NộI Dung
- Lý thuyết di truyền về tuổi già
- Các lý thuyết về lão hóa
- Gen và chức năng cơ thể
- Làm thế nào gen tác động đến tuổi thọ
- Các khái niệm chính trong lý thuyết di truyền về tuổi già
- Ba lý thuyết di truyền cơ bản về lão hóa
- Bằng chứng đằng sau lý thuyết
- Bằng chứng chống lại các lý thuyết di truyền về lão hóa
- Kết luận
- Bạn Có Thể Làm Gì Để Giảm Sự Lão Hóa "Do Di Truyền" của Tế Bào Của Bạn?
Lý thuyết di truyền về tuổi già
Lý thuyết di truyền về sự lão hóa nói rằng tuổi thọ phần lớn được quyết định bởi các gen mà chúng ta thừa hưởng. Theo lý thuyết, tuổi thọ của chúng ta chủ yếu được xác định vào thời điểm thụ thai và phần lớn phụ thuộc vào cha mẹ và gen của họ.
Cơ sở đằng sau lý thuyết này là các đoạn DNA xảy ra ở cuối nhiễm sắc thể, được gọi là telomere, xác định tuổi thọ tối đa của tế bào. Telomere là những đoạn DNA "rác" ở cuối nhiễm sắc thể trở nên ngắn hơn mỗi khi tế bào phân chia. Các telomere này ngày càng ngắn lại và cuối cùng, các tế bào không thể phân chia mà không bị mất các đoạn DNA quan trọng.
Trước khi đi sâu vào các nguyên lý về cách thức di truyền ảnh hưởng đến quá trình lão hóa, và các lập luận ủng hộ và chống lại lý thuyết này, sẽ hữu ích khi thảo luận ngắn gọn về các loại lý thuyết lão hóa cơ bản và một số lý thuyết cụ thể trong các loại này. Tại thời điểm hiện tại, không có một lý thuyết hoặc thậm chí một loại lý thuyết nào có thể giải thích mọi thứ chúng ta quan sát được trong quá trình lão hóa.
Nội tiết tố của bạn có làm bạn già đi không?Các lý thuyết về lão hóa
Có hai loại lý thuyết lão hóa cơ bản khác nhau về cơ bản trong cái có thể được gọi là "mục đích" của lão hóa. Trong loại đầu tiên, lão hóa về cơ bản là một tai nạn; sự tích tụ của thiệt hại và hao mòn cơ thể mà cuối cùng dẫn đến tử vong. Ngược lại, các lý thuyết về lão hóa được lập trình xem lão hóa là một quá trình có chủ định, được kiểm soát theo cách có thể được ví như các giai đoạn khác của cuộc đời như dậy thì.
Các lý thuyết lỗi bao gồm một số lý thuyết riêng biệt bao gồm:
- Thuyết hao mòn về lão hóa
- Tỷ lệ sống theo lý thuyết già
- Lý thuyết liên kết chéo protein về sự lão hóa
- Lý thuyết gốc tự do về lão hóa
- Thuyết đột biến xôma về lão hóa
Các lý thuyết được lập trình về lão hóa cũng được chia thành nhiều loại khác nhau dựa trên phương pháp mà cơ thể chúng ta được lập trình để già đi và chết đi.
- Tuổi thọ theo chương trình - Tuổi thọ được lập trình tuyên bố rằng tuổi thọ được xác định bởi sự bật và tắt tuần tự của các gen.
- Thuyết nội tiết về lão hóa
- Lý thuyết miễn dịch học về lão hóa
Có sự trùng lặp đáng kể giữa các lý thuyết này và thậm chí cả các loại lý thuyết lão hóa.
Gen và chức năng cơ thể
Trước khi thảo luận về các khái niệm chính liên quan đến lão hóa và di truyền, chúng ta hãy xem lại DNA của chúng ta là gì và một số cách cơ bản mà gen ảnh hưởng đến tuổi thọ của chúng ta.
Các gen của chúng ta được chứa trong DNA của chúng ta, có trong nhân (khu vực bên trong) của mỗi tế bào trong cơ thể chúng ta. (Ngoài ra còn có DNA ty thể có trong các bào quan được gọi là ty thể có trong tế bào chất của tế bào.) Mỗi chúng ta có 46 nhiễm sắc thể tạo nên DNA của mình, 23 trong số đó đến từ mẹ và 23 nhiễm từ cha. Trong số này, 44 là nhiễm sắc thể thường, và hai là nhiễm sắc thể giới tính, xác định chúng ta là nam hay nữ. (Ngược lại, DNA ti thể mang ít thông tin di truyền hơn và chỉ được nhận từ mẹ của chúng ta).
Bên trong các nhiễm sắc thể này là các gen của chúng ta, bản thiết kế di truyền của chúng ta chịu trách nhiệm mang thông tin cho mọi quá trình sẽ diễn ra trong tế bào của chúng ta. Các gen của chúng ta có thể được hình dung như một chuỗi các chữ cái tạo nên các từ và câu hướng dẫn. Những từ và câu này mã hóa việc sản xuất các protein kiểm soát mọi quá trình của tế bào.
Nếu bất kỳ gen nào trong số này bị hỏng, chẳng hạn do đột biến làm thay đổi chuỗi "chữ cái và từ" trong hướng dẫn, một protein bất thường có thể được sản xuất, do đó, thực hiện một chức năng bị lỗi. Nếu một đột biến xảy ra trong các protein điều chỉnh sự phát triển của tế bào, thì có thể dẫn đến ung thư. Nếu những gen này bị đột biến ngay từ khi sinh ra, các hội chứng di truyền khác nhau có thể xảy ra. Ví dụ, bệnh xơ nang là tình trạng một đứa trẻ thừa hưởng hai gen đột biến kiểm soát một protein điều chỉnh các kênh chịu trách nhiệm cho sự di chuyển của clorua qua các tế bào trong tuyến mồ hôi , tuyến tiêu hóa, và hơn thế nữa. Kết quả của một đột biến duy nhất này dẫn đến sự dày đặc của chất nhờn do các tuyến này tạo ra, và các vấn đề liên quan đến tình trạng này.
Đột biến gen và ung thưLàm thế nào gen tác động đến tuổi thọ
Không cần một nghiên cứu công phu nào để xác định rằng gen của chúng ta ít nhất đóng một số vai trò trong việc kéo dài tuổi thọ. Những người có cha mẹ và tổ tiên đã sống lâu hơn, có xu hướng sống lâu hơn và ngược lại. Đồng thời, chúng ta biết rằng chỉ riêng di truyền không phải là nguyên nhân duy nhất gây ra lão hóa. Các nghiên cứu về những cặp song sinh giống hệt nhau tiết lộ rằng rõ ràng có điều gì đó khác đang diễn ra; những cặp song sinh giống hệt nhau có gen giống hệt nhau không phải lúc nào cũng sống được một số năm giống hệt nhau.
Một số gen có lợi và tăng cường tuổi thọ. Ví dụ, gen giúp một người chuyển hóa cholesterol sẽ làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim của một người.
Một số đột biến gen được di truyền và có thể rút ngắn tuổi thọ. Tuy nhiên, đột biến cũng có thể xảy ra sau khi sinh, vì tiếp xúc với chất độc, gốc tự do và bức xạ có thể gây ra thay đổi gen. (Đột biến gen mắc phải sau khi sinh được gọi là đột biến gen mắc phải hoặc soma.) Hầu hết các đột biến không có hại cho bạn, và một số thậm chí có thể có lợi. Đó là bởi vì đột biến gen tạo ra sự đa dạng di truyền, giúp quần thể luôn khỏe mạnh. Các đột biến khác, được gọi là đột biến thầm lặng, không ảnh hưởng gì đến cơ thể cả.
