新理论为我们变老打下基础

新理论为我们变老打下基础
瓦伦蒂娜(Valentina Razumova)/ Shutterstock

我们为什么老? 这个问题几十年来一直困扰着科学家,但是最终,我们开始得到一些答案。 到目前为止,这里是故事。

最古老的衰老理论之一是 损害累积理论,由August Weisman在1882中提出。 细胞和有机体是复杂的系统,具有许多组成部分,相互之间有着优雅的相互联系,但是这些复杂的系统却易碎且会逐渐磨损,因为 数万亿个细胞受损 在我们的体内。 随着伤害的增加,身体无法完全自我修复,导致 衰老和老年疾病.

自由基

损伤累积理论的一个版本称为 自由基老化理论 由Rebeca Gerschman和Daniel Gilbert首次在1954中引入,然后由美国化学家Denham Harman进一步开发, 在1956.

自由基是呼吸和新陈代谢的天然副产品,并随着时间的流逝在我们体内积累。 哈曼(Harman)说,因为细胞损伤和自由基都随着年龄增长而增加 自由基造成损害.

Harman关注的自由基被称为“活性氧”(ROS)。 它们是由细胞的线粒体产生的,它们将营养转化为能量,使细胞发挥功能。


线粒体如何工作。

科学家发现ROS可以攻击DNA,蛋白质和脂质(脂肪)并与其发生反应,从而改变其特性 和功能。 在实验中,增加酵母,蠕虫和果蝇中ROS的产生显示出 缩短寿命.

哈曼的理论主导了1990和早期2000中的衰老领域。 但是然后几个 研究 开始 与理论相矛盾。 当动物,如 和老鼠,使抗氧化剂基因沉默(抗氧化剂是破坏自由基的物质),对生物的寿命没有影响。

为了调和这些矛盾的发现,科学家建议ROS可能作为其他保护性物质的信号 机制。 或者ROS在 细胞 可能导致不同的结果。 虽然这个话题仍在辩论中,但似乎自由基理论可能会在其他衰老理论上失去基础。 但是有很多研究将ROS和 线粒体老化 以及 老年疾病 仍有进一步研究的理由。

疾病的进化假说

在继续进行衰老理论的探索之前,我们需要绕过进化生物学的走廊进行一小段弯路。

除其他事项外,基因控制着蛋白质的产生和我们的物理特征-我们所谓的表型。 他们可以改变 突变。 我们每个人都在许多基因中携带许多突变。 这些突变大多数不会影响我们,但有些会产生负面影响,而有些会产生正面影响。

进化 自然选择提出,如果一个基因(或基因突变)为生物的生存提供了优势,那么它就有更多机会被传给下一代。 但是,如果基因突变不好,则很有可能在进化过程中将其消除。

许多疾病都有遗传基础。 这意味着它们是由基因突变引起的。 如果是这样,那么为什么这些突变仍然存在并且没有被自然选择所消除?

在1957中,美国进化生物学家乔治·威廉姆斯(George Williams)提出了一种解决方案。 据他 拮抗多效性假说,基因突变会导致特征的好坏。 但是,如果好于坏,则无法消除突变。

例如,引起亨廷顿氏病的突变可提高生育能力并降低患癌的风险; 导致镰状细胞疾病的突变可预防疟疾; 与囊性纤维化相关的突变也会提高生育能力。 这些才一点点 例子 在许多之中。

这些突变在生命早期是有益的-它们有助于发育和生育孩子-只会在以后的生活中变得有害。 如果它们有利于生存并繁殖出下一代,则可以解释它们的保存。 它也可以解释毁灭性疾病的持续存在,其中许多普遍存在于老年人中。

但是威廉姆斯的理论可以解释衰老本身吗? 如果我们年轻的基因和由这些基因制成的蛋白质后来成为衰老的主要原因,该怎么办? 如果是这样,这些蛋白质会是什么?

衰老的机能亢进理论

纽约肿瘤学教授Mikhail Blagosklonny 在2006周围提出 这个问题的答案。 他认为衰老的原因是蛋白质(以及负责制造蛋白质的基因),并告诉细胞是否有营养物质。 这些蛋白质中的一些是酶,有助于我们体内发生化学反应。 其中有一种叫做TOR的酶。

TOR酶有活性时,它会指导细胞 成长。 在我们的成长和性成熟中,我们需要在生命的早期。 但是在以后的这么高的水平中并不需要TOR。 实际上,TOR的功能亢进(过度活跃)与许多疾病有关,包括 癌症.

如果TOR和其他营养敏感基因是衰老的根源,那么它们是否以某种方式与损害或ROS相关联? 已经显示TOR的功能亢进促进细胞生长,但同时降低保护性 机制,包括抗氧化剂。 这意味着现在可以将损害视为某些基因功能亢进的结果,而不是衰老的根本原因,而是衰老的结果。

基于对抗性多效性假说的新理论现在称为 衰老的功能亢进理论.

值得付出的代价

We 他人 正在测试功能亢进理论,到目前为止, 结果 支持它。 尽管如此,尽管这些进展有望了解衰老的根本原因以及如何针对与年龄相关的疾病,但它也显示出现象的复杂性。 但是随着证据的积累,我们意识到衰老本身与我们的制造方式密切相关。 它与我们的成长和性成熟有关。 也许衰老是生物为了生存而必须付出的代价。谈话

关于作者

Charalampos(Babis)Rallis,生物化学高级讲师, 东伦敦大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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