Alderdom

replikativ senescens
( symptomnavn )
synonymer
Senilitet, senil, menneskelig aldring.
 medisinsk melding 

Senescence refererer til de relasjonelle endringene mellom elementene i systemet på grunn av tidens gang (på en tidsavhengig måte) i forhold til de materielle systemene som presenterer en bestemt struktur eller organisasjon . Slike endringer (hvis de ikke skyldes intervensjon: se på slutten av denne artikkelen "Genetiske aldringsprogrammer" eller drastiske feil i normal dynamikk) er vanligvis irreversible, slik at det er mulig å utlede tiden som har gått fra den forhåndsetablerte sekvensen for disse endringene. Denne første definisjonen inkluderer ingen referanse til materialsystemets natur eller til det faktum at endringer fører til forringelse, selv om sistnevnte vanligvis er tilfelle fordi termodynamikkens lover ubønnhørlig fører til en økning i entropi.

En strengere definisjon vil være begrenset nettopp til de evolusjonene i systemene som antar en forringelse av det samme, det vil si manglende evne til å opprettholde strukturen, integriteten eller den interne orden til systemet. Slik sett bør det skilles fra det motsatte, en utvikling mot en større orden eller klimaks , og som vi kjenner som utvikling eller også suksess hvis vi snakker om økosystemer. Når et system er invariant eller ikke forverres over tid, så sier vi at det har økt sin alder, men det har ikke eldet.

En annen definisjon som er mer orientert mot cellebiologi er den som omfatter cellulær aldring i ordet "senescens", i den forstand at visse celler har et begrenset antall divisjoner, for eksempel noen menneskelige fibrocytter. Dette skyldes forkortningen av kromosomale telomerer, som forhindrer tap av genetisk informasjon i endene av kromosomarmene.

Biologisk aldring

Definisjon

British Encyclopedia definerer aldring som «den gradvise og iboende endringen i en organisme som fører til økt risiko for sårbarhet, tap av kraft, sykdom og død. Det foregår i en celle, i et organ eller i hele organismen i løpet av den fullstendige vitale perioden som en voksen av ethvert levende vesen». Lesingen av forskjellige manualer og anmeldelser om emnet faller sammen, med forskjellige termer, i det vesentlige av denne definisjonen. Det er derfor en mer detaljert undersøkelse av formuleringene er praktisk:

a) For det første skilles den fra enhver endring som skjer i organismer på grunn av dens gradvise utseende, det vil si at den antar en betydelig del av organismens vitale periode. Det er derfor en i hovedsak dynamisk og sekvensiell prosess, som kan deles inn i diskrete stadier etter ønske. b) For det andre nevnes det ikke at det er noe "uunngåelig" eller til og med "irreversibelt", som vises i andre definisjoner, siden å inkludere disse adjektivene i definisjonen gir en verdivurdering og sanksjoner som definitivt noe som vitenskapen ennå ikke har blitt i stand til å belyse. I denne forstand refererer "Handbook of the Biology of Aging" heller ikke til det faktum at det er en "uunngåelig" prosess, spesifikt å innrømme muligheten for "systemer uten aldring" og heller ikke "irreversibel", for å innrømme muligheten for å reparere skaden. c) For det tredje er det gjort eksplisitt at konsekvensen av denne prosessen er en stokastisk eller programmert sekvens av skader som gjør at organismen utfører sine vitale funksjoner med mindre effektivitet, mister kapasiteten til homeostase og øker sannsynligheten for at organismen stopper. fungerer. lev som tiden går. Dynamikken i prosessen styres av en sannsynlighetsfunksjon, som gitt et øyeblikk tn, er en p(tn) ≠ 0 for å utvikle dysfunksjoner eller dø, forutsatt at denne funksjonen tildeler progressivt økende verdier av tn. Den passer vanligvis til Gompertz-kurven. Derfor, hvis denne sannsynligheten ikke øker, vil vi ha ansiennitet, men ikke aldring.

Fordeling av levetiden

Livet til et dyr (som et dyr er også mennesket inkludert) er vanligvis delt inn i ulike perioder:

Alder kan også deles inn i desimalsystemet

Ferdig Alder (inkludert start og slutt)
Quinceañera femten
tjue noe 20 til 29
Noe tretti 30 til 39
Quadragenarian 40 til 49
Quinquagenarian 50 til 59
Sexagenarisk 60 til 69
Septuagenarian 70 til 79
Åtteårige 80 til 89
Ikke-alderlig 90 til 99
Hundreårsjubileum 100 til 109
supercentennial 110 eller eldre

Aldring gjennom historien: tidlige teorier

Antagelig har menneskeheten forsøkt å adressere og spekulert i årsakene og mulige måter å bekjempe aldring fra det øyeblikket den ble klar over fenomenet. Selve bevisstheten om tilbakegang og dødelighet setter oss foran et av menneskehetens nøkkelproblemer . Gerald J. Gruman gir oss en lang diskurs om historien til denne bestrebelsen i "A History of Ideas About the Prolongation of Life."

