Ce este teoria genetică a îmbătrânirii?

Conţinut

• Teoria genetică a îmbătrânirii
• Teorii ale îmbătrânirii
• Gene și funcții corporale
• Cum influențează genele durata de viață
• Concepte cheie în teoria genetică a îmbătrânirii
• Trei teorii genetice primare ale îmbătrânirii
• Dovezi din spatele teoriei
• Dovezi împotriva teoriilor genetice ale îmbătrânirii
• Linia de fund
• Ce poți face pentru a reduce îmbătrânirea "genetică" a celulelor tale?

ADN-ul tău poate prezice mai multe despre tine decât felul în care arăți. Conform teoriei genetice a îmbătrânirii, genele dvs. (precum și mutațiile acestor gene) sunt responsabile pentru cât timp veți trăi. Iată ce ar trebui să știți despre gene și longevitate și unde se potrivește genetica printre diferitele teorii ale îmbătrânirii.

Teoria genetică a îmbătrânirii

Teoria genetică a îmbătrânirii afirmă că durata de viață este în mare măsură determinată de genele pe care le moștenim. Conform teoriei, longevitatea noastră este determinată în primul rând în momentul concepției și depinde în mare măsură de părinții noștri și de genele lor.

Baza din spatele acestei teorii este că segmentele de ADN care apar la sfârșitul cromozomilor, numiți telomeri, determină durata maximă de viață a unei celule. Telomerii sunt bucăți de ADN „nedorit” la capătul cromozomilor care se scurtează de fiecare dată când o celulă se divide. Aceste telomere devin din ce în ce mai scurte și, în cele din urmă, celulele nu se pot diviza fără a pierde bucăți importante de ADN.

Înainte de a aprofunda principiile despre modul în care genetica afectează îmbătrânirea și argumentele pro și contra acestei teorii, este util să discutați pe scurt categoriile primare ale teoriilor îmbătrânirii și unele dintre teoriile specifice din aceste categorii. În prezent, nu există o teorie sau chiar o categorie de teorii care să poată explica tot ceea ce observăm în procesul de îmbătrânire.

Hormonii tăi îți îmbătrânesc?

Teorii ale îmbătrânirii

Există două categorii principale de teorii ale îmbătrânirii care diferă fundamental în ceea ce poate fi denumit „scopul” îmbătrânirii. În prima categorie, îmbătrânirea este în esență un accident; o acumulare de daune și uzură a corpului care duce în cele din urmă la moarte. În contrast, teoriile programate ale îmbătrânirii văd îmbătrânirea ca un proces intenționat, controlat într-un mod care poate fi asemănat cu alte faze ale vieții, cum ar fi pubertatea.

Teoriile erorilor includ mai multe teorii separate, inclusiv:

• Teoria uzurii îmbătrânirii
• Rata vieții teorie a îmbătrânirii
• Teoria reticulării proteinelor asupra îmbătrânirii
• Teoria radicală a îmbătrânirii
• Teoria mutației somatice a îmbătrânirii

Teoriile programate ale îmbătrânirii sunt, de asemenea, împărțite în diferite categorii pe baza metodei prin care corpurile noastre sunt programate să îmbătrânească și să moară.

• Longevitate programată - longevitatea programată susține că viața este determinată de activarea și oprirea secvențială a genelor.
• Teoria endocrină a îmbătrânirii
• Teoria imunologică a îmbătrânirii

Există o suprapunere semnificativă între aceste teorii și chiar categoriile de teorii ale îmbătrânirii.

Gene și funcții corporale

Înainte de a discuta conceptele cheie legate de îmbătrânire și genetică, să analizăm ce este ADN-ul nostru și câteva dintre modalitățile de bază în care genele ne afectează durata de viață.

Genele noastre sunt conținute în ADN-ul nostru, care este prezent în nucleul (zona interioară) a fiecărei celule din corpul nostru. (Există, de asemenea, ADN mitocondrial prezent în organele numite mitocondrii, care sunt prezente în citoplasma celulei.) Fiecare dintre noi are 46 de cromozomi care alcătuiesc ADN-ul nostru, dintre care 23 provin de la mamele noastre și 23 provin de la tații noștri. Dintre aceștia, 44 sunt autozomi, iar doi sunt cromozomii sexuali, care determină dacă trebuie să fim bărbați sau femei. (În schimb, ADN-ul mitocondrial poartă mult mai puține informații genetice și este primit doar de la mamele noastre.)

