кључним концептима везаним за старење и генетику, размотримо шта је наша ДНК и неки од основних начина на који гени утичу на наш животни век.

Наши гени су садржани у нашој ДНК која је присутна у језгру (унутрашњем делу) сваке ћелије у нашим телима. (Такође је присутна митохондријска ДНК у органелама званим митохондрији које су присутне у цитоплазми ћелије.) Свака од нас има 46 хромозома који чине нашу ДНК, од којих 23 потичу од наших мајки, а 23 од наших очева. Од тога су 44 аутосома, а два полна хромозома који одређују да ли ћемо бити мушко или женско. (Митохондријска ДНК, насупрот томе, носи много мање генетских информација и добија се само од наших мајки.)

У тим хромозомима леже наши гени, наш генетски план одговоран за пренос информација о сваком процесу који ће се одвијати у нашим ћелијама. Наши гени се могу замислити као низ слова која чине речи и реченице упутстава. Ове речи и реченице кодирају производњу протеина који контролишу сваки ћелијски процес.

Ако је било који од ових гена оштећен, на пример, мутацијом која мења низ „слова и речи“ у упутствима, може се произвести абнормални протеин, који заузврат има неисправну функцију. Ако се догоди мутација у протеинима који регулишу раст ћелије, може доћи до рака. Ако су ови гени мутирани од рођења, могу се јавити различити наследни синдроми.На пример, цистична фиброза је стање у којем дете наслеђује два мутирана гена која контролишу протеин који регулише канале одговорне за кретање хлорида кроз ћелије у знојним жлездама , пробавне жлезде и још много тога. Резултат ове појединачне мутације резултира згушњавањем слузи коју производе ове жлезде и резултирајући проблеми повезани са овим стањем.

Мутације гена и рак

Како гени утичу на животни век

Није потребна детаљна студија да би се утврдило да наши гени играју бар неку улогу у дуговечности. Људи чији су родитељи и преци живели дуже, теже да живе дуже и обрнуто. Истовремено, знамо да сама генетика није једини узрок старења. Студије које истражују једнојајчане близанце откривају да се очигледно нешто друго догађа; једнојајчани близанци који имају идентичне гене не живе увек идентичан број година.

Неки гени су корисни и побољшавају дуговечност. На пример, ген који помаже човеку да метаболише холестерол смањио би човеков ризик од срчаних болести.

Неке мутације гена се наслеђују и могу скратити животни век. Међутим, мутације се могу догодити и након рођења, јер излагање токсинима, слободним радикалима и зрачењу може проузроковати промене гена. (Генске мутације стечене након рођења називају се стечене или соматске генске мутације.) Већина мутација није лоша за вас, а неки могу чак бити и корисни. То је зато што генетске мутације стварају генетску разноликост, која популацију одржава здравом. Остале мутације, назване тихе мутације, уопште немају ефекат на тело.

Неки гени, када су мутирани, су штетни, попут оних који повећавају ризик од рака. Многи људи су упознати са мутацијама БРЦА1 и БРЦА2 које предиспонирају рак дојке. Ови гени се називају генима за супресију тумора који кодирају протеине који контролишу поправљање оштећене ДНК (или уклањање ћелије са оштећеном ДНК ако поправљање није могуће.)

Разне болести и стања повезана са наследним генским мутацијама могу директно утицати на животни век. Ту спадају цистична фиброза, анемија српастих ћелија, Таи-Сацхсова болест и Хунтингтонова болест, да набројимо само неке.

Кључни појмови у генетској теорији старења

Кључни концепти у генетици и старењу укључују неколико важних концепата и идеја, од скраћивања теломера до теорија о улози матичних ћелија у старењу.

Теломерес

На крају сваког нашег хромозома лежи део „смећа“ ДНК назван теломери. Теломери не кодирају ниједан протеин, али изгледа да имају заштитну функцију, спречавајући крајеве ДНК да се прикаче за друге делове ДНК или да формирају круг. Сваки пут када се ћелија дели мало више теломера се одсече. Коначно. од ове смеће ДНК више није остало, а даље одрезивање може оштетити хромозоме и гене тако да ћелија умре.

Генерално, просечна ћелија може да се подели 50 пута пре него што се теломера потроши (Хаифлицк-ова граница) .Челије рака пронашле су начин да не уклоне, а понекад чак и додају део теломера. Поред тога, неке ћелије попут белих крвних зрнаца не пролазе кроз овај процес скраћивања теломера. Чини се да док гени у свим нашим ћелијама имају кодну реч за ензим теломеразу који инхибира скраћивање теломера и можда чак резултира продужењем, ген је само „укључен“ или „изражен“ како генетичари кажу, у ћелијама попут беле крвних зрнаца и ћелија карцинома. Научници су изнели теорију да би се ова теломераза могла некако укључити у другим ћелијама (али не толико да би њихов раст прошао као у ћелијама рака) наша старосна граница би се могла проширити.

Студије су откриле да су нека хронична стања попут високог крвног притиска повезана са мањом активношћу теломеразе, док су здрава исхрана и вежбање повезани са дужим теломерима, а прекомерна тежина такође је повезана са краћим теломерима.

Гени за дуговечност

Гени за дуговечност су специфични гени који су повезани са дужим животом. Два гена која су директно повезана са дуговечношћу су СИРТ1 (сиртуин 1) и СИРТ2. Научници који су посматрали групу од преко 800 људи старих 100 и више година, открили су три значајне разлике у генима повезаним са старењем.

Старење ћелија

Старење ћелија се односи на процес којим ћелије временом пропадају. То може бити повезано са скраћивањем теломера или процесом апоптозе (или самоубиством ћелија) у којем се уклањају старе или оштећене ћелије.

Матичне ћелије

Плурипотентне матичне ћелије су незреле ћелије које имају потенцијал да постану било која врста ћелија у телу. Теоретизира се да старење може бити повезано или са исцрпљивањем матичних ћелија или губитком способности матичних ћелија да се диференцирају или сазрију у различите врсте ћелија. Важно је напоменути да се ова теорија односи на одрасле матичне ћелије, а не на ембрионалне матичне ћелије. За разлику од ембрионалних матичних ћелија, одрасле матичне ћелије не могу сазрети у било који тип ћелија већ само у одређени број типова ћелија. Већина ћелија у нашим телима су диференциране или потпуно зреле, а матичне ћелије су само мали број ћелија присутних у телу.

Пример врсте ткива у којој је овом методом могућа регенерација је јетра. То је за разлику од можданог ткива којем обично недостаје овај регенеративни потенцијал. Сада постоје докази да саме матичне ћелије могу бити погођене процесом старења, али ове теорије су сличне питању пилетине и јаја. Није сигурно да до старења долази услед промена у матичним ћелијама или ако су, уместо тога, промене у матичним ћелијама последица процеса старења.

Епигенетика

Епигенетика се односи на експресију гена. Другим речима, ген може бити присутан, али се може укључити или искључити. Знамо да у телу постоје неки гени који су укључени само на одређено време. Подручје епигенетике такође помаже научницима да схвате како фактори околине могу деловати у оквиру ограничења генетике да би заштитили или предиспонирали болест.

Одакле матичне ћелије?

Три примарне генетске теорије старења

Као што је горе речено, постоји значајна количина доказа који разматрају важност гена у очекиваном преживљавању. Када се посматрају генетске теорије, оне су подељене на три основне школе мишљења.

• Прва теорија тврди да је старење повезано са мутацијама које су повезане са дугорочним преживљавањем и да је старење повезано са акумулацијом генетских мутација које се не поправљају.
• Друга теорија је да је старење повезано са касним ефектима одређених гена и назива се плеиотропним антагонизмом.
• Још једна теорија, предложена на основу преживљавања у опосума, јесте да би окружење које представља мало опасности да омета очекивано трајање живота резултирало повећањем броја чланова који имају мутације које успоравају процес старења.

По чему се људски животни вијек разликује од очекиваног трајања живота

Докази иза теорије

Постоји неколико путева доказа који барем делимично подржавају генетску теорију старења.

