En Nøgen Muldyrrotte Vil Fortælle Dig, Hvad Der Er årsagerne Til En Persons Aldring Og Død - Alternativ Visning

Indholdsfortegnelse:

En Nøgen Muldyrrotte Vil Fortælle Dig, Hvad Der Er årsagerne Til En Persons Aldring Og Død - Alternativ Visning
En Nøgen Muldyrrotte Vil Fortælle Dig, Hvad Der Er årsagerne Til En Persons Aldring Og Død - Alternativ Visning

Video: En Nøgen Muldyrrotte Vil Fortælle Dig, Hvad Der Er årsagerne Til En Persons Aldring Og Død - Alternativ Visning

Video: En Nøgen Muldyrrotte Vil Fortælle Dig, Hvad Der Er årsagerne Til En Persons Aldring Og Død - Alternativ Visning
Video: HVORFOR JEG EMIGREREDE FRA ARGENTINA | Daniels historie - Del 1 2024, Marts
Anonim

Vi ældes af en grund, men som et resultat af et specielt biologisk program. Men i verden er der en afrikansk nøgen muldyrrotte, et muselignende dyr, der ikke kan ældes.

Forskere har fundet ud af, hvorfor folk ældes, men gravemaskiner gør det ikke.

Sådan skriver Jared Sluyter om det:

Livet for et separat individ, et separat individ af en biologisk art, er en meget værdifuld ting, men der er ting, der er endnu vigtigere. Nemlig visningen i sig selv. Det er faktisk det komplette sæt gener (dette kaldes et genom), der er indeholdt i hvert individ af denne art, og som faktisk bestemmer, hvad det er.

Det er mere korrekt at betragte alle levende væsener blot som en midlertidig beholder til gener, som de har modtaget fra deres forældre og videregive til deres børn. For første gang blev en sådan idé sandsynligvis formuleret i en eksplicit form af Richard Dawkins i hans berømte bog "The Selfish Gen".

Som regel falder genomets interesser og dets midlertidige transportør (levende væsen) sammen. Men nogle gange gør det ikke. Og så bliver det øjeblikkeligt klart, hvem der er chef - selvfølgelig genomet.

Hvis arten af en art er i fare, eller arten bare har brug for at udvikle sig, kan bæreren ofres sikkert - de næste generationer "føder nye".

Salgsfremmende video:

Image
Image

Som et resultat er jeg sikker på, at genomerne til de fleste (hvis ikke alle) levende ting indeholder særlige skadelige programmer. Fra hvilke skabningerne selv ikke har noget godt, men som er nødvendige for artenes udvikling. Først og fremmest dødsprogrammer, der sikrer ændring af generationer og følgelig evolution. Og nogle gange er de arrangeret på en "hurtig" måde - for eksempel i årlige planter, som dør, dræbt af deres egne frø, efter at de modnes, og nogle gange - på en "langsom" måde. Og det nastiest langsomme selvmordsprogram er aldringsprogrammet. Hvilket gør, at mange arter, inklusive dig og mig, "forværres" med alderen og i sidste ende dør.

At vi bliver aldrende af en grund, men som et resultat af aktiviteten i et specielt biologisk program, er ikke en åbenlys ting og kræver bevis. Jeg forsøgte at bygge det "ved modsigelse", der viste dig et eksempel på et dyr, der slukkede aldringsprogrammet for sig selv. Fordi han ikke længere har brug for at fremskynde sin egen udvikling så meget - han er allerede god! Dette er som dig og mig et pattedyr, en forholdsvis nær slægtning til en almindelig mus - en afrikansk gnaver, en nøgen muldyrrotte! Hvis en mus lever i 2-3 år, formår at blive helt gammel i løbet af denne tid og dør af alderdom, lever en muldyrrotte i mere end 30 år, og hvis han undertiden viser nogle tegn på aldring, er de normalt ikke dødelige. De fleste biologer er enige om, at den nakne muldyrrotte er et ageless dyr (ja,eller mere videnskabeligt, et dyr med ubetydelig aldring).

Og nu, i vores serie, er tiden inde til at besvare det vigtigste "spørgsmål om graverne": hvordan gjorde han det? Hvordan deaktiverede han sin aldring ??!