I et av menneskehetens eldste epos , Gilgamesh , legger denne kongen av Uruk ut på en lang reise, motivert av vennens død, til boligen til Utnapishtim slik at han vil avsløre mysteriet om udødelighet. Etter å ha funnet den, forteller untnapishtim ham at han er i planten som heter "Mennesket blir ungt i alderdommen."

Klassisk Hellas

Vi finner i det klassiske Hellas de første forsøkene på systematisk å organisere kunnskap etter årsaker (λογος). Vi vil bare stoppe ved to eksempler:

Hippokrates knytter aldring til utvikling, og slår fast at perioden i et liv er syv ganger større enn utviklingen som voksen, ved å bruke det magiske tallet 7.

Aristoteles er den første som i stor grad tar for seg en teori om aldring på grunn av årsaker i små traktater om livets varighet og korthet : περί μακροβιότητος καί βραχυβιόοτςη, om livet og døden : ητ Følgende oversettelser i anførselstegn er mine, basert på sin tur på de latinske oversettelsene av renessansen publisert i bind III av referanseutgaven av Bekkers Aristotelis Opera, i Berlin, 1874. I det fjerde kapittelet av denne avhandlingen skriver han:

"... For dette må livet nødvendigvis falle sammen med opprettholdelsen av varme og det vi kaller døden er dens ødeleggelse."

Aristoteles så livet i form av en forbrenning hvis sete var hjertet og fortsetter derfor i kapittel 5

"...det bør imidlertid bemerkes at det er to måter brann slutter å eksistere på: den kan slukkes ved utmattelse eller ved slukking. Den første er på grunn av aldring og den andre på grunn av vold.»

Det fortsetter med å peke på årsakene som kan motivere aldring:

"Varmen akkumuleres i overkant på grunn av mangel på åndedrett og nedkjøling (...) den bruker snart opp all maten og spiser den...". Selv om han ikke kommer med noen løsning, mener han likevel at «det må være en måte å kjøle ned brannen ved kilden». Middelalderen

I en tid da moderne medisinsk kunnskap ikke var tilgjengelig, virker ideen overraskende aktuell og suggestiv. Det er derfor ikke overraskende at aldring ble forklart frem til 1800-tallet i form av varme eller fuktighet, etter filosofen Stagirite .

Roger Bacon skrev i 1236 The Cure for Old Age and the Preservation of Youth .

En annen Bacon, denne gangen Francis Bacon i sin The historie of life and dead advarer om at hvis du vil forlenge livet må du forhindre at "fuktighet slipper ut gjennom huden", så han angir alle slags oljer og salver for å unngå det. I dette samme arbeidet, etter sin empiristiske doktrine, designer han et forskningsprogram med en forbløffende aktuell metodikk, der han undersøker faktorer som påvirker mennesker som bor forskjellige steder og under forskjellige forhold.

Den aristoteliske ideen om at for mye mat kan få bålet til å brenne for fort inspirerte eremitter, ankeritter og alle slags asketer , mange av dem med legendarisk lang levetid, til å ta i bruk den såkalte "pytagoreiske dietten", som betyr nøysom, uten kjøtt eller vin eller bønner (sistnevnte for å unngå facisme, selv om aversjonen mot bønner kommer fra legenden overført av Diogenes Laertius om at Pythagoras døde i en åker med bønner, eller det antatte forbudet mot å konsumere bønner i den opprinnelige pythagoreiske sekten kalorirestriksjon .

Se også: Mat i antikkens Hellas Renessanse

Under den italienske renessansen ble denne ideen tatt opp av hygienistene ved den medisinske skolen i Padua , spesielt av den italienske adelsmannen Luigi Cornaro , født rundt 1467 som, i en alder av 35, svak, syk og døende, begynte på en kaloribegrensningsdiett. og klarte å nå opp til 104 år. Den store syntesen om medisinsk kunnskap om aldring ble utført av Gabriele Zerbi i 1489, da han publiserte i Roma et verk dedikert til pave Innocent VIII kalt Gerontocomia scilicet de senum cura atque victu .

