תוֹכֶן
- תיאוריה גנטית של הזדקנות
- תיאוריות ההזדקנות
- גנים ופונקציות גופניות
- כיצד משפיעים הגנים על תוחלת החיים
- מושגי מפתח בתיאוריה הגנטית של הזדקנות
- שלוש תיאוריות גנטיות ראשוניות של הזדקנות
- ראיות מאחורי התיאוריה
- עדויות כנגד תיאוריות גנטיות של הזדקנות
- בשורה התחתונה
- מה אתה יכול לעשות כדי להפחית את ההזדקנות "הגנטית" של התאים שלך?
תיאוריה גנטית של הזדקנות
התיאוריה הגנטית של הזדקנות קובעת שאורך החיים נקבע במידה רבה על ידי הגנים שאנו יורשים. על פי התיאוריה, אורך החיים שלנו נקבע בעיקר ברגע ההתעברות והוא תלוי במידה רבה בהורינו ובגנים שלהם.
הבסיס העומד מאחורי תיאוריה זו הוא שקטעי ה- DNA המתרחשים בקצה הכרומוזומים, המכונים טלומרים, קובעים את תוחלת החיים המקסימלית של התא. הטלומרים הם חלקי DNA "זבל" בקצה הכרומוזומים שמתקצרים בכל פעם שתא מתחלק. הטלומרים הללו נעשים קצרים יותר ויותר ובסופו של דבר התאים אינם יכולים להתחלק מבלי לאבד חלקי DNA חשובים.
לפני שנעמיק בעיקרי האופן שבו גנטיקה משפיעה על ההזדקנות, והטיעונים בעד ונגד תיאוריה זו, כדאי לדון בקצרה בקטגוריות העיקריות של תיאוריות ההזדקנות ובכמה מהתיאוריות הספציפיות בקטגוריות אלה. בזמן הנוכחי, אין תיאוריה אחת ואפילו לא קטגוריה אחת של תיאוריות שיכולות להסביר את כל מה שאנו צופים בתהליך ההזדקנות.
האם ההורמונים שלך מזדקנים אותך?תיאוריות ההזדקנות
ישנן שתי קטגוריות עיקריות של תיאוריות הזדקנות אשר נבדלות מהותית במה שניתן לכנות "המטרה" של ההזדקנות. בקטגוריה הראשונה ההזדקנות היא בעצם תאונה; הצטברות של נזק ובלאי בגוף המוביל בסופו של דבר למוות. לעומת זאת, תיאוריות ההזדקנות המתוכנתות רואות את ההזדקנות כתהליך מכוון, הנשלט באופן שניתן לדמות לשלבי חיים אחרים כמו גיל ההתבגרות.
תיאוריות שגיאות כוללות מספר תיאוריות נפרדות כולל:
- תורת הבלאי של ההזדקנות
- תורת קצב ההזדקנות
- תורת הזדקנות בין חלבונים
- תורת הזדקנות רדיקלים חופשיים
- תאוריית המוטציה הסומטית של ההזדקנות
תיאוריות ההזדקנות המתוכנתות מחולקות גם לקטגוריות שונות על בסיס השיטה בה מתוכנתים גופנו להזדקן ולמות.
- אורך חיים מתוכנת - אורך חיים מתוכנת טוען כי החיים נקבעים על ידי הפעלה וכיבוי רצופים של גנים.
- תורת ההזדקנות האנדוקרינית
- תורת הזדקנות אימונולוגית
קיימת חפיפה משמעותית בין תיאוריות אלה ואף קטגוריות של תיאוריות הזדקנות.
גנים ופונקציות גופניות
לפני שנדון במושגי המפתח הקשורים להזדקנות ולגנטיקה, נסקור מהו ה- DNA שלנו וכמה מהדרכים הבסיסיות בהן גנים משפיעים על אורך חיינו.
