Vad är den genetiska teorin om åldrande?

Innehåll

• Genetisk teori om åldrande
• Teorier om åldrande
• Gener och kroppsfunktioner
• Hur gener påverkar livslängden
• Nyckelbegrepp i den genetiska teorin om åldrande
• Tre primära genetiska teorier om åldrande
• Bevis bakom teorin
• Bevis mot genetiska teorier om åldrande
• Poängen
• Vad kan du göra för att minska den "genetiska" åldrandet av dina celler?

Ditt DNA kan förutsäga mer om dig än hur du ser ut. Enligt den genetiska teorin om åldrande är dina gener (såväl som mutationer i dessa gener) ansvariga för hur länge du kommer att leva. Här är vad du bör veta om gener och livslängd, och där genetik passar in i de olika teorierna om åldrande.

Genetisk teori om åldrande

Den genetiska teorin om åldrande säger att livslängden till stor del bestäms av de gener vi ärver. Enligt teorin bestäms vår livslängd främst vid befruktningsögonblicket och är till stor del beroende av våra föräldrar och deras gener.

Grunden bakom denna teori är att segment av DNA som förekommer i slutet av kromosomer, kallade telomerer, bestämmer den maximala livslängden för en cell. Telomerer är bitar av "skräp" -DNA i slutet av kromosomer som blir kortare varje gång en cell delar sig. Dessa telomerer blir kortare och kortare och så småningom kan cellerna inte dela sig utan att förlora viktiga bitar av DNA.

Innan du går in på principerna om hur genetik påverkar åldrande och argumenten för och emot denna teori, är det bra att kort diskutera de primära kategorierna av åldrande teorier och några av de specifika teorierna i dessa kategorier. För närvarande finns det inte en teori eller ens en kategori teorier som kan förklara allt vi observerar i åldringsprocessen.

Åldrar dina hormoner dig?

Teorier om åldrande

Det finns två primära kategorier av åldrande teorier som skiljer sig fundamentalt från vad som kan kallas "syftet" med åldrande. I den första kategorin är åldrande i huvudsak en olycka. en ansamling av skador och slitage på kroppen som så småningom leder till döden. Däremot ser programmerade åldrande teorier åldrandet som en avsiktlig process, styrd på ett sätt som kan liknas vid andra livsfaser som puberteten.

Felteorier innehåller flera separata teorier inklusive:

• Slitage teori om åldrande
• Levande teori om åldrande
• Protein tvärbindningsteori om åldrande
• Fri radikal teori om åldrande
• Somatisk mutationsteori om åldrande

Programmerade teorier om åldrande är också uppdelade i olika kategorier baserat på metoden med vilken våra kroppar är programmerade att åldras och dö.

• Programmerad livslängd - Programmerad livslängd hävdar att liv bestäms av en sekventiell på- och avstängning av gener.
• Endokrin teori om åldrande
• Immunologisk teori om åldrande

Det finns en betydande överlappning mellan dessa teorier och till och med kategorier av åldrande teorier.

Gener och kroppsfunktioner

Innan vi diskuterar de viktigaste begreppen relaterade till åldrande och genetik, låt oss granska vad vårt DNA är och några av de grundläggande sätten på vilka gener påverkar vår livslängd.

Våra gener finns i vårt DNA som finns i kärnan (inre området) i varje cell i våra kroppar. (Det finns också mitokondriellt DNA i organellerna som kallas mitokondrier som finns i cellens cytoplasma.) Vi har vardera 46 kromosomer som utgör vårt DNA, 23 av dessa kommer från våra mödrar och 23 som kommer från våra fäder. Av dessa är 44 autosomer och två är könskromosomer som avgör om vi ska vara manliga eller kvinnliga. (Mitokondriellt DNA, däremot, bär mycket mindre genetisk information och tas emot från endast våra mammor.)

Inom dessa kromosomer ligger våra gener, vår genetiska ritning som ansvarar för att bära informationen för varje process som kommer att äga rum i våra celler. Våra gener kan ses som en serie bokstäver som utgör ord och meningar med instruktioner. Dessa ord och meningar kodar för tillverkning av proteiner som styr varje cellulär process.

Om någon av dessa gener skadas, till exempel av en mutation som förändrar serien av "bokstäver och ord" i instruktionerna, kan ett onormalt protein tillverkas, vilket i sin tur utför en defekt funktion. Om en mutation uppstår i proteiner som reglerar tillväxten av en cell, kan cancer uppstå. Om dessa gener muteras från födseln kan olika ärftliga syndrom förekomma. Till exempel är cystisk fibros ett tillstånd där ett barn ärver två muterade gener som kontrollerar ett protein som reglerar kanaler som är ansvariga för kloridens rörelse över celler i svettkörtlarna. , matsmältningskörtlar och mer. Resultatet av denna enda mutation resulterar i en förtjockning av slem som produceras av dessa körtlar och de resulterande problemen som är associerade med detta tillstånd.

Genmutationer och cancer

Hur gener påverkar livslängden

Det krävs ingen detaljerad studie för att fastställa att våra gener spelar åtminstone någon roll i livslängden. Människor vars föräldrar och förfäder har levt längre tenderar att leva längre och tvärtom. Samtidigt vet vi att enbart genetik inte är den enda orsaken till åldrande. Studier som tittar på identiska tvillingar avslöjar att det helt klart händer något annat; identiska tvillingar som har identiska gener lever inte alltid lika många år.

Vissa gener är fördelaktiga och förbättrar livslängden. Till exempel skulle den gen som hjälper en person att metabolisera kolesterol minska en persons risk för hjärtsjukdom.

Vissa genmutationer ärvs och kan förkorta livslängden. Emellertid kan mutationer också hända efter födseln, eftersom exponering för toxiner, fria radikaler och strålning kan orsaka genförändringar. (Genmutationer som förvärvats efter födseln kallas förvärvade eller somatiska genmutationer.) De flesta mutationer är inte dåliga för dig, och vissa kan till och med vara fördelaktiga. Det beror på att genetiska mutationer skapar genetisk mångfald, vilket håller befolkningen frisk. Andra mutationer, som kallas tysta mutationer, har ingen effekt på kroppen alls.

Vissa gener, när de muteras, är skadliga, som de som ökar risken för cancer. Många känner till BRCA1- och BRCA2-mutationerna som predisponerar för bröstcancer. Dessa gener kallas tumörsuppressorgener som kodar för proteiner som kontrollerar reparation av skadat DNA (eller eliminering av cellen med skadat DNA om reparation inte är möjlig.)

Olika sjukdomar och tillstånd relaterade till ärftliga genmutationer kan påverka livslängden direkt. Dessa inkluderar cystisk fibros, sigdcellanemi, Tay-Sachs sjukdom och Huntingtons sjukdom, för att nämna några.

Nyckelbegrepp i den genetiska teorin om åldrande

Nyckelbegreppen inom genetik och åldrande inkluderar flera viktiga begrepp och idéer som sträcker sig från telomerförkortning till teorier om stamcells roll i åldrande.

Telomerer

I slutet av var och en av våra kromosomer ligger en bit "skräp" -DNA som kallas telomerer. Telomerer kodar inte för några proteiner men verkar ha en skyddande funktion, vilket hindrar DNA-ändarna från att fästas till andra DNA-delar eller bilda en cirkel. Varje gång en cell delar upp lite mer av en telomer. Så småningom. det finns inget av detta skräp-DNA kvar, och ytterligare klippning kan skada kromosomerna och generna så att cellen dör.

I allmänhet kan genomsnittscellen dela sig 50 gånger innan telomeren är förbrukad (Hayflick-gränsen). Cancerceller har räknat ut ett sätt att inte ta bort, och ibland till och med lägga till, en del av telomeren. Dessutom genomgår vissa celler såsom vita blodkroppar inte denna process av telomerförkortning. Det verkar som att medan gener i alla våra celler har kodordet för enzymet telomeras som hämmar telomerförkortning och möjligen till och med resulterar i förlängning, är genen "bara på" eller "uttryckt" som genetiker säger, i celler som vita blodceller och cancerceller. Forskare har teoretiserat att om detta telomeras på något sätt skulle kunna sättas på i andra celler (men inte så mycket att deras tillväxt skulle gå i höjled som i cancerceller) skulle vår åldersgräns kunna utökas.