Descartes sitt forsøk på å finne en måte å forlenge ungdommen, som han sa var hovedmålet for all hans filosofi, gjenstår for mystikkens verden. Ved en anledning sa han til og med at han var veldig nær ved å oppnå det. Ikke rart at hans død i en alder av 54 år vakte oppsikt blant disiplene hans.

Aldring i illustrasjon

Joseph Priestley , medoppdager med Carl Scheele og Antoine Lavoisier av oksygen , advarer oss i sin avhandling Experiments and Observations on Different Kinds of Airs , publisert i 1775 om at

"Selv om dephlogisticated ren luft (oksygen) kan være svært nyttig som et middel, kan det også være ikke så egnet for oss i den vanlige sunne tilstanden til kroppen; for på samme måte som et stearinlys brenner opp raskere i dephlogisticated luft enn vanlig luft, så kan vi liksom leve for fort (uthevet med fet skrift i Priestleys bok) og dyreenergiene ville ta slutt for tidlig i denne typen ren luft. ”

I denne passasjen ser vi en syntese av den aristoteliske teorien med hans egen ide om den eksponerte gassen, som likevel er noe forventningsfull. I hygienistlinjen finner vi Hufeland, som i 1796 publiserte sin berømte Makrobiotik eller kunsten å forlenge livet, ved å bruke det aristoteliske begrepet. Ikke forgjeves ble Bekkers samling nylig utgitt i Berlin. Selv om det feilaktig bruker begrepet Μακρός.

Teorier fra 1800- og begynnelsen av 1900-tallet

Både Charles Darwins evolusjonsteori og utviklingen av genetisk kunnskap og fremskritt innen celleteori forvandlet vår forståelse av levende organismer og prosessene som finner sted i dem. Implementeringen av disse ideene måtte imidlertid vente flere tiår. Et eksempel på dette var teoriene som koblet aldring hos menn med en reduksjon i testikkelsekresjoner. I denne forstand var de forløpere for såkalt hormontilskudd eller erstatning.

I 1889 kunngjorde Charles Edouard Brown-Sequard, en fremtredende fransk fysiolog, til Paris Biological Society at han hadde forynget sinnet og kroppen ved å injisere seg selv med en væske ekstrahert fra hunde- og marsvintestikler. Tilsynelatende økte injeksjonene ikke bare hans fysiske styrke og intellektuelle energi, men lindret også forstoppelsen og forlenget urinstrømmen. Senere forsøkte noen kirurger å implantere hele eller oppskårne testikler i pungen til mottakerne. Leo L. Stanley var fastlege ved San Quentin fengsel i California. Han begynte å transplantere testikler (hentet fra nylig henrettede fanger) til straffedømte i 1918. Noen av mottakerne rapporterte fullstendig gjenvinning av seksuell potens. Rundt 1920 førte mangelen på menneskelige gonader til at Stanley erstattet ram-, geit-, hjort- og villsvintestikler, som han sa fungerte like bra. Han fortsatte med å utføre hundrevis av operasjoner, og behandlet pasienter med så forskjellige plager som senilitet, astma, epilepsi, tuberkulose, diabetes og koldbrann. Den store etterspørselen etter gonadale implantater tjente formuen til minst to kirurger i løpet av 1920- og 1930-årene. I Frankrike transplanterte den russiske emigranten Sergei Voronoff apekjertler for å forlenge livet til sine rike og berømte klienter. Som en respektert biolog eksperimenterte Voronoff på evnukker ved det egyptiske hoffet og forsøkte til og med å pode apeestokker på kvinner, med katastrofale konsekvenser. I Amerika transplanterte den berømte kjøpmannen «Doctor» John R. Brinkley hundrevis av skiver av geitestikler til aldrende klienter i Milford, Kansas, hvor han ble så populær at han nesten stemte på guvernør i 1930. Hver pasient hadde privilegiet å velge sin egen geit fra doktorbesetningen.

