Hvernig genir hafa áhrif á öldrun og hvernig þú getur "breytt" genunum þínum
DNA þinn getur spáð meira um þig en hvernig þú lítur út. Samkvæmt erfðafræðilegri kenningu um öldrun eru genin þín (sem og stökkbreytingar í þeim genum) ábyrgir fyrir hve lengi þú lifir. Hér er það sem þú ættir að vita um gen og langlífi, og þar sem erfðafræðin passar inn í ýmsa kenningar um öldrun.
Genetic Theory of Aging - Skilgreining
Erfðafræðileg kenning um öldrun segir að líftími sé að miklu leyti ákvörðuð af genunum sem við erfa.
Samkvæmt kenningunni er langlífi okkar fyrst og fremst ákvarðað í augnablikinu sem getnað er og er að miklu leyti háð foreldrum okkar og genum þeirra.
Grunnur að baki þessari kenningu er að hluti DNA sem eiga sér stað í lok litninganna, sem kallast telómerar , ákvarða hámarks líftíma frumu. Telómerar eru stykki af "rusl" DNA í lok litninganna sem verða styttri í hvert sinn sem frumur skiptast. Þessir telómerar verða styttri og styttri og að lokum geta frumurnar ekki skipt án þess að tapa mikilvægum hlutum DNA.
Áður en að grípa inn í grundvallaratriði hvernig erfðafræði hefur áhrif á öldrun og rök fyrir og gegn þessari kenningu, er það gagnlegt að ræða stuttlega um helstu flokka öldrunarkennslu og nokkurra kenninga í þessum flokkum. Núverandi tími er ekki ein kenning eða jafnvel ein tegund kenningar sem geta útskýrt allt sem við sjáum í öldruninni.
Kenningar um öldrun
Það eru tveir aðalflokkar öldrunarstefna sem eru grundvallaratriði í því sem hægt er að vísa til sem "tilgangur" öldrun. Í fyrsta flokki er öldrun aðallega slys; uppsöfnun tjóns og slits á líkamann sem á endanum leiðir til dauða. Hins vegar eru áætluð öldrunarkenningar að skoða öldrun sem vísvitandi ferli, sem stjórnað er á þann hátt sem hægt er að bera saman við önnur stig lífsins, svo sem kynþroska.
Villa kenningar innihalda nokkrar aðskildar kenningar þ.mt:
- Teikning á öldrunarlífi
- Hlutfall lifandi kenningar um öldrun
- Prótein kross-hlekkur kenning um aftur
- Frístundagreiningarstefna um öldrun
- Somatic stökkbreytingar kenning um öldrun
Forritaðir öldrunarfræðingar eru einnig sundurliðaðar í mismunandi flokka byggt á þeirri aðferð þar sem líkaminn okkar er forritaður til aldurs og deyja.
- Forritað langlífi - Forritað langlífi fullyrðir að lífið sé ákvarðað með röð beygja og slökkva á genum.
- Innkirtlar kenningar um öldrun
- Ónæmisfræðilegar kenningar um öldrun
Það er veruleg skörun á milli þessara kenninga og jafnvel flokka öldrunarkennslu.
Genes og líkamlega virkni
Áður en að fjalla um helstu hugtök sem tengjast öldrun og erfðafræði, skulum við skoða hvað DNA okkar er og sumir af helstu leiðum sem gen hafa áhrif á líftíma okkar.
Genin okkar eru í DNA okkar sem er til staðar í kjarnanum (innra svæði) hvers frumu í líkama okkar. (Það er einnig hvatbera DNA sem er til staðar í líffærum sem kallast hvatberar sem eru til staðar í frumum frumu.) Við höfum hver um sig 46 litningafrumur sem mynda DNA okkar, 23 sem koma frá mæðrum okkar og 23 sem koma frá feðrum okkar. Af þeim eru 44 autosomes, og tveir eru kynlíf litningarnir, sem ákvarða hvort við eigum að vera karl eða kona.
(Mitochondrial DNA, hins vegar, færir miklu minna erfðafræðilegar upplýsingar og er móttekin frá eingöngu mæðrum okkar).
