Hva er den genetiske teorien om aldring?

Innhold

• Genetisk aldringsteori
• Teorier om aldring
• Gener og kroppsfunksjoner
• Hvordan gener påvirker levetiden
• Nøkkelbegreper i den genetiske aldringsteorien
• Tre primære genetiske teorier om aldring
• Bevis bak teorien
• Bevis mot genetiske teorier om aldring
• Bunnlinjen
• Hva kan du gjøre for å redusere den "genetiske" aldring av cellene dine?

DNA-et ditt kan forutsi mer om deg enn slik du ser ut. I følge den genetiske teorien om aldring er genene dine (så vel som mutasjoner i disse genene) ansvarlige for hvor lenge du vil leve. Her er hva du bør vite om gener og lang levetid, og hvor genetikk passer inn i de ulike aldringsteoriene.

Genetisk aldringsteori

Den genetiske teorien om aldring sier at levetiden i stor grad bestemmes av genene vi arver. I følge teorien bestemmes vår levetid først og fremst på unnfangelsestidspunktet og er i stor grad avhengig av foreldrene våre og deres gener.

Grunnlaget bak denne teorien er at segmenter av DNA som oppstår på slutten av kromosomer, kalt telomerer, bestemmer maksimal levetid for en celle. Telomerer er deler av "søppel" DNA på slutten av kromosomer som blir kortere hver gang en celle deler seg. Disse telomerene blir kortere og kortere, og til slutt kan ikke cellene dele seg uten å miste viktige deler av DNA.

Før du går inn i prinsippene om hvordan genetikk påvirker aldring, og argumentene for og imot denne teorien, er det nyttig å kort diskutere de primære kategoriene av aldringsteorier og noen av de spesifikke teoriene i disse kategoriene. For tiden er det ikke en teori eller en kategori teorier som kan forklare alt vi observerer i aldringsprosessen.

Aldrer hormonene dine deg?

Teorier om aldring

Det er to hovedkategorier av aldringsteorier som skiller seg fundamentalt i det som kan kalles "hensikten" med aldring. I den første kategorien er aldring i hovedsak en ulykke; en opphopning av skader og slitasje på kroppen som til slutt fører til døden. I motsetning til dette ser programmerte aldringsteorier aldring som en forsettlig prosess, styrt på en måte som kan sammenlignes med andre livsfaser som puberteten.

Feilteorier inkluderer flere separate teorier, inkludert:

• Slitasje teori om aldring
• Levetid Teori for aldring
• Protein kryssbindingsteori om aldring
• Fri radikal teori om aldring
• Somatisk mutasjonsteori om aldring

Programmerte aldringsteorier deles også inn i forskjellige kategorier basert på metoden som kroppene våre er programmert til å eldes og dø.

• Programmert lang levetid - Programmert lang levetid hevder at livet bestemmes av en sekvensiell inn- og utkobling av gener.
• Endokrin teori om aldring
• Immunologisk aldringsteori

Det er betydelig overlapping mellom disse teoriene og til og med kategorier av aldringsteorier.

Gener og kroppsfunksjoner

Før vi diskuterer nøkkelbegrepene knyttet til aldring og genetikk, la oss se på hva DNA vårt er, og noen av de grunnleggende måtene gener påvirker levetiden på.

Genene våre er inneholdt i vårt DNA som er til stede i kjernen (indre område) av hver celle i kroppene våre. (Det er også mitokondrie-DNA tilstede i organellene som kalles mitokondrier, og som er tilstede i cellegiftet.) Vi har hver 46 kromosomer som utgjør vårt DNA, hvorav 23 kommer fra våre mødre og 23 som kommer fra våre fedre. Av disse er 44 autosomer, og to er kjønnskromosomene, som avgjør om vi skal være mannlige eller kvinnelige. (Mitokondrie-DNA, derimot, bærer mye mindre genetisk informasjon og mottas fra bare våre mødre.)

Innenfor disse kromosomene ligger genene våre, vår genetiske tegning som er ansvarlig for å bære informasjonen for hver prosess som vil finne sted i cellene våre. Genene våre kan sees på som en serie bokstaver som utgjør ord og setninger i instruksjonene. Disse ordene og setningene koder for produksjon av proteiner som styrer alle cellulære prosesser.