În cadrul acestor cromozomi se află genele noastre, planul nostru genetic responsabil pentru transportarea informațiilor pentru fiecare proces care va avea loc în celulele noastre. Genele noastre pot fi imaginate ca o serie de litere care alcătuiesc cuvinte și propoziții de instrucțiuni. Aceste cuvinte și propoziții codifică fabricarea proteinelor care controlează fiecare proces celular.

Dacă oricare dintre aceste gene este deteriorată, de exemplu, de o mutație care modifică seria de „litere și cuvinte” din instrucțiuni, se poate produce o proteină anormală, care, la rândul său, îndeplinește o funcție defectuoasă. Dacă apare o mutație în proteinele care reglează creșterea unei celule, poate rezulta cancer. Dacă aceste gene sunt mutate de la naștere, pot apărea diferite sindroame ereditare. De exemplu, fibroza chistică este o afecțiune în care un copil moștenește două gene mutante care controlează o proteină care reglează canalele responsabile de mișcarea clorurii peste celulele din glandele sudoripare. , glandele digestive și multe altele. Rezultatul acestei mutații unice are ca rezultat o îngroșare a mucusului produs de aceste glande și problemele rezultate care sunt asociate cu această afecțiune.

Mutații genice și cancer

Cum influențează genele durata de viață

Nu este nevoie de un studiu elaborat pentru a determina că genele noastre joacă cel puțin un rol în longevitate. Oamenii ai căror părinți și strămoși au trăit mai mult, tind să trăiască mai mult și invers. În același timp, știm că numai genetica nu este singura cauză a îmbătrânirii. Studiile privind gemenii identici dezvăluie că în mod clar se întâmplă altceva; gemenii identici care au gene identice nu trăiesc întotdeauna un număr identic de ani.

Unele gene sunt benefice și sporesc longevitatea. De exemplu, gena care ajută o persoană să metabolizeze colesterolul ar reduce riscul unei boli de inimă.

Unele mutații genetice sunt moștenite și pot scurta durata de viață. Cu toate acestea, mutațiile se pot întâmpla și după naștere, deoarece expunerea la toxine, radicalii liberi și radiațiile pot provoca modificări ale genelor (mutațiile genice dobândite după naștere sunt denumite mutații genice dobândite sau somatice.) Majoritatea mutațiilor nu sunt rele pentru dvs., iar unele pot fi chiar benefice. Asta pentru că mutațiile genetice creează diversitate genetică, care menține populațiile sănătoase. Alte mutații, numite mutații silențioase, nu au deloc efect asupra corpului.

Unele gene, atunci când sunt mutate, sunt dăunătoare, cum ar fi cele care cresc riscul de cancer. Mulți oameni sunt familiarizați cu mutațiile BRCA1 și BRCA2 care predispun la cancerul de sân. Aceste gene sunt denumite gene supresoare tumorale care codifică proteinele care controlează repararea ADN-ului deteriorat (sau eliminarea celulei cu ADN deteriorat, dacă nu este posibilă repararea).

Diferite boli și afecțiuni legate de mutațiile genetice ereditare pot avea un impact direct asupra duratei de viață. Acestea includ fibroza chistică, anemia cu celule secera, boala Tay-Sachs și boala Huntington, pentru a numi câteva.

Concepte cheie în teoria genetică a îmbătrânirii

Conceptele cheie în genetică și îmbătrânire includ mai multe concepte și idei importante, de la scurtarea telomerilor la teorii despre rolul celulelor stem în îmbătrânire.

Telomeri

La capătul fiecăruia dintre cromozomii noștri se află o bucată de ADN „junk” numită telomeri. Telomerii nu codifică proteine, dar par să aibă o funcție de protecție, împiedicând capetele ADN-ului să se atașeze de alte bucăți de ADN sau să formeze un cerc. De fiecare dată când o celulă se împarte un pic mai mult de un telomer este smuls. În cele din urmă. nu mai rămâne nimic din acest ADN nedorit, iar tăierea ulterioară poate deteriora cromozomii și genele, astfel încât celula să moară.

În general, celula medie este capabilă să se împartă de 50 de ori înainte ca telomerul să fie epuizat (limita Hayflick). Celulele canceroase au găsit o modalitate de a nu elimina și, uneori, chiar adăuga la o secțiune a telomerului. În plus, unele celule precum celulele albe din sânge nu suferă acest proces de scurtare a telomerilor. Se pare că, în timp ce genele din toate celulele noastre au cuvântul cod pentru enzima telomerază care inhibă scurtarea telomerilor și poate duce chiar la prelungire, gena este „activată” sau „exprimată” doar după cum spun geneticienii, în celule precum albul celulele sanguine și celulele canceroase. Oamenii de știință au teoretizat că, dacă această telomerază ar putea fi cumva activată în alte celule (dar nu atât de mult încât creșterea lor să se descurce ca în celulele canceroase), limita noastră de vârstă ar putea fi extinsă.