For et par år siden ville jeg ikke have noget at sige om dette emne. Men i 2017 lykkedes det os i en af de mest prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter i verden, Physiologiske anmeldelser, at offentliggøre et teoretisk værk, der forklarede fænomenet med ikke-aldring af nøgne muldyr-rotte. I slutningen af 2017 blev en russisk version frigivet.

Image
Image

Det hele startede som altid med mitokondrier. Dette er så små kraftværker, der er i hver celle, og som vi trækker vejret med. Jeg håber, at der vil være en separat episode af vores serie om dem. Undersøgelsen af mitokondrier er den vigtigste specialitet for akademiker Vladimir Petrovich Skulachev. Faktisk fandtes det i hans laboratorium i slutningen af 60'erne, hvordan de fungerer. I de sidste 20 år har akademikeren ud over mitokondrier været interesseret i aldringsproblemerne og naturligvis gjort titaniske anstrengelser for at gennemføre et eksperiment med mitokondrier fra nøgne muldyrrotter. Jeg skal bemærke, at mitokondrier er meget stærkt forbundet med aldring, men mere om det i den næste serie.

Forskning i mitokondrier fra den nakne muldyrrotte er blevet kronet med succes. På instituttet i Berlin Zoo blev der udført eksperimenter på muldyrrotter, og en medarbejder hos Vladimir Skulachev, den berømte biolog Mikhail Vysokikh, der var specielt ankommet fra Moskva til dette, formåede at få en prøve af vævet fra en muldvarprotte og måle forskellige parametre for mitokondrierne i dette væv. Der var intet særligt interessant i dem, bortset fra en lidt mærkelig kurve, der viser hastigheden af iltabsorption ved mitokondrier (de indånder også) under visse betingelser.

Vender tilbage til Moskva viste Mikhail denne kurve for lederen, som hun også mindede om noget, men hvad der præcist - de kunne ikke huske. Så biologer spændte deres hjerner, indtil de viste grafen til en anden kollega, lederen af cellebiologisk energilaboratorium Boris Chernyak, som er kendt for aldrig at glemme noget (ja, i det mindste hvis det er forbundet med mitokondrier, respiration og levende celler). Han kiggede og sagde med det samme - nøjagtigt den samme kurve kan opnås ved at registrere respirationen af mitokondrier hos nyfødte rotteunger!

Image
Image

Og her havde Vladimir Petrovich en idé. Fangst ham så meget, at han pakket sammen og rejste til Berlin for personligt at se på den nakne muldyrrot.

Hvad fandt han? At han (muldvarprotten) er nøgen. Og ved du, hvem han ser ud på grund af dette?

Se på billedet af en nøgen muldyrrotte. Og i nærheden - slet ikke gravere. Dette er nyfødte rotter. Se, hvor ens de er? Om få dage vil hvalpene vokse op, klæde sig med pels og blive normale rotter. Og graverne er det ikke. Han vil forblive sådan for livet og forblive, som det var, en nyfødt.

Yderligere undersøgelse viste, at muldvarprotter har mere end 40 tegn på sådan en "nyfødt" eller "barnlig" sammenlignet med rotter. Her er nogle af dem:

- Lav vægt sammenlignet med andre arter i familien.

- Mangel på hår (gnavere har det altid).

- Mangel på aurikler.

- Begrænset evne til at opretholde en konstant kropstemperatur (som hos nyfødte pattedyr).

- Høj kognitive evner (nysgerrighed).

- Lav modtagelighed for smerter.

- Neurons evne til at regenerere og øge levetiden for neuroner.

- Intet fald med alderen i niveauet for insulinlignende vækstfaktor 2 (IGF2).

- Intet fald med alderen i niveauerne af superoxiddismutaser 1 og 2 samt katalase.

- Og også et par dusin flere eksterne, fysiologiske og biokemiske tegn.

