En Naken Mullvadråttan Kommer Att Berätta Vad Som är Orsakerna Till En Persons åldrande Och Död - Alternativ Vy

Innehållsförteckning:

En Naken Mullvadråttan Kommer Att Berätta Vad Som är Orsakerna Till En Persons åldrande Och Död - Alternativ Vy
En Naken Mullvadråttan Kommer Att Berätta Vad Som är Orsakerna Till En Persons åldrande Och Död - Alternativ Vy

Video: En Naken Mullvadråttan Kommer Att Berätta Vad Som är Orsakerna Till En Persons åldrande Och Död - Alternativ Vy

Video: En Naken Mullvadråttan Kommer Att Berätta Vad Som är Orsakerna Till En Persons åldrande Och Död - Alternativ Vy
Video: 101 bra svar på de tuffaste intervjufrågorna 2024, Mars
Anonim

Vi åldras av en anledning, men som ett resultat av ett speciellt biologiskt program. Men i världen finns det en afrikansk naken mullvadrotter, ett musliknande djur som inte kan bli gammal.

Forskare har räknat ut varför människor åldras, men grävmaskiner inte.

Så här skriver Jared Sluyter om det:

Livet för en separat individ, en separat individ av en biologisk art, är en mycket värdefull sak, men det finns saker som är ännu viktigare. Nämligen utsikten i sig. Det är faktiskt den kompletta uppsättningen av gener (detta kallas ett genom) som finns i varje individ av denna art och bestämmer faktiskt vad den är.

Det är mer korrekt att betrakta alla levande varelser helt enkelt som en tillfällig behållare för gener som de fick från sina föräldrar och vidarebefordra till sina barn. För första gången, i en uttrycklig form, formulerades en sådan idé förmodligen av Richard Dawkins i sin berömda bok "The Selfish Gene".

Som regel sammanfaller genomets intressen och dess tillfälliga bärare (levande varelse). Men ibland gör det inte. Och då blir det direkt klart vem som är chefen - naturligtvis genomet.

Om arten av en art är i fara eller arten bara behöver utvecklas, kan bäraren offras offra - de kommande generationerna kommer att "föda nya".

Kampanjvideo:

Image
Image

Som ett resultat är jag säker på att genomerna till de flesta (om inte alla) levande saker innehåller speciella skadliga program. Varifrån själva varelserna inte har något bra, men som är nödvändiga för utvecklingen av arten. Först av allt, dödsprogram som säkerställer förändring av generationer och därmed evolution. Och ibland arrangeras de på ett "snabbt" sätt - till exempel i årliga växter, som dör, dödas av sina egna frön efter att de mognar, och ibland - på ett "långsamt" sätt. Och det otäckaste långsamma självmordsprogrammet är åldringsprogrammet. Som gör att många arter, inklusive du och jag, "försämras" med åldern och i slutändan dör.

Det faktum att vi åldras av en anledning, men som ett resultat av aktiviteten i ett speciellt biologiskt program, är inte en uppenbar sak och kräver bevis. Jag försökte bygga det "i motsägelse" och visade dig ett exempel på ett djur som stängde av åldringsprogrammet för sig själv. Eftersom han inte längre behöver påskynda sin egen utveckling så mycket - han är redan bra! Detta är, precis som du och jag, ett däggdjur, en ganska nära släkting till en vanlig mus - en afrikansk gnagare, en naken mullvadrat! Om en mus lever i 2-3 år, lyckas bli helt gammal under denna tid och dör av ålderdom, lever en mullråttan i mer än 30 år, och om han ibland visar några tecken på åldrande, är de vanligtvis inte dödliga. De flesta biologer håller med om att den nakna mullvattensråttan är ett ageless dyreller mer vetenskapligt, ett djur med försumbar åldrande).

Och nu, i vår serie, är det dags att svara på den viktigaste "frågan om grävare": hur gjorde han det? Hur stängde han av sitt åldrande ??!

För ett par år sedan skulle jag inte ha något att säga om detta ämne. Men 2017, i en av de mest prestigefyllda vetenskapliga tidskrifterna i världen, Physiologiska recensioner, lyckades vi publicera ett teoretiskt arbete som förklarade fenomenet med icke-åldrande mullråttoråtta. I slutet av 2017 släpptes en rysk version.

Image
Image

Allt började, som alltid, med mitokondrier. Det är sådana små kraftverk som finns i varje cell och som vi andas med. Jag hoppas att det kommer att finnas ett separat avsnitt av vår serie om dem. Studien av mitokondrier är den huvudsakliga specialiteten för akademiker Vladimir Petrovich Skulachev. I hans laboratorium i slutet av 60-talet konstaterades det faktiskt hur de fungerar. Under de senaste 20 åren har akademikerna, förutom mitokondrier, varit intresserade av åldrandeproblemen och naturligtvis gjort titaniska ansträngningar för att genomföra ett experiment med mitokondrierna hos den nakna mullråtta. Jag bör notera att mitokondrier är mycket starkt förknippade med åldrande, men mer om det i nästa serie.

Forskning om mitokondrierna hos den nakna mullråttan har krönats med framgång. Vid institutet i Berlin Zoo genomfördes experiment på mullråttor, och en anställd hos Vladimir Skulachev, den berömda biologen Mikhail Vysokikh, som speciellt hade anlänt från Moskva för detta, lyckades få ett prov på en mullråttas vävnad och mäta olika parametrar för mitokondrierna i denna vävnad. Det fanns inget särskilt intressant i dem, med undantag för en något konstig kurva som visade hastigheten för syreupptagning genom mitokondrier (de andas också) under vissa förhållanden.

Återvända till Moskva visade Mikhail denna kurva för ledaren, som hon också påminde om något, men vad exakt - de kunde inte komma ihåg. Så biologer tappade hjärnorna tills de visade diagrammet till en annan kollega, chefen för cellbioenergilaboratoriet Boris Chernyak, som är känd för att aldrig glömma någonting (ja, åtminstone om det är kopplat till mitokondrier, andning och levande celler). Han såg och sa omedelbart - exakt samma kurva kan erhållas genom att registrera andningen av mitokondrierna hos nyfödda råttaungar!

Image
Image

Och här hade Vladimir Petrovich en idé. Fångade honom så mycket att han packade upp och åkte till Berlin för att personligen titta på den nakna mullråtta.

Vad hittade han? Att han (mullvadrotten) är naken. Och vet du vem han ser ut på grund av detta?

Titta på fotot av en naken mullvadrotter. Och i närheten - inte grävare alls. Dessa är nyfödda råttor. Se hur lika de är? Om några dagar kommer valparna att växa upp, klä sig med päls och förvandlas till vanliga råttor. Och grävare är det inte. Han kommer att förbli som en nyfött för livet.

Ytterligare undersökningar visade att mullvattensråttorna har mer än 40 tecken på en sådan "nyfödd" eller "barnslighet" jämfört med råttor. Här är några av dem:

- Låg vikt jämfört med andra familjearter.

- Brist på hår (gnagare har det alltid).

- Brist på auriklar.

- Begränsad förmåga att upprätthålla en konstant kroppstemperatur (som hos nyfödda däggdjur).

- Höga kognitiva förmågor (nyfikenhet).

- Låg mottaglighet för smärta.

- Neurons förmåga att regenerera och öka livslängden för neuroner.

- Ingen minskning med åldern i nivån av insulinliknande tillväxtfaktor 2 (IGF2).

- Ingen minskning med åldern i nivåerna av superoxid-disutaser 1 och 2, samt katalas.

- Och också ett par dussin fler externa, fysiologiska och biokemiska tecken.

Det vill säga, det visar sig att mullvadrotten stoppade programmet för sin individuella utveckling vid stadiet av en nyfödd gnagare. Ett liknande fenomen har beskrivits tidigare för exempelvis amfibier, och det kallas neoteny. För rättvisans skull måste det sägas att Vladimir Skulachev inte var den första som uppmärksammade det faktum att mullvattensråttan är ett neoteniskt djur. Innan honom märktes detta av Richard Alexander 1991 och några andra forskare. Men de kopplade inte alls detta fenomen med livslängd (Alexander visste helt enkelt inte om livslängden för dessa djur).

Image
Image

Fast i barndomen

Akademikern Skulachev formulerade en väldigt enkel idé: om en mullvattensråta stannade vid ungen, kommer hans program för individuell utveckling helt enkelt inte att nå den punkten när det är dags att börja åldras. Barn blir inte gamla! Således får vi det viktigaste beviset: åldrande är en del av programmet för kroppens utveckling och liv. Samma som födelse, tillväxt, mognad. Och om hela programmet stoppas, åldras också!

Det här är vad som hände med grävare. Om detta hände med en vanlig art skulle den försvinna mycket snart, för i frånvaro av åldrande skulle dess utveckling sakta kraftigt. Och grävaren räddade hans eusocialitet. Livet i "anthill-läget" visade sig vara så mycket mer stabilt att han hade råd att stänga av åldrande som ett evolutionärt verktyg.

Och det verkar som om utvecklingen av de mest intressanta arter av biologiska varelser för oss - Homo sapiens - började exakt samma historia som hände med den nakna mullråtta. Har du någonsin lagt märke till att människor är mest … babyapor?

Är det möjligt att förlänga livet och hålla sig ung under lång tid? Allt är verkligt, säger forskare, eftersom över femhundra år har människors livslängd nästan tredubblats. Fortfarande, varför blir vi gamla?

Image
Image

Vad åldras?

Åldring kallas vanligen den biologiska processen för gradvis minskning eller fullständig avstängning av kroppens vitala funktioner. På grund av åldrande anpassar kroppen sig sämre till miljön, förmågan att regenerera vävnader minskar, sjukdomar och metaboliska störningar förvärvas.

Det yttre resultatet av åldrande är muskelsackling, rynkor och grått hår.

Naturligtvis kan du göra plastikkirurgi, använda smink och ha en bra läkare, men du kan inte fuska din ålder. Men du måste veta - alla åldras annorlunda, och det är förtjänsten för personen själv. Det finns män och kvinnor på femtiotalet som ser vackra ut, och det finns fyrtioåringar som verkar vara "över femtio."

Åldrande teorier och hypoteser

Ingen vet det exakta skälet till att vi åldras, och följaktligen föds hypoteser och spekulationer - mer eller mindre stöds av vetenskaplig information. Var och en av dem har anhängare, men sannolikt kommer de verkliga orsakerna att vara i sammanslagningen av teorier.

Först och främst åldras kroppen på grund av att varje cell i kroppen har sitt eget program - hur och hur många gånger man ska dela den, och ersätta”oldies” med”new rekrute”. I var och en av cellerna sker i genomsnitt dessa ersättningar ungefär sjuttio gånger.

Hur snart dessa sjuttio gånger kommer att inträffa i var och en av cellerna beror på kroppen och ämnesomsättningen, av din inställning till din kropp. Om du inte övervakar din hälsa, inte äter bra och utsätts för skadliga miljöfaktorer, måste kroppens celler förnya sig oftare, deras resurs tappas snabbare.

Image
Image

Exempelvis åldras huden mycket snabbare från ofta och intensiv solbränna, när den får en chokladfärg, och särskilt när den bränns kraftigt och med brännskador.

En annan anledning till åldrande anses vara lanseringen av ett program för självförstörelse av celler på grund av deras aktiva skador av miljöfaktorer och interna störningar. En skadad cell är potentiellt farlig för kroppen genom degeneration till en tumör, därför är de minsta defekterna i cellerna en början att starta ett "rengöringssystem", och ibland utförs detta med mycket drastiska åtgärder, med fångandet av alla angränsande celler och döden av hela områden i vävnader eller organ.

Enligt denna princip uppstår leverskador med överdriven frigöring, skador på bronkier och lungor vid rökning, skador på blodkärl vid åderförkalkning. En liknande princip om celldöd fungerar under hjärtattacker eller stroke - detta är döden av icke livskraftiga celler.

Image
Image

Kan det vara gener?

Genteorin om åldrande får popularitet bland den vetenskapliga världen idag, det skulle förklara mycket - både lanseringen av ett visst antal indelningar och döden av celler när de skadas och till och med en förändring i ämnesomsättningen med åldern.

Om vi kan isolera den åldrande genen, nu när vi kan kombinera och förändra gener, kan vi avbryta åldern. Det är riktigt att avskaffandet av döden hotar att överbefolka planeten och dess förstörelse på några år. Men ingen vill dö!

Varför blir vi gamla?

Tills generna hittas föreslår vi att vi överväger orsakerna till närmare bekanta med det. De flesta av dem skapas av oss själva.

Titta noga på ditt liv - det här är en serie påfrestningar med en överansträngning av nervsystemet, problem hemma och på jobbet, barn med lektioner och blåmärken, trasiga knän - allt detta ger vårt grå hår. Stress undergräver immunitet och hälsa, stör sömn - och kronisk sömnbrist förkortar livslängden avsevärt. Därför, om du vill leva länge, lära dig hur du vilar och kopplar ordentligt.

Andra orsaker till för tidigt åldrande är minskad fysisk aktivitet och extra kilo. De deponerar fett i regionen av hjärtat och blodkärlen, njurarna och tarmen flyter med fett - kommer detta att öka din hälsa och långa år? Det är förmodligen dags att ompröva dina matvanor, äta mindre, gå på diet, gå oftare och spela sport.

Image
Image

Missbruk som förkortar vårt redan korta liv är också cigaretter och alkohol, även svaga. Man tror att livet från en cigarett blir livet åtta minuter kortare. Beräkna hur mycket tid från ditt liv du redan har lagt i röken? Och att ta mer än ett glas torrt vin om dagen är minus 24 timmar i ditt liv och minus tusen leverceller, är det tveksamma att njuta av din hälsa värt det?

En annan "mördare" i din kropp är … socker, detta söta kristallina pulver är lika skadligt som cigaretter. När allt kommer omkring konsumerar vi det mycket mer än det som krävs fysiologiskt. Du bör dock inte ersätta den med sötningsmedel - de är ännu mer skadliga.

Naturligtvis påverkar även solstrålning, ultravioletta strålar, förorenad luft och tungmetaller i det och vatten, men all denna påverkan är försumbar i jämförelse med våra egna "experiment" på kroppen. Du måste tänka på det - de flesta av orsakerna till åldrande beror främst på oss.

Image
Image

Ibland finns det människor som vanliga lagar och förordningar inte gäller - de kan klara sig utan sömn, inte smittas av farliga infektioner under de mest fruktansvärda epidemierna. Det finns emellertid ingen person som inte utsätts för åldrande. Alla levande saker blir gamla, förstörda och förgås. Och till och med den livlösa naturen: byggnader, stenar, broar och vägar - försvinner också gradvis och faller i förfall. Uppenbarligen är åldrande en viss obligatorisk process, vanligt för levande och livlösa natur.

År 1865 kastade den tyska fysikern R. Clausis för första gången ljus på de underliggande orsakerna till detta fenomen. Han antydde att alla processer i naturen fortsätter asymmetriskt, i en riktning. Förstörelse sker av sig själv, och skapandet kräver energiförbrukning. På grund av detta växer entropin ständigt i världen - energiavskrivningar och kaos ökar. Denna grundläggande naturvetenskapliga lag kallas också termodynamikens andra lag. Enligt honom krävs en tillströmning av energi från utsidan för skapandet och existensen av varje struktur eftersom energin i sig tenderar att spridas i rymden (denna process är mer trolig än skapandet av ordnade strukturer). Levande organismer tillhör öppna termodynamiska system: växter absorberar solenergi och omvandlar den till organiska och oorganiska föreningar,djurorganismer sönderdelar dessa föreningar och förser sig således med energi. Samtidigt är levande varelser i termodynamisk jämvikt med miljön, gradvis ger eller sprider energi, vilket ger entropi till världsutrymmet.

Det visade sig emellertid att existensen av levande organismer inte är helt uttömd av termodynamikens andra lag. Mönstren för deras utveckling förklaras av den tredje lagen i termodynamik, underbyggd av den enastående belgiska forskaren I. Prigozhin, inföding i Ryssland: överskottet av fri energi som absorberas av ett öppet system kan leda till självkomplikation av systemet. Det finns en viss komplexitetsnivå, under vilken systemet inte kan återge sin egen typ.

Levande organismer motverkar på ett sätt tillväxten av entropi och kaos i universum och bildar mer och mer komplexa strukturer och samlar information. Denna process är motsatsen till åldringsprocessen. En sådan kamp med entropi är tydligen möjlig på grund av förekomsten av ett tidlöst genetiskt program, som upprepade gånger skrivs om och vidarebefordras till kommande generationer. En levande organisme kan jämföras med en bok som ständigt trycks. Det papper som boken skrivs på kan slitna och försämras, men innehållet är evigt.

Image
Image

Immortala bakterier

När vi pratade om att alla levande saker är föremål för åldrande gjorde vi en felaktighet: det finns situationer som denna regel inte gäller. Till exempel, vad händer när en levande cell eller bakterie delar sig i hälften under reproduktionen? Det ger upphov till två andra celler, som i sin tur delar sig igen, och så vidare ad infinitum. Cellen som gav upphov till alla övriga hade inte tid att bli gammal, den förblev faktiskt odödlig. Frågan om åldrande i encelliga organismer och kontinuerligt uppdelade celler, såsom reproduktions- eller tumörceller, förblir öppen. A. Weisman skapade i slutet av nittonhundratalet en teori som postulerade bakteriernas odödlighet och frånvaron av åldrande hos dem. många forskare håller med om det idag, medan andra ifrågasätter det. Det finns tillräckligt med bevis för båda.

Vad sägs om flercelliga organismer? När allt kommer omkring kan de flesta av sina celler inte ständigt dela sig, de måste utföra några andra uppgifter - att tillhandahålla rörelse, näring, reglering av interna processer. Denna motsägelse mellan behovet av specialisering av celler och bevarandet av deras odödlighet har lösts av naturen genom att dela celler i två typer. Somatiska celler stöder vitala processer i kroppen, och bakterieceller delar sig, vilket säkerställer fortsatt släkt. Somatiska celler åldras och dör, medan könsceller är praktiskt taget eviga. Förekomsten av enorma och komplexa flercelliga organismer som innehåller biljoner somatiska celler syftar i huvudsak till att säkerställa odödlighet av groddcellerna.

Hur äldring av somatiska celler äger rum? Den amerikanska forskaren L. Hayflick konstaterade att det finns mekanismer som begränsar antalet uppdelningar: i genomsnitt kan varje somatisk cell inte ha mer än 50 uppdelningar, och sedan blir den gammal och dör. Den gradvisa åldrandet av hela organismen beror på det faktum att alla dess somatiska celler har uttömt antalet uppdelningar tilldelade dem. Efter detta åldras cellerna, bryts ned och dör.

Om somatiska celler bryter mot denna lag delar de sig kontinuerligt och reproducerar sina nya kopior många gånger. Detta leder inte till någonting bra - det är ju hur en tumör uppträder i kroppen. Cellerna blir "odödliga", men denna imaginära odödlighet köps i slutändan till bekostnad av död av hela organismen.

Från mus till elefant

Åldrandet är direkt relaterat till frågan om olika livslängder i olika organismer. Den tyska fysiologen M. Rubner 1908 var den första som uppmärksammade forskarna på att stora däggdjur lever längre än små. Till exempel lever en mus 3,5 år, en hund - 20 år, en häst - 46, en elefant - 70. Rubner förklarade detta med olika metabolismhastigheter.

Den totala energiförbrukningen i olika däggdjur under livet är ungefär densamma - 200 kcal per 1 gram massa. Enligt Rubner kan varje art bara bearbeta en viss mängd energi - efter att ha tömt den dör den. Metabolism och total syreförbrukning beror på djurets storlek och kroppens ytarea. Massan ökar i proportion till kroppens linjära dimensioner, tagna i en kub, och området, på en kvadrat. En elefant behöver mycket mindre energi för att upprätthålla sin kroppstemperatur än ett lika antal möss i vikt - den totala kroppsytan för alla dessa möss kommer att vara betydligt större än för en elefant. Därför kan en elefant "ge" en mycket lägre metabolisk hastighet än en mus. Denna höga energiförbrukning i musen leder till att den tappar de energireserver som tilldelas den snabbare,än en elefant, och dess livslängd är mycket kortare.

Image
Image

Således finns det ett omvänt samband mellan djurets metaboliska hastighet och dess livslängd. Låg kroppsvikt och hög ämnesomsättning ger en kort livslängd. Detta mönster kallades Rubner-ytanergiregeln.

Trots den övertygande enkelheten i regel som Rubner upptäckte, var många forskare inte med på honom. De tvivlade på att regeln förklarar orsakerna till åldrande av alla levande organismer - det finns många undantag från det. Till exempel följer en person inte denna lag: hans totala energiförbrukning är mycket hög och hans förväntade livslängd är fyra gånger längre än vad det borde vara med ett sådant utbyte. Vad är orsaken till detta? Anledningen har först nyligen blivit tydlig.

Syre måste hanteras med försiktighet

Det finns en annan faktor som bestämmer livslängden - det är syrepartiets tryck. Syrekoncentrationen i luften är 20,8 procent. En minskning eller en ökning av denna siffra är möjlig endast inom smala gränser, annars dör levande organismer. Det är välkänt att bristen på syre är dödlig för de levande. Men få är medvetna om faran med dess överskott. Rent syre dödar laboratoriedjur inom några dagar, och vid ett tryck av 2-5 atmosfärer reduceras denna period till timmar och minuter. Så denna gas är inte bara nödvändig för livet, den kan också vara ett fruktansvärt universellt gift som dödar alla levande saker. Många forskare tror att jordens atmosfär under den tidiga utvecklingsperioden inte innehöll syre, och det var denna omständighet som bidrog till uppkomsten av liv på vår planet. Enligt grova uppskattningar av experter,Jordens syre-rika atmosfär bildades för cirka 1,4 miljarder år sedan som ett resultat av den vitala aktiviteten hos primitiva organismer som kan fotosyntes. De absorberade solenergi och koldioxid och gav ut syre. Deras existens skapade förutsättningarna för uppkomsten av andra typer av levande organismer - de som konsumerar syre för andning. Levande varelser var dock tvungna att se till att neutralisera ämnets toxicitet.för att neutralisera toxiciteten hos detta ämne.för att neutralisera toxiciteten hos detta ämne.

Själva syremolekylen och produkten av dess fullständiga reduktion med väte - vatten - är inte giftiga. Emellertid fortsätter syreduktionen på ett sådant sätt att produkter som skadar celler bildas i nästan alla steg i processen: superoxidjonradikal, väteperoxid och hydroxylradikal. De kallas reaktiva syrearter. Organismer som använder syre för andning, använder enzymer och proteinkatalysatorer, förhindrar produktionen av dessa ämnen eller minskar deras skadliga effekter på celler.

Amerikanska biokemister J. McCord och I. Fridovich upptäckte 1969 att huvudrollen i detta skydd spelas av enzymet superoxid-disutas. Detta enzym omvandlar superoxidanjonradikaler till mer ofarligt väteperoxid och molekylärt syre. Väteperoxid förstörs omedelbart av andra enzymer - katalas och peroxidaser.

Upptäckten av mekanismen för neutralisering av reaktiva syrearter gav en nyckel för andra forskare att förstå problemen med radiobiologi, onkologi, immunologi och gerontologi. Den engelska forskaren D. Harman framförde den så kallade åldrandet av fria radikaler. Han föreslog att åldersrelaterade förändringar i celler beror på ansamlingen av skador orsakade av fria radikaler - fragment av molekyler som har en oparad elektron och därför har ökat den kemiska aktiviteten. Sådana fria radikaler kan bildas i celler under påverkan av strålning, vissa kemiska reaktioner och temperaturförändringar. Men den huvudsakliga källan till fria radikaler i kroppen är minskningen av syre-molekylen. Därför kan vi säga att åldrande i allmänhet är en konsekvens av den destruktiva, toxiska effekten av syre på kroppen,som gradvis ökar med åldern.

Image
Image

Åldrande biokemi

Efter att det blev klart att superoxiddismutas spelar rollen som ett "antiaging enzym" i cellen, undrade forskarna om aktiviteten hos detta enzym är den viktigaste orsaken till åldersrelaterade förändringar och skillnader i livslängd? Det förväntades att med åldern minskar enzymaktiviteten och den destruktiva effekten av syre ökar. Det visade sig emellertid att aktiviteten för superoxiddismutas i de flesta fall förändras väldigt lite med åldern.

Anhopningen av åldersrelaterade förändringar i celler beror på förhållandet mellan två processer: bildandet av fria radikaler och deras neutralisering. "Fabrikerna" av fria radikaler är små långsträckta kroppar inuti cellen - mitokondrier, dess energistationer. D. Harman kallade dessa strukturer för cellens molekylära klocka: ju snabbare produktionen av radikaler går i dem, desto snabbare händerna på klockan snurrar och desto mindre tid har cellen att leva. Hos arter med kort livslängd arbetar mitokondrier mycket aktivt, fler radikaler bildas och skador på cellstrukturer ackumuleras snabbare, vilket leder till dess för tidiga åldrande. I en husfluga producerar till exempel mitokondrier radikaler 24 gånger mer intensivt än hos en ko. Forskarna genomförde experimentet:hushållsflugor hölls i en atmosfär av rent syre (detta påskyndar åldrandet avsevärt) och observerade vad som händer med mitokondrierna. Systemet för skydd mot reaktiva syrearter fungerar ganska tillförlitligt, men enskilda radikaler, som inte hade tid att interagera med antioxidant-enzymer, glider hela tiden genom det. Anledningen till detta problem är uppenbarligen termodynamikens andra lag, som utesluter hundra procent effektivitet av energiprocesser. När de bildats i cellen skadar radikaler dess inre strukturer, liksom membranen i mitokondrierna själva, vilket ökar läckaget. Som ett resultat finns det mer och mer reaktiva syrearter, och de förstör gradvis cellen. Det vi kallar åldrande händer. Systemet för skydd mot reaktiva syrearter fungerar ganska tillförlitligt, men enskilda radikaler, som inte hade tid att interagera med antioxidant-enzymer, glider hela tiden igenom det. Anledningen till detta problem är uppenbarligen termodynamikens andra lag, som utesluter hundra procent effektivitet av energiprocesser. När de bildats i cellen skadar radikaler dess inre strukturer, liksom membranen i mitokondrierna själva, vilket ökar läckaget. Som ett resultat finns det mer och mer reaktiva syrearter, och de förstör gradvis cellen. Det vi kallar åldrande händer. Systemet för skydd mot reaktiva syrearter fungerar ganska tillförlitligt, men enskilda radikaler, som inte hade tid att interagera med antioxidant-enzymer, glider hela tiden igenom det. Anledningen till detta problem är uppenbarligen termodynamikens andra lag, som utesluter hundra procent effektivitet av energiprocesser. När de bildats i cellen skadar radikaler dess inre strukturer, liksom membranen i mitokondrierna själva, vilket ökar läckaget. Som ett resultat finns det mer och mer reaktiva syrearter, och de förstör gradvis cellen. Det vi kallar åldrande händer.termodynamikens andra lag, som utesluter hundra procent effektivitet för energiprocesser. När de bildats i cellen skadar radikaler dess inre strukturer, liksom membranen i mitokondrierna själva, vilket ökar läckaget. Som ett resultat finns det mer och mer reaktiva syrearter, och de förstör gradvis cellen. Det vi kallar åldrande händer.termodynamikens andra lag, som utesluter hundra procent effektivitet för energiprocesser. När de bildats i cellen skadar radikaler dess inre strukturer, liksom membranen i mitokondrierna själva, vilket ökar läckaget. Som ett resultat finns det mer och mer reaktiva syrearter, och de förstör gradvis cellen. Det vi kallar åldrande händer.

Hastigheten för "leverans" av radikaler i cellen ökar också i olika däggdjursorgan när organismen åldras. Mängden fria radikaler som bildas i cellen, uppenbarligen, desto större, desto högre nivå av syreförbrukning eller intensitet av metabolism. Den amerikanska gerontologen R. Cutler och hans kollegor har visat att livslängden för djur och människor bestäms av förhållandet mellan superoxiddismutasaktivitet och metabolism. Det blev klart varför i vissa arter med en hög energiutgift, inklusive människor, inte livslängden passar in i energiregeln på Rubnerytan. Den höga aktivitetsnivån för superoxiddismutas skyddar människor och djur med en intensiv ämnesomsättning från för tidigt åldrande.

Svar på frågor

Den nya åldrande teorin gjorde det möjligt att hitta en förklaring till några fakta som är välkända för gerontologer, men förblev obegripliga. Till exempel, varför lever djur som matas med en kalorifattig men balanserad kost längre än de som matas tillräckligt? Svaret var uppenbart - eftersom begränsad näring minskar metabolismens intensitet och följaktligen bromsar ansamlingen av skador i cellerna. Beroendet av åldringsgraden av omgivningstemperaturen hos djur som inte kan reglera kroppstemperaturen har också blivit tydligt. Den höga temperaturen håller deras metabolism hög. Så dröjer fruktflugan från Drosophila från larven vid en temperatur på 10 grader och utvecklas till en vuxen insekt, blir gammal och dör inom 177 dagar och vid en temperatur på 20 grader - inom 15 dagar. I en jordmask, när dess kroppstemperatur stiger från 15 till 30 grader, ökar syreförbrukningen 2,5 gånger. Samtidigt ökar aktiviteten för superoxiddismutas med 28 procent, men maskens livslängd förkortas fortfarande.

Kvinnors längre livslängd jämfört med män (i genomsnitt 10 år) var förknippad med en lägre metabolism i den vackra halvan av mänskligheten. Fenomenet med livslängd i bergsområden förklaras också väl av den lägre metaboliska hastigheten hos människor som lever i tunn luft: syreinnehållet där är mindre än i slätterna.

Det visade sig att cellerna i samma mänskliga kropp också har en annan tidsperiod: Ju mer superoxid-disutas i cellerna, desto mindre graden av cellskador av reaktiva syrearter, desto längre lever cellerna. Därför lever vissa blodceller till exempel i flera timmar, andra under flera år.

Image
Image

Det var också möjligt att förklara ett nyfiken fenomen som forskare upptäckte för länge sedan: förändringar i kroppen under naturligt åldrande liknar verkan av joniserande strålning. Anledningen blev uppenbar: när de utsätts för strålning, sönderdelas vatten med bildandet av reaktiva syresorter, som börjar skada celler.

Allt detta gjorde det möjligt att utveckla en strategi för att söka efter åldrande medel. Till exempel var det möjligt att öka livslängden för laboratoriedjur med en och en halv gång genom att införa starka antioxidanter i sin diet. Antioxidanter såsom superoxiddismutas, som är enzymer, bör vara särskilt effektiva. Införandet av superoxiddismutas i djurens kropp skyddade dem från de toxiska effekterna av syre och ökade deras livslängd. Detta ger hopp om att antioxidanter kan användas i kampen mot människors åldrande. Kanske, efter ett tag, kommer äldre människor att ta dem på samma sätt som vitaminer för att förbättra deras välbefinnande och bromsa åldringsprocessen.

Rekommenderas: