新理論為我們變老打下基礎

新理論為我們變老打下基礎
瓦倫蒂娜(Valentina Razumova)/ Shutterstock

我們為什麼老? 這個問題幾十年來一直困擾著科學家,但是最終,我們開始得到一些答案。 到目前為止,這裡是故事。

最古老的衰老理論之一是 損害累積理論,由August Weisman在1882中提出。 細胞和有機體是複雜的系統,具有許多組成部分,相互之間有著優雅的相互聯繫,但是這些複雜的系統卻易碎且會逐漸磨損,因為 數万億個細胞受損 在我們的體內。 隨著傷害的增加,身體無法完全自我修復,導致 衰老和老年疾病.

自由基

損傷累積理論的一個版本稱為 自由基老化理論 由Rebeca Gerschman和Daniel Gilbert首次在1954中引入,然後由美國化學家Denham Harman進一步開發, 在1956.

自由基是呼吸和新陳代謝的天然副產品,並隨著時間的流逝在我們體內積累。 哈曼(Harman)說,因為細胞損傷和自由基都隨著年齡增長而增加,也許 自由基會造成傷害.

Harman關注的自由基被稱為“活性氧”(ROS)。 它們是由細胞的線粒體產生的,它們將營養轉化為能量,使細胞發揮功能。


線粒體如何工作。

科學家發現ROS可以攻擊DNA,蛋白質和脂質(脂肪)並與其發生反應,從而改變其特性 和功能。 在實驗中,增加酵母,蠕蟲和果蠅中ROS的產生顯示出 縮短壽命.

哈曼的理論主導了1990和早期2000中的衰老領域。 但是然後幾個 研究 開始 與理論相矛盾。 當動物,如 和老鼠,使抗氧化劑基因沉默(抗氧化劑是破壞自由基的物質),對生物的壽命沒有影響。

為了調和這些矛盾的發現,科學家建議ROS可能作為其他保護性物質的信號 機制。 或者ROS在 細胞 可能導致不同的結果。 雖然這個話題仍在辯論中,但似乎自由基理論可能會在其他衰老理論上失去基礎。 但是有很多研究將ROS和 線粒體老化 以及 老年疾病 仍有進一步研究的理由。

疾病的進化假說

在繼續進行衰老理論的探索之前,我們需要繞過進化生物學的走廊進行一小段彎路。

除其他事項外,基因控制著蛋白質的產生和我們的物理特徵-我們所謂的表型。 他們可以改變 突變。 我們每個人都在許多基因中攜帶許多突變。 這些突變大多數不會影響我們,但有些會產生負面影響,而有些會產生正面影響。

進化 自然選擇提出,如果一個基因(或基因突變)為生物的生存提供了優勢,那麼它就有更多機會被傳給下一代。 但是,如果基因突變不好,則很有可能在進化過程中將其消除。

許多疾病都有遺傳基礎。 這意味著它們是由基因突變引起的。 如果是這樣,那麼為什麼這些突變仍然存在並且沒有被自然選擇所消除?

在1957中,美國進化生物學家喬治·威廉姆斯(George Williams)提出了一種解決方案。 據他 拮抗多效性假說,基因突變會導致特徵的好壞。 但是,如果好於壞,則無法消除突變。

例如,引起亨廷頓氏病的突變可提高生育能力並降低患癌的風險; 導致鐮狀細胞疾病的突變可預防瘧疾; 與囊性纖維化相關的突變也會提高生育能力。 這些才一點點 例子 在許多之中。

這些突變在生命早期是有益的-它們有助於發育和生育孩子-只會在以後的生活中變得有害。 如果它們有利於生存並繁殖出下一代,則可以解釋它們的保存。 它也可以解釋毀滅性疾病的持續存在,其中許多普遍存在於老年人中。

但是威廉姆斯的理論可以解釋衰老本身嗎? 如果我們年輕的基因和由這些基因製成的蛋白質後來成為衰老的主要原因,該怎麼辦? 如果是這樣,這些蛋白質會是什麼?

衰老的機能亢進理論

紐約腫瘤學教授Mikhail Blagosklonny 在2006周圍提出 這個問題的答案。 他認為衰老的原因是蛋白質(以及負責製造蛋白質的基因),並告訴細胞是否有營養物質。 這些蛋白質中的一些是酶,有助於我們體內發生化學反應。 其中有一種叫做TOR的酶。

TOR酶有活性時,它會指導細胞 成長。 在我們的成長和性成熟中,我們需要在生命的早期。 但是在以後的這麼高的水平中並不需要TOR。 實際上,TOR的功能亢進(過度活躍)與許多疾病有關,包括 癌症.

如果TOR和其他營養敏感基因是衰老的根源,那麼它們是否以某種方式與損害或ROS相關聯? 已經顯示TOR的功能亢進促進細胞生長,但同時降低保護性 機制,包括抗氧化劑。 這意味著現在可以將損害視為某些基因功能亢進的結果,而不是衰老的根本原因,而是衰老的結果。

基於對抗性多效性假說的新理論現在稱為 衰老的功能亢進理論.

值得付出的代價

We - 他人 正在測試功能亢進理論,到目前為止, 結果 支持它。 儘管如此,儘管這些進展有望了解衰老的根本原因以及如何針對與年齡相關的疾病,但它也顯示出現象的複雜性。 但是隨著證據的積累,我們意識到衰老本身與我們的製造方式密切相關。 它與我們的成長和性成熟有關。 也許衰老是生物為了生存而必須付出的代價。談話

關於作者

Charalampos(Babis)Rallis,生物化學高級講師, 東倫敦大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

關注InnerSelf

Facebook的圖標Twitter的圖標RSS圖標

通過電子郵件獲取最新信息

{emailcloak = OFF}