Hvis noen av disse genene blir skadet, for eksempel av en mutasjon som endrer serien med "bokstaver og ord" i instruksjonene, kan det produseres et unormalt protein som igjen utfører en defekt funksjon. Hvis en mutasjon oppstår i proteiner som regulerer veksten av en celle, kan kreft oppstå. Hvis disse genene muteres fra fødselen, kan det oppstå forskjellige arvelige syndromer. For eksempel er cystisk fibrose en tilstand der et barn arver to muterte gener som kontrollerer et protein som regulerer kanaler som er ansvarlige for bevegelsen av klorid over celler i svettekjertlene. fordøyelseskjertler og mer. Resultatet av denne enkeltmutasjonen resulterer i en fortykning av slim produsert av disse kjertlene, og de resulterende problemene som er forbundet med denne tilstanden.

Genmutasjoner og kreft

Hvordan gener påvirker levetiden

Det tar ikke en omfattende studie for å fastslå at genene våre spiller i det minste en rolle i lang levetid. Mennesker hvis foreldre og forfedre har levd lenger, har en tendens til å leve lenger og omvendt. Samtidig vet vi at genetikk alene ikke er den eneste årsaken til aldring. Studier som ser på identiske tvillinger avslører at det helt klart er noe annet som skjer; eneggede tvillinger som har identiske gener, lever ikke alltid et identisk antall år.

Noen gener er gunstige og forbedrer levetiden. For eksempel vil genet som hjelper en person å metabolisere kolesterol redusere en persons risiko for hjertesykdom.

Noen genmutasjoner arves og kan forkorte levetiden. Imidlertid kan mutasjoner også skje etter fødselen, siden eksponering for giftstoffer, frie radikaler og stråling kan forårsake genforandringer. (Genmutasjoner ervervet etter fødselen blir referert til som ervervede eller somatiske genmutasjoner.) De fleste mutasjoner er ikke dårlig for deg, og noen kan til og med være gunstige. Det er fordi genetiske mutasjoner skaper genetisk mangfold, som holder populasjoner sunne. Andre mutasjoner, kalt stille mutasjoner, har ingen effekt på kroppen i det hele tatt.

Noen gener, når de muteres, er skadelige, som de som øker risikoen for kreft. Mange er kjent med BRCA1- og BRCA2-mutasjonene som disponerer for brystkreft. Disse genene blir referert til som tumorundertrykkelsesgener som koder for proteiner som kontrollerer reparasjon av skadet DNA (eller eliminering av cellen med skadet DNA hvis reparasjon ikke er mulig.)

Ulike sykdommer og tilstander relatert til arvelige genmutasjoner kan direkte påvirke levetiden. Disse inkluderer cystisk fibrose, sigdcelleanemi, Tay-Sachs sykdom og Huntingtons sykdom, for å nevne noen.

Nøkkelbegreper i den genetiske aldringsteorien

Nøkkelbegrepene i genetikk og aldring inkluderer flere viktige begreper og ideer som spenner fra forkortelse av telomer til teorier om rolle stamceller i aldring.

Telomerer

På slutten av hver av våre kromosomer ligger et stykke "søppel" DNA kalt telomerer. Telomerer koder ikke for noen proteiner, men ser ut til å ha en beskyttende funksjon, slik at endene av DNA ikke fester seg til andre DNA-deler eller danner en sirkel. Hver gang en celle deler seg litt mer, blir det kuttet av en telomer. Etter hvert. det er ikke noe av dette søppeldNA igjen, og ytterligere klipping kan skade kromosomene og genene slik at cellen dør.

Generelt er gjennomsnittscellen i stand til å dele seg 50 ganger før telomeren er brukt opp (Hayflick-grensen). Kreftceller har funnet ut en måte å ikke fjerne, og noen ganger til og med legge til, en del av telomeren. I tillegg gjennomgår ikke noen celler som hvite blodlegemer denne prosessen med forkortelse av telomer. Det ser ut til at mens gener i alle cellene våre har kodeordet for enzymet telomerase som hemmer telomerforkortelse og muligens til og med resulterer i forlengelse, blir genet bare "slått på" eller "uttrykt" som genetikere sier, i celler som hvite blodceller og kreftceller. Forskere har teoretisert at hvis denne telomerasen på en eller annen måte kunne slås på i andre celler (men ikke så mye at deres vekst ville bli haywire som i kreftceller), kunne aldersgrensen vår utvides.

Studier har funnet at noen kroniske tilstander som høyt blodtrykk er assosiert med mindre telomeraseaktivitet, mens et sunt kosthold og mosjon er knyttet til lengre telomerer. Overvekt er også assosiert med kortere telomerer.

Langvarige gener

Langvarige gener er spesifikke gener som er forbundet med å leve lenger. To gener som er direkte assosiert med lang levetid er SIRT1 (sirtuin 1) og SIRT2. Forskere som ser på en gruppe på over 800 personer som er 100 år eller eldre, fant tre signifikante forskjeller i gener assosiert med aldring.

Cell senescence

Cellefornemmelse refererer til prosessen der celler forfaller over tid. Dette kan være relatert til forkortelse av telomerer eller prosessen med apoptose (eller celle selvmord) der gamle eller ødelagte celler fjernes.

Stamceller

Pluripotente stamceller er umodne celler som har potensial til å bli en hvilken som helst type celle i kroppen. Det teoretiseres at aldring kan være relatert til enten utarming av stamceller eller tap av stamcellers evne til å differensiere eller modnes til forskjellige typer celler. Det er viktig å merke seg at denne teorien refererer til voksne stamceller, ikke embryonale stamceller. I motsetning til embryonale stamceller, kan voksne stamceller ikke modnes til noen type celler, men heller bare til et visst antall celletyper. De fleste celler i kroppene våre er differensierte eller modne, og stamceller er bare et lite antall av cellene som er tilstede i kroppen.

Et eksempel på en vevstype der regenerering er mulig ved denne metoden er leveren. Dette er i motsetning til hjernevev som vanligvis mangler dette regenererende potensialet. Det er nå bevis for at stamceller i seg selv kan bli påvirket i aldringsprosessen, men disse teoriene ligner på kylling-og-egg-problemet. Det er ikke sikkert aldring oppstår på grunn av endringer i stamceller, eller hvis endringer i stamceller i stedet skyldes aldringsprosessen.

Epigenetikk

Epigenetikk refererer til uttrykk for gener. Med andre ord kan et gen være til stede, men kan enten slås på eller av. Vi vet at det er noen gener i kroppen som er slått på i bare en viss periode. Faget epigenetikk hjelper også forskere til å forstå hvordan miljøfaktorer kan fungere innenfor genetikkens begrensninger for å enten beskytte eller disponere for sykdom.

Hvor kommer stamceller fra?

Tre primære genetiske teorier om aldring

Som nevnt ovenfor er det en betydelig mengde bevis som ser på genenes betydning for forventet overlevelse. Når man ser på genetiske teorier, er disse delt inn i tre grunnskoler.

• Den første teorien hevder at aldring er relatert til mutasjoner som er relatert til langvarig overlevelse, og at aldring er relatert til akkumulering av genetiske mutasjoner som ikke repareres.
• En annen teori er at aldring er relatert til de sene effektene av visse gener, og blir referert til som pleiotropisk antagonisme.
• Nok en teori, foreslått basert på overlevelse i opossum, er at et miljø som utgjør noen fare for å forstyrre forventet levealder, vil resultere i en økning i medlemmer som har mutasjoner som bremser aldringsprosessen.

Hvordan menneskets levetid er forskjellig fra forventet levealder

Bevis bak teorien

Det er flere bevis som støtter en genetisk teori om aldring, i det minste delvis.

Kanskje det sterkeste beviset til støtte for den genetiske teorien er de betydelige artsspesifikke forskjellene i maksimal overlevelse, med noen arter (som sommerfugler) som har veldig korte levetider, og andre, som elefanter og hvaler, ligner på vår. Innenfor en enkelt art er overlevelse lik, men overlevelse kan være veldig forskjellig mellom to arter som ellers er like store.