הגנים שלנו כלולים ב- DNA שלנו שנמצא בגרעין (האזור הפנימי) של כל תא בגופנו. (קיים גם DNA מיטוכונדריאלי באברונים הנקראים מיטוכונדריה, שנמצא בציטופלזמה של התא.) לכל אחד מהם 46 כרומוזומים המרכיבים את ה- DNA שלנו, 23 מהם מגיעים מאמהותינו ו- 23 שמגיעים מאבותינו. מתוכם 44 הם אוטוזומים, ושניים הם כרומוזומי המין הקובעים אם אנו זכרים או נקבים. (לעומת זאת, DNA מיטוכונדריאלי נושא הרבה פחות מידע גנטי והוא מתקבל רק מאמהותינו).
בתוך הכרומוזומים הללו טמונים הגנים שלנו, התוכנית הגנטית שלנו האחראית על נשיאת המידע לכל תהליך שיתרחש בתאים שלנו. ניתן לראות את הגנים שלנו כסדרת אותיות המרכיבות מילים ומשפטים של הוראות. מילים ומשפטים אלה מקודדים לייצור חלבונים השולטים בכל תהליך תא.
אם אחד מהגנים הללו נפגע, למשל, על ידי מוטציה שמשנה את סדרת "האותיות והמילים" בהוראות, עשוי להיות מיוצר חלבון לא תקין, אשר בתורו ממלא פונקציה לקויה. אם מתרחשת מוטציה בחלבונים המווסתים את צמיחת התא, עלול להיווצר סרטן. אם גנים אלה עוברים מוטציה מלידה, עלולים להופיע תסמונות תורשתיות שונות. לדוגמא, סיסטיק פיברוזיס הוא מצב בו הילד יורש שני גנים מוטציה השולטים בחלבון המווסת את התעלות האחראיות לתנועת הכלוריד על פני התאים בבלוטות הזיעה. , בלוטות עיכול, ועוד. התוצאה של מוטציה יחידה זו גורמת לעיבוי של ריר המיוצר על ידי בלוטות אלה, ולבעיות הנובעות מכך שקשורות למצב זה.
מוטציות גנים וסרטןכיצד משפיעים הגנים על תוחלת החיים
לא נדרש מחקר משוכלל כדי לקבוע שהגנים שלנו ממלאים לפחות תפקיד כלשהו באורך החיים. אנשים שהוריהם ואבותיהם חיו זמן רב יותר, נוטים לחיות זמן רב יותר ולהיפך. יחד עם זאת, אנו יודעים כי גנטיקה בלבד איננה הגורם היחיד להזדקנות. מחקרים שבדקו תאומים זהים מגלים שברור שקורה משהו אחר; תאומים זהים שיש להם גנים זהים לא תמיד חיים מספר זהה של שנים.
חלק מהגנים מועילים ומשפרים את אריכות החיים. לדוגמא, הגן המסייע לאדם במטבוליזם של כולסטרול יפחית את הסיכון של האדם למחלות לב.
כמה מוטציות גנטיות עוברות בתורשה ועשויות לקצר את תוחלת החיים. עם זאת, מוטציות יכולות לקרות גם לאחר הלידה, מכיוון שחשיפה לרעלים, רדיקלים חופשיים וקרינה עלולה לגרום לשינויים בגן. (מוטציות גנים שנרכשו לאחר הלידה מכונות מוטציות גנטיות נרכשות או סומטיות.) רוב המוטציות אינן רעות עבורך, וחלקם אפילו יכולים להועיל. הסיבה לכך היא כי מוטציות גנטיות יוצרות מגוון גנטי, השומר על בריאות האוכלוסיות. מוטציות אחרות, הנקראות מוטציות שקטות, אינן משפיעות כלל על הגוף.
חלק מהגנים, כאשר מוטציה הם מזיקים, כמו אלה המגבירים את הסיכון לסרטן. אנשים רבים מכירים את המוטציות BRCA1 ו- BRCA2 אשר נוטות לסרטן השד. גנים אלה מכונים גנים מדכאי גידולים שמקודדים חלבונים השולטים בתיקון דנ"א פגום (או חיסול התא עם דנ"א פגום אם לא ניתן לתקן).
מחלות ומצבים שונים הקשורים למוטציות גנטיות תורשתיות יכולים להשפיע ישירות על תוחלת החיים. אלה כוללים סיסטיק פיברוזיס, אנמיה חרמשית, מחלת טיי-זאקס ומחלת הנטינגטון, עד כמה שם.
מושגי מפתח בתיאוריה הגנטית של הזדקנות
מושגי המפתח בגנטיקה והזדקנות כוללים כמה מושגים ורעיונות חשובים החל מקיצור טלומרים ועד תיאוריות אודות תפקידם של תאי גזע בהזדקנות.
טלומרים
בקצה כל אחד מהכרומוזומים שלנו טמונה פיסת DNA "זבל" הנקראת טלומרים. הטלומרים אינם מקודדים חלבונים כלשהם, אך נראה שהם בעלי תפקיד מגן, המונעים מקצוות ה- DNA להידבק לחלקי DNA אחרים או ליצור מעגל. בכל פעם שתא מתחלק קצת יותר מטלומרים נגזל. בסופו של דבר. לא נותר דבר מ- DNA הזבל הזה, וגזירה נוספת עלולה לפגוע בכרומוזומים ובגנים כך שהתא מת.
באופן כללי, התא הממוצע מסוגל להתחלק 50 פעמים לפני השימוש בטלומר (מגבלת הייפליק). תאי סרטן הבינו דרך לא להסיר, ולעתים אף להוסיף, קטע מהטלומר. בנוסף, תאים מסוימים כמו כדוריות דם לבנות אינם עוברים תהליך זה של קיצור הטלומרים. נראה שלמרות שלגנים בכל התאים שלנו יש את מילת הקוד של האנזים טלומראז שמעכב קיצור טלומרים ואולי אף גורם להתארכות, הגן "מופעל" או "מבוטא" רק כפי שאומרים גנטיקאים, בתאים כמו לבן. תאי דם ותאי סרטן. מדענים תאמרו שאם אי אפשר היה להפעיל טלומראז זה איכשהו בתאים אחרים (אך לא כל כך שהצמיחה שלהם תשתמץ כמו בתאים סרטניים) ניתן יהיה להרחיב את מגבלת הגיל שלנו.
מחקרים מצאו כי כמה מצבים כרוניים כמו לחץ דם גבוה קשורים בפחות פעילות טלומראז ואילו תזונה בריאה ופעילות גופנית קשורים לטלומרים ארוכים יותר. עודף משקל קשור גם לטלומרים קצרים יותר.
גנים לאריכות ימים
גנים לאריכות ימים הם גנים ספציפיים הקשורים לחיים ארוכים יותר. שני גנים הקשורים ישירות לאריכות ימים הם SIRT1 (sirtuin 1) ו- SIRT2. מדענים שבדקו קבוצה של מעל 800 אנשים בני 100 ומעלה, מצאו שלושה הבדלים משמעותיים בגנים הקשורים להזדקנות.
הזדקנות תאים
הזדקנות תאים מתייחסת לתהליך שבו התאים מתפוררים לאורך זמן. זה יכול להיות קשור לקיצור הטלומרים או לתהליך של אפופטוזיס (או התאבדות תאים) שבו מסירים תאים ישנים או פגומים.
תאי גזע
תאי גזע פלוריפוטנטיים הם תאים לא בשלים בעלי פוטנציאל להפוך לכל סוג של תא בגוף. התיאוריה היא כי הזדקנות עשויה להיות קשורה לדלדול של תאי גזע או לאובדן היכולת של תאי גזע להתמיין או להתבגר לסוגים שונים של תאים. חשוב לציין כי תיאוריה זו מתייחסת לתאי גזע בוגרים, ולא תאי גזע עובריים. שלא כמו תאי גזע עובריים, תאי גזע בוגרים אינם יכולים להבשיל לכל סוג של תאים אלא למספר מסוים של סוגי תאים. מרבית התאים בגופנו מובחנים, או בשלים לחלוטין, ותאי גזע הם רק חלק קטן מהתאים הנמצאים בגוף.
דוגמא לסוג רקמות בו התחדשות אפשרית בשיטה זו הוא הכבד. זאת בניגוד לרקמת המוח אשר בדרך כלל חסרת פוטנציאל התחדשות זה. כיום יש עדויות לכך שתאי גזע עצמם עשויים להיות מושפעים בתהליך ההזדקנות, אך תיאוריות אלו דומות לנושא העוף והביצה. לא בטוח שההזדקנות מתרחשת עקב שינויים בתאי גזע, או אם במקום זאת, שינויים בתאי גזע נובעים מתהליך ההזדקנות.
אפיגנטיקה
אפיגנטיקה מתייחסת לביטוי של גנים. במילים אחרות, גן עשוי להיות קיים אך ניתן להפעיל או לכבות אותו. אנו יודעים כי ישנם גנים בגוף המופעלים לפרק זמן מסוים בלבד. תחום האפיגנטיקה עוזר גם למדענים להבין כיצד גורמים סביבתיים עשויים לעבוד במסגרת מגבלות הגנטיקה כדי להגן או לנטייה למחלות.
מהיכן מגיעים תאי גזע?שלוש תיאוריות גנטיות ראשוניות של הזדקנות
כפי שצוין לעיל, קיימת כמות משמעותית של ראיות הבוחנות את חשיבות הגנים בהישרדות צפויה. כאשר מסתכלים על תיאוריות גנטיות, אלה מחולקים לשלוש אסכולות יסוד.
- התיאוריה הראשונה טוענת כי הזדקנות קשורה למוטציות שקשורות להישרדות ארוכת טווח וכי ההזדקנות קשורה להצטברות של מוטציות גנטיות שאינן מתקנות.
- תיאוריה אחרת היא שהזדקנות קשורה להשפעות המאוחרות של גנים מסוימים, ומכונה אנטגוניזם פלייוטרופי.
- תיאוריה נוספת, המוצעת על סמך הישרדות באופוסומים, היא כי סביבה המהווה מעט סכנות המפריעות לתוחלת החיים תביא לעלייה בחברים שיש להם מוטציות המאטות את תהליך ההזדקנות.
ראיות מאחורי התיאוריה
ישנן מספר דרכי ראיה התומכות בתיאוריה גנטית של הזדקנות, לפחות באופן חלקי.
אולי העדויות החזקות ביותר התומכות בתיאוריה הגנטית הן ההבדלים הניכרים ספציפיים למין בהישרדות מקסימאלית, כאשר מינים מסוימים (כגון פרפרים) הם בעלי אורך חיים קצר מאוד, ואחרים, כמו פילים ולווייתנים, דומים לשלנו. בתוך מינים בודדים ההישרדות דומה, אך ההישרדות יכולה להיות שונה מאוד בין שני מינים שאחרת דומים בגודלם.
מחקרי תאומים תומכים גם במרכיב גנטי, שכן תאומים זהים (תאומים מונוזיגוטיים) דומים הרבה יותר מבחינת תוחלת החיים מאשר תאומים לא זהים או דיזיגוטיים. הערכת תאומים זהים שגדלו יחד ומנוגדת לזה לתאומים זהים אשר מגודלים זה מזה יכולים לעזור להפריד בין גורמי התנהגות כגון תזונה והרגלי אורח חיים אחרים כגורם למגמות משפחתיות באורך החיים.
עדויות נוספות בקנה מידה רחב נמצאו על ידי בחינת ההשפעה של מוטציות גנטיות בבעלי חיים אחרים. בחלק מהתולעים וגם בחלק מהעכברים, מוטציה גנטית אחת עשויה להאריך את ההישרדות ביותר מ- 50 אחוז.
בנוסף, אנו מוצאים עדויות לחלק מהמנגנונים הספציפיים המעורבים בתיאוריה הגנטית. מדידות ישירות של אורך הטלומרים הראו כי הטלומרים פגיעים לגורמים גנטיים שיכולים להאיץ את קצב ההזדקנות.
עדויות כנגד תיאוריות גנטיות של הזדקנות
אחד הטיעונים החזקים יותר נגד תיאוריה גנטית של הזדקנות או "אורך חיים מתוכנת" מגיע מנקודת מבט אבולוציונית. מדוע תהיה תוחלת חיים מוגדרת מעבר לרבייה? במילים אחרות, איזו "מטרה" יש לחיים לאחר שאדם התרבה וחי מספיק זמן כדי להעלות את צאצאיו לבגרות?
ברור גם ממה שאנו יודעים על אורח חיים ומחלות שיש גורמים רבים אחרים להזדקנות. לתאומים זהים תוחלת חיים שונה מאוד בהתאם לחשיפתם, גורמי סגנון החיים שלהם (כגון עישון) ודפוסי הפעילות הגופנית.
בשורה התחתונה
ההערכה היא כי גנים יכולים להסביר מקסימום 35 אחוזים מאורך החיים, אך עדיין יש יותר שאיננו מבינים לגבי הזדקנות ממה שאנו מבינים. באופן כללי, סביר להניח כי הזדקנות היא תהליך רב-גורמי, כלומר ככל הנראה שילוב של כמה מהתיאוריות. חשוב גם לציין כי התיאוריות הנדונות כאן אינן בלעדיות זו לזו. הרעיון של אפיגנטיקה, או אם גן "קיים לידי ביטוי" אם לאו, יכול עוד לבוש את הבנתנו.
בנוסף לגנטיקה, ישנם גורמים אחרים של הזדקנות כמו התנהגויות שלנו, חשיפות ופשוט מזל. אינך נידון אם בני משפחתך נוטים למות צעירים, ואתה לא יכול להתעלם מבריאותך גם אם בני משפחתך נוטים לחיות זמן רב.
מה אתה יכול לעשות כדי להפחית את ההזדקנות "הגנטית" של התאים שלך?
מלמדים אותנו לאכול תזונה בריאה ולהיות פעילים וגורמי אורח חיים אלה ככל הנראה חשובים לא משנה כמה הגנטיקה שלנו מעורבת בהזדקנות. אותן שיטות שנראות כי הן שומרות על בריאות האיברים והרקמות של גופנו עשויות גם לשמור על בריאות הגנים והכרומוזומים שלנו.
ללא קשר לסיבות המיוחדות להזדקנות, זה יכול להשפיע על:
- פעילות גופנית - מחקרים מצאו שפעילות גופנית לא רק עוזרת לתפקוד הלב והריאות שלך, אלא שהפעילות הגופנית מאריכה את הטלומרים.
- לאכול תזונה בריאה - תזונה עשירה בפירות וירקות קשורה לפעילות טלומראז גדולה יותר (למעשה, פחות קיצור הטלומרים בתאים שלך). תזונה עשירה בחומצות שומן אומגה 3 קשורה לטלומרים ארוכים יותר אך תזונה עשירה בחומצות שומן אומגה 6 היא הפוכה וקשורה לטלומרים קצרים יותר. בנוסף, צריכת סודה פופ קשורה לטלומרים קצרים יותר. רזרבטרול, המרכיב שאחראי להתרגשות על שתיית יין אדום (אך נמצא גם במיץ ענבים אדום לא אלכוהולי) נראה כמפעיל את חלבון אריכות החיים SIRT
- הפחת את הלחץ
- הימנע מסרטנים
- שמרו על משקל תקין - לא זו בלבד שההשמנה קשורה לחלק מהמנגנונים הגנטיים הקשורים להזדקנות שצוינו לעיל (כמו למשל קיצור מוגבר של הטלומרים), אלא שמחקרים חוזרים ונשנים מצאו יתרונות אריכות ימים הקשורים להגבלה קלורית. העיקרון הראשון בסרטן אורח החיים למניעה שהוצג על ידי המכון האמריקני לחקר סרטן היה רזה ככל האפשר מבלי להיות בתת משקל - עשוי לשחק תפקיד באורך החיים וכן במניעת סרטן ובמניעת הישנות סרטן.