Unapokaa hapa ukisoma nakala hii, seli zako zinafanya kazi mbali na mwili wako zikifanya athari tofauti za kibayolojia muhimu ili kukufanya uendelee. Wanaposongamana, wanaongeza mabadiliko, sumu ya mazingira ya hali ya hewa, na kujaribu wawezavyo kufyonza virutubishi kutoka kwa lishe isiyo kamili.

Kwa muda, seli zetu huanza kudhoofika. Wanajeshi wetu wa kibaolojia, wafanyakazi na walinzi waliokuwa tayari sasa si kama walivyokuwa. Tunazeeka ... kila wakati. Ukweli huu unaokubalika ulimwenguni kote sasa unachukuliwa kuwa kizuizi cha muda na baadhi ya watafiti wenye matumaini kutokana na uvumbuzi wa hivi majuzi ambao una uwanja wa maisha marefu unaozungumzwa na kutoweza kufa.

Kwa nini mabadiliko ya ghafla, unaweza kuuliza? Naam, kwa kweli, utafutaji wa kutoweza kufa si mtindo mpya. Jitihada za chemchemi ya ujana na viboreshaji vya uzima wa milele zimekuwepo tangu mwanzo wa ubinadamu wenyewe. Hata hivyo, majaribio ya hivi majuzi katika nyanja ya maisha marefu yameleta uchunguzi mpya wa kuvutia ambao unatuacha tukijiuliza ikiwa kweli kuzeeka ni jambo lisiloepukika, au ikiwa ni ugonjwa mwingine tu wenye tiba unaongoja ugunduzi wetu.

Katika sehemu zilizo hapa chini, nitajadili majaribio matatu muhimu kutoka kwa miongo miwili iliyopita ambayo yameendeleza sana uwanja wa maisha marefu na afya-span utafiti. Masomo haya yanaweka wazi kwamba ikiwa njia kama hiyo ya kutokufa ipo, haiko katika chemchemi fulani iliyofichwa au dawa ya kichawi, bali katika kuelewa ulimwengu uliofichwa ndani ya seli na tishu zetu wenyewe.

Utafiti wa Parabiosis

Alama ya ujana ni uwezo wa mwili seli za kizazi kubadilisha seli za zamani au zilizoharibiwa na mpya. Tunapozeeka, uwezo huu hufifia na hatuwezi tena kujaza tishu zetu na seli mpya kwa ufanisi sawa. Hii husababisha matatizo kama vile kudhoofika kwa misuli na kupungua kwa utendaji wa chombo. Mnamo 2005, mtafiti wa Stanford Dk. Thomas Rando na wenzake walichapisha karatasi iliyochunguza athari za umri kwenye uwezo wa seli za satelaiti, aina ya misuli. seli ya kizazi, kuenea na kuzaliwa upya. (Conboy et al., 2005). Uchunguzi wa awali uliofanywa na maabara hii ulionyesha kuwa kupungua kwa uwezo wa seli za setilaiti kuzalisha seli mpya (aka, "uwezo wa kuzaliwa upya") hakukutokana na mabadiliko ya ndani ya seli, bali ni ukosefu wa viashiria vya nje vya kuwezesha kuzaliwa upya kutoka kwa mazingira. (Conboy et al., 2003). Kwa maneno mengine, hakukuwa na kitu kibaya na seli yenyewe, lakini badala yake mazingira yake, ambayo yalisababisha kuacha kuzaliwa upya.

Mfumo wa mzunguko wa damu ni mfumo wa utoaji wa virutubisho ambao husaidia kuunda mazingira ya seli. Inafanya hivyo kwa kusambaza seli na nyenzo inayohitaji kufanya kazi. Mnamo 2005, maabara ya Rando iliuliza ikiwa kuchukua nafasi ya mfumo wa mzunguko wa kiumbe aliyezeeka na ule wa mnyama mdogo kunaweza kurejesha uanzishaji na. kuenea ya seli za satelaiti zilizozeeka. Ili kuchunguza swali hili, watafiti wa maabara ya Rando waliunganisha kwa upasuaji mifumo ya mzunguko wa damu ya panya mchanga na mzee katika utaratibu unaoitwa parabiosis. Baada ya kusawazisha mifumo ya mzunguko wa damu ya panya, seli za setilaiti kutoka kwa panya waliozeeka ziliweza kutoa seli mpya zinazoonyesha uwezo wa kuzaliwa upya sawa na ule wa seli za setilaiti katika panya wachanga. Utafiti wa ziada pia uliandika athari za parabiosis kwenye ugani wa maisha. Katika utafiti huu, panya waliunganishwa na parabiosis kwa miezi mitatu tu kabla ya kutengwa. Kukabiliwa na mfumo wa mzunguko wa damu wa ujana kuliongeza maisha marefu ya panya kutoka wiki 125 hadi 130, kwa ujumla ongezeko la 5% la muda wa kuishi (Zhang et al., 2021).

Kuhuisha Majimaji ya Uti wa Mgongo

Ingawa masomo ya parabiosis yalikuwa hatua ya kusisimua mbele, athari zao zilipunguzwa kwa tishu zilizopatikana zaidi kwa mfumo wa mzunguko. The mfumo mkuu wa neva (CNS), kwa upande mwingine, haipatikani kwa urahisi. CNS inalindwa na kizuizi cha damu-ubongo, mfumo wa seli za epithelial zilizounganishwa kwa uthabiti ambazo hulinda mfumo wetu wa neva dhidi ya bakteria hatari na virusi zinazozunguka katika damu yetu. Kama seli katika umri wetu wa mfumo mkuu wa neva, tunakuwa katika hatari zaidi ya kupata magonjwa ya mfumo wa neva kama vile Alzheimers na Ugonjwa wa Parkinson. Kwa hivyo, kutafuta njia ya kurejesha seli za mfumo mkuu wa neva pia ni muhimu sana kwa muda wa afya na maisha marefu.

Ili kushughulikia wasiwasi huu, watafiti wa Stanford Dk. Tal Iram na Dk. Tony Wyss-Coray walichunguza kama kujaza mazingira ya seli kunaweza kuwa na athari sawa za kupambana na kuzeeka katika mfumo mkuu wa neva kama inavyoonekana katika tishu nyingine. Badala ya kuunganisha mifumo ya mzunguko wa damu ya panya wakubwa na wachanga (iliyoruhusu kubadilishana damu na plasma), walitia mishipani CSF—utaratibu ambao ulibadilisha maji ya uti wa mgongo (CSF) ya panya wa zamani na ile ya panya wachanga.

Katika utafiti wao, Dk. Wyss-Coray na Dk Iram walionyesha kuwa kuingiza CSF changa (kutoka kwa panya na wanadamu) kwenye mfumo wa ventrikali ya panya wa zamani kuliboresha kazi muhimu katika seli za CNS za wanyama wazee. Hasa, utiaji mishipani wa CSF uliongeza kuenea na upambanuzi idadi ya seli za asili za oligodendrocyte (OPC). OPC ni seli zinazozalisha Oligodendrocyte zilizokomaa, aina ya seli ya glial katika ubongo inayohusika na kufunga nyuroni zetu katika dutu ya mafuta inayoitwa myelin ambayo husaidia kwa mawasiliano ya niuroni.

Tunapozeeka, kiasi cha suala nyeupe (tishu katika ubongo wetu inayojumuisha niuroni myelinated) hupungua, na kuathiri vibaya utendakazi wa utambuzi. Kwa hivyo, kidokezo kimoja cha matokeo ya Dk. Wyss-Coray na Dk. Iram ni kwamba urejeshaji wa OPCs unaweza kukabiliana na upotezaji wa vitu vyeupe na kuzuia kupungua kwa utambuzi tunapozeeka. Inafurahisha, utafiti mwingine kutoka kwa maabara ya Wyss-Coray mnamo 2014 ulionyesha athari chanya kwenye kazi ya utambuzi na synaptic plastiki katika panya wakubwa baada ya kufanyiwa upasuaji wa parabiosis (Villeda et al., 2014).

Masomo haya ya parabiosis na utiaji-damu mishipani ya CSF yalikuwa ya msingi katika kubainisha umuhimu wa mazingira ya seli kwa utendaji wake wa kazi na kuzeeka kwa kibayolojia, lakini hayakujibu swali muhimu lifuatalo: Ikiwa tunajua kuna kitu kibaya na mazingira, ni nini kibaya nacho hasa? Kujibu swali hili kutatuwezesha kutengeneza matibabu ya kubadilisha mazingira ya seli zetu kuziruhusu kurudi kwenye ujana wao zaidi.