Studiile au constatat că unele afecțiuni cronice, cum ar fi hipertensiunea arterială, sunt asociate cu o activitate mai mică a telomerazei, în timp ce o dietă sănătoasă și exercițiile fizice sunt asociate cu telomerii mai lungi.

Gene de longevitate

Genele longevității sunt gene specifice care sunt asociate cu viața mai lungă. Două gene care sunt direct asociate cu longevitatea sunt SIRT1 (sirtuina 1) și SIRT2. Oamenii de știință care se uită la un grup de peste 800 de persoane cu vârsta de peste 100 de ani au descoperit trei diferențe semnificative în genele asociate cu îmbătrânirea.

Senescența celulară

Senescența celulară se referă la procesul prin care celulele se descompun în timp. Acest lucru poate fi legat de scurtarea telomerilor sau procesul de apoptoză (sau sinucidere celulară) în care sunt îndepărtate celulele vechi sau deteriorate.

Celule stem

Celulele stem pluripotente sunt celule imature care au potențialul de a deveni orice tip de celulă din corp. Se teorizează că îmbătrânirea poate fi legată fie de epuizarea celulelor stem, fie de pierderea capacității celulelor stem de a se diferenția sau de a se matura în diferite tipuri de celule. Este important de reținut că această teorie se referă la celulele stem adulte, nu la Celulele stem embrionare. Spre deosebire de celulele stem embrionare, celulele stem adulte nu se pot matura în orice tip de celulă, ci mai degrabă doar un anumit număr de tipuri de celule. Majoritatea celulelor din corpul nostru sunt diferențiate sau sunt complet mature, iar celulele stem sunt doar un număr mic de celule prezente în corp.

Un exemplu de tip de țesut în care regenerarea este posibilă prin această metodă este ficatul. Acest lucru este în contrast cu țesutul cerebral care de obicei nu are acest potențial de regenerare. Există acum dovezi că celulele stem în sine pot fi afectate în procesul de îmbătrânire, dar aceste teorii sunt similare cu problema puiului și a ouălor. Nu este sigur că îmbătrânirea are loc din cauza modificărilor celulelor stem sau, în schimb, modificările celulelor stem se datorează procesului de îmbătrânire.

Epigenetica

Epigenetica se referă la expresia genelor. Cu alte cuvinte, o genă poate fi prezentă, dar poate fi activată sau dezactivată. Știm că există câteva gene în corp care sunt activate doar pentru o anumită perioadă de timp. Domeniul epigeneticii îi ajută, de asemenea, pe oamenii de știință să înțeleagă modul în care factorii de mediu pot funcționa în limitele geneticii, fie pentru a proteja, fie pentru a predispune la boli.

De unde provin celulele stem?

Trei teorii genetice primare ale îmbătrânirii

După cum sa menționat mai sus, există o cantitate semnificativă de dovezi care analizează importanța genelor în supraviețuirea așteptată. Când ne uităm la teorii genetice, acestea sunt împărțite în trei școli primare de gândire.

• Prima teorie susține că îmbătrânirea este legată de mutații care sunt legate de supraviețuirea pe termen lung și că îmbătrânirea este legată de acumularea mutațiilor genetice care nu sunt reparate.
• O altă teorie este că îmbătrânirea este legată de efectele tardive ale anumitor gene și este denumită antagonism pleiotrop.
• O altă teorie, sugerată pe baza supraviețuirii în opossums, este că un mediu care prezintă puține pericole pentru a interfera cu speranța de viață ar duce la o creștere a membrilor care au mutații care încetinesc procesul de îmbătrânire.

Cum diferă durata de viață umană de speranța de viață

Dovezi din spatele teoriei

Există mai multe căi de dovezi care susțin o teorie genetică a îmbătrânirii, cel puțin parțial.

Poate că cele mai puternice dovezi în sprijinul teoriei genetice sunt diferențele considerabile specifice speciei în supraviețuirea maximă, unele specii (cum ar fi fluturii) având o durată de viață foarte scurtă, iar altele, cum ar fi elefanții și balenele, fiind similare cu ale noastre. Într-o singură specie, supraviețuirea este similară, dar supraviețuirea poate fi foarte diferită între două specii care sunt altfel similare ca mărime.

Studiile despre gemeni susțin, de asemenea, o componentă genetică, deoarece gemenii identici (gemenii monozigoți) sunt mult mai asemănători în ceea ce privește speranța de viață decât sunt gemenii neidentici sau dizigotici. Evaluarea gemenilor identici care au fost crescuți împreună și contrastează acest lucru cu gemenii identici care sunt ridicați în afară pot ajuta la separarea factorilor de comportament, cum ar fi dieta și alte obiceiuri de viață, ca o cauză a tendințelor familiei în longevitate.

S-au găsit dovezi suplimentare la scară largă examinând efectul mutațiilor genetice la alte animale.La unii viermi, precum și la unii șoareci, o singură mutație genică poate prelungi supraviețuirea cu peste 50%.

În plus, găsim dovezi pentru unele dintre mecanismele specifice implicate în teoria genetică. Măsurătorile directe ale lungimii telomerilor au arătat că telomerii sunt vulnerabili la factorii genetici care pot accelera rata îmbătrânirii.

Dovezi împotriva teoriilor genetice ale îmbătrânirii

Unul dintre argumentele mai puternice împotriva unei teorii genetice a îmbătrânirii sau a unei „durate de viață programate” vine dintr-o perspectivă evolutivă. De ce ar exista o durată de viață specifică dincolo de reproducere? Cu alte cuvinte, ce „scop” există pentru viață după ce o persoană s-a reprodus și a trăit suficient de mult pentru a-și ridica descendenții la maturitate?

Este, de asemenea, clar din ceea ce știm despre stilul de viață și boala că există mulți alți factori în timpul îmbătrânirii. Gemenii identici pot avea durate de viață foarte diferite în funcție de expunerea lor, de factorii de stil de viață (cum ar fi fumatul) și de tiparele de activitate fizică.

Linia de fund

S-a estimat că genele pot explica maximum 35% din durata de viață, dar există încă mai multe lucruri pe care nu le înțelegem despre îmbătrânire decât ceea ce înțelegem. În general, este probabil ca îmbătrânirea să fie un proces multifactorial, ceea ce înseamnă că este probabil o combinație a mai multor teorii. De asemenea, este important să rețineți că teoriile discutate aici nu se exclud reciproc. Conceptul de epigenetică, sau dacă o genă care este prezentă este sau nu „exprimată” ne poate înnoi înțelegerea.

În plus față de genetică, există și alți factori determinanți ai îmbătrânirii, cum ar fi comportamentele noastre, expunerile și pur și simplu noroc. Nu ești condamnat dacă membrii familiei tale tind să moară tineri și nu-ți poți ignora sănătatea, chiar dacă membrii familiei tale tind să trăiască mult.

Ce poți face pentru a reduce îmbătrânirea "genetică" a celulelor tale?

Suntem învățați să mâncăm o dietă sănătoasă și să fim activi, iar acești factori de stil de viață sunt probabil la fel de importanți, indiferent de cât de mult sunt implicate geneticele noastre în îmbătrânire. Aceleași practici care par să mențină sănătoase organele și țesuturile corpului nostru ne pot menține sănătoase și genele și cromozomii.

Indiferent de cauzele particulare ale îmbătrânirii, aceasta poate face o diferență în:

• Exerciții fizice - Studiile au constatat că activitatea fizică nu numai că vă ajută inima și plămânii să funcționeze bine, dar exercițiile fizice prelungesc telomerii.
• Mâncați o dietă sănătoasă - O dietă bogată în fructe și legume este asociată cu o activitate mai mare a telomerazei (de fapt, o reducere mai mică a telomerilor din celulele dvs.). O dietă bogată în acizi grași omega-3 este asociată cu telomeri mai lungi, dar o dietă bogată în acizi grași omega-6 este opusă și este asociată cu telomeri mai scurți. În plus, aportul de sifon este legat de telomerii mai scurți. Reservatrolul, ingredientul responsabil de entuziasmul pentru consumul de vin roșu (dar găsit și în sucul de struguri roșii nealcoolic) pare să activeze proteina de longevitate SIRT
• Reduceți stresul
• Evitați cancerigenii
• Mențineți o greutate sănătoasă - Obezitatea nu este legată doar de unele dintre mecanismele genetice asociate cu îmbătrânirea menționate mai sus (cum ar fi scurtarea crescută a telomerilor), dar studii repetate au descoperit beneficii de longevitate asociate cu restricția calorică. Primul principiu în cancer stilul de viață de prevenire propus de Institutul American de Cercetare a Cancerului - să fie cât mai slab posibil fără a fi subponderal - ar putea juca un rol în longevitate, precum și în prevenirea cancerului și prevenirea recurenței cancerului.