موجودات تک سلولی ساده به نام پروکاریوت ها (مانند باکتری‌ها) اولیه‌ترین شکل حیات روی زمین هستند که امروزه نیز فراوانند. مدتها بعد از آن، موجودات پیچیده تر اما همچنان تک سلولی به نام یوکاریوت ها تکامل یافتند. پس از آن، اشکال حیات چند سلولی به نام متازوئن ها به وجود آمد.
تمام سلول های حیوانی، از جمله انسان، یوکاریوتی هستند. از آنجایی که تمام حیوانات منشأ مشترکی دارند، شباهت هایی نیز با یکدیگر دارند. در نتیجه در طول تکامل به سمت موجودات پیچیده تر، بسیاری از مکانیسم های مولکولی (ژن ها، آنزیم ها و غیره) و مسیرهای بیوشیمیایی حفظ شده اند. برای مثال انسان ها در تقریباً 98.8 درصد از ژن های خود با شامپانزه ها مشترک هستند و تنها همین 1.2 درصد تفاوت ژنتیکی، برای توضیح تفاوت عجیب و زیاد بین این دو گونه کافی است.
با این حال، شاید تعجب آورتر باشد که بدانیم موجودات زنده مانند مخمر و انسان هم ژن های مشترک زیادی دارند! هنگامی که دانشمندان بیش از 400 ژن مختلف انسانی را در مخمر ساکارومایسس سرویزیه قرار دادند، دریافتند که 47 درصد آنها از نظر عملکردی جایگزین ژن های خود مخمر شده است و حداقل 20 درصد از ژن‌های انسان که در ایجاد بیماری نقش دارند، در مخمر مشابه هستند.
شباهت های بیشتری با موجودات پیچیده تر، مانند موش ها پیدا شده است؛ از بیش از 4000 ژن مورد مطالعه، کمتر از ده ژن متفاوت بین انسان و موش وجود دارد! از بین همه ژن‌های کدکننده پروتئین – به استثنای DNA به اصطلاح “ناخواسته” – ژن‌های موش و انسان 85٪ یکسان هستند.
در این میان، بسیاری از ژن‌های مرتبط با پیری در همه ی گونه‌ها حفظ شده‌اند و دانشمندان را قادر می‌سازد تا مخمرها و موش‌ها را مطالعه کنند. از آنجایی که انسان، حیوانات و حتی مخمر ها اشتراک ژنی قابل توجهی دارند، می توانند از نتایج مربوط به بررسی روند پیری در سایر موجودات برای نتیجه گیری در رابطه با انسان ها نیز بهره برند.
نظریه های پیری
سومای یک بار مصرف
تئوری سومای یکبار مصرف پیری که توسط پروفسور دانشگاه نیوکاسل، توماس کرکوود ارائه شد، معتقد است که موجودات دارای مقدار محدودی انرژی هستند که ممکن است در نگهداری و ترمیم بدن (سوما) یا در تولید مثل استفاده شود. در واقع یک معادله وجود دارد: اگر انرژی را به نگهداری و تعمیر اختصاص دهید، منابع کمتری برای تولید مثل خواهید داشت.
باید توجه داشت که تکامل انرژی بیشتری را به سمت تولید مثل هدایت می‌کند، چراکه به انتشار ژن‌های آن به نسل بعدی ارگانیسم‌ها کمک می‌کند، در نتیجه سوما بعد از تولید مثل تا حد زیادی یکبار مصرف است! چرا منابع گرانبها را به زندگی طولانی تری اختصاص دهیم که به انتقال ژن کمکی نمی کند؟ پس در برخی موارد، بهترین استراتژی ممکن، داشتن فرزندان بیشتر و سپس مرگ فرد می باشد.
ماهی قزل آلای اقیانوس آرام یکی از این نمونه هاست که یک بار در زندگی خود تولید مثل می کند و سپس می میرد. ماهی قزل آلا تمام منابع خود را برای تولیدمثل مصرف می کند و پس از آن “به سادگی متلاشی می شود”. موش ها نیز به طرز شگفت انگیزی تولید مثل می کنند و تا دو ماهگی به بلوغ جنسی می رسند. پس با توجه به شکار شدید، موش ها انرژی بیشتری را به تولید مثل اختصاص می دهند تا اینکه آنرا صرفِ مبارزه با زوال بدنشان کنند.