Saa ya Horvath

Uchunguzi wa Wyss-Coray na Rando ulituonyesha kinachoendelea nje ya seli zetu ni muhimu—lakini vipi kuhusu kinachoendelea ndani? Ikiwa tungepiga mbizi ndani ya chembe zetu kupita utando wa plasma, kupita cytosol, na kuingia kwenye kiini—kituo cha amri cha seli—tungepata DNA yetu. DNA inaweza kuzingatiwa kama mkusanyiko wa maagizo ambayo seli zetu hutumia kufanya kazi. Zaidi ya hayo, DNA yetu ina kile kinachoitwa epigenome, muundo wa alama ambazo hukaa juu ya chembe zetu za urithi na kudhibiti mahali na wakati zitakapoonyeshwa kwenye seli. Tunapozeeka, mifumo ya epijenetiki kama vile DNA methylation kuathiri gene kujieleza. Katika baadhi ya matukio, kukusanya au kupoteza mifumo fulani ya methylation ya DNA inaweza kusababisha jeni zinazohusiana na maisha marefu kukandamizwa (Salas-Pérez et al., 2019). Hili hudhoofisha utendakazi wa seli na hatimaye hutufanya tuonekane, kuhisi, na kutenda wakubwa. Mnamo mwaka wa 2011, Dk. Steve Horvath, mtafiti wa genetics ya binadamu na biostatistics katika UCLA, alibainisha uwiano kati ya mifumo ya methylation ya DNA na kuzeeka, na kuunda alama mpya ya biochemical kwa afya ya seli ambayo watafiti sasa wanarejelea kama saa ya epigenetic (Blocklandt et al., 2011; Horvath, 2013).

Mara tu neno lilipojulikana kuhusu saa ya epijenetiki ya Horvath, wanasayansi walianza kuchunguza kwa hamu uwezekano wa kubadilisha mifumo ya epijenetiki ili kurudisha nyuma saa (Rando & Chang, 2012). Uchunguzi uliripoti kuwa kudumisha maisha ya kibinafsi yenye afya kama vile kufanya mazoezi na kula lishe bora kunaweza kusaidia seli kudumisha mifumo ya epijenetiki ambayo inafanana zaidi na ile inayopatikana kwenye seli changa, lakini mabadiliko haya yanaweza tu kurudisha nyuma saa hadi sasa (Quach et al., 2017) ) Watafiti sasa wanatafuta njia nyingine za kuhariri epigenome. Na zana mpya ovyo wetu, kama vile CRISPR, inawezekana kwetu kuingia na kubadilisha wenyewe mifumo ya epijenetiki kwenye DNA yetu. Kazi nyingi zinafanywa kwa sasa (yaani, Lau na Suh et al., 2017), lakini ni muhimu kutambua kwamba bado hatujui ni kwa kiasi gani epigenome inachangia moja kwa moja mchakato wa kuzeeka na kama kuihariri itakuwa na athari iliyokusudiwa ya kuzuia kuzeeka.

Hitimisho…

Tafiti hizi zinaonyesha kwamba tuko kwenye njia nzuri ya kufungua siri za kisayansi za maisha marefu. Inasemekana kwamba mtu wa kwanza kuishi hadi 150 tayari amezaliwa!

Kwa kuzingatia maendeleo ya hivi majuzi, ni vigumu kufikiria kwamba hatungeweza kupanua maisha ya binadamu zaidi ya kikomo chake cha sasa. Lakini, kama kuzeeka ni ugonjwa mwingine tu unaongoja tiba ni suala linalojadiliwa. Ni wakati tu ndio utakaoonyesha ikiwa sayansi inaweza kushinda vifo.

Ingawa wengine wanaamini kwamba hatupaswi kuingia katika mchezo huu wa akili hata kidogo, jambo moja ni hakika: udadisi ni sehemu muhimu ya ubinadamu wetu na maadamu tunaishi, udadisi wetu utatusukuma kila wakati kutafuta majibu ya swali hili la kudumu. .

Ni wakati tu ndio utakaoonyesha ikiwa sayansi inaweza kushinda vifo

Kuhusu Mwandishi

Arielle Hogan alipokea BS katika Biolojia na BA katika Kifaransa kutoka Chuo Kikuu cha Virginia. Sasa anafuata Ph.D. katika Neuroscience katika mpango wa NSIDP katika UCLA. Utafiti wake unazingatia kuumia kwa CNS na ukarabati wa neva. Hasa, anatafiti mipango tofauti ya maandishi ya asili ambayo inaruhusu kuzaliwa upya kwa PNS na kuchunguza jinsi programu hizi za maandishi zinaweza kushawishiwa katika mifano ya majeraha ya CNS ili kukuza kuzaliwa upya. Pia anafurahia kujifunza kuhusu biomechatronics na kiolesura cha mashine ya ubongo (BMI), pamoja na kushiriki katika kufikia na kufundisha sayansi. Nje ya maabara, anatumia muda kufanya mazoezi ya Kifaransa, kucheza mpira wa vikapu, kutazama filamu (hata zile mbaya), na kusafiri. Kwa habari zaidi kuhusu Arielle Hogan, tafadhali tembelea wasifu wake kamili.

Marejeo

Bocklandt, S., Lin, W., Sehl, ME, Sánchez, FJ, Sinsheimer, JS, Horvath, S., & Vilain, E. (2011). Epigenetic predictor ya umri. PLoS moja, 6(6), e14821. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0014821

Conboy, IM, Conboy, MJ, Wagers, AJ, Girma, ER, Weissman, IL, & Rando, TA (2005). Uhuishaji wa seli za kizazi zilizozeeka kwa kufichuliwa na mazingira changa ya kimfumo. Nature, 433(7027), 760-764. https://doi.org/10.1038/nature03260

Conboy, IM, Conboy, MJ, Smythe, GM, & Rando, TA (2003). Marejesho ya upatanishi wa notch ya uwezo wa kuzaliwa upya kwa misuli iliyozeeka. Sayansi (New York, NY), 302(5650), 1575-1577. https://doi.org/10.1126/science.1087573

Horvath S. (2013). Umri wa methylation ya DNA ya tishu za binadamu na aina za seli. Genome biolojia, 14(10), R115. https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-10-r115

Iram, T., Kern, F., Kaur, A., Myneni, S., Morningstar, AR, Shin, H., Garcia, MA, Yerra, L., Palovics, R., Yang, AC, Hahn, O ., Lu, N., Shuken, SR, Haney, MS, Lehallier, B., Iyer, M., Luo, J., Zetterberg, H., Keller, A., Zuchero, JB, Wyss-Coray, T. (2022). Vijana wa CSF hurejesha oligodendrogenesis na kumbukumbu katika panya waliozeeka kupitia Fgf17. Nature, 605(7910), 509-515. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04722-0

Lau, CH, & Suh, Y. (2017). Uhariri wa Genome na Epigenome katika Mafunzo ya Kimechanisti ya Kuzeeka kwa Binadamu na Magonjwa Yanayohusiana Na Kuzeeka. Gerontology, 63(2), 103-117. https://doi.org/10.1159/000452972

Quach, A., Levine, ME, Tanaka, T., Lu, AT, Chen, BH, Ferrucci, L., Ritz, B., Bandinelli, S., Neuhouser, ML, Beasley, JM, Snetselaar, L., Wallace, RB, Tsao, PS, Absher, D., Assimes, TL, Stewart, JD, Li, Y., Hou, L., Baccarelli, AA, Whitsel, EA, Horvath, S. (2017). Uchambuzi wa saa ya epijenetiki ya lishe, mazoezi, elimu na mtindo wa maisha. Kuzeeka, 9(2), 419-446. https://doi.org/10.18632/aging.101168

Rando, TA, & Chang, HY (2012). Kuzeeka, kuzaliwa upya, na kupanga upya epigenetic: kuweka upya saa ya kuzeeka. Kiini, 148(1-2), 46-57. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.01.003

Salas-Pérez, F., Ramos-Lopez, O., Mansego, ML, Milagro, FI, Santos, JL, Riezu-Boj, JI, & Martínez, JA (2019). DNA methylation katika jeni za njia za udhibiti wa maisha marefu: ushirikiano na fetma na matatizo ya kimetaboliki. Kuzeeka, 11(6), 1874-1899. https://doi.org/10.18632/aging.101882

Telano LN, Baker S. Fiziolojia, Majimaji ya Uti wa Mgongo. [Ilisasishwa 2022 Jul 4]. Katika: StatPearls [Mtandao]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Inapatikana kutoka: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519007/

Villeda, SA, Plambeck, KE, Middeldorp, J., Castellano, JM, Mosher, KI, Luo, J., Smith, LK, Bieri, G., Lin, K., Berdnik, D., Wabl, R., Udeochu, J., Wheatley, EG, Zou, B., Simmons, DA, Xie, XS, Longo, FM, & Wyss-Coray, T. (2014). Damu changa hubadilisha matatizo yanayohusiana na umri katika utendakazi wa utambuzi na upekee wa sinapsi kwenye panya. Dawa ya asili, 20(6), 659-663. https://doi.org/10.1038/nm.3569

Zhang, B., Lee, DE, Trapp A., Tyshkovskiy, A., Lu, AT, Bareja, A. Kerepesi, C., Katz, LH, Shindyapina, AV, Dmitriev, SE, Baht, GS, Horvath, S ., Gladyshev, VN, White, JP, bioRxiv 2021.11.11.468258;doi:https://doi.org/10.1101/2021.11.11.468258

• ? Shida za Kutathmini Ufahamu katika Karne ya 21
• Klabu ya Kitabu cha Autism #1: Hadithi ya Autism Mbili ?

Makala hii awali alionekana kwenye Kujua Neurons