Det vil sige, det viser sig, at muldvarp-rotten stoppede programmet for sin individuelle udvikling på et nyfødt gnaverstadium. Et lignende fænomen er blevet beskrevet tidligere for for eksempel amfibier, og det kaldes neoteny. For retfærdighedens skyld må det siges, at Vladimir Skulachev ikke var den første, der henledte opmærksomheden på, at muldyrrotten er et neotenisk dyr. Før ham blev dette bemærket af Richard Alexander i 1991 og nogle andre forskere. Men de forbandt slet ikke dette fænomen med lang levetid (Alexander vidste simpelthen ikke om disse dyrs levetid).

Image
Image

Fast i barndommen

Akademikeren Skulachev formulerede en meget simpel idé: hvis en muldvarprotte stoppede i unghundstadiet, når hans program for individuel udvikling simpelthen ikke det punkt, hvor det er tid til at begynde at ældes. Børn bliver ikke gamle! Således får vi det vigtigste bevis: aldring er en del af programmet for kroppens udvikling og liv. Det samme som fødsel, vækst, modning. Og hvis hele dette program stoppes, bliver aldring også!

Dette er, hvad der skete med gravemaskinerne. Hvis dette skete med en almindelig art, ville den forsvinde meget snart, for i mangel af aldring ville dens udvikling aftage meget. Og graveren reddede hans eusocialitet. Livet i "anthill mode" viste sig at være så meget mere stabilt, at han havde råd til at slå aldring fra som et evolutionært værktøj.

Og det ser ud til, at i udviklingen af de mest interessante arter af biologiske væsener for os - Homo sapiens - begyndte nøjagtig den samme historie, der skete med den nøgne muldyrrot. Har du nogensinde bemærket, at folk er mest … baby-aber?

Er det muligt at forlænge livet og forblive ung i lang tid? Alt er ægte, siger forskere, for om fem hundrede år er menneskers forventede levetid næsten tredoblet. Stadig, hvorfor bliver vi gamle?

Image
Image

Hvad ældes?

Aldring kaldes normalt den biologiske proces med gradvis reduktion eller fuldstændig nedlukning af kroppens vitale funktioner. På grund af aldring tilpasser kroppen sig mindre godt til miljøet, evnen til at regenerere væv falder, sygdomme og metaboliske lidelser erhverves.

Det eksterne resultat af aldring er muskelsagning, rynker og gråt hår.

Selvfølgelig kan du lave plastikkirurgi, bruge makeup og have en god læge, men du kan ikke snyde din alder. Dog skal du vide - alle eldes forskelligt, og dette er fortjenesten for personen selv. Der er mænd og kvinder i 50'erne, der ser smukke ud, og der er fyrreårige, der ser ud til at være "godt over halvtreds."

Ældningsteorier og hypoteser

Ingen ved den nøjagtige årsag til, at vi bliver aldrende, og derfor fødes hypoteser og spekulationer - mere eller mindre understøttet af videnskabelige data. Hver af dem har tilhængere, men mest sandsynligt vil de sande grunde være i sammenlægningen af teorier.

Først og fremmest ældes kroppen på grund af det faktum, at hver celle i kroppen har sit eget program - hvordan og hvor mange gange man skal dele den, og erstatte "oldies" med "nye rekrutter". I hver af cellerne forekommer disse udskiftninger i gennemsnit omkring halvfjerds gange.

Hvor hurtigt disse halvfjerds gange vil forekomme i hver af cellerne afhænger af kroppen og stofskiftet, af din holdning til din krop. Hvis du ikke overvåger dit helbred, ikke spiser godt og udsættes for skadelige miljøfaktorer, skal kroppens celler forny sig oftere, deres ressource udtømmes hurtigere.

Image
Image

For eksempel ældes huden meget hurtigere fra hyppig og intens solskoldning, når den får en chokoladetone, og især når den forbrændes kraftigt og med forbrændinger.

En anden årsag til aldring anses for at være lanceringen af et program med selvdestruktion af celler på grund af deres aktive skade af miljøfaktorer og indre lidelser. En beskadiget celle er potentielt farlig for kroppen ved degenerering i en tumor, derfor er de mindste defekter i cellerne en start til at starte et "rensningssystem", og nogle gange udføres dette med meget drastiske forhold, med indfangning af alle tilstødende celler og død af hele områder i væv eller organer.

