Kaip genai veikia senėjimą ir kaip jūs galite "pakeisti" savo genus
Jūsų DNR gali labiau nuspėti apie jus nei atrodo. Remiantis genetine senėjimo teorija, jūsų genai (taip pat ir tų genų mutacijos) yra atsakingi už tai, kiek laiko jūs gyvensite. Štai ką turėtumėte žinoti apie genus ir ilgaamžiškumą, ir kur genetika tinka tarp įvairių senėjimo senėjimo teorijų.
Genetinė senėjimo teorija. Apibrėžimas
Genetinės senėjimo teorijos teigia, kad gyvenimo trukmė daugiausia priklauso nuo genų, kuriuos paveldėjome.
Remiantis teorija, mūsų ilgaamžiškumas visų pirma nustatomas koncepcijos metu ir daugiausia priklauso nuo mūsų tėvų ir jų genų.
Šios teorijos pagrindas yra tas, kad DNR segmentai, atsirandantys chromosomų pabaigoje, vadinami telomerais , lemia maksimalų ląstelės veikimo laiką. Telomerai yra "šiukšlių" DNR fragmentai chromosomų pabaigoje, kurie kiekvieną kartą dalijant ląstelę tampa trumpesni. Šie telomerai tampa trumpesni ir trumpesni, o galų gale, ląstelės negali dalytis, neprarandant svarbių DNR dalių.
Prieš įžvelgdami genetikos įtakos senėjimo principus ir argumentus už ir prieš šią teoriją, naudinga trumpai aptarti pagrindines senėjimo teorijų kategorijas ir kai kurias konkrečias šių kategorijų teorijas. Dabartiniu metu nėra vienos teorijos ar netgi vienos kategorijos teorijų, kurios galėtų paaiškinti viską, ką pastebime senėjimo procese.
Senėjimo teorijos
Yra dviejų pagrindinių senėjimo teorijų kategorijų, kurios iš esmės skiriasi tuo, kas gali būti vadinama "senėjimo tikslu". Pirmojoje kategorijoje senėjimas iš esmės yra nelaimingas atsitikimas; kūno sugadinimas ir nusidėvėjimas, kuris galiausiai sukelia mirtį. Priešingai, suplanuotos senėjimo teorijos laiko senėjimą kaip tyčinį procesą, kontroliuojamą taip, kad būtų galima palyginti su kitais gyvenimo etapais, tokiais kaip brendimas.
Klaidų teorijos apima keletą atskirų teorijų, įskaitant:
- Dėvėti senėjimo teoriją
- Gyvenimo senėjimo teorija
- Baltosios kryžminės teorijos vėl
- Laisvos radikalios senėjimo teorija
- Senėjimo senstančiosios somatinės mutacijos teorija
Programuojamos senėjimo teorijos taip pat suskirstytos į skirtingas kategorijas pagal metodą, pagal kurį mūsų kūnas yra programuojamas amžiaus ir mirties.
- Programuojamas ilgaamžiškumas. Programuojamas ilgaamžiškumas teigia, kad gyvenimą lemia nuoseklus genų įjungimas ir išjungimas.
- Endokrininė senėjimo teorija
- Imunologinė senėjimo teorija
Šios teorijos ir netgi senstančių teorijų kategorijos dažnai sutampa.
Genai ir kūno funkcijos
Prieš aptarsime pagrindines su senėjimu ir genetika susijusias sąvokas, pažiūrėkime, kokia yra mūsų DNR, ir kai kurie pagrindiniai būdai, kaip genai veikia mūsų gyvenimą.
Mūsų genai yra mūsų DNR, kurie yra kiekvienos mūsų kūno ląstelės branduolyje (vidinėje srityje). (Taip pat yra mitochondrijų DNR, esančių organizme, vadinamos mitochondrijomis, kurios yra ląstelės citoplazmoje.) Kiekviename iš jų yra 46 chromosomos, sudarančios mūsų DNR, 23 iš kurių yra mūsų motinos ir 23 iš mūsų tėvų. Iš jų 44 yra autosomai, o du yra lytinių chromosomų, kurios lemia, ar mes turime būti vyriška ar moteriška.
(Mitochondrijų DNR, priešingai, turi daug mažiau genetinės informacijos ir gauna tik iš mūsų motinų).
Šios chromosomos liaukos mūsų genai, mūsų genetinis mėlynumas yra atsakingas už informacijos perdavimą kiekvienam procesui, kuris įvyks mūsų ląstelėse. Mūsų genai gali būti suplanuoti kaip raidžių serija, sudaryta iš žodžių ir instrukcijų sakinių. Šie žodžiai ir sakiniai yra kodai baltymų gamybai, kurie kontroliuoja kiekvieną ląstelinį procesą.
Jei kuris nors iš šių genų yra pažeistas, pavyzdžiui, mutacija, kuri pakeičia instrukcijų serijos "raidės ir žodžiai", gali būti gaminamas nenormalus baltymas, kuris savo ruožtu atlieka sutrikusią funkciją.
Jei baltymų, kurie reguliuoja ląstelių augimą, susidaro mutacija, gali atsirasti vėžys. Jei šie genai yra mutavo nuo gimimo, gali atsirasti įvairių paveldimų sindromų. Pavyzdžiui, cistinė fibrozė yra būklė, kai vaikas paveldi du mutavus genus, kontroliuojančius baltymą, kuris reguliuoja kanalus, atsakingus už chlorido judėjimą per prakaito liaukų, virškinimo liaukų ir dar daugiau ląstelių. Šios vienos mutacijos rezultatas sukelia šių liaukų susidarančių gleivių sustorėjimą ir dėl to atsirandančias problemas, susijusias su šia liga.
Kaip veikia genai
Tai nereikalauja išsamios studijos, leidžiančios nustatyti, kad mūsų genai bent jau tam tikru vaidmeniu atlieka ilgaamžiškumą. Žmonės, kurių tėvai ir protėviai gyveno ilgiau, linkę gyventi ilgiau ir atvirkščiai. Tuo pačiu metu mes žinome, kad genetika nėra vienintelė senėjimo priežastis. Tyrimai, kuriuose nagrinėjami vienodi dvyniai, rodo, kad yra aišku, kad kažkas vyksta; identiški dvyniai, turintys identiškus genus, ne visada gyvena vienodą metų skaičių.
Kai kurie genai yra naudingi ir ilgaamžiškumą. Pvz., Genas, kuris padeda žmogui metabolizuoti cholesterolį , sumažintų asmens širdies ligų riziką.
Kai kurios genų mutacijos yra paveldimos ir gali sutrumpinti gyvenimo trukmę. Tačiau mutacijos taip pat gali atsirasti po gimimo , nes toksinų, laisvųjų radikalų ir radiacijos poveikis gali sukelti genų pokyčius. (Genų mutacijos, įgytos po gimimo, vadinamos įgyta arba somatine genų mutacija.) Dauguma mutacijų nėra blogi, o kai kurie netgi gali būti naudingi. Taip yra todėl, kad genetinės mutacijos sukuria genetinę įvairovę, kuri išsaugo populiacijas. Kitos mutacijos, vadinamos tyliomis mutacijomis, neveikia jokio kūno.
Kai kurie genai, kai jie mutavo, yra kenksmingi, tarsi tie, kurie padidina vėžio riziką. Daugelis žmonių yra susipažinę su BRCA1 ir BRCA2 mutacijomis, kurios sukelia krūties vėžį. Šie genai vadinami navikų slopikliu genais, kurie koduoja baltymus, kurie kontroliuoja pažeistos DNR (arba pašalina ląstelę su pažeista DNR, jei remontas neįmanomas).
Įvairios ligos ir sąlygos, susijusios su paveldėta genų mutacija, gali tiesiogiai paveikti gyvenimo trukmę. Tai apima cistinę fibrozę , pjautuvo ląstelių anemiją , Tay-Sachs ligą ir Huntingtono ligą , ir kelis.
Pagrindinės senatvės genetinės teorijos sąvokos
Pagrindinės genetikos ir senėjimo sąvokos apima keletą svarbių sąvokų ir idėjų, nuo telomerų sutrumpinimo iki teorijų apie kamieninių ląstelių vaidmenį senėjant.
Telomerai . Kiekvienos iš mūsų chromosomų pabaigoje yra "šiukšlių" DNR fragmentas, vadinamas telomerais . Telomerai nekoduoja jokių baltymų, bet atrodo, kad jie turi apsauginę funkciją, DNR galus laikydami tvirtinami prie kitų DNR dalių arba formuojant apskritimą. Kiekvieną kartą, kai ląstelė dalijasi šiek tiek daugiau telemore, yra išstumta. Galų gale. nė viena iš šių nepageidaujamų DNR nėra palikta, o tolesnis snipavimas gali sugadinti chromosomas ir genus taip, kad ląstelė miršta.
Apskritai, vidutinė ląstelė gali padalinti 50 kartų, kol telomeras yra išnaudotas (Hayflick riba). Vėžio ląstelės suprato, kaip nepašalinti ir kartais netgi papildyti telomero sekciją. Be to, kai kurios ląstelės, pvz., Baltųjų kraujo ląstelių, neperima šio telomero sutrumpinimo proceso. Atrodo, kad nors visose mūsų ląstelėse genai turi koduojamą fermento telomerazės kodą, kuris slopina telomero sutrumpinimą ir galbūt netgi pratęsia pagreitį, genas yra "įjungtas" arba "išreikštas", kaip teigia genetikai, tokiose ląstelėse kaip balta kraujo ląstelių ir vėžio ląstelių Mokslininkai teigė, kad jei ši telomerazė kažkaip galėtų būti įjungta kitose ląstelėse (bet ne tiek, kad jų augimas būtų toks pat kaip vėžio ląstelėse), mūsų amžiaus riba gali būti išplėsta.
Tyrimai parodė, kad kai kurioms lėtinėms būklėms, tokioms kaip aukštas kraujospūdis, yra mažiau telomerazės aktyvumo, o sveika mityba ir fizinis pratimas yra susijęs su ilgesniais telomerais. Antsvoris taip pat yra susijęs su trumpesniais telomerais.
Ilgaamžiškumo genai - ilgaamžiškumo genai yra specifiniai genai, kurie yra susiję su gyvenimu ilgiau. Du genai, tiesiogiai susiję su ilgaamžiškumu, yra SIRT1 (sirtruin 1) ir SIRT2. Mokslininkai, žvelgdami į daugiau kaip 800 žmonių, kurių amžius 100 metų ar vyresni, grupė nustatė tris reikšmingus senėjimui būdingų genų skirtumus.
Ląstelių senėjimas - ląstelių senėjimas reiškia procesą, kurio metu ląstelės tampa laikomos. Tai gali būti susiję su telomerų sutrumpinimu arba apoptozės (arba ląstelių savižudybės) procesu, kai pašalinamos senos ar pažeistos ląstelės.
Kamieninės ląstelės - pluripotencinės kamieninės ląstelės yra nesubrendusios ląstelės, kurios gali tapti bet kokios rūšies ląstelėmis organizme. Manoma, kad senėjimas gali būti susijęs arba su kamieninių ląstelių išeikvojimu, arba su kamieninių ląstelių gebėjimų diferencijavimu ar subrendimu į skirtingų tipų ląsteles praradimą. Svarbu pažymėti, kad ši teorija yra susijusi su suaugusių kamieninių ląstelių, o ne su embrioninėmis kamieninėmis ląstelėmis. Skirtingai nuo embrioninių kamieninių ląstelių, suaugusiųjų kamieninės ląstelės negali subręsti į bet kurios rūšies ląsteles, o tik tam tikrą skaičių ląstelių tipų. Daugelis mūsų kūnų ląstelių yra diferencijuotos arba visiškai brandžios, o kamieninės ląstelės yra tik nedaugeliui ląstelių, esančių organizme.
Šis audinio tipas, kurio regeneravimas yra įmanomas šiuo metodu, yra kepenys. Tai skiriasi nuo smegenų audinio, kuris paprastai neturi šio regeneravimo potencialo. Dabar yra įrodymų, kad senėjimui gali turėti įtakos ir pačios kamieninės ląstelės, tačiau šios teorijos yra panašios į viščiukų ir kiaušinių problemą. Nenuostabu, kad senėjimas atsiranda dėl kamieninių ląstelių pokyčių arba, jei vietoj to, kamieninių ląstelių pokyčiai yra susiję su senėjimo procesu.
Epigenetinė epidemija - tai genų išraiška. Kitaip tariant, genas gali būti, bet gali būti įjungtas arba išjungtas. Mes žinome, kad organizme yra keletas genų, kurie įjungiami tik tam tikrą laiką. Epigenetikos sritis taip pat padeda mokslininkams suvokti, kaip aplinkos veiksniai gali veikti genetikos apribojimuose, siekiant apsaugoti ar sukelti ligas.
Trys pirminės genetinės senėjimo teorijos
Kaip minėta pirmiau, yra daug įrodymų, kad žiūri į genų tikėtino išgyvenimo svarbą. Žvelgiant į genetines teorijas, jie suskirstomi į tris pagrindines minties klases.
- Pirmoji teorija teigia, kad senėjimas yra susijęs su ilgalaikio išgyvenamumo turinčiomis mutacijomis ir kad senėjimas yra susijęs su nekoreguotų genetinių mutacijų kaupimu.
- Kitas teorija yra ta, kad senėjimas yra susijęs su vėlyvu tam tikrų genų poveikiu ir vadinamas pleiotropiniu antagonizmu.
- Dar viena teorija, pagrįsta išgyvenimu opozume, yra ta, kad aplinkai, kuri kelia pavojų gyvybei trukdyti, padidėtų nariai, turintys mutacijų, stabdančių senėjimo procesą.
Įrodymai už teorijos ribų
Yra keletas įrodymų, kurie palaiko genetinę senėjimo teoriją, bent jau iš dalies.
Gali būti, kad stipriausi genetinės teorijos įrodymai yra didžiuliai su rūšimis susiję maksimalaus išgyvenimo skirtumai, o kai kurios rūšys (pavyzdžiui, drugeliai) turi labai trumpą gyvenimo trukmę, o kiti, pavyzdžiui, drambliai ir banginiai, yra panašūs į musu. Vienos rūšies gyvūnų išgyvenimas yra panašus, tačiau išlikimas gali labai skirtis tarp dviejų rūšių, kurios yra kitokios dydžio.
Dviviečiai tyrimai taip pat remia genetinę sudedamąją dalį, nes vienodi dvyniai (monozigotiniai dvyniai) gyvenimo trukmės požiūriu yra daug panašesni nei ne identiški ar dizigotiniai dvyniai. Vertinant vienodus dvynius, kurie buvo pakelti kartu ir kontrastingai tai daryti su vienodais dvyniais, kurie yra išaugę, gali padėti atskirti elgesio veiksnius, tokius kaip mityba ir kiti gyvenimo būdo įpročiai, kaip ilgalaikio šeimos tendencijų priežastis.
Įrodyta, kad kiti gyvūnai turi genetinių mutacijų poveikį plačiu mastu. Kai kuriuose kirminuose, taip pat kai kuriose pelėse, viena genų mutacija gali pailginti išgyvenimą daugiau kaip 50 proc.
Be to, mes randame įrodymų dėl kai kurių specifinių mechanizmų, susijusių su genetine teorija. Tiesioginiai telomerų ilgio matavimai parodė, kad telomerai yra pažeidžiami genetiniams veiksniams, kurie gali pagreitinti senėjimo greitį.
Įrodymai prieš genetines senėjimo teorijas
Vienas iš stipresnių argumentų prieš genetinę senėjimo teoriją arba "užprogramuotą gyvenimo trukmę" kilęs iš evoliucinės perspektyvos. Kodėl turėtų būti nustatytas ne ilgesnis nei reprodukcijos laikas? Kitaip tariant, koks "tikslas" yra gyvenimas po to, kai žmogus atgamintas ir gyvas pakankamai ilgai, kad pakiltų jų palikuonys iki pilnametystės?
Taip pat aišku iš to, ką mes žinome apie gyvenimo būdą ir ligas, yra daug kitų veiksnių, susijusių su senėjimu. Gyvi dvyniai gali turėti labai skirtingą gyvenimo trukmę, priklausomai nuo jų poveikio, gyvenimo būdo veiksnių (pvz., Rūkymo) ir fizinio aktyvumo.