Til slutt, også på begynnelsen av 1900  -tallet , markerte påvirkningen fra oppdagelsene til Louis Pasteur en tid da patogene bakterier fikk skylden for enhver sykdom, selv eksponering for dem ble sett på som årsaken til aldring. Dette er tilfellet med teorien som ble fremsatt av Metchnikoff i 1904, der det sies at giftstoffer som spres av mikrober er ansvarlige for aldring. Han snakket om tykktarmen som et nødvendig onde, et reservoar av avfallsmateriale som befrir oss fra behovet for å hele tiden stoppe for å gjøre avføring mens vi løper foran (eller etter) rovdyr. Han ble fascinert av de bulgarske fabler av hundreåringer og tilskrev sin levetid til yoghurt, som var ukjent i Vest-Europa på den tiden. Metchnikoff forfektet ideen om at vi alle ville leve 200 år hvis vi bare spiste mer yoghurt, fylt "med de mest nyttige mikrober, som kan akklimatisere seg i fordøyelseskanalen med det formål å stoppe skadelige forråtnelser og gjæringer." Han hadde et poeng: Tarmbakterier påvirker helsen, om ikke maksimal menneskelig levetid.

Darwins dilemma i aldring

I senere utgaver av Artenes opprinnelse la Darwin til et kapittel kalt Miscellaneous Objections to Theory of Natural Selection , der han svarte på innvendinger reist av samtidige vitenskapsmenn.

En av de viktigste innvendingene var knyttet til mangelen på lang levetid. Det er umiddelbart tydelig at egenskapene observert hos dyr relatert til aldring og lang levetid ikke passer med reglene etablert av Darwin for naturlig utvalg: siden lang levetid er en verdi som øker overlevelsestiden og sjansene for å få avkom av en organisme, ville det ikke naturlig utvalg slutte, hvis det var sant, gradvis økende levetid? Ville ikke aldring, siden det åpenbart er et trekk som er negativt for tilpasningsevnen, eliminert av prosessen med naturlig utvalg? Darwins teori forutsier med andre ord at levende ting ikke bør eldes.

Darwin svarer dem slik (oversatt til spansk ):

"En kritiker har i det siste insistert, med en viss utfoldelse av matematisk nøyaktighet, at lang levetid er en stor fordel for alle arter, slik at alle som tror på naturlig utvalg 'må ordne sitt slektstre' på en slik måte at alle hans avkom har lengre tid. liv enn foreldrene deres! Kan ikke våre kritikere forestille seg at en toårig plante eller et av de lavere dyrene kunne vokse i et kaldt klima og gå til grunne hver vinter; og så, på grunn av fordelene oppnådd ved naturlig utvalg, overleve år etter år ved hjelp av frø eller egg? Mr. E. Ray Lankester har nylig diskutert denne saken og konkluderer, så langt dens ekstreme kompleksitet tillater ham å danne en vurdering, at lang levetid er relatert til nivået til hver art i organisasjonsskalaen, så vel som til mengden av utgifter til reproduksjon og generell aktivitet. Og disse forholdene har sannsynligvis i stor grad blitt bestemt av naturlig utvalg."

I denne teksten er det tydelig at Darwin mente at lang levetid var en egenskap bestemt av naturlig utvalg. Han mente også at, i det minste for noen arter, kunne en begrenset levetid på en eller annen måte være til fordel for den spesielle arten selv når den var ufordelaktig fra individets synspunkt.

Darwin forklarte ikke hvordan en begrenset levetid gagner en art. Han forklarte heller ikke mekanismen som gjør at en egenskap som er ugunstig for individer kan unngå å bli eliminert av naturlig utvalg. Denne situasjonen setter oss foran dilemmaet med å velge om lang levetid er en tilpasning til tross for Darwins teori, eller om det ikke er en tilpasning til tross for de massive (og økende) bevisene på at det er det. De fleste evolusjonsteorier prøver å svare på dette dilemmaet.

Teorier om aldring

Medvedev gir en redegjørelse for den store spredningen av teorier om aldring i en berømt artikkel med tittelen, ikke uten en viss sarkasme, Et forsøk på en rasjonell klassifisering av teorier om aldring , der han katalogiserer opptil 300 forskjellige teorier. For tiden blir aldring sett på som en ekstremt multifaktoriell prosess, slik at de første tilnærmingene som etablerte en spesifikk årsak, for eksempel et enkelt gen eller forringelse av et nøkkelsystem, har blitt forlatt. De ulike teoriene stiller noen av følgende spørsmål:

  • Hvorfor eldes vi? Som refererer til å avklare hvorfor fenomenet aldring dukket opp eller ikke har blitt eliminert gjennom evolusjonen, forsøk på å svare på det såkalte "Darwins dilemma": her ville vi finne de såkalte evolusjonsteoriene.
  • Hvordan eldes vi? Som har som mål å beskrive de molekylære, cellulære og systemiske mekanismene som utløser aldring.

Generelt er det to tilsynelatende motsatte tendenser som overlapper med de tidligere tilnærmingene: På den ene siden bekrefter et sett med teorier at aldring er en "programmert" hendelse, som antar at aldring avhenger av "biologiske klokker" som vil regulere timingen av lang levetid, for eksempel ved at gener slås sekvensielt på og av. Tvert imot, en annen gruppe teorier hevder at det ikke er noe programmert i aldring, men snarere at det skjer gjennom en stokastisk prosess med akkumulering av skade. Noen forfattere krever forsoning av begge tendensene, og vurderer det globale fenomenet som et sett av komplekse interaksjoner av iboende (genetisk), ytre (miljømessig) og stokastisk (tilfeldig skade på vitale molekyler) opprinnelse.

Evolusjonsteorier "Hvorfor eldes vi?"

I 1882 foreslo Weismann formelt at aldring var en evolusjonær egenskap, en tilpasning, at den hadde et evolusjonært formål. Darwin hadde tidligere antydet at aldring var en egenskap som hadde oppstått gjennom evolusjon. De essensielle parametrene for aldring som gjennomsnittlig overlevelse eller lang levetid er ifølge dette en iboende egenskap for hver av artene. Evolusjonsteorier fokuserer på disse trekkene uten å skille dem fra noen andre så lenge de grunnleggende evolusjonslovene gjelder for dem alle. Den prøver å forklare den nøyaktige mekanismen som aldring oppstår i løpet av evolusjonen, og hvorfor en viss levetid velges. De fleste nåværende teoretikere har avvist adaptive teorier om aldring ved å bruke ett eller flere av følgende argumenter:

  • Det anses som «umulig» at aldring kan være en tilpasning fordi den adaptive teorien er i konflikt med teorien om naturlig utvalg.
  • Aldring har en tilsynelatende liten eller ubetydelig effekt på tilpasningsevnen til individet.
  • Eksistensen av en mekanisme som forklarer utseendet til en anti-adaptiv egenskap som aldring har ikke blitt påvist.
  • Det er tvilsomt at aldring har en evolusjonær nytte.

Selv om disse argumentene er noe diskutable, ugyldiggjør de på ingen måte det faktum at levende vesener har kapasitet til å modulere deres levetid. Generelt faller disse teoriene sammen når man ser på aldring som en "programmert" naturlig prosess, en del av ontogeni. Men på et visst tidspunkt er det verdsatt at aldring kan være en pris "som må betales" for andre egenskaper som tillater større tilpasningsevne til individer, sannsynligvis fordi det produseres av mekanismer som forbedrer effektiviteten til andre systemer i organismen. .

Weissmanns teori om programmert død

Den tyske biologen August Weissman publiserte en artikkel i 1882 som antydet at "programmert død" var en genetisk egenskap utviklet av evolusjon (en tilpasning) som hadde oppstått takket være naturlig utvalg, fordi den ga en fordel for arten , selv om den skadet andre. enkeltpersoner. Weissman mente at ved å fjerne eldre individer fra befolkningen, ga programmert død flere ressurser (som mat og habitat) for yngre medlemmer. På denne måten ble ressurser tildelt de yngste dyrene, og dermed forbedret artens evolusjonære kapasitet. Weissmanns teori ignorerer et implisitt krav fra teorien om naturlig utvalg, at for at en egenskap skal ha selektiv verdi, må den uttrykkes på en slik måte at den påvirker reproduksjonsevnen til individet.

Antagonistisk pleiotropi teori

Det bør bemerkes at evolusjonær suksess ikke verdsettes i form av "overlevelse", men av reproduktiv suksess. Dermed har en svært langlevende organisme, men med svært lav fruktbarhet, en lavere selektiv verdi.

Gitt at sannsynligheten for å "bli gammel" i det naturlige miljøet er veldig lav, er den selektive verdien av aldring, som argumentert ovenfor, veldig liten. I fravær av naturlig press, for eksempel i fangenskap, ville lang levetid raskt få en reproduktiv fordel. Men i et scenario med høy dødelighet, ifølge denne teorien, ville det selektive trykket på noen gener visstnok falle over tid. Dette argumentet ble først fremmet av JBS Haldane og Sir Peter Medawar på 1950- og 1960 -tallet , og ble senere utviklet av evolusjonsbiologen George C. Williams , som systematiserte det under navnet den antagonistiske pleiotropi -teorien om aldring (fra gresk πληιοτια , som betyr "mange endringer", også noen ganger kalt polyfoni). Et pleiotropt gen vil være et som påvirker flere egenskaper samtidig. Eksemplet på lavt selektivt trykk som opprinnelig ble sitert av Haldane i 1942 er Huntingtons chorea . Det sies at i noen kystbyer ved Lake Maracaibo i Venezuela var forekomsten av denne autosomalt dominerende sykdommen så høy at den nådde 40 %. Det ser ut til at alle sakene stammer fra en viss María Concepción, som hadde 20 etterkommere på begynnelsen av 1800  -tallet . Det antas at i dag vil tallet overstige 16 000 etterkommere. Selv om sykdommen er dødelig rundt 50-årsalderen, forblir dens utbredelse på grunn av at den gir større fruktbarhet til de som lider av den.

Williams forslag er at aldring er forårsaket av den kombinerte effekten av mange pleiotrope gener, som hver vil ha en gunstig effekt tidlig i organismens liv, men som senere vil være ugunstig. Inspirasjonen hans stammer fra å kombinere og ekstrapolere Haldanes antakelser med Medawars skadeakkumuleringsteori (se nedenfor), når det gjelder påstanden om at uønskede effekter vil ha gradvis mindre effekt på et dyrs tilpasningsevne ettersom aldring.

Disponibel somateori

Ideen om en flyttbar kropp er sentral i utviklingen av aldring - årsaken til aldring - selv om det i hovedsak er en evolusjonær forklaring. Denne ideen er kjent som disposable soma-teorien, og ble formulert av Thomas Kirkwood på slutten av 1970-tallet og videreutviklet av ham selv og genetikeren Robin Holliday .

  • (I) Aldring skyldes begrensninger som har oppstått i somatisk vedlikehold og reparasjon, fordi reproduksjon konkurrerer med dem som en prioritet.
  • (II) Aldring er derfor et resultat av akkumulering i løpet av livet av skader på celler og vev.
  • (III) Flere mekanismer bidrar til aldring (siden de er flere former for somatisk vedlikehold, som alle er gjenstand for samme optimaliseringsprosess).
  • (IV) Hovedgenene som bestemmer levetiden og aldershastigheten er gener som spesifiserer nivåene av vedlikeholdsfunksjoner (DNA-reparasjonsgener, antioksidantenzymer, stressproteiner, etc.).
  • (V) Aldringsprosessen er i seg selv stokastisk, men lang levetid er generelt programmert gjennom genene som vi nettopp nevnte og...
  • (VI) Maksimal levetid styres ikke av noen form for klokke, men den kan moduleres, for eksempel ved å modifisere eksponering for skade eller forbedre kroppsvedlikeholdsfunksjoner.

Kirkwood og Holliday anså dikotomien mellom kimlinjen og somaen som et resultat av et dilemma mellom overlevelse og reproduksjon. I hovedsak, for å være til noen nytte, må kroppen overleve minst til reproduktiv alder. Derfor avledes kostnader for vedlikehold av liv, som forbruker mesteparten av maten både på organismenivå og på cellenivå. I sistnevnte tilfelle må den høye frekvensen av DNA-skader og mutasjoner korrigeres gjennom syntese og inkorporering av nye umiddelbare prinsipper.

Verifikasjon av disponibel soma-teorien

Ved å teste de ovennevnte spådommene, bør man ifølge dem etablere en optimal balanse innenfor dette kompromisset eller "trade-off" der vedlikehold av kroppen er i motsetning til reproduktiv suksess. Flere fakta støtter denne ideen: Med unntak er det en sterk omvendt korrelasjon mellom fruktbarhet og maksimal levetid (mus ville være et eksempel), og omvendt, når det er faktorer som øker levetiden, ser det også ut til å redusere fruktbarheten. I denne forstand er eksperimentene til M. Rose, Irvine og andre i Drosophila fluer med gradvis lengre levetid valgt, det ble observert at disse begynte sin reproduksjonsperiode senere og gjorde det langsommere, til tross for at det totale antallet egg var lignende.

Aldring i planter

Hos planter blir aldringsprosessen direkte verdsatt gjennom fysiske observasjoner eller kjemiske prosedyrer . Blant mekanismene som brukes er observasjon, som gjør det mulig å sammenligne forskjellene mellom unge og eldre prøver, for eksempel tykkelsen på barken , det matte utseendet til blader og blomster , fraværet av sistnevnte, etc. Innenfor de kjemiske prosedyrene brukes analysene av de organiske forbindelsene som hver planteart skiller ut , eller slutter å skille ut, i de forskjellige stadiene . Innenfor plantene finner vi levende vesener hvis aldringsprosess er den tregeste, eller med andre ord, de har lengre levetid. De er visse klasser av bartrær kjent som sequoiaer .