Studier har visat att vissa kroniska tillstånd som högt blodtryck är förknippade med mindre telomerasaktivitet medan en hälsosam kost och motion är kopplad till längre telomerer. Att vara överviktig är också associerad med kortare telomerer.

Livslängdgener

Livslängdgener är specifika gener som är associerade med att leva längre. Två gener som är direkt associerade med livslängd är SIRT1 (sirtuin 1) och SIRT2. Forskare som tittar på en grupp på över 800 personer som är 100 år eller äldre, fann tre signifikanta skillnader i gener associerade med åldrande.

Cell åldrande

Cellåldrande avser den process genom vilken celler förfaller över tiden. Detta kan relateras till förkortningen av telomererna eller processen med apoptos (eller cellmord) där gamla eller skadade celler avlägsnas.

Stamceller

Pluripotenta stamceller är omogna celler som har potential att bli någon typ av cell i kroppen. Det teoretiseras att åldrande kan relateras till antingen utarmning av stamceller eller förlust av stamcellernas förmåga att differentiera eller mogna till olika typer av celler. Det är viktigt att notera att denna teori avser vuxna stamceller, inte embryonala stamceller. Till skillnad från embryonala stamceller kan vuxna stamceller inte mogna till någon typ av cell utan snarare endast ett visst antal celltyper. De flesta celler i våra kroppar är differentierade eller helt mogna, och stamceller är bara ett litet antal celler som finns i kroppen.

Ett exempel på en vävnadstyp där regenerering är möjlig med denna metod är levern. Detta står i kontrast till hjärnvävnad som vanligtvis saknar denna regenerativa potential. Det finns nu bevis för att stamceller själva kan påverkas i åldringsprocessen, men dessa teorier liknar problemet med kyckling-och-ägget. Det är inte säkert att åldrande sker på grund av förändringar i stamceller, eller om istället förändringar i stamceller beror på åldrande.

Epigenetik

Epigenetik avser uttrycket av gener. Med andra ord kan en gen vara närvarande men kan antingen sättas på eller stängas av. Vi vet att det finns vissa gener i kroppen som bara är påslagna under en viss tidsperiod. Fältet epigenetik hjälper också forskare att förstå hur miljöfaktorer kan fungera inom genetikens begränsningar för att antingen skydda eller predisponera för sjukdom.

Var kommer stamceller ifrån?

Tre primära genetiska teorier om åldrande

Som nämnts ovan finns det en betydande mängd bevis som ser på genernas betydelse för förväntad överlevnad. När man tittar på genetiska teorier är dessa uppdelade i tre grundskolor.

• Den första teorin hävdar att åldrande är relaterat till mutationer som är relaterade till långvarig överlevnad och att åldrande är relaterat till ackumulering av genetiska mutationer som inte repareras.
• En annan teori är att åldrande är relaterat till de sena effekterna av vissa gener och kallas pleiotropisk antagonism.
• Ytterligare en annan teori, som föreslås baserat på överlevnad i opossum, är att en miljö som medför få faror för att störa livslängden skulle resultera i en ökning av medlemmar som har mutationer som bromsar åldrandet.

Hur människors livslängd skiljer sig från livslängden

Bevis bakom teorin

Det finns flera bevismaterial som åtminstone delvis stöder en genetisk teori om åldrande.

Kanske är det starkaste beviset till stöd för den genetiska teorin de betydande artsspecifika skillnaderna i maximal överlevnad, med vissa arter (som fjärilar) som har mycket kort livslängd, och andra, som elefanter och valar, liknar vår. Inom en enda art är överlevnaden lika, men överlevnaden kan vara väldigt annorlunda mellan två arter som annars är lika stora.