Можда су најснажнији докази у прилог генетској теорији значајне разлике у максималном преживљавању специфичне за врсту, с тим што неке врсте (попут лептира) имају врло кратак животни век, а друге, попут слонова и китова, сличне су нашој. Унутар једне врсте преживљавање је слично, али преживљавање може бити веома различито између две врсте које су иначе сличне величине.

Студије близанаца такође подржавају генетску компоненту, јер су једнојајчани близанци (монозиготни близанци) много сличнији у погледу очекиваног трајања живота од неидентичних или дизиготичних близанаца. раздвојени могу помоћи да се издвоје фактори понашања као што су прехрана и друге животне навике као узрок породичних трендова у дуговечности.

Даљњи докази широког опсега пронађени су проучавањем ефекта генетских мутација код других животиња. Код неких црва, као и код неких мишева, појединачна генска мутација може продужити преживљавање за преко 50 процената.

Поред тога, налазимо доказе за неке од специфичних механизама који су укључени у генетску теорију. Директна мерења дужине теломера показала су да су теломери рањиви на генетске факторе који могу убрзати стопу старења.

Докази против генетских теорија старења

Један од јачих аргумената против генетске теорије старења или „програмираног животног века“ долази из еволуционе перспективе. Зашто би постојао одређени век трајања изван репродукције? Другим речима, која „сврха“ постоји за живот након што се особа размножи и поживи довољно дуго да своје потомство уздигне до одрасле доби?

Такође из онога што знамо о начину живота и болестима јасно је да постоје многи други фактори старења. Једнојајчани близанци могу имати веома различит животни век у зависности од изложености, фактора животног стила (попут пушења) и начина физичке активности.

Доња граница

Процењено је да гени могу објаснити највише 35 процената животног века, али још увек постоји више онога што не разумемо у вези са старењем, него што разумемо. Свеукупно, вероватно је да је старење мултифакторски процес, што значи да је вероватно комбинација неколико теорија. Такође је важно напоменути да се овде разматране теорије међусобно не искључују. Концепт епигенетике или да ли је ген који је присутан „изражен“ може додатно замаглити наше разумевање.

Поред генетике, постоје и друге одреднице старења, попут нашег понашања, изложености и пуке среће. Нисте осуђени на смрт ако чланови ваше породице умиру млади и не можете занемарити своје здравље чак и ако чланови ваше породице живе дуго.

Шта можете учинити да смањите „генетско“ старење ћелија?

Научени смо да се хранимо здраво и да будемо активни, а ови фактори начина живота су вероватно једнако важни без обзира на то колико је наша генетика укључена у старење. Исте праксе које, чини се, одржавају органе и ткива нашег тела здравим, такође могу одржавати наше гене и хромозоме здравим.

Без обзира на одређене узроке старења, може се променити:

• Вежбање - Студије су откриле да физичка активност не само да помаже вашем срцу и плућима да добро функционишу, већ вежбање продужава теломере.
• Храните се здраво - Дијета богата воћем и поврћем повезана је са већом активношћу теломеразе (у ствари, мањим скраћивањем теломера у ћелијама). Дијета богата омега-3-масним киселинама повезана је са дужим теломерима, али дијета богата омега-6-масним киселинама је супротна и повезана са краћим теломерима. Поред тога, унос сода поп-а повезан је са краћим теломерима. Изгледа да резерватрол, састојак одговоран за узбуђење код пијења црног вина (али који се такође налази у безалкохолном соку црвеног грожђа) активира протеин дуговечности СИРТ
• Смањите стрес
• Избегавајте карциногене
• Одржавајте здраву тежину - Гојазност није повезана само са неким од горе наведених генетских механизама повезаних са старењем (као што је повећано скраћивање теломера), већ су поновљене студије откриле користи од дуготрајности повезане са ограничењем калорија. Први принцип у раку превентивни начин живота који је изнео Амерички институт за истраживање рака - будите што је могуће виткији, а да немате прекомерну тежину - могао би играти улогу у дуговечности, као и превенција рака и спречавање поновног настанка рака.