Tvillingsstudier støtter også en genetisk komponent, ettersom identiske tvillinger (monozygotiske tvillinger) er mye mer like når det gjelder forventet levealder enn ikke-identiske eller dizygotiske tvillinger. Evaluering av identiske tvillinger som er oppdratt sammen og kontrasterer dette med identiske tvillinger som blir hevet fra hverandre kan bidra til å skille ut atferdsfaktorer som kosthold og andre livsstilsvaner som en årsak til familietrender i lang levetid.

Ytterligere bevis i bred skala er funnet ved å se på effekten av genetiske mutasjoner hos andre dyr. Hos noen ormer og noen mus kan en enkelt genmutasjon forlenge overlevelsen med over 50 prosent.

I tillegg finner vi bevis for noen av de spesifikke mekanismene som er involvert i den genetiske teorien. Direkte målinger av telomerlengde har vist at telomerer er sårbare for genetiske faktorer som kan øke hastigheten på aldring.

Bevis mot genetiske teorier om aldring

En av de sterkere argumentene mot en genetisk teori om aldring eller en "programmert levetid" kommer fra et evolusjonært perspektiv. Hvorfor ville det være en spesifisert levetid utover reproduksjon? Med andre ord, hvilket "formål" er det for livet etter at en person har reprodusert og vært i live lenge nok til å heve sine avkom til voksen alder?

Det er også klart av det vi vet om livsstil og sykdom at det er mange andre faktorer i aldring. Identiske tvillinger kan ha svært forskjellige levetider, avhengig av eksponering, livsstilsfaktorer (for eksempel røyking) og fysiske aktivitetsmønstre.

Bunnlinjen

Det er anslått at gener kan forklare maksimalt 35 prosent av levetiden, men det er fortsatt mer vi ikke forstår om aldring enn hva vi forstår. Samlet sett er det sannsynlig at aldring er en multifaktoriell prosess, noe som betyr at det sannsynligvis er en kombinasjon av flere av teoriene. Det er også viktig å merke seg at teoriene som er diskutert her, ikke utelukker hverandre. Konseptet med epigenetikk, eller hvorvidt et gen som er tilstede er "uttrykt" eller ikke kan gjørme vår forståelse ytterligere.

I tillegg til genetikk, er det andre determinanter for aldring som vår atferd, eksponering og rett og slett flaks. Du er ikke dømt hvis familiemedlemmene har en tendens til å dø ung, og du kan ikke ignorere helsen din selv om familiemedlemmene har en tendens til å leve lenge.

Hva kan du gjøre for å redusere den "genetiske" aldring av cellene dine?

Vi blir lært å spise et sunt kosthold og være aktive, og disse livsstilsfaktorene er sannsynligvis like viktige uansett hvor mye genetikken vår er involvert i aldring. Den samme fremgangsmåten som ser ut til å holde organene og vevene i kroppen vår sunn, kan også holde gener og kromosomer sunne.

Uavhengig av de spesielle årsakene til aldring, kan det gjøre en forskjell for:

• Trening - Studier har funnet at fysisk aktivitet ikke bare hjelper hjerte og lungefunksjon, men trening forlenger telomerer.
• Spis et sunt kosthold - Et kosthold med høyt frukt og grønnsaker er assosiert med større telomeraseaktivitet (i virkeligheten mindre forkortelse av telomerer i cellene). Et kosthold med høyt omega-3-fettsyrer er assosiert med lengre telomerer, men et kosthold med høyt omega-6-fettsyrer er det motsatte og assosiert med kortere telomerer. I tillegg er soda popinntak knyttet til kortere telomerer. Reservatrol, ingrediensen som er ansvarlig for spenningen over å drikke rødvin (men også finnes i alkoholfri rød druejuice) ser ut til å aktivere levetidsproteinet SIRT
• Reduser stress
• Unngå kreftfremkallende stoffer
• Oppretthold en sunn vekt - Ikke bare er fedme knyttet til noen av de genetiske mekanismene forbundet med aldring nevnt ovenfor (for eksempel økt forkortelse av telomerer), men gjentatte studier har funnet langvarige fordeler forbundet med kaloribegrensning. Det første prinsippet i kreft forebyggende livsstil fremstilt av American Institute for Research on Cancer-være så mager som mulig uten å være undervektig, kan spille en rolle i lang levetid, samt kreftforebygging og forebygging av kreftgjentakelse.