Esmė
Manoma, kad genai gali paaiškinti ne daugiau kaip 35 proc gyvenimo trukmę, tačiau dar daugiau mes nesuprantame apie senėjimą, negu mes suprantame. Apskritai tikėtina, kad senėjimas yra daugiafaktorinis procesas, o tai reiškia, kad tai tikriausiai yra kelių teorijų derinys. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad nagrinėjamos teorijos nėra tarpusavyje susijusios. Epigentikos samprata, ar egzistuojantis genas yra "išreikštas", gali dar labiau apsunkinti mūsų supratimą.
Be genetikos, senėjime yra ir kitų veiksnių, tokių kaip elgesys, ekspozicijos ir tiesiog sėkmė. Jūs nesate nuteistas, jei jūsų šeimos nariai linkę mirti jauni, ir jūs negalite ignoruoti savo sveikatos, net jei jūsų šeimos nariai linkę gyventi ilgai.
Ką galite padaryti, kad sumažintumėte "genetinį" jūsų ląstelių senėjimą?
Mums mokoma valgyti sveiką mitybą ir būti aktyvi, o šie gyvenimo būdo veiksniai yra tik svarbūs, nesvarbu, kiek mūsų genetika susijusi su senėjimu. Tokia pati praktika, kuri, atrodo, apsaugo sveiką mūsų kūno organus ir audinius, taip pat gali išlaikyti mūsų genus ir chromosomas sveikus.
Nepriklausomai nuo konkrečių senėjimo priežasčių, gali pasikeisti:
- Pratimai. Tyrimai parodė, kad fizinis aktyvumas ne tik padeda jūsų širdžiai ir plaučiams gerai funkcionuoti, bet ir prailgina telomerus.
- Valgyk sveiką mitybą - vaisiai ir daržovės, kurių sudėtyje yra didelės dietos, yra susijusios su didesniu telomerazės aktyvumu (iš tikrųjų mažiau telomerų sutrumpinimas ląstelėse). Omega-3 riebalų rūgščių dieta yra susijusi su ilgesniais telomerais, tačiau omega-6 riebalų rūgščių turinčios dietos yra priešingos ir susijusios su trumpesniais telomerais. Be to, soda pop vartojimas yra susijęs su trumpesniais telomerais. Reservatrolas, ingredientas, atsakingas už nerimą raudonojo vyno (bet taip pat randamas bealkoholinėse raudonųjų vynuogių sultyse), atrodo, kad aktyvuoja ilgaamžiškumą baltymą SIRT
- Sumažinti stresą
- Venkite kancerogenų
- Išlaikyti sveiką svorį. Nepaisant to, nutukimas yra susijęs su kai kuriais anksčiau minėtais genetiniais mechanizmais, susijusiais su senėjimu (pvz., Padidėjęs telomerų sutrumpinimas), tačiau pakartotiniai tyrimai parodė ilgalaikio pranašumo, susijusio su kalorijų apribojimu. Pirmasis Amerikos vėžio tyrimų instituto pateiktas vėžinių susirgimų prevencijos gyvenimo principas, kuris yra kuo mažesnis, gali būti svarbus ilgaamžiškumas, taip pat vėžio prevencija ir vėžio pasikartojimo prevencija.
Šaltiniai:
Jin, K. Moderniosios biologinės senėjimo teorijos. Senėjimas ir liga . 2010. 1 (2): 72-74.
Kasper, Dennis, Anthony Fauci, Stephen Hauser, Dan Longo ir J. Jameson. Harisono vidaus medicinos principai. New York: McGraw-Hill Education, 2015. Print.
Kumar, Vinay, Abul K. Abbas, Jon C. Aster ir James A. Perkins. Robbino ir Kotrono ligos pagrindas. Filadelfija, PA: "Elsevier" / "Saunders", 2015 m. Spausdinti.
Leung, C., Laraia, B., Needham, B. et al. Soda ir ląstelių senėjimas: asociacijos tarp cukraus saldinto gėrimų vartojimo ir leukocitų telomero ilgio sveikiams suaugusiesiems pagal nacionalinius sveikatos ir mitybos tyrimo tyrimus. Amerikos visuomenės sveikatos žurnalas . 2014. 104 (12): 2425-31.
Smithas, J. ir R. Danielis. Kamieninių ląstelių ir senėjimo problemos: "Chicken-Or-The-Egg Issue" ?. Senėjimas ir liga . 2012. 3 (3): 260-267.