I henhold til dette princip opstår leverskade med overdreven frigørelse, skader på bronkier og lunger, når man ryger, skade på blodkar i åreforkalkning. Et lignende princip om celledød fungerer under hjerteanfald eller slagtilfælde - dette er døden af ikke-levedygtige celler.

Image
Image

Kunne det være gener?

Genteorien om aldring vinder popularitet blandt den videnskabelige verden i dag, det ville forklare meget - både lanceringen af et vist antal opdelinger og døden af celler, når de er beskadiget, og endda en ændring i stofskiftet med alderen.

Hvis vi kan isolere det aldrende gen, nu hvor vi kan kombinere og ændre gener, kan vi annullere alderdom. Det er sandt, at afskaffelsen af døden truer med at overbefolke planeten og dens ødelæggelse i løbet af få år. Men ingen vil dø!

Hvorfor bliver vi gamle?

Indtil generne findes, foreslår vi at overveje årsagerne, der bringer kendskab til det nærmere. De fleste af dem er skabt af os selv.

Se nøje på dit liv - dette er en række stress med en overanstrengelse af nervesystemet, problemer derhjemme og på arbejdet, børn med lektioner og blå mærker, knækkede knæ - alt dette tilføjer vores grå hår. Stress undergraver immunitet og helbred, forstyrrer søvn - og kronisk søvnmangel forkorter væsentlig forventet levealder. Derfor, hvis du vil leve i lang tid, skal du lære at ordentligt hvile og slappe af.

Andre årsager til for tidlig aldring er nedsat fysisk aktivitet og ekstra pund. De deponerer fedt i regionen af hjerte og blodkar, nyrerne og tarmen flyder med fedt - vil dette tilføje dit helbred og lange år? Det er sandsynligvis tid til at overveje dine spisevaner, spise mindre, gå på diæt, gå oftere og spille sport.

Image
Image

Afhængighed, der forkorter vores allerede korte liv, er også cigaretter og alkohol, endda svage. Man antager, at livet fra en cigaret bliver otte minutter kortere. Beregn, hvor lang tid fra dit liv, du allerede har sat i røg? Og at tage mere end et glas tørvin om dagen er minus 24 timer i dit liv og minus tusind leverceller, er det tvivlsom glæde ved dit helbred det værd?

En anden "morder" i din krop er … sukker, dette søde krystallinske pulver er lige så skadeligt som cigaretter. Når alt kommer til alt forbruger vi det meget mere, end det er fysiologisk krævet. Du bør dog ikke erstatte det med sødestoffer - de er endnu mere skadelige.

Naturligvis påvirker solstråling, ultraviolette stråler, forurenet luft og tungmetaller i det og vand også, men al denne indflydelse er ubetydelig i sammenligning med vores egne "eksperimenter" på kroppen. Du er nødt til at tænke over det - de fleste af årsagerne til aldring afhænger hovedsageligt af os.

Image
Image

Lejlighedsvis er der mennesker, som almindelige love og regler ikke gælder for - de kan undvære søvn, ikke blive inficeret med farlige infektioner under de mest forfærdelige epidemier. Der er dog ingen, der ikke er genstand for aldring. Alle levende ting bliver gamle, ødelagte og fortabes. Og endda livløs natur: bygninger, sten, broer og veje - forfalder også gradvist og falder i forfalskning. Naturligvis er aldring en bestemt obligatorisk proces, der er almindelig for en levende og livløs natur.

I 1865 kaster den tyske fysiker R. Clausis for første gang lys over de underliggende årsager til dette fænomen. Han antydede, at alle processer i naturen forløber asymmetrisk, ensrettet. Destruktion sker af sig selv, og skabelse kræver energiforbrug. På grund af dette vokser entropien konstant i verden - energiforringelse og kaos stiger. Denne grundlæggende naturvidenskabelige lov kaldes også termodynamikens anden lov. Ifølge ham kræves der en tilstrømning af energi udefra for oprettelse og eksistens af en struktur, da energi i sig selv har en tendens til at sprede sig i rummet (denne proces er mere sandsynlig end oprettelsen af ordnede strukturer). Levende organismer hører til åbne termodynamiske systemer: planter absorberer solenergi og omdanner den til organiske og uorganiske forbindelser,dyreorganismer nedbrydes disse forbindelser og forsyner sig således med energi. Samtidig er levende væsener i termodynamisk ligevægt med miljøet, gradvis giver eller spreder energi, hvilket leverer entropi til verdensrummet.

Det viste sig imidlertid, at eksistensen af levende organismer ikke er helt udtømt af den anden lov om termodynamik. Mønstrene for deres udvikling er forklaret af den tredje lov om termodynamik, underbygget af den fremragende belgiske videnskabsmand I. Prigozhin, oprindelig fra Rusland: et overskud af fri energi, der absorberes af et åbent system, kan føre til selvkomplikation af systemet. Der er et vist niveau af kompleksitet, hvorunder systemet ikke kan gengive sin egen art.

Levende organismer modstår på en vis måde væksten af entropi og kaos i universet, danner flere og mere komplekse strukturer og akkumulerer information. Denne proces er det modsatte af aldringsprocessen. En sådan kamp med entropi er tilsyneladende mulig på grund af eksistensen af et tidløst genetisk program, som gentagne gange skrives om og videresendes til kommende generationer. En levende organisme kan sammenlignes med en bog, der konstant genoptrykkes. Det papir, som bogen er skrevet om, kan slides og forringes, men indholdet er evigt.

Image
Image

Udødelige bakterier

Da vi talte om det faktum, at alle levende ting er genstand for aldring, lavede vi en unøjagtighed: der er situationer, som denne regel ikke gælder for. Hvad sker der for eksempel, når en levende celle eller bakterie deler sig i halvdel under reproduktion? Det giver anledning til to andre celler, som igen deler sig igen og så videre ad infinitum. Cellen, der gav anledning til alle de andre, havde ikke tid til at ældes, den var faktisk udødelig. Spørgsmålet om aldring i encellede organismer og kontinuerligt opdelte celler, såsom reproduktions- eller tumorceller, forbliver åbent. A. Weisman i slutningen af det nittende århundrede skabte en teori, der postulerede udødeligheden af bakterier og fraværet af aldring i dem. mange lærde er enige i det i dag, mens andre sætter spørgsmålstegn ved det. Der er nok bevis for begge.

Hvad med flercellede organismer? Når alt kommer til alt kan de fleste af deres celler ikke konstant dele sig, de skal udføre nogle andre opgaver - at give bevægelse, ernæring, regulering af interne processer. Denne modsætning mellem behovet for specialisering af celler og bevarelsen af deres udødelighed er blevet løst af naturen ved at opdele celler i to typer. Somatiske celler understøtter vitale processer i kroppen, og kimceller deler sig, hvilket sikrer fortsættelse af slægten. Somatiske celler ældes og dør, mens kønsceller praktisk talt er evige. Eksistensen af enorme og komplekse flercellede organismer, der indeholder billioner af somatiske celler, er hovedsageligt rettet mod at sikre udødeligheden af kimcellerne.

Hvordan foregår aldring af somatiske celler? Den amerikanske forsker L. Hayflick konstaterede, at der er mekanismer, der begrænser antallet af opdelinger: I gennemsnit er hver somatiske celle i stand til højst 50 opdelinger, og så bliver den gammel og dør. Den gradvise aldring af hele organismen skyldes det faktum, at alle dens somatiske celler har opbrugt antallet af opdelinger, der er tildelt dem. Efter dette ældes cellerne, nedbrydes og dør.

Hvis somatiske celler overtræder denne lov, opdeles de kontinuerligt og gengiver deres nye kopier mange gange. Dette fører ikke til noget godt - det er trods alt sådan, at en tumor forekommer i kroppen. Cellerne bliver "udødelige", men denne imaginære udødelighed købes i sidste ende til bekostning af hele organismenes død.

Fra mus til elefant

Problemet med aldring er direkte relateret til spørgsmålet om forskellig levealder i forskellige organismer. Den tyske fysiolog M. Rubner i 1908 var den første, der henledte forskernes opmærksomhed til, at store pattedyr lever længere end små. For eksempel lever en mus 3,5 år, en hund - 20 år, en hest - 46, en elefant - 70. Rubner forklarede dette med forskellige stofskiftehastigheder.