Aldring hos dyr

Hver flercellet organisme, ved å bruke energi fra solen, er i stand til å utvikle og opprettholde sin identitet i bare en viss tid. Da råder forringelse over syntese og organismen eldes. Aldring kan defineres som forverring over tid av de fysiologiske funksjonene som er nødvendige for overlevelse og fertilitet. Egenskapene til aldring påvirker alle individer av alle arter.

Mange evolusjonsbiologer benekter at aldring er en del av genetikken til dyr. De anser denne prosessen som den forhåndsbestemte tilstanden som inntreffer etter at dyret har oppfylt kravene som naturlig seleksjon krever. Etter at avkommet er født og vokst, kan dyret dø, slik det faktisk gjør i mange organismer.

Nyere studier har imidlertid indikert at det er genetiske komponenter relatert til senescens, og at den karakteristiske forventet levealder for en art kan moduleres ved å endre gener og kosthold.

Forventet levealder og forventet levealder

Forventet levealder er karakteristisk for hver art. Det er det maksimale antallet år som er kjent for at et medlem av en art har overlevd. Hos mennesker er denne verdien estimert til 130 år, hos hunder er den 20 år, hos laboratoriemus er den 4,5 år og hos en Drosophila- flue er den 3 måneder.

Imidlertid oppfyller de fleste medlemmer av en art ikke forventet levealder. Forventet levealder er hvor lenge en person forventes å leve. Denne verdien er karakteristisk for populasjoner, men ikke for arter.

Det er formelt definert som tiden halvparten av befolkningen overlever. Hos mennesker varierer forventet levealder mellom regioner. I 1900 døde 50% av amerikanske kvinner i en alder av 58 år. I kontrast nådde denne verdien i 1981 81 år. Dette antyder at den aldrende menneskelige fenotypen først nylig har blitt mer vanlig i befolkningen: grått hår, rynkete og slapp hud, leddstivhet, osteoporose, tap av muskelfibre, hukommelsestap, nedsatt syn og seksuell respons.

Årsaker til aldring

Den senescent fenotypen til hver art er karakteristisk. Årsakene til dette fenomenet er hovedsakelig cellulære, men det er ingen konsensus om de sanne årsakene som forårsaker senescens.

Vekststopp etter alderdom

Arrestasjonen av cellevekst ved alderdom er en serie reaksjoner og signaler som resulterer i suspensjon av celledeling i møte med vanlige mitogene stimuli. Det første tilfellet av cellekultur som stoppet veksten ble gjort av Hayflick på 1960-tallet på en kultur av humane fibroblaster. [ 1 ] Cellulær senescens var assosiert fra begynnelsen med telomerforkorting til punktet av telomer dysfunksjon [ 2 ] selv om modellen nå er supplert og senescens har blitt definert som responsen på stimuli som telomerforkorting, DNA-skade og slutten av cellesyklusen. [ 3 ]

Oksidativ skade

En av teoriene som forklarer aldring er som et normalt produkt av kroppens metabolisme. Omtrent 2-3 % av oksygenatomene er ufullstendig redusert til reaktive oksygenarter (ROS). Disse artene (superoksidion, hydroksydradikal, hydrogenperoksid, blant andre) kan oksidere og skade cellemembraner, proteiner og nukleinsyrer. Drosophila melanogaster - individer som overuttrykker ROS-ødeleggende enzymer lever i høyere hastighet enn normale individer. Tilsvarende har fluer av denne arten med mutasjoner i metuselah-genet ( Methuselah , en bibelsk karakter som ble sagt å ha levd 969 år) utviklet resistens mot ROS og klarer å leve 30-40 % lenger enn kontrollene (Orr & Sohal, 1994) . Hos Caenorhabditis elegans lever mutante individer som overuttrykker ROS-nedbrytende enzymer mye lenger enn villtypen (Braeckman, Houthoofd, De Vreese & Vanfleteren, 2001).

Imidlertid er dette forholdet ikke så tydelig hos pattedyr. Observasjoner er gjort hos mus som mangler p66shc-proteinet som lever lenger enn de i naturen. Dette proteinet ser ut til å være involvert i transduksjonsveien som fører til apoptose under forhold med oksidativt stress og dermed i å formidle forventet levealder til pattedyr (Migliaccio, et al., 1999).

Naturlig slitasje

Når individer eldes, vises et større antall punktmutasjoner, som påvirker typen og effektiviteten til proteinene som lages. Dette er grunnen til at DNA-reparasjonsmekanismer er viktige for å forhindre senescens (Hart & Setlow, 1974). På samme måte forårsaker genetiske defekter i DNA-reparasjonsenzymer for tidlig aldringssyndrom som Werners (Yu, et al., 1996).

På den annen side, tatt i betraktning at frekvensen av mutasjoner i mitokondriene er høy, antas det at mutasjoner i denne organellen kan indusere defekter i cellens energiproduksjon. Følgelig vil svikt i mitokondriene skape ROS-produksjon på grunn av dårlig elektrontransport (Boffoli, et al., 1994).

Telomere shortening

Telomerer er deler av DNA i endene av kromosomene, som ikke replikeres av DNA-polymerase under S-fasen siden DNA-polymerase er ensrettet og ikke kan lage en ny DNA-streng. Så kromosomene vil bli forkortet ved hver celledeling hvis telomerase, et enzym som er i stand til å gjenopprette telomere DNA-sekvenser, ikke er involvert. [ 4 ] [ 5 ] De fleste pattedyrvev mangler dette enzymet, så det er foreslått at telomerforkorting påvirker cellelivssyklusen (Meyerson, 1998). Etterfølgende studier viste at eroderte telomerer genererer en vedvarende DNA-skaderespons (DNA Damage Response) [ 6 ] som igjen initierer og opprettholder vekststans ved senescens, en prosess som initieres som respons på ulike signaler om genomisk skade . [ 7 ] det er ingen bevis for en spesifikk korrelasjon mellom telomerlengde og et dyrs levetid.

Genetiske aldringsprogrammer

Det er foreslått involvering av mange gener i aldringsprosessen. Hutchinson-Gilford syndrom (Progeria) hos mennesker er forårsaket av et dominant gen. Hos mus er et lignende syndrom forårsaket av mutasjoner i klotho-genet, som antas å være involvert i undertrykkelsen av aldringsfenotyper.

I C. elegans er det to ruter for å kontrollere alderdommen. Den første involverer prosessen med å forbli som en larve eller fortsette normal vekst. Dette avhenger av populasjonen av nematoder i mediet eller tilgjengeligheten av mat som får dem til å gå inn i en metabolsk inaktiv tilstand av Dauer-larven. I denne tilstanden syntetiseres forsvar mot ROS; hvis genene som er involvert i denne prosessen er mutert, vil larven fortsette sin syklus til voksen. En annen rute inkluderer cellene i gonadene som virker for å forlenge livet til C. elegans.

Se også

Referanser

  1. ↑ Hayflick L (1980) Cellealdring. Annu Rev Gerontol Geriatr 1:26–67
  2. ↑ Campisi J (2005) Aldrende celler, tumorundertrykkelse og organismealdring: Gode borgere, dårlige naboer. Celle 120:513–522
  3. ↑ Smith JR, Pereira-Smith OM (1996) Replikativ senescens: implikasjoner for in vivo aldring og tumorundertrykkelse. Science 273:63–67
  4. ↑ Harley, CB, AB Futcher og CW Greider. 1990. Telomerer forkortes under aldring av humane fibroblaster. Natur. 345:458–460. doi:10.1038/345458a0
  5. ↑ Bodnar, AG, M. Ouellette, M. Frolkis, SE Holt, CP Chiu, GB Morin, CB Harley, JW Shay, S. Lichtsteiner og WE Wright. 1998. Forlengelse av levetid ved introduksjon av telomerase i normale humane celler. Vitenskap. 279:349–352. doi:10.1126/science.279.5349.349
  6. ↑ d'Adda di Fagagna, F., PM Reaper, L. Clay-Farrace, H. Fiegler, P. Carr, T. Von Zglinicki, G. Saretzki, NP Carter og SP Jackson. 2003. En DNA-skadekontrollpunktrespons i telomer-initiert senescens. Natur. 426:194–198. doi:10.1038/nature02118
  7. ↑ Nakamura, AJ, YJ Chiang, KS Hathcock, I. Horikawa, OA Sedelnikova, RJ Hodes og WM Bonner. 2008. Både telomer og ikke-telomer DNA-skade er determinanter for cellulær senescens hos pattedyr. Epigenetikk kromatin. 1:6. doi:10.1186/1756-8935-1-6

Eksterne lenker