Biogerontologi

Biogerontologi är en gren av gerontologi som överväger de biologiska processerna för åldrande av en organism, dess evolutionära ursprung och potentiella sätt att förändra denna process. Detta avsnitt omfattar tvärvetenskaplig forskning om orsaker till biologiskt åldrande, manifestationer och mekanismer. [ett]

Uppskattningar av förväntad livslängd i framtiden

Biogerontologen Leonard Hayflick konstaterade att den naturliga livslängden för människor är 92 år, och om vi inte uppfinner nya metoder för behandling av åldrande kommer vi att nå det här taket. [2] Å andra sidan förutspår James Vaupel att i industrialiserade länder kommer barn födda efter år 2000 i genomsnitt att leva till 100 år gamla. Många intervjuade biogerontologer förutspår en genomsnittlig livslängd på mer än tre århundraden för barn födda år 2100. [3] Och vissa talar om möjligheten till ett liv utan stela tidsgränser redan för den nuvarande generationen. Till exempel uppskattade Aubrey de Gray 2008 tidsramen att det finns en 50% chans om 25-30 år att skapa en teknik som räddar människor från att dö av ålderdom, allt beroende på i vilken ålder de kommer att vara i det ögonblicket . Det beror starkt på finansieringsnivån och medverkan av specialister. [4] Hans idé är att reparera i kroppen det som kan repareras med hjälp av redan existerande teknologier, vilket gör att de kan leva till en tid då tekniska framsteg gör att de kan läka djupare skador. Detta koncept, översatt till ryska, kallas "livslängd flykthastighet " .

Biomedicinsk gerontologi , även känd som experimentell gerontologi och "livsförlängning", är en av disciplinerna inom biogerontologi och försöker i praktiken bromsa, stoppa och till och med vända åldrandeprocessen hos organismer, inklusive människor. De flesta livsförlängningsaktivister tror att mänskligt liv kan förlängas många gånger om för människor som redan lever.

Tillvägagångssätt för åldrande

Biogerontologer är oense om i vilken utsträckning åldersrelaterade processer bör åtgärdas. Vissa anser att vi bara bör begränsa oss till att lindra sjukdomsförloppet hos äldre . I denna riktning har ett nytt verksamhetsområde nyligen uppstått, kallat gerovetenskap - "hälsosam livslängd". [5] Det syftar till att studera sambandet mellan ålderdom och åldersrelaterade sjukdomar. Huvudmålet är att öka varaktigheten av ett hälsosamt liv ( healthspan ), så att ålderdomen går över med god hälsa och med hög livskvalitet. [6] [7] [8] Den totala livslängden ökar som en konsekvens, men detta är inte huvudmålet. Vissa säger att det är omöjligt eller onödigt att avsevärt öka den förväntade livslängden av moraliska skäl. Andra biogerontologer, tvärtom, anser att ålderdom i sig är en sjukdom och bör åtgärdas direkt, och inte på konsekvenserna den orsakar. [9] [10] [11] Deras åsikt är att om det inte finns någon ålderdom som sådan, så är sannolikheten för att en person utvecklar senilberoende sjukdomar minimal, och de är lätta att bota. De håller inte med om att livslängd obegränsad av en viss ålder är förknippad med moraliska problem.

I motsats till biogerontologi finns det ett annat område inom gerontologi - geriatrik . Om biogerontologin syftar till att förebygga senila sjukdomar genom att påverka åldrandeförloppet, handlar geriatrik om behandling av redan existerande sjukdomar.

Det finns många teorier om åldrande: i ena änden av åsikten att ålderdom är programmerad, i den andra änden av spektrat finns teorier om att det senila tillståndet är en konsekvens av ackumuleringen av fel på olika nivåer av kroppsorganisation. [12] [13] Många har en medelåsikt om den kombinerade verkan av program och stokastiska faktorer som förstärker varandra. Åldrande är en komplex process och orsakas snabbast av flera samtidigt verkande mekanismer. Anhängare av olika teorier är till stor del oense med varandra, men håller med om att när vi åldras minskar kroppens funktionella kapacitet. [fjorton]

Stokastiska teorier

Stokastiska teorier om åldrande är uppfattningen att åldrande orsakas av små nedbrytningar i kroppen som uppstår över tid, som kroppen inte kan reparera och/eller kompensera för. Dessa mindre sammanbrott ackumuleras gradvis under åren, vilket minskar kroppens funktionalitet. För första gången framfördes begreppet skada som samlats i kroppen av zoologen August Weismann i teorin om slitage 1882. [15] [16]

Teorier om slitage

Slitageteorier har föreslagits sedan 1800-talet .  [16] De är uppbyggda kring det faktum att kroppens strukturella enheter, såsom celler och organ, med tiden slits ut av konstant användning. Detta slitage uppstår på grund av inre och yttre faktorer och leder i slutändan till en ansamling av skador som överstiger kroppens förmåga att reparera. Gradvis sätter utarmningen av den mekaniska och kemiska säkerhetsmarginalen in. Några av de skadliga faktorerna är kemikalier i luften, mat, rök. Andra faktorer är virus, trauma, fria radikaler, tvärbindningar, förhöjd kroppstemperatur. [fjorton]

Besparingar

Ackumulativa teorier ( eng.  accumulation theories ) tyder på att minskningen av kroppens funktionella tillstånd beror på ansamling av skräpelement som härrör från yttre faktorer och som bildas i kroppen själv under metabola reaktioner . [fjorton]

Mutationsackumulationsteori

Mutationsackumulationsteori är en evolutionär  - genetisk teori om ursprunget till åldrande , föreslog av Peter Medawar 1952 [15] [17] . Denna teori ser åldrande som en biprodukt av naturligt urval . I naturen beror sannolikheten för reproduktion av en individ på dess ålder, och når en topp hos unga vuxna omedelbart efter pubertetens början, varefter den gradvis minskar när sannolikheten för att individen inte kommer att leva till denna ålder ökar (rovdjur, sjukdomar, olyckor) ackumulering av inre problem i kroppen). Om en individ har en skadlig mutation från födseln , som manifesterar sig i ung ålder, kommer en sådan individ med ökad sannolikhet inte att lämna avkomma och mutationen kommer inte att förbli i befolkningen. Å andra sidan, om mutationen har en fördröjd effekt, är det stor sannolikhet att den överförs till nästa generation. Således har mutationer med fördröjda effekter ackumulerats i en befolkning under årtusenden och bildar vad vi kallar åldrandeprocessen. Detta är dock bara en hypotes som inte har bekräftats av exemplet med specifika gener - frågan behöver studeras ytterligare.

Friradikal teori om åldrande

Fria radikaler är delar av molekyler som har en hög förmåga att engagera sig i slumpmässiga, okontrollerade kemiska reaktioner. De bildas som biprodukter under olika intracellulära reaktioner, ibland under påverkan av yttre faktorer. När de uppstår går de in i slumpmässiga okontrollerade reaktioner med närliggande cellulära strukturer, vilket allvarligt och ofta oåterkalleligt skadar dem. Teorin om åldrande av fria radikaler tyder på att sådana skador gradvis ackumuleras, vilket försämrar cellfunktionen och förutbestämmer åldrandet. [18] Tanken att fria radikaler är destruktiva intracellulära faktorer föreslogs av Rebeca Gershman och hennes kollegor 1945, [19] och blev allmänt känd 1956 när Denham Harman lade fram teorin om fria radikaler om åldrande och visade att fria radikaler radikaler förstärker nedbrytningen av det biologiska systemet. [20] Den mest kända typen av fria radikaler är reaktiva syrearter (ROS, ROS ), och mitokondrier påverkas särskilt av dem , där de huvudsakligen bildas under cellandning . Antalet fria radikaler i en cell kan minskas med hjälp av antioxidanter . Men komplexiteten i detta tillvägagångssätt är att vissa fria radikaler används av kroppen som signalmolekyler, och överdriven total undertryckning av fria radikaler gör mer skada än nytta för kroppen. Ett tag var idén om att bromsa åldrandet med antioxidanter mycket populär, men på senare tid har höga doser av antioxidanter kommit att anses vara skadliga. Nu försöker vissa forskare komma på och implementera metoder för lokal undertryckande av fria radikaler endast i vissa delar av cellerna. [21] [22] Effektiviteten av detta tillvägagångssätt är oklart, och forskning pågår.

DNA-skada teorier

DNA-skador är en av huvudorsakerna till åldersrelaterade sjukdomar. Genomets stabilitet bestäms av effektiviteten hos intracellulära reparationsmekanismer, den initiala säkerhetsmarginalen och tillförlitligheten hos intracellulära kontrollsystem. 1958 antog fysikern Gioacchino Failla att åldrande orsakas ackumulering av skador i DNA. [23] Denna hypotes utvecklades snart av fysikern Leo Szilard . [24] Teorin har förändrats genom åren eftersom nya typer av DNA-skador och mutationer har upptäckts, och nu finns det flera versioner av den, varav några är baserade på ackumulering av mutationer, medan andra anser mutationer vara en sekundär faktor. [25]

Tvärbindningsteori

Tvärbindningsteorin är baserad på det faktum att orsaken till åldrandet är ackumulering av glykeringsslutprodukter (AGEs, AGEs  , stabil vidhäftning av delar av kolhydratmolekyler till protein- och lipidmolekyler ) i vävnader, och andra typer av tvärbindningar . Sådana tvärbindningar försämrar kvaliteten på den biologiska funktionen hos de ursprungliga molekylerna, vilket har olika negativa konsekvenser för kroppen, såsom härdning av bindväven , förstoring av hjärtat och liknande. DNA-tvärbindningar leder till fel i processen för dess replikering , en av konsekvenserna av detta är en ökning av risken för cancer . [femton]

Genetik

Genetiska teorier om åldrande tyder på att åldrande är programmerat i generna. Enligt dessa teorier dikterar gener livslängden för en cell. Reglerad celldöd ( apoptos ) bestäms av "cellklockan" genom den genetiska informationen i cellkärnan. Forskare känner redan till några gener som sätter på mekanismen för apoptos i celler, men celldöd är inte detsamma som död eller åldrande av hela organismen. En ökning av celldöd korrelerar med ålder, men korrelation antyder ingen orsak. Det är värt att notera att miljöfaktorer och genetiska mutationer kan påverka genuttrycket och påskynda åldrandet.

Nyligen har stor uppmärksamhet ägnats epigenetik , som är en viktig mekanism för reglering av genuttryck. Den epigenetiska klockan , som mäter cellers biologiska ålder relativt objektivt, är ett användbart verktyg för att testa olika tillvägagångssätt för att hantera åldrande. [26] Den så kallade Horváth epigenetiska klockan har blivit känd, men nu har mer exakta analoger redan dykt upp.

Allmän obalans

Allmänna teorier om obalans tyder på att kroppens system, såsom det endokrina  , nervsystemet och immunsystemet , gradvis förlorar funktionalitet och slutligen misslyckas. Olika system minskar sin funktionalitet i olika takt. [fjorton]

Immunologisk teori

Immunologisk teori ( engelsk  immunologisk teori ) säger att immunförsvaret gradvis försvagas. Detta minskar kroppens förmåga att hantera infektioner, förstöra gamla och felaktigt fungerande celler, inklusive cancerceller. Detta leder till allmänt åldrande av kroppen och i slutändan till döden. Denna teori föreslogs av Roy Walford 1969. [arton]

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Alexander Zhavoronkov. Vi kan vara antingen den första generationen som lever mycket längre än våra förfäder, eller den sista som lever ett jämförelsevis kort liv . vechnayamolodost.ru (19 april 2013). Hämtad 15 april 2021. Arkiverad från originalet 15 april 2021.
  2. ↑ Geoff Watts (juni 2011). "Leonard Hayflick och åldrandets gränser" . The Lancet . 377 (9783): 2075. DOI : 10.1016/S0140-6736(11)60908-2 . PMID21684371  . _ Arkiverad från originalet 2012-06-25 . Hämtad 2021-04-15 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  3. ↑ Richel, Theo (december 2003). "Kommer människans förväntade livslängd fyrdubblas under de kommande hundra åren? Sextio gerontologer säger att en offentlig debatt om livsförlängning är nödvändig” . Journal of Anti-Aging Medicine . 6 (4): 309-314. DOI : 10.1089/109454503323028902 . PMID  15142432 . Arkiverad från originalet 2021-04-18 . Hämtad 2021-04-15 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  4. ↑ Aubrey de Gray , Michael Rae. Avbryt åldrandet . - 1:a. —St. Martin's Griffin, 14 oktober 2008. - P. 15. - ISBN 9780312367077 .
  5. ↑ Lithgow, Gordon J. (1 september 2013). Gerovetenskapens ursprung . Offentlig politik och åldranderapport . 4 (1): 10-11. DOI : 10.1093/ppar/23.4.10 . Arkiverad från originalet 2021-04-15 . Hämtad 2021-04-16 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  6. ↑ Cameron Diaz, Sndra Bark. Livslängd bok . - M. : Sindbad, 2017. - S. 14. - ISBN 978-5-906837-26-4 .
  7. ↑ Burch, John B.; et al. (2014-05-08). "Framsteg inom gerovetenskap: Inverkan på hälsa och kroniska sjukdomar" . The Journals of Gerontology: Series A. 69 (Suppl_1): S1-S3. doi : 10.1093/ gerona /glu041 . PMID  24833579 . Arkiverad från originalet 2022-01-30 . Hämtad 2021-04-15 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  8. ↑ Seals, Douglas R.; Justice, Jamie N.; LaRocca, Thomas J. (2015-01-29). "Fysiologisk gerovetenskap: målfunktion för att öka hälsan och uppnå optimal livslängd" . Journal of Physiology . 594 (8): 2001–2024. DOI : 10.1113/jphysiol.2014.282665 . PMID  25639909 . Arkiverad från originalet 2021-02-24 . Hämtad 2021-04-15 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  9. ↑ Stambler, Ilia (2017-10-1). "Erkänna degenerativt åldrande som ett behandlingsbart medicinskt tillstånd: metodik och policy" . Åldrande och sjukdom . 8 (5): 583–589. DOI : 10.14336/AD.2017.0130 . PMID  28966803 . Arkiverad från originalet 2021-05-21 . Hämtad 2021-04-15 . Föråldrad parameter använd |deadlink=( hjälp );Kontrollera datumet på |date=( hjälp på engelska )
  10. ↑ "Öppna dörren för att behandla åldrande som en sjukdom" . The Lancet Diabetes & Endokrinologi . 6 (8): 587. 2018-08-01. DOI : 10.1016/S2213-8587(18)30214-6 . PMID  30053981 .
  11. ↑ Khaltourina, Daria ; Matveyev, Yuri; Alekseev, Aleksey; Cortese, Franco; Ioviţă, Anca (juli 2020). "Åldrande passar sjukdomskriterierna i den internationella klassificeringen av sjukdomar" . ScienceDirect . 189 . DOI : 10.1016/j.mad.2020.111230 . PMID  32251691 . Arkiverad från originalet 2021-04-18 . Hämtad 2021-04-15 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  12. ↑ Carlos López-Otín, Maria A. Blasco, Linda Partridge, Manuel Serrano, Guido Kroemer (2013-06-06). "Åldrandets kännetecken" . cell . 153 (6): 1194-1217. DOI : 10.1016/j.cell.2013.05.039 . PMC  3836174 . PMID23746838  . _
  13. ↑ Carlos López-Otín, Maria A. Blasco, Linda Partridge, Manuel Serrano, Guido Kroemer. Nyckeltecken på åldrande . Federal State Budgetary Institution "All-Russian Center for Emergency and Radiation Medicine uppkallad efter A.M. Nikiforov” EMERCOM från Ryssland (6 juni 2013). Hämtad 15 april 2021. Arkiverad från originalet 15 april 2021.
  14. ↑ 1 2 3 4 Taylor, Albert W. Fysiologi av träning och hälsosamt åldrande  / Albert W. Taylor, Michel J. Johnson. - Human Kinetics, 2008. - ISBN 978-0-7360-5838-4 . Arkiverad 15 april 2021 på Wayback Machine
  15. ↑ 1 2 3 Lipsky, Martin S.; King, Mitch (2015). "Biologiska teorier om åldrande" . Sjukdom-en-månad . 61 (11): 460-466. DOI : 10.1016/j.disamonth.2015.09.005 . PMID26490576  . _ Arkiverad från originalet 2021-04-17 . Hämtad 2021-04-17 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  16. ↑ 1 2 Jessica Kelly. Slitage-teori . Lumeninlärning . Hämtad 17 april 2021. Arkiverad från originalet 17 april 2021.
  17. ↑ Medawar PB Ett olöst problem i biologi / Lewis. — London, 1952.
  18. ↑ 1 2 Boniewska-Bernacka, Ewa (2016). "Utvalda teorier om åldrande" (PDF) . Högre skolans puls . 10 :36-39. Arkiverad (PDF) från originalet 2021-04-15 . Hämtad 2021-04-17 . Utfasad parameter används |deadlink=( hjälp )
  19. ↑ Gerschman, Rebecca; Gilbert, DL, Nye, SW, Dwyer, P och Fenn WO; Nye, Sylvanus W.; Dwyer, Peter; Fenn, Wallace O. (7 maj 1954). "Syreförgiftning och röntgenbestrålning: en gemensam mekanism" . vetenskap . 119 (3097): 623-626. Bibcode : 1954Sci...119..623G . DOI : 10.1126/science.119.3097.623 . PMID  13156638 .
  20. ↑ Harman, D (november 1981). "Åldrandeprocessen" . Proc. Natl. Acad. sci. USA 78 (11): 7124-7128. Bibcode : 1981PNAS...78.7124H . DOI : 10.1073/pnas.78.11.7124 . PMC  349208 . PMID  6947277 .
  21. ↑ Mitokondrier-riktade anti-aging antioxidanter . SkQ-projektet (11 december 2018). Hämtad 17 april 2021. Arkiverad från originalet 13 april 2021.
  22. ↑ SKQ-projekt | Molekyl . mitotech . Hämtad 17 april 2021. Arkiverad från originalet 19 april 2021.
  23. ↑ Failla, G (30 september 1958). "Åldrandeprocessen och cancerogenes". Annals of the New York Academy of Sciences . 71 (6): 1124-1140. Bibcode : 1958NYASA..71.1124F . DOI : 10.1111/j.1749-6632.1958.tb46828.x . PMID  13583876 .
  24. ↑ Szilard, Leo (januari 1959). "Om åldrandeprocessens karaktär" . Proc. Natl. Acad. sci. USA 45 (1): 30-45. Bibcode : 1959PNAS...45...30S . DOI : 10.1073/pnas.45.1.30 . PMC  222509 . PMID  16590351 .
  25. ↑ Freitas, A.A.; de Magalhaes, JP (jul–okt 2011). "En översyn och bedömning av DNA-skadeteorin om åldrande". Mutat Res . 728 (1-2): 12-22. DOI : 10.1016/j.mrrev.2011.05.001 . PMID  21600302 .
  26. ↑ Horvath S (2013). "DNA-metyleringsålder för mänskliga vävnader och celltyper" . Genombiologi . 14 (10): 115 kr. DOI : 10.1186/gb-2013-14-10-r115 . PMC  4015143 . PMID24138928  . _