De samlede energiforbrug i forskellige pattedyr i løbet af livet er omtrent det samme - 200 kcal pr. 1 gram masse. Ifølge Rubner er hver art i stand til kun at behandle en bestemt mængde energi - når den er opbrugt, dør den. Den metaboliske hastighed og det totale iltforbrug afhænger af dyrets størrelse og kroppens overfladeareal. Massen stiger i forhold til kroppens lineære dimensioner, taget i en terning, og området, i en firkant. En elefant har brug for meget mindre energi for at opretholde sin kropstemperatur end et lige stort antal mus efter vægt - den samlede kropsoverflade af alle disse mus vil være markant større end for en elefant. Derfor kan en elefant "have" en meget lavere metabolisk hastighed end en mus. Denne høje energiudgift i musen fører til, at den udtømmer de energireserver, der er tildelt den hurtigere,end en elefant, og dens levetid er meget kortere.

Image
Image

Der er således et omvendt forhold mellem dyrets metaboliske hastighed og varigheden af dets levetid. Lav kropsvægt og høj metabolisme resulterer i en kort levetid. Dette mønster blev kaldt Rubner-overfladenergireglen.

På trods af den overbevisende enkelhed i reglen, der blev opdaget af Rubner, var mange forskere ikke enige med ham. De tvivlede på, at reglen forklarer årsagerne til aldring af alle levende organismer - der er mange undtagelser fra det. For eksempel overholder en person ikke denne lov: hans samlede energiudgifter er meget høje, og hans forventede levetid er fire gange længere, end det burde være ved en sådan udveksling. Hvad er grunden til dette? Årsagen er først for nylig blevet klar.

Oxygen skal håndteres med omhu

Der er en anden faktor, der bestemmer levetiden - det er det partielle ilttryk. Oxygenkoncentrationen i luften er 20,8 procent. Et fald eller en stigning i dette tal er kun muligt inden for snævre grænser, ellers dør levende organismer. Det er velkendt, at manglen på ilt er livsfarligt for de levende. Men få er opmærksomme på faren for dets overskridelse. Rent ilt dræber laboratoriedyr inden for et par dage, og ved et tryk på 2-5 atmosfærer reduceres denne periode til timer og minutter. Så denne gas er ikke kun nødvendig for livet, det kan også være en frygtelig universal gift, der dræber alle levende ting. Mange videnskabsmænd mener, at Jordens atmosfære i den tidlige periode af dens udvikling ikke indeholdt ilt, og det var denne omstændighed, der bidrog til fremkomsten af liv på vores planet. Ifølge grove skøn fra eksperter,Jordens iltrige atmosfære blev dannet for omkring 1,4 milliarder år siden som et resultat af den vitale aktivitet af primitive organismer, der er i stand til fotosyntesen. De absorberede solenergi og kuldioxid og afgav ilt. Deres eksistens skabte forudsætningerne for fremkomsten af andre typer levende organismer - dem, der forbruger ilt til vejrtrækning. Levende væsner måtte dog passe på at neutralisere toksiciteten af dette stof.for at neutralisere stoffets toksicitet.for at neutralisere stoffets toksicitet.

Oxygenmolekylet i sig selv og produktet af dets fulde reduktion med brint - vand - er ikke giftigt. Imidlertid forløber iltreduktion på en sådan måde, at der dannes produkter, der beskadiger celler, i næsten alle trin i processen: superoxid-anionradikal, hydrogenperoxid og hydroxylradikal. De kaldes reaktive iltarter. Organismer, der bruger ilt til respiration, ved hjælp af enzymer og proteinkatalysatorer, forhindrer produktionen af disse stoffer eller reducerer deres skadelige virkninger på celler.

De amerikanske biokemikere J. McCord og I. Fridovich i 1969 opdagede, at hovedrollen i denne beskyttelse spilles af enzymet superoxid-dissutase. Dette enzym omdanner superoxid-anionradikaler til mere ufarligt brintperoxid og molekylært ilt. Brintperoxid ødelægges øjeblikkeligt af andre enzymer - katalase og peroxidaser.