اما از سوی دیگر، طول عمر بیشتر امکان توسعه مکانیسم های بهتری را تعمیر فراهم کند. یک موش ۲ ساله مسن است، در حالی که یک فیل ۲ ساله تازه زندگی خود را آغاز کرده است. پس در فیل ها، انرژی بیشتری صرف رشد می شود و در مقابل فرزندان بسیار کمتری تولید می کنند. دوره بارداری یک فیل ۱۸-۲۲ ماه است و پس از آن فقط ۱ فرزند زنده تولید می شود. موش ها در یک زایمان تا ۱۴ بچه تولید می کنند و می توانند ۵ تا ۱۰ بارداری در سال داشته باشند.
در حالی که نظریه سومای یکبار مصرف یک چارچوب مفید است، مشکلاتی با آن وجود دارد. این نظریه پیش‌بینی می‌کند که محدودیت عمدی کالری، با محدود کردن منابع کلی منجر به تولید مثل کمتر یا طول عمر کوتاه‌تر می‌شود. اما حیواناتی که کالری محدودی دارند، حتی تا حد نزدیک به گرسنگی، جوان تر نمی میرند بلکه آنها بسیار طولانی تر زندگی می کنند. این تأثیر به طور مداوم در بسیاری از انواع مختلف حیوانات دیده می شود. در واقع، محروم کردن حیوانات از غذا باعث می شود که آنها منابع بیشتری را برای مبارزه با پیری اختصاص دهند.
از دیگر مشکلات ان نظریه این است که برغم اینکه ماده ها در اکثر گونه ها بیشتر از نرها عمر می کنند، اما سومای یکبار مصرف معکوس پیش‌بینی می‌کند، زیرا ماده‌ها مجبورند انرژی بسیار بیشتری را به تولید مثل اختصاص دهند و بنابراین انرژی یا منابع کمتری برای تخصیص به نگهداری خواهند داشت.
در نتیجه به نظر می رسد که با اینکه این نظریه با برخی از حقایق مطابقت دارد، اما مشکلات قطعی دارد؛ پس یا ناقص است، یا نادرست.
نظریه رادیکال آزاد
فرآیندهای بیولوژیکی رادیکال‌های آزادی را تولید می‌کنند که مولکول‌هایی هستند که می‌توانند به بافت‌های اطراف آسیب برسانند. سلول ها در تقاب، آنها را با چیزهایی مانند آنتی اکسیدان ها خنثی می کنند، اما این فرآیند ناقص است. بنابراین آسیب به مرور زمان جمع می شود و باعث اثرات پیری می شود. با این حال، نتایج تحقیقات بالینی در مقیاس بزرگ نشان می‌دهند که ویتامین‌های آنتی‌اکسیدان مانند ویتامین C یا ویتامین E ممکن است به طور متناقضی میزان مرگ و میر را افزایش دهند یا منجر به بدتر شدن سلامتی شوند. حتی برخی از عوامل شناخته شده برای بهبود سلامت یا افزایش طول عمر، مانند محدودیت کالری و ورزش، تولید رادیکال های آزاد را افزایش می دهند که به عنوان سیگنال هایی برای ارتقاء دفاع سلولی و میتوکندری های تولید کننده انرژی عمل می کنند، پس آنتی اکسیدان ها می توانند اثرات ارتقاء سلامت ورزش را از بین ببرند.
در مورد این نظریه، از آنجایی که متأسفانه تعدادی از حقایق با آن تناقض دارند، نظریه رادیکال های آزاد نیز یا ناقص است و یا نادرست.
نظریه پیری میتوکندریایی
میتوکندری ها بخش هایی از سلول ها (ارگانل ها) هستند که انرژی تولید می کنند بنابراین اغلب آنها را نیروگاه های سلول می نامند. آنها در معرض آسیب های زیادی هستند، بنابراین باید به طور دوره ای بازیافت شوند و برای حفظ حداکثر کارایی جایگزین شوند. سلول‌ها تحت اتوفاژی(خودخواری) قرار می‌گیرند، میتوکندری‌ها نیز فرآیند مشابهی برای از بین بردن اندامک‌های معیوب خود برای جایگزینی به نام میتوفاژی دارند. میتوکندری ها حاوی DNA خود هستند که در طولِ زمانِ آسیب، انباشته می شوند. این منجر به کارایی کمتر میتوکندری می شود که به نوبه خود آسیب بیشتری را در یک چرخه معیوب ایجاد می کند. پس حتی با انرژی کافی نیز سلول ها ممکن است بمیرند، که این تجلی پیری است.
مشکلِ آتروفی عضلانی با سطح بالای آسیب میتوکندری مرتبط است، اما در مقایسه تولید انرژی در میتوکندری در افراد جوان و مسن، تفاوت کمی یافت شد. در موش‌ها، نرخ‌های بسیار بالای جهش در DNA میتوکندریایی نیز منجر به تسریع پیری نمی‌شود.
نتیجه اینکه اگرچه این نظریه جالب است اما تحقیقات بسیار مقدماتی است و به راحتی می توان استدلال هایی را له یا علیه آن داشت.
هورمسیس
در سال ۱۲۰ قبل از میلاد، میتریدات ششم وارث پونتوس، منطقه ای در آسیای صغیر، ترکیه امروزی بود. مادر او در یک ضیافت، پدرش را مسموم کرد تا به تخت سلطنت برسد. میتریداتس فرار کرد و هفت سال را در بیابان گذراند. او که در مورد مسموم شدن مضطرب بود، به طور مرتب دوزهای کمی از سم مصرف می کرد تا خود را مصون سازد. او به عنوان یک مرد بازگشت تا مادرش را سرنگون کند و تاج و تخت خود را به دست آورد. او پس از سرنگونی مادرش پادشاهی قدرتمند شد. در طول سلطنت خود، با امپراتوری روم مخالفت کرد، اما نتوانست آنها را مهار کند. میتریداتس قبل از دستگیری تصمیم گرفت با نوشیدن سم خودکشی کند. با وجود دوزهای زیاد، او موفق به مرگ نشد و علت دقیق مرگ او تا به امروز مشخص نیست. «چیزی که تو را نکشد، ممکن است قوی ترت کند».
هورمسیس پدیده ای است که در آن دوزهای پایین عوامل استرس زا که معمولاً سمی هستند در عوض ارگانیسم را تقویت می کنند و آن را در برابر دوزهای بالاتر سموم یا عوامل استرس زا مقاوم می کنند. هورمسیس به خودی خود یک نظریه پیری نیست، اما پیامدهای بزرگی برای سایر نظریه ها دارد. اصل اساسی سم شناسی این است که “دوز سم را می سازد”، پس دوزهای پایین “سم” ممکن است شما را سالم تر کند.
ورزش و محدودیت کالری نمونه هایی از هورمسیس هستند. چراکه ورزش به عضلات فشار وارد می کند و باعث می شود بدن با افزایش قدرت واکنش نشان دهد. در ورزش با تحمیل وزن بیشتر، به استخوان ها فشار وارد می شود که عکس العمل بدن باعث افزایش استحکام آن استخوان ها می شود. بالعکس، در رختخواب بودن یا قرار گرفتن در گرانش صفر، مانند فضانوردان، باعث ضعیف شدن سریع استخوان ها می شود.
محدودیت کالری را هم می توان یک عامل استرس زا در نظر گرفت که باعث افزایش کورتیزول(هورمون استرس) می شود. این هورمون باعث کاهش التهاب و افزایش تولید پروتئین های شوک حرارتی می شود. پس با توجه به هورمسیس، سطوح پایین استرس باعث افزایش مقاومت در برابر عوامل استرس زای بعدی می شود.
هورمسیس پدیده نادری نیست. به عنوان مثال، الکل نیز از طریق هورمسیس عمل می کند: در مواردی مصرف محدود الکل ممکن است طبق هورمسیس منجر به سلامتی شود. اما به خوبی می دانیم که افرادی که الکل زیاد می‌نوشند، سلامتی بدتری دارند و اغلب به بیماری های کبدی مبتلا می‌شوند.
مثال های عینی برای این پدیده زیاد است؛ به عنوان مثال ورزش را در نظر بگیرید: وزنه برداری باعث پارگی های میکروسکوپی در عضلات ما می شود که مسلما اتفاق بسیار بدی است اما در روند ترمیم، عضلات ما قوی تر می شوند!
