Những lý thuyết mới đạt được lý do tại sao chúng ta già

Những lý thuyết mới đạt được lý do tại sao chúng ta già
Valentina Razumova / Shutterstock

Tại sao chúng ta già? Đó là một câu hỏi đã khiến các nhà khoa học gãi đầu trong nhiều thập kỷ, nhưng cuối cùng, chúng tôi bắt đầu nhận được một số câu trả lời. Đây là câu chuyện cho đến nay.

Một trong những lý thuyết lâu đời nhất về lão hóa là lý thuyết tích lũy thiệt hại, được đề xuất bởi August Weisman trong 1882. Các tế bào và sinh vật là những hệ thống phức tạp với nhiều thành phần, tất cả đều được kết nối với nhau một cách tao nhã, nhưng những hệ thống phức tạp này rất mong manh và hao mòn vì sự tích tụ dần dần của thiệt hại trong hàng nghìn tỷ tế bào trong cơ thể chúng ta. Khi thiệt hại tăng lên, cơ thể không thể tự sửa chữa hoàn toàn, dẫn đến lão hóa và bệnh tật của tuổi già.

Gốc tự do

Một phiên bản của lý thuyết tích lũy thiệt hại được gọi là lý thuyết gốc tự do của lão hóa được giới thiệu lần đầu tiên bởi Rebeca Gerschman và Daniel Gilbert trong 1954 và được phát triển thêm bởi một nhà hóa học người Mỹ, Denham Harman, trong 1956.

Các gốc tự do là sản phẩm phụ tự nhiên của hơi thở và trao đổi chất và tích tụ trong cơ thể chúng ta theo thời gian. Harman đưa ra giả thuyết rằng vì cả tổn thương tế bào và gốc tự do đều tăng theo tuổi tác, có lẽ gốc tự do gây ra thiệt hại.

Các gốc tự do mà Harman tập trung vào được gọi là các loại oxy phản ứng có tên là Hồi (ROS). Chúng được tạo ra bởi ty thể của tế bào khi chúng biến chất dinh dưỡng thành năng lượng để tế bào hoạt động.


Làm thế nào ty thể làm việc.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng ROS có thể tấn công và phản ứng với DNA, protein và lipid (chất béo) làm thay đổi tính chất của chúng và chức năng. Trong các thí nghiệm, việc tăng sản xuất ROS trong nấm men, giun và ruồi giấm đã được chỉ ra rút ngắn cuộc sống của họ.

Lý thuyết của Harman thống trị khoa học về lĩnh vực lão hóa trong các 1990 và các 2000 đầu tiên. Nhưng sau đó một vài nghiên cứu bắt đầu mâu thuẫn với lý thuyết. Khi động vật, chẳng hạn như kỳ nhông và chuột, có các gen chống oxy hóa im lặng (chất chống oxy hóa là các chất phá hủy các gốc tự do), nó không có tác động đến tuổi thọ của sinh vật.

Để dung hòa những phát hiện mâu thuẫn này, các nhà khoa học đề xuất rằng ROS có thể đóng vai trò là tín hiệu cho sự bảo vệ khác cơ chế. Hoặc vị trí khác nhau của ROS trong pin có thể dẫn đến các kết quả khác nhau. Trong khi chủ đề vẫn đang được tranh luận, có vẻ như lý thuyết gốc tự do có thể đang mất dần các lý thuyết khác về sự lão hóa. Nhưng với rất nhiều nghiên cứu kết nối ROS và mitochondria đến lão hóa cũng như bệnh tuổi già vẫn còn cơ sở để nghiên cứu thêm.

Giả thuyết tiến hóa cho bệnh

Trước khi tiếp tục hành trình về các lý thuyết lão hóa, chúng ta cần thực hiện một đường vòng nhỏ thông qua các hành lang của sinh học tiến hóa.

Kiểm soát gen, trong số những thứ khác, sản xuất protein và đặc điểm vật lý của chúng tôi - cái gọi là kiểu hình của chúng tôi. Họ có thể thay đổi thông qua đột biến. Mỗi chúng ta mang nhiều đột biến ở nhiều gen. Hầu hết các đột biến này không ảnh hưởng đến chúng ta, nhưng một số có tác động tiêu cực và những người khác, ảnh hưởng tích cực.

sự phát triển bằng cách chọn lọc tự nhiên đề xuất rằng nếu một gen (hoặc đột biến gen) mang lại lợi thế cho sự sống sót của sinh vật, nó có nhiều cơ hội được truyền lại cho thế hệ tiếp theo. Nhưng nếu một đột biến gen là xấu, cơ hội là nó sẽ bị loại bỏ trong quá trình tiến hóa.

Nhiều bệnh có cơ sở di truyền. Điều đó có nghĩa là chúng được gây ra bởi đột biến gen. Nếu đó là trường hợp, tại sao những đột biến này vẫn còn xung quanh và không bị loại bỏ bởi chọn lọc tự nhiên?

Trong 1957, một nhà sinh học tiến hóa người Mỹ tên là George Williams đã đề xuất một giải pháp. Theo anh giả thuyết pleiotropy đối kháng, một đột biến gen có thể dẫn đến cả đặc điểm tốt và xấu. Nhưng nếu cái tốt hơn cái xấu, thì sự đột biến không bị loại bỏ.

Ví dụ, các đột biến gây ra bệnh Huntington cải thiện khả năng sinh sản và giảm nguy cơ ung thư; đột biến gây bệnh hồng cầu hình liềm bảo vệ chống lại bệnh sốt rét; và đột biến liên quan đến xơ nang cũng cải thiện khả năng sinh sản. đây chỉ là số ít ví dụ Giữa nhiều thứ.

Những đột biến này có lợi sớm trong cuộc sống - chúng góp phần phát triển và có con - và chỉ trở nên bất lợi trong cuộc sống sau này. Nếu chúng tốt cho sự sống còn và tạo ra thế hệ tiếp theo, nó có thể giải thích sự bảo tồn của chúng. Nó cũng có thể giải thích sự tồn tại của những căn bệnh tàn phá mà nhiều trong số chúng phổ biến ở tuổi già.

Nhưng liệu lý thuyết của Williams có thể giải thích sự lão hóa của chính nó? Điều gì xảy ra nếu gen và protein được tạo ra từ các gen này, đó là lợi thế khi chúng ta còn trẻ, sau này trở thành nguyên nhân chính của lão hóa? Và nếu đó là trường hợp, những protein này có thể là gì?

Lý thuyết về sự lão hóa

Mikhail Blagosklonny, giáo sư ung thư tại New York, đề xuất xung quanh 2006 một câu trả lời cho câu hỏi này Ông cho rằng nguyên nhân gây lão hóa là protein (và các gen chịu trách nhiệm tạo ra chúng), với vai trò báo cho các tế bào nếu có chất dinh dưỡng. Một số protein này là enzyme, giúp các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể chúng ta. Trong số đó có một loại enzyme gọi là TOR ..

Khi enzyme TOR hoạt động, nó sẽ hướng dẫn các tế bào lớn lên. Chúng ta cần điều này sớm trong cuộc sống để phát triển và trưởng thành tình dục. Nhưng TOR không cần thiết ở mức cao như vậy sau này trong cuộc sống. Trên thực tế, tăng chức năng (hoạt động quá mức) của TOR có liên quan đến nhiều bệnh bao gồm ung thư.

Nếu TOR và các gen cảm nhận chất dinh dưỡng khác là gốc rễ của sự lão hóa, thì bằng cách nào đó chúng có liên quan đến thiệt hại hay ROS? Nó đã được chứng minh rằng chức năng tăng cường TOR giúp tăng trưởng tế bào nhưng đồng thời làm giảm khả năng bảo vệ cơ chế, bao gồm cả chất chống oxy hóa. Điều đó có nghĩa là thiệt hại bây giờ có thể được xem là kết quả của sự tăng cường của một số gen - không phải là nguyên nhân gốc rễ của sự lão hóa, mà là kết quả của nó.

Lý thuyết mới dựa trên giả thuyết pleiotropy đối kháng hiện được gọi là lý thuyết về sự lão hóa.

Một cái giá phải trả

Weloại khác đang thử nghiệm lý thuyết siêu chức năng và, cho đến nay, các kết quả ủng hộ điều này. Tuy nhiên, trong khi những tiến bộ này hứa hẹn một sự hiểu biết về nguyên nhân gốc rễ của lão hóa và cách nhắm mục tiêu các bệnh liên quan đến tuổi tác, nó cũng cho thấy sự phức tạp của một hiện tượng. Nhưng khi bằng chứng tích lũy, chúng tôi nhận ra rằng chính sự lão hóa có liên quan chặt chẽ đến cách chúng ta được tạo ra. Nó được kết nối với sự tăng trưởng và trưởng thành tình dục của chúng tôi. Có lẽ lão hóa là cái giá mà các sinh vật phải trả cho việc sống sót như một loài.Conversation

Lưu ý

Charalampos (Babis) Rallis, Giảng viên cao cấp về Hóa sinh, University of East London

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}