Một số gen khi bị đột biến sẽ có hại, chẳng hạn như những gen làm tăng nguy cơ ung thư. Nhiều người đã quen thuộc với các đột biến BRCA1 và BRCA2 dẫn đến ung thư vú. Những gen này được gọi là gen ức chế khối u mã hóa cho các protein kiểm soát việc sửa chữa DNA bị hư hỏng (hoặc loại bỏ tế bào có DNA bị hư hỏng nếu không thể sửa chữa).
Các bệnh và tình trạng khác nhau liên quan đến đột biến gen di truyền có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ. Chúng bao gồm xơ nang, thiếu máu hồng cầu hình liềm, bệnh Tay-Sachs và bệnh Huntington, ...
Các khái niệm chính trong lý thuyết di truyền về tuổi già
Các khái niệm chính trong di truyền và lão hóa bao gồm một số khái niệm và ý tưởng quan trọng, từ việc rút ngắn telomere đến các lý thuyết về vai trò của tế bào gốc trong quá trình lão hóa.
Telomere
Ở cuối mỗi nhiễm sắc thể của chúng ta có một đoạn DNA "rác" được gọi là telomere. Telomere không mã hóa cho bất kỳ protein nào nhưng dường như có chức năng bảo vệ, giữ cho các đầu của DNA không gắn vào các đoạn DNA khác hoặc tạo thành một vòng tròn. Mỗi khi một tế bào phân chia, một ít telomere sẽ bị cắt ra. Cuối cùng. không có DNA rác nào còn sót lại và việc cắt thêm có thể làm hỏng nhiễm sắc thể và gen, do đó tế bào chết.
Nói chung, tế bào trung bình có thể phân chia 50 lần trước khi telomere được sử dụng hết (giới hạn Hayflick). Các tế bào ung thư đã tìm ra cách để không loại bỏ, và đôi khi thậm chí thêm vào một phần của telomere. Ngoài ra, một số tế bào như bạch cầu không trải qua quá trình rút ngắn telomere này. Có vẻ như mặc dù các gen trong tất cả các tế bào của chúng ta đều có từ mã cho enzyme telomerase ức chế việc rút ngắn telomere và thậm chí có thể dẫn đến việc kéo dài, thì gen này chỉ được "bật" hoặc "biểu hiện" như các nhà di truyền học nói, trong các tế bào như da trắng Tế bào máu và tế bào ung thư.
Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một số bệnh mãn tính như huyết áp cao có liên quan đến hoạt động của telomerase ít hơn trong khi chế độ ăn uống lành mạnh và tập thể dục có liên quan đến telomere dài hơn. Thừa cân cũng có liên quan đến telomere ngắn hơn.
Gen trường thọ
Các gen trường thọ là các gen cụ thể có liên quan đến việc sống lâu hơn. Hai gen liên quan trực tiếp đến tuổi thọ là SIRT1 (sirtuin 1) và SIRT2. Các nhà khoa học khi xem xét một nhóm hơn 800 người từ 100 tuổi trở lên, đã phát hiện ra ba sự khác biệt đáng kể về gen liên quan đến lão hóa.
Sự phát triển tế bào
Sự lão hóa tế bào đề cập đến quá trình tế bào phân hủy theo thời gian. Điều này có thể liên quan đến việc rút ngắn các telomere hoặc quá trình apoptosis (hoặc tự sát của tế bào) trong đó các tế bào cũ hoặc bị hư hỏng bị loại bỏ.
Tế bào gốc
Tế bào gốc đa năng là những tế bào chưa trưởng thành có tiềm năng trở thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Có giả thuyết cho rằng lão hóa có thể liên quan đến sự suy giảm tế bào gốc hoặc mất khả năng biệt hóa hoặc trưởng thành của tế bào gốc thành các loại tế bào khác nhau. Điều quan trọng cần lưu ý là lý thuyết này đề cập đến tế bào gốc trưởng thành, không phải tế bào gốc phôi. Không giống như tế bào gốc phