În timp ce unii oameni pot fi mai în vârstă în vârstă cronologică, vârsta lor biologică ar putea fi mult mai tânără. FangXiaNuo/E+ prin Getty Images

Probabil cunoasteti pe cineva care pare îmbătrânesc încet, părând cu ani mai tineri decât sugerează data nașterii. Și probabil ați văzut opusul - cineva al cărui trup și minte par mult mai devastate de timp decât alții. De ce unii oameni par să alunece în anii lor de aur, iar alții se luptă fiziologic la mijlocul vârstei?

Am a lucrat în domeniul îmbătrânirii pentru toată cariera mea științifică și predau biologia celulară și moleculară a îmbătrânirii la Universitatea din Michigan. Cercetarea îmbătrânirii nu tinde să se refere la găsirea singurului remediu care să rezolve tot ceea ce te poate afecta la bătrânețe. În schimb, ultimul deceniu sau două de muncă indică îmbătrânirea ca un proces multifactorial – și nicio intervenție nu poate opri totul.

Ce este îmbătrânirea?

Există multe definiții diferite ale îmbătrânirii, dar oamenii de știință sunt, în general, de acord unele caracteristici comune: Îmbătrânirea este un proces dependent de timp, care are ca rezultat o vulnerabilitate crescută la boli, răni și deces. Acest proces este atât intrinsec, atunci când propriul tău corp provoacă noi probleme, cât și extrinsec, când insultele mediului înconjurător vă afectează țesuturile.

Corpul tău este compus din trilioane de celule, și fiecare nu este doar responsabil pentru una sau mai multe funcții specifice țesutului în care rezidă, ci trebuie să facă și toată munca de a se menține în viață. Aceasta include metabolizarea nutrienților, eliminarea deșeurilor, schimbul de semnale cu alte celule și adaptarea la stres.

Îmbătrânirea rezultă dintr-o serie de factori fiziologici.

Problema este că fiecare proces și componentă din fiecare dintre celulele tale poate fi întreruptă sau deteriorată. Deci celulele tale cheltuiesc multă energie în fiecare zi pentru a preveni, recunoaște și remedia aceste probleme.

Îmbătrânirea poate fi considerată ca o pierdere treptată a capacității de a mentine homeostazia – o stare de echilibru între sistemele corpului – fie prin imposibilitatea de a preveni sau recunoaște deteriorarea și funcționarea defectuoasă, fie prin neremedierea adecvată sau rapidă a problemelor pe măsură ce apar. Îmbătrânirea rezultă dintr-o combinație a acestor probleme. Decenii de cercetare au arătat că aproape fiecare proces celular devine mai afectat odată cu vârsta.

Repararea ADN-ului și reciclarea proteinelor

Majoritatea cercetărilor privind îmbătrânirea celulară se concentrează pe studierea modului în care ADN-ul și proteinele se schimbă odată cu vârsta. Oamenii de știință încep, de asemenea, să abordeze rolurile potențiale pe care multe alte biomolecule importante din celule le joacă și în îmbătrânire.

Una dintre sarcinile principale ale celulei este de a-și menține ADN-ul - manualul de instrucțiuni pe care mașina unei celule îl citește pentru a produce proteine ​​specifice. Întreținerea ADN-ului implică protejarea împotriva și repararea cu precizie a deteriorării materialului genetic și a moleculelor care se leagă de acesta.

Proteinele sunt lucrătorii celulei. Ei efectuează reacții chimice, oferă suport structural, trimit și primesc mesaje, rețin și eliberează energie și multe altele. Dacă proteina este deteriorată, celula folosește mecanisme care implică proteine ​​speciale care fie încearcă să repare proteina ruptă, fie să o trimită spre reciclare. Mecanisme similare scot proteinele din cale sau le distrug atunci când nu mai sunt necesare. În acest fel, componentele sale pot fi folosite ulterior pentru a construi o nouă proteină.

Îmbătrânirea perturbă o rețea biologică delicată

Conversația dintre componentele din interiorul celulelor, celulele în ansamblu, organele și mediul înconjurător este o rețea de informații complexă și în continuă schimbare.

Când toate procesele implicate în crearea și menținerea ADN-ului și a funcției proteinelor funcționează normal, diferitele compartimente dintr-o celulă au roluri specializate - numite organite – poate menține sănătatea și funcția celulei. Pentru ca un organ să funcționeze bine, majoritatea celulelor care îl alcătuiesc trebuie să funcționeze bine. Și pentru ca un întreg organism să supraviețuiască și să prospere, toate organele din corpul său trebuie să funcționeze bine.

Îmbătrânirea poate duce la disfuncții la oricare dintre aceste niveluri, de la subcelular până la organism. Poate un gena care codifică o proteină importantă pentru repararea ADN-ului a fost deteriorat, iar acum toate celelalte gene din celulă sunt mai probabil să fie reparate incorect. Sau poate cel al celulei sisteme de reciclare nu mai pot degrada componentele disfuncționale. Pana si sisteme de comunicare între celule, țesuturi și organe pot deveni compromise, lăsând organismul mai puțin capabil să răspundă la schimbările din organism.

Șansa întâmplătoare poate duce la o povară tot mai mare de daune moleculare și celulare care este progresiv mai puțin bine reparată în timp. Pe măsură ce aceste daune se acumulează, sistemele care sunt menite să o repare acum acumulează daune. Aceasta duce la a ciclu de uzură crescândă pe măsură ce celulele îmbătrânesc.

Intervenții anti-îmbătrânire

Interdependența proceselor celulare ale vieții este o sabie cu două tăișuri: deteriorați suficient un proces și toate celelalte procese care interacționează sau depind de el devin afectate. Cu toate acestea, această interconectare înseamnă, de asemenea, că consolidarea unui proces extrem de interconectat ar putea îmbunătăți și funcțiile conexe. De fapt, așa funcționează cele mai de succes intervenții anti-îmbătrânire.

Nu există niciun glonț de argint pentru a opri îmbătrânirea, dar anumite intervenții par să încetinească îmbătrânirea în laborator. Deși sunt în desfășurare studii clinice care investighează diferite abordări la oameni, majoritatea datelor existente provin de la animale precum nematode, muște, șoareci și primate non-umane.

Una dintre cele mai bine studiate intervenții este restricție calorică, care implică reducerea cantității de calorii pe care un animal le-ar mânca în mod normal fără a-i priva de nutrienții necesari. Un medicament aprobat de FDA utilizat în transplantul de organe și în unele tratamente pentru cancer numit rapamicin pare să funcționeze folosind cel puțin a subset al acelorași căi acea restricție calorică se activează în celulă. Ambele afectează hub-urile de semnalizare care direcționează celula să păstreze biomoleculele pe care le are, mai degrabă decât să crească și să construiască noi biomolecule. De-a lungul timpului, această versiune celulară a „reduce, reutiliza, reciclează” îndepărtează componentele deteriorate și lasă în urmă o proporție mai mare de componente funcționale.

Efectele restricției calorice asupra îmbătrânirii sunt încă în studiu.

Alte intervenții includ schimbarea nivelurile anumitor metaboliți, selectiv distrugerea celulelor senescente care au încetat să se divizeze, schimbând microbiom intestinal și modificări comportamentale.

Ceea ce au în comun toate aceste intervenții este că afectează procesele de bază care sunt critice pentru homeostazia celulară, devin adesea dezregulate sau disfuncționale odată cu vârsta și sunt conectate la alte sisteme de întreținere celulară. Adesea, aceste procese sunt motoarele centrale pentru mecanismele care protejează ADN-ul și proteinele din organism.

Nu există o singură cauză a îmbătrânirii. Nu există doi oameni care îmbătrânesc la fel și, într-adevăr, nici două celule nu îmbătrânesc. Există nenumărate moduri prin care biologia ta de bază să meargă greșit în timp, iar acestea se adună pentru a crea o rețea unică de factori legați de îmbătrânire pentru fiecare persoană care face ca găsirea unui tratament anti-îmbătrânire universal extrem de provocatoare.

Cu toate acestea, cercetarea intervențiilor care vizează simultan mai multe procese celulare importante ar putea ajuta la îmbunătățirea și menținerea sănătății pentru o parte mai mare a vieții. Aceste progrese ar putea ajuta oamenii să trăiască o viață mai lungă în acest proces.

Despre autor

Ellen Quarles, profesor asistent în biologie moleculară, celulară și de dezvoltare, Universitatea din Michigan

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.