Opdagelsen af mekanismen til neutralisering af reaktive iltarter gav en anden nøgle til andre forskere til at forstå problemerne med radiobiologi, onkologi, immunologi og gerontologi. Den engelske forsker D. Harman fremførte den såkaldte fri radikale teori om aldring. Han foreslog, at aldersrelaterede ændringer i celler skyldes akkumulering af skader forårsaget af frie radikaler - fragmenter af molekyler, der har et parret elektron og derfor har øget den kemiske aktivitet. Sådanne frie radikaler kan dannes i celler under påvirkning af stråling, visse kemiske reaktioner og temperaturændringer. Men den vigtigste kilde til frie radikaler i kroppen er reduktionen af iltmolekylet. Derfor kan vi sige, at aldring generelt er en konsekvens af den destruktive, giftige virkning af ilt på kroppen,som gradvist stiger med alderen.

Image
Image

Biokemi med aldring

Efter at det blev klart, at superoxiddismutase spiller rollen som et "antiaging-enzym" i cellen, stillede forskerne spørgsmålet: er aktiviteten af dette enzym en vigtig årsag til aldersrelaterede ændringer og forskelle i levetid? Det forventedes, at med alderen mindskes enzymaktiviteten, og den destruktive virkning af ilt øges. Det viste sig imidlertid, at aktiviteten af superoxiddismutase i de fleste tilfælde ændrer sig meget lidt med alderen.

Akkumulering af aldersrelaterede ændringer i celler afhænger af forholdet mellem to processer: dannelse af frie radikaler og deres neutralisering. "Fabrikker" af frie radikaler er små langstrakte kropper inde i cellen - mitokondrier, dets energistationer. D. Harman kaldte disse strukturer cellens molekylære ur: jo hurtigere produktion af radikaler går i dem, jo hurtigere drejer hænderne på uret, og jo mindre tid har cellen til at leve. Hos arter med kort levetid fungerer mitokondrier meget aktivt, der dannes flere radikaler, og skader på cellestrukturer akkumuleres hurtigere, hvilket fører til dets tidlige aldring. For eksempel producerer mitokondrier i en husflue radikaler 24 gange mere intensivt end i en ko. Forskerne gennemførte eksperimentet:husfluer blev holdt i en atmosfære af rent ilt (dette fremskynder aldring markant) og observerede, hvad der sker med mitokondrierne. Systemet med beskyttelse mod reaktive iltarter fungerer ret pålideligt, men individuelle radikaler, som ikke havde tid til at interagere med antioxidantenszymer, glider konstant gennem det. Årsagen til dette problem er tilsyneladende den anden lov om termodynamik, der udelukker hundrede procent effektivitet af energiprocesser. Når radikaler først er dannet i cellen, skader dens indre strukturer såvel som membranerne i selve mitokondrierne, hvilket øger lækage. Som et resultat er der flere og flere reaktive iltarter, og de ødelægger gradvist cellen. Det, vi kalder aldring, sker. Systemet med beskyttelse mod reaktive iltarter fungerer ret pålideligt, men individuelle radikaler, som ikke havde tid til at interagere med antioxidantenszymer, glider konstant gennem det. Årsagen til dette problem er tilsyneladende den anden lov om termodynamik, der udelukker hundrede procent effektivitet af energiprocesser. Når radikaler først er dannet i cellen, skader dens indre strukturer såvel som membranerne i selve mitokondrierne, hvilket øger lækage. Som et resultat er der flere og flere reaktive iltarter, og de ødelægger gradvist cellen. Det, vi kalder aldring, sker. Systemet med beskyttelse mod reaktive iltarter fungerer ret pålideligt, men individuelle radikaler, som ikke havde tid til at interagere med antioxidantenszymer, glider konstant gennem det. Årsagen til dette problem er tilsyneladende den anden lov om termodynamik, der udelukker hundrede procent effektivitet af energiprocesser. Når radikaler først er dannet i cellen, skader dens indre strukturer såvel som membranerne i selve mitokondrierne, hvilket øger lækage. Som et resultat er der flere og flere reaktive iltarter, og de ødelægger gradvist cellen. Det, vi kalder aldring, sker.den anden lov om termodynamik, der udelukker hundrede procent effektivitet af energiprocesser. Når radikaler først er dannet i cellen, skader dens indre strukturer såvel som membranerne i selve mitokondrierne, hvilket øger lækage. Som et resultat er der flere og flere reaktive iltarter, og de ødelægger gradvist cellen. Det, vi kalder aldring, sker.den anden lov om termodynamik, der udelukker hundrede procent effektivitet af energiprocesser. Når radikaler først er dannet i cellen, skader dens indre strukturer såvel som membranerne i selve mitokondrierne, hvilket øger lækage. Som et resultat er der flere og flere reaktive iltarter, og de ødelægger gradvist cellen. Det, vi kalder aldring, sker.

Hastigheden for "levering" af radikaler i cellen stiger også i forskellige pattedyrorganer, efterhånden som organismen ældes. Mængden af frie radikaler, der dannes i cellen, tilsyneladende, jo større, jo højere niveau er iltforbruget eller intensiteten af metabolisme. Den amerikanske gerontolog R. Cutler og hans samarbejdspartnere viste, at dyr og menneskers levetid bestemmes af forholdet mellem superoxid-dismutaseaktivitet og metabolisk hastighed. Det blev klart, hvorfor levetiden i nogle arter med et højt energiforbrug, inklusive mennesker, ikke passer ind i energireglen på Rubneroverfladen. Det høje aktivitetsniveau af superoxiddismutase beskytter mennesker og dyr med en intensiv stofskifte mod for tidlig aldring.

Svar på spørgsmål

Den nye aldringsteori gjorde det muligt at finde en forklaring på nogle kendsgerninger, der er velkendt for gerontologer, men som har været uforståelige. Hvorfor lever for eksempel dyr, der fodres med en kalorifattig, men afbalanceret diæt, længere end dem, der er fodret nok? Svaret var åbenlyst - fordi begrænset ernæring reducerer metabolismens intensitet og følgelig bremser ophobningen af skader i cellerne. Afhængigheden af aldringshastigheden af den omgivende temperatur hos dyr, der ikke er i stand til at regulere kropstemperaturen, er også blevet klar. Den høje temperatur holder deres stofskifte høj. Så frugter fluen af Drosophila klækkes fra larven ved en temperatur på 10 grader og udvikler sig til et voksent insekt, bliver gammel og dør inden for 177 dage og ved en temperatur på 20 grader - inden for 15 dage. I en regnorm, når dens kropstemperatur stiger fra 15 til 30 grader, øges iltforbruget 2,5 gange. Samtidig øges aktiviteten af superoxiddismutase med 28 procent, men ormens levetid er stadig forkortet.

Kvindernes længere levetid sammenlignet med mænd (i gennemsnit 10 år) var forbundet med en lavere stofskifte i den smukke halvdel af menneskeheden. Fænomenet lang levetid i bjergområder er også godt forklaret af den lavere metaboliske hastighed hos mennesker, der lever i tynd luft: iltindholdet der er mindre end i sletterne.

Det viste sig, at cellerne i den samme menneskelige krop også har forskellige tidsperioder: Jo mere superoxid-disutase i cellerne er, jo mindre er graden af celleskade af reaktive iltarter, jo længere lever cellerne. Derfor lever nogle blodlegemer for eksempel i flere timer, andre i flere år.

Image
Image

Det var også muligt at forklare et underligt fænomen, som forskerne for længe siden opdagede: ændringer i kroppen under naturlig aldring ligner virkningen af ioniserende stråling. Årsagen blev åbenlys: når alt kommer til alt, når vandet udsættes for stråling, nedbrydes vandet med dannelsen af reaktive iltarter, som begynder at skade celler.

Alt dette gjorde det muligt at udvikle en strategi for søgning efter anti-aging midler. For eksempel var det muligt at øge levetiden for laboratoriedyr med halvanden gang ved at indføre stærke antioxidanter i deres diæt. Antioxidanter såsom superoxiddismutase, som er enzymer, bør være særligt effektive. Indførelsen af superoxiddismutase i dyrenes krop beskyttede dem mod de toksiske virkninger af ilt og øgede deres levetid. Dette giver håb om, at antioxidanter kan bruges i kampen mod menneskelig aldring. Måske efter ældre vil ældre mennesker tage dem på samme måde som vitaminer for at forbedre deres velbefindende og bremse aldringsprocessen.