جاذبه به استخوان های ما فشار وارد می کند و در ورزش های تحمل وزن مانند دویدن باعث شکستگی های کوچک استخوان های ما می شود اما در روند ترمیم، استخوان های ما قوی تر می شوند. وضعیت برعکس در گرانش صفر فضای بیرونی وجود دارد. بدون استرس گرانش، استخوان های ما دچار پوکی استخوان شده و ضعیف می شوند.
حال چرا پدیده هورمسیس برای پیری مهم است؟
تئوری های دیگر پیری فرض می کنند که همه آسیب ها بد هستند و در طول زمان انباشته می شوند. اما پدیده هورمسیس نشان می‌دهد که بدن دارای قابلیت‌های قوی ترمیم آسیب است که در صورت فعال شدن می‌تواند مفید باشد. پس در واقع همه آسیب ها بد نیستند بلکه دوزهای کوچک آسیب در واقع خوب هستند. آنچه ما توصیف می کنیم چرخه ای از تجدید هورمسیس است که اجازه می دهد تا بافت هایی مانند ماهیچه ها یا استخوان ها تجزیه شوند و سپس برای مقاومت بهتر در برابر استرس وارد شده بر آنها بازسازی شوند.
رشد در مقابل طول عمر
هورمسیس، مانند نظریه سومای یکبار مصرف، نشان می دهد که یک مبادله اساسی بین رشد و طول عمر وجود دارد. هرچه یک موجود زنده بیشتر و سریعتر رشد کند، سریعتر پیر می شود. ممکن است پلیوتروپی آنتاگونیستی در این روند نقش داشته باشد، زیرا برخی از ژن هایی که در اوایل زندگی مفید هستند ممکن است بعداً مضر باشند. هنگامی که طول عمر را در یک گونه مشابه، مانند موش و سگ مقایسه می کنید، حیوانات کوچکتر (رشد کمتر) زندگی طولانی تری دارند. طور متوسط زنان نسبت به مردان عمر طولانی تری دارند. در میان مردان نیز، مردان کوتاه قامت عمر طولانی تری دارند. به شخصی فکر کنید که ۱۰۰ سال دارد. آیا مردی ۲ متری با ۱۱۳ کیلوگرم عضله را تصور می کنید یا یک زن کوچک را؟ چاقی که ناشی از رشد بیش از حد سلول های چربی ست، به وضوح با سلامت ضعیف تر مرتبط است.
با این حال، در مقایسه با گونه های مختلف، حیوانات بزرگتر عمر طولانی تری دارند. برای مثال، فیل ها بیشتر از موش ها عمر می کنند. اما این را می‌توان با رشد آهسته‌تر حیوانات بزرگتر توضیح داد کمبود نسبی شکارچیان برای حیوانات بزرگتر به این معنی است که تکامل؛ رشد آهسته‌تر و پیری آهسته‌تر را ترجیح داده است. حیوانات کوچک، به عنوان مثال خفاش ها، که شکارچی های کمتری نسبت به سایر حیوانات هم اندازه دارند، نیز عمر طولانی تری دارند.
پیری عمداً برنامه ریزی نشده است، اما همان مکانیسم های فیزیولوژیکی که باعث رشد می شود، پیری را نیز تحریک می کند. پیری صرفاً ادامه همان برنامه رشد است و توسط همان عوامل رشد و مواد مغذی هدایت می شود. برای ملموس بودن این سخن، اگر دور موتور ماشین را خیلی سریع بچرخانید، می توانید به سرعت های بالایی برسید، اما ادامه دادن به دور موتور باعث فرسودگی موتور نیز می شود. این همان برنامه ضروری است، اما با مقیاس های زمانی متفاوت، یعنی عملکرد کوتاه مدت در مقابل طول عمر طولانی مدت. همه تئوری های پیری به این مبادله اساسی اشاره می کنند. مثلاً در دوران جوانی، ما نیاز به رشد داریم. با این حال، در دوران میانسالی و بالاتر، این برنامه رشد بالا ممکن است باعث پیری زودرس شود و کاهش رشد مفیدتر است. از آنجایی که غذاهایی که می خوریم نقش زیادی در این برنامه ریزی دارند، می توانیم تنظیمات عمدی را در رژیم غذایی خود برای حفظ طول عمر و همچنین “مدت سلامت” خود انجام دهیم.
انتشار این مطلب توسط کوچ کتونیا تایید شده است.
منبع:https://blog.thefastingmethod.com/theories-of-aging