Tvillingstudier stöder också en genetisk komponent, eftersom identiska tvillingar (monozygotiska tvillingar) är mycket mer lika när det gäller livslängd än icke-identiska eller dizygotiska tvillingar. Utvärdering av identiska tvillingar som har fostrats tillsammans och kontrasterar detta med identiska tvillingar som är uppfostrade kan hjälpa till att skilja ut beteendefaktorer som kost och andra livsstilsvanor som en orsak till familjetrender i livslängd.

Ytterligare bevis i bred skala har hittats genom att titta på effekten av genetiska mutationer hos andra djur. Hos vissa maskar och vissa möss kan en enda genmutation förlänga överlevnaden med över 50 procent.

Dessutom hittar vi bevis för några av de specifika mekanismerna som är involverade i den genetiska teorin. Direkta mätningar av telomerlängder har visat att telomerer är sårbara för genetiska faktorer som kan påskynda åldringsgraden.

Bevis mot genetiska teorier om åldrande

Ett av de starkare argumenten mot en genetisk teori om åldrande eller en "programmerad livslängd" kommer från ett evolutionärt perspektiv. Varför skulle det finnas en viss livslängd utöver reproduktion? Med andra ord, vilket "syfte" finns det för livet efter att en person har reproducerat och levt tillräckligt länge för att höja sin avkomma till vuxen ålder?

Det framgår också av vad vi vet om livsstil och sjukdom att det finns många andra faktorer i åldrandet. Identiska tvillingar kan ha mycket olika livslängd beroende på deras exponering, deras livsstilsfaktorer (som rökning) och fysiska aktivitetsmönster.

Poängen

Det har uppskattats att gener kan förklara högst 35 procent av livslängden, men det finns fortfarande mer vi inte förstår om åldrande än vad vi förstår. Sammantaget är det troligt att åldrande är en multifaktoriell process, vilket betyder att det antagligen är en kombination av flera av teorierna. Det är också viktigt att notera att de teorier som diskuteras här inte utesluter varandra. Begreppet epigenetik, eller huruvida en gen som är närvarande "uttrycks" eller inte, kan göra vår förståelse mer lerig.

Förutom genetik finns det andra faktorer som bestämmer åldrandet, såsom vårt beteende, exponeringar och helt enkelt tur. Du är inte dömd om dina familjemedlemmar tenderar att dö unga, och du kan inte ignorera din hälsa även om dina familjemedlemmar tenderar att leva länge.

Vad kan du göra för att minska den "genetiska" åldrandet av dina celler?

Vi lär oss att äta en hälsosam kost och vara aktiva och dessa livsstilsfaktorer är sannolikt lika viktiga oavsett hur mycket vår genetik är involverad i åldrandet. Samma metoder som tycks hålla kroppens organ och vävnader friska kan också hålla våra gener och kromosomer friska.

Oavsett de särskilda orsakerna till åldrande kan det göra skillnad för:

• Träning - Studier har visat att fysisk aktivitet inte bara hjälper ditt hjärta och lunga att fungera bra utan att träningen förlänger telomererna.
• Ät en hälsosam kost - En diet med hög frukt och grönsaker är förknippad med större telomerasaktivitet (i själva verket mindre förkortning av telomererna i dina celler). En diet med hög omega-3-fettsyror är associerad med längre telomerer, men en diet med höga omega-6-fettsyror är motsatsen och associerad med kortare telomerer. Dessutom är sodapopintag kopplat till kortare telomerer. Reservatrol, ingrediensen som är ansvarig för spänningen över att dricka rött vin (men också i alkoholfri röd druvsaft) verkar aktivera livslängdsproteinet SIRT
• Minska stress
• Undvik cancerframkallande ämnen
• Upprätthålla en hälsosam vikt - Fetma är inte bara kopplat till några av de genetiska mekanismer som är förknippade med åldrande som nämnts ovan (såsom ökad förkortning av telomerer), men upprepade studier har visat att det är fördelar med lång livslängd i samband med kaloribegränsning. Den första principen i cancer Förebyggande livsstil som framläggs av American Institute for Research on Cancer-vara så mager som möjligt utan att vara underviktig - kan spela en roll i livslängd såväl som förebyggande av cancer och förebyggande av canceråterfall.