Nye teorier får grunn til at vi eldes

Nye teorier får grunn til at vi eldes
Valentina Razumova / Shutterstock

Hvorfor eldes vi? Det er et spørsmål som har hatt forskere som klør seg i hodet i flere tiår, men endelig begynner vi å få noen svar. Her er historien så langt.

En av de eldste teoriene om aldring er skade-akkumuleringsteori, foreslått av August Weisman i 1882. Celler og organismer er komplekse systemer med mange komponenter, alle elegant sammenkoblet, men disse komplekse systemene er skjøre og slites ned på grunn av den gradvise opphopningen av skade i billionene av celler i kroppene våre. Når skadene øker, kan ikke kroppen reparere seg selv fullstendig, noe som resulterer i aldring og sykdommer i alderdommen.

frie radikaler

En versjon av skadeopphopningsteorien kalt fri radikal teori om aldring ble først introdusert av Rebeca Gerschman og Daniel Gilbert i 1954 og videreutviklet av en amerikansk kjemiker, Denham Harman, i 1956.

Frie radikaler er naturlige biprodukter fra pust og stoffskifte og bygger seg opp i kroppen vår over tid. Harman teoretiserte det fordi både celleskader og frie radikaler øker med alderen, kanskje frie radikaler forårsaker skaden.

De frie radikalene Harman fokuserte på kalles “reaktive oksygenarter” (ROS). De er skapt av cellens mitokondrier når de gjør næringsstoffer til energi for at cellen skal fungere.


Hvordan mitokondrier fungerer.

Forskere oppdaget at ROS kan angripe og reagere med DNA, proteiner og lipider (fett) som endrer egenskapene og funksjon. I forsøk ble det vist å øke produksjonen av ROS i gjær, ormer og fruktfluer forkorte livene.

Harmans teori dominerte vitenskapen om aldringsfelt i 1990s og tidlig 2000s. Men så flere studier startet motstridende teorien. Når dyr, som f.eks salamandere og mus, hadde antioksidantgener tauset (antioksidanter er stoffer som ødelegger frie radikaler), det hadde ingen innvirkning på skapningens levetid.

For å forene disse motstridende funnene, foreslo forskere at ROS kan fungere som signaler til annen beskyttende mekanismer. Eller den forskjellige plasseringen av ROS innenfor celle kan føre til de forskjellige resultatene. Mens temaet fortsatt diskuteres, ser det ut til at teorien om frie radikaler kan miste terreng for andre aldringsteorier. Men med så mange studier som kobler ROS og mitokondrier til aldring i tillegg til sykdommer i alderdommen det er fremdeles grunnlag for videre forskning.

Evolusjonær hypotese for sykdom

Før vi fortsetter vår ferd med aldringsteoriene, må vi gjøre en liten omvei gjennom evolusjonsbiologiens korridorer.

Gener styrer blant annet produksjonen av proteiner og våre fysiske egenskaper - vår såkalte fenotype. De kan endre seg gjennom mutasjon. Hver av oss har mange mutasjoner i mange gener. De fleste av disse mutasjonene påvirker ikke oss, men noen har negative effekter og andre positive effekter.

Evolution ved naturlig seleksjon foreslår at hvis et gen (eller genmutasjon) gir en fordel for overlevelsen av organismen, har det større sjanse til å bli sendt videre til neste generasjon. Men hvis en genmutasjon er dårlig, er sjansen stor for at den vil bli eliminert i løpet av evolusjonen.

Mange sykdommer har genetisk grunnlag. Det betyr at de er forårsaket av genetiske mutasjoner. Hvis det er tilfelle, hvorfor blir disse mutasjonene fortsatt rundt og ikke eliminert ved naturlig seleksjon?

I 1957 foreslo en amerikansk evolusjonsbiolog, George Williams, en løsning. I følge hans antagonistisk pleiotropyhypotese, kan en genmutasjon resultere i både gode og dårlige egenskaper. Men hvis det gode oppveier det dårlige, elimineres ikke mutasjonen.

For eksempel forbedrer mutasjoner som forårsaker Huntingtons sykdom fruktbarhet og reduserer risikoen for kreft; mutasjoner som forårsaker sigdcellesykdom beskytter mot malaria; og mutasjoner assosiert med cystisk fibrose forbedrer også fruktbarheten. Dette er bare noen få eksempler blant mange.

Disse mutasjonene er gunstige tidlig i livet - de bidrar til utvikling og får barn - og blir bare skadelige i senere liv. Hvis de er gode for å overleve og produsere neste generasjon, kan det forklare bevaring av dem. Det kan også forklare utholdenheten av ødeleggende sykdommer, mange av dem som er utbredt i eldre alder.

Men kunne Williams 'teori forklare aldring av seg selv? Hva om gener og proteiner laget av disse genene, som er fordelaktige når vi er små, senere blir hovedårsaken til aldring? Og hvis det er tilfelle, hva kan disse proteinene være?

Hyperfunksjonsteori om aldring

Mikhail Blagosklonny, professor i onkologi i New York, foreslått rundt 2006 et svar på dette spørsmålet. Han foreslo at årsaken til aldring er proteiner (og genene som er ansvarlige for å lage dem), med rollen som å fortelle celler om næringsstoffer er tilgjengelige. Noen av disse proteinene er enzymer, som hjelper kjemiske reaksjoner til å skje i kroppen vår. Blant dem er et enzym kalt TOR ..

Når TOR-enzymet er aktivt, instruerer det celler å vokse. Vi trenger dette tidlig i livet for vår utvikling og seksuelle modning. Men TOR er ikke nødvendig i så høye nivåer senere i livet. Faktisk er hyperfunksjon (overaktivitet) av TOR relatert til mange sykdommer inkludert kreft.

Hvis TOR og andre næringsfølende gener er roten til aldring, er de på en eller annen måte koblet til skade eller ROS? Det er vist at hyperfunksjon av TOR øker celleveksten, men samtidig reduserer beskyttelsen mekanismer, inkludert antioksidanter. Det betyr at skader nå kan sees som et resultat av hyperfunksjon av noen gener - ikke grunnårsaken til aldring, men resultatet av det.

Den nye teorien basert på den antagonistiske pleiotropyhypotesen er nå kjent som hyperfunksjonsteori om aldring.

En pris verdt å betale

We og andre tester hyperfunksjonsteorien, og så langt resultater støtte det. Selv om disse fremskrittene lover en forståelse av årsakene til aldring og hvordan man kan målrette aldersrelaterte sykdommer, viser det også kompleksiteten til et fenomen. Men etter hvert som beviset samler seg, innser vi at aldring i seg selv er sterkt knyttet til måten vi blir laget på. Det er koblet til vår vekst og seksuelle modning. Kanskje aldring er en pris som organismer må betale for å overleve som art.Den Conversation

om forfatteren

Charalampos (Babis) Rallis, Universitetslektor i biokjemi, University of East London

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}