Innan þessara litninga liggja genin okkar, erfðafræðilegur blóði okkar, sem ber ábyrgð á því að bera upplýsingar um hvert ferli sem mun eiga sér stað í frumum okkar. Erfðir okkar geta verið hugsaðar sem röð af bókstöfum sem gera upp orð og setningar leiðbeiningar. Þessi orð og setningar merkja til framleiðslu á próteinum sem stjórna hvert frumuferli.
Ef einhver þessara gena er skemmd, til dæmis með stökkbreytingu sem breytir röðinni "bókstöfum og orðum" í leiðbeiningunum, er hægt að framleiða óeðlilegt prótein, sem aftur virkar með gallaða virkni.
Ef stökkbreyting á sér stað í próteinum sem stýrir vexti frumu getur krabbamein leitt til þess. Ef þessi gen eru stökkbreytt frá fæðingu geta ýmis arfgeng heilkenni komið fram. Til dæmis er slímhúðbólga ástand þar sem barn erftir tveimur stökkbreyttum genum sem stjórna próteini sem stýrir rásum sem bera ábyrgð á flutningi klóríðs yfir frumur í svitakirtlum, meltingarvegi og fleira. Niðurstaðan af þessari stökkbreytingu veldur þykknun slímsins sem myndast af þessum kirtlum og þeim vandamáli sem fylgir þessu ástandi.
Hvernig genir hafa áhrif á líftíma
Það tekur ekki ítarlega rannsókn til að ákvarða að genin okkar gegni að minnsta kosti einhverju hlutverki í langlífi. Fólk sem foreldrar og forfeður hafa búið lengur, hafa tilhneigingu til að lifa lengur og öfugt. Á sama tíma vitum við að erfðafræðin einn er ekki eini orsök öldrunar. Rannsóknir sem líta á eins tvíburar sýna að það er greinilega eitthvað annað í gangi; eins tvíburar sem hafa sömu gen, lifa ekki alltaf eins mörg ár.
Sumir genir eru gagnlegar og auka langlífi. Til dæmis, genið sem hjálpar fólki að umbrotsefna kólesteról myndi draga úr hættu fólks á hjartasjúkdómum.
Sum genbreytingar eru arf og geta stytt líftíma. Hins vegar getur stökkbreytingar einnig komið fram eftir fæðingu þar sem útsetning fyrir eiturefnum, sindurefnum og geislun getur valdið genabreytingum. (Gen stökkbreytingar sem fengnar eru eftir fæðingu eru nefndar keyptar eða somatísk gen stökkbreytingar.) Flest stökkbreytingar eru ekki slæmt fyrir þig, og sumir geta jafnvel verið gagnlegar. Það er vegna þess að erfðabreytingar skapa erfðafræðilega fjölbreytni, sem heldur íbúum heilbrigt. Aðrar stökkbreytingar, sem kallast hljóðar stökkbreytingar, hafa engin áhrif á líkamann yfirleitt.
Sumir genir, þegar stökkbreyttir eru skaðlegar, eins og þau sem auka hættu á krabbameini. Margir þekkja BRCA1 og BRCA2 stökkbreytingar sem ráðast á brjóstakrabbamein. Þessar genir eru nefndar æxlisbælingar gen sem kóða prótein sem stjórna viðgerð á skemmdum DNA (eða brotthvarf á frumunni með skemmdum DNA ef viðgerð er ekki möguleg.)
Ýmsir sjúkdómar og sjúkdómar sem tengjast arfgengum genabreytingum geta haft áhrif á lífstíð. Þetta eru meðal annars blöðrubólga , blóðleysi í blóðkornablóðleysi , Tay-Sachs sjúkdómur og Huntington-sjúkdómur , til að nefna nokkrar.
Helstu hugmyndir í erfðafræðilegri kenningu öldrunar
Helstu hugtökin í erfðafræði og öldrun fela í sér nokkrar mikilvægar hugmyndir og hugmyndir, allt frá telómera, til að draga úr kenningum um hlutverk stofnfrumna í öldrun.
Telómerar - Í lok hverrar litningar okkar liggur hluti af "rusli" DNA sem kallast telómera . Telómerar kóðast ekki fyrir nein prótein en virðast hafa verndandi virkni og halda DNA-endum frá því að tengja við önnur stykki af DNA eða mynda hring. Í hvert skipti sem klefi skiptist aðeins meira af telemore er brotið af. Að lokum. Það er ekkert af þessu rusli DNA sem eftir er, og frekari sundrun getur skemmt litningi og genum þannig að fruman deyr.
Almennt er meðalfjöldi kleift að skipta 50 sinnum áður en telómerinn er notaður (Hayflick takmörk). Krabbameinsfrumur hafa mynstrağur út leið til að fjarlægja ekki, og stundum jafnvel bæta við, hluta fjarskiptanna. Að auki, sumar frumur eins og hvít blóðkorn fara ekki í gegnum þetta ferli telómere styttingar . Það virðist sem á meðan genir í öllum frumum okkar hafa kóðaorðið fyrir ensímið telómerasa sem hindrar telómera-skammta og hugsanlega jafnvel endar í lengingu, er genið aðeins "kveikt" eða "gefið upp" eins og erfðafræðingar segja, í frumum eins og hvítum blóðfrumur og krabbameinsfrumur. Vísindamenn hafa sannað að ef þetta telómerasi gæti einhvern veginn verið kveikt á öðrum frumum (en ekki svo mikið að vöxtur þeirra myndi fara í haywire eins og í krabbameinsfrumum) gætu aldursmörk okkar aukist.
Rannsóknir hafa leitt í ljós að sum langvarandi sjúkdómar eins og háan blóðþrýstingur tengist minni telomerasa virkni en heilbrigður mataræði og hreyfing tengjast lengur telómerum. Að vera of þungur tengist einnig styttri telómera.
Langlífi gena - Langlífi gena eru sérstök gen sem tengjast lengur að lifa. Tveir genir sem tengjast beint langlífi eru SIRT1 (sirtruin 1) og SIRT2. Vísindamenn sem líta á hóp yfir 800 manns á aldrinum 100 eða eldri, fundu þrjú marktækur munur á genum sem tengjast öldrun.
Cell senescence - Cell senescence vísar til ferlisins þar sem frumur rotna með tímanum. Þetta getur tengst styttingu á telómerum, eða ferli apoptosis (eða sjálfsvígsmáls) þar sem gömul eða skemmdir frumur eru fjarlægðar.
Stofnfrumur - Pluripotent stofnfrumur eru óþroskaðir frumur sem hafa tilhneigingu til að verða einhvers konar frumur í líkamanum. Það er lögð áhersla á að öldrun geti tengst annað hvort útbreiðslu stofnfrumna eða tap á getu stofnfrumna til að greina eða þroskast í mismunandi tegundir frumna. Það er mikilvægt að hafa í huga að þessi kenning vísar til fullorðins stofnfrumna, ekki fósturvísis stofnfrumna. Ólíkt fósturvísum stofnfrumna, geta fullorðnir stofnfrumur ekki þroskast inn í hvers konar frumu heldur aðeins ákveðinn fjölda frumna. Flestir frumur í líkama okkar eru aðgreindar eða að fullu þroskaðir og stofnfrumur eru aðeins lítill fjöldi frumna í líkamanum.
Dæmi um vefjategund þar sem endurnýjun er möguleg með þessari aðferð er lifur. Þetta er í mótsögn við heilavef sem vantar venjulega þessa endurnýjanlegu möguleika. Það eru nú vísbendingar um að stofnfrumur sjálfar geta haft áhrif á öldrunina, en þessar kenningar eru svipaðar kjúklingavandamálinu. Það er ekki víst að öldrun sé vegna breytinga á stofnfrumum, eða ef breytingar á stofnfrumum eru í staðinn vegna öldrunartímans.
Epigenetics - Epigenetics vísar til tjáningar gena. Með öðrum orðum getur gen verið til staðar en getur annaðhvort verið kveikt eða slökkt. Við vitum að það eru nokkrar genir í líkamanum sem eru kveikt í aðeins ákveðinn tíma. Vettvangur epigenetics hjálpar einnig vísindamönnum að skilja hvernig umhverfisþættir geta unnið innan þvingunar erfðafræðinnar til að vernda eða fyrirbyggja sjúkdóma.
Þrjár aðal erfðafræði kenningar um öldrun
Eins og fram kemur hér að framan, er umtalsvert magn af vísbendingum sem líta á mikilvægi þess að genir væntanlegar lifun. Þegar litið er á erfðafræðilega kenningar eru þau sundurliðuð í þremur grunnskólum í hugsun.
- Fyrsti kenningin segir að öldrun tengist stökkbreytingum sem tengjast langvarandi lifun og að öldrun tengist uppsöfnun erfðabreytinga sem ekki eru viðgerð.
- Önnur kenning er sú að öldrun tengist seinni áhrifum ákveðinna gena og er nefndur brjósthimnubólga.
- Enn annar kenning, leiðbeinandi byggð á því að lifa í opossumum, er sú að umhverfi sem stafar af nokkrum hættum að trufla lífslíkur myndi leiða til aukinnar meðlima sem hafa stökkbreytingar sem hægja á öldruninni.
Sönnunargögn bak við kenningu
Það eru nokkrar leiðir af vísbendingum sem styðja erfðafræðilega kenningu um öldrun, að minnsta kosti að hluta.
Kannski eru sterkustu sönnunargögnin til stuðnings erfðafræði kenningin umtalsvert afbrigði af tegundum sem eru hámarksmesta lifun, þar sem sumar tegundir (eins og fiðrildi) hafa mjög stuttan líftíma og aðrir, eins og fílar og hvalir, líkjast okkar. Innan einnar tegundar er lifun svipuð, en lifun getur verið mjög mismunandi milli tveggja tegunda sem eru svipuð að stærð.
Twins rannsóknir styðja einnig erfðafræðilega hluti, eins og eins tvíburar (monozygotic tvíburar) eru miklu svipaðar hvað varðar lífslíkur en eru ekki eins eða tvísykrandi tvíburar. Meta sömu tvíburar sem hafa verið alinn saman og andstæða þessu með sömu tvíburum sem eru uppi í sundur, geta hjálpað til við að skilja frásögn hegðunarþátta eins og mataræði og aðrar æfingarvenjur sem orsök þróun fjölskyldunnar í langlífi.
Nánari vísbendingar um víðtækan mælikvarða hafa fundist með því að skoða áhrif erfðabreytinga hjá öðrum dýrum. Í sumum ormum og sumum músum getur einn genastökkun aukið lifun um meira en 50 prósent.
Í samlagning, við erum að finna vísbendingar um nokkrar af sérstökum aðferðum sem taka þátt í erfðafræðinni. Bein mæling á lengd telómera hefur sýnt að telómerar eru viðkvæm fyrir erfðaþáttum sem geta aukið hraða öldrunar.
Vísbendingar Against Genetic Theories of Aging
Eitt af sterkari rökum gegn erfðafræðilegri kenningu um öldrun eða "áætlaðan líftíma" kemur frá þróunarsamhengi. Afhverju væri tiltekinn líftími umfram æxlun? Með öðrum orðum, hvaða "tilgangur" er til lífsins eftir að maður hefur endurskapað og verið lifandi nógu lengi til að hækka afkvæmi þeirra til fullorðinsár?
Það er líka ljóst af því sem við vitum um lífsstíl og sjúkdóma að það eru margar aðrar þættir í öldrun. Einstök tvíburar geta haft mjög mismunandi lífstíðir eftir áhættum, lífsstílum þeirra (svo sem reykingum) og líkamlegum virkni.
Aðalatriðið
Þess er áætlað að gen geti útskýrt hámark 35 prósent líftíma en það er enn meira sem við skiljum ekki um öldrun en það sem við skiljum. Á heildina litið er líklegt að öldrun sé margvísleg aðferð, sem þýðir að það er líklega sambland af nokkrum kenningum. Það er líka mikilvægt að hafa í huga að kenningarnar, sem fjallað er um hér, eru ekki til hliðar. Hugmyndin um epigenetics, eða hvort gen sem er til staðar er "gefið upp" getur frekar muddar skilning okkar.
Auk erfðafræðinnar eru aðrar ákvarðanir í öldrun eins og hegðun okkar, áhættuskuldbindingar og einfaldlega heppni. Þú ert ekki dæmdur ef fjölskyldumeðlimir þínir hafa tilhneigingu til að deyja ung og þú getur ekki hunkað heilsuna þína, jafnvel þó að fjölskyldumeðlimir þínir hafi tilhneigingu til að lifa lengi.
Hvað getur þú gert til að draga úr "erfðafræðilegum" öldrun frumna?
Við erum kennt að borða heilbrigt mataræði og vera virk og þessar lífsstílþættir eru líklega jafn mikilvægir, sama hversu mikið erfðafræðin okkar eru þátt í öldrun. Sama starfshætti sem virðast halda líffærum og vefjum líkamans heilbrigt má einnig halda genum okkar og litningum heilbrigt.
Óháð sérstökum orsökum öldrunar getur það skipt máli við:
- Æfing - Rannsóknir hafa leitt í ljós að líkamleg virkni hjálpar ekki aðeins hjarta- og lungnastarfsemi heldur einnig æfa lengra telómera.
- Borða heilbrigt mataræði - Mataræði sem er hátt í ávöxtum og grænmeti tengist meiri virkni telómerasa (í raun minni skammta telómera í frumunum þínum). Mataræði sem er hátt í omega-3 fitusýrum tengist lengri telómerum en mataræði sem er hátt í omega-6-fitusýrum er hið gagnstæða og tengist styttri telómerum. Að auki er gospoppinn tengdur við styttri telómera. Reservatrol, innihaldsefnið sem ber ábyrgð á spennu yfir að drekka rauðvín (en einnig finnast í óáfengum rauðvínsafa) virðist virkja langvarandi próteinið SIRT
- Dragðu úr streitu
- Forðist krabbameinsvaldandi áhrif
- Viðhalda heilbrigðu þyngd - ekki aðeins er offita tengd sumum erfðafræðilegum aðferðum sem tengjast öldruninni sem nefnd eru hér að ofan (eins og aukin skammta af telómerum), en endurteknar rannsóknir hafa fundið langlífi í tengslum við kalorískar takmörkun. Fyrsta meginreglan í krabbameinsmeðferð lífsins, sem bandaríska stofnunin um krabbameinsrannsóknir setur, er að vera eins móðguð og mögulegt er án þess að vera undirvignuð - gæti gegnt hlutverki í langlífi og krabbameinssvörun og forvarnir gegn endurtekinni krabbameini.
Heimildir:
Jin, K. Modern líffræðileg kenningar um öldrun. Öldrun og sjúkdómur . 2010. 1 (2): 72-74.
Kasper, Dennis, Anthony Fauci, Stephen Hauser, Dan Longo og J. Jameson. Principles of Internal Medicine Harrison. New York: McGraw-Hill Education, 2015. Prenta.
Kumar, Vinay, Abul K. Abbas, Jón C. Aster og James A. Perkins. Robbins og Cotran Pathologic Grunnur sjúkdóms. Philadelphia, PA: Elsevier / Saunders, 2015. Prenta.
Leung, C., Laraia, B., Needham, B. et al. Soda og Cell Aging: Sambönd milli sykursósuðs drykkjar neyslu og hvítkornafrumur lengd í heilbrigðum fullorðnum frá heilbrigðis- og næringarskoðununum á landsvísu. American Journal of Public Health . 2014. 104 (12): 2425-31.
Smith, J., og R. Daniel. Staffrumur og öldrun: A Kjúklingur-Eða-Egg-Issue ?. Öldrun og sjúkdómur . 2012. 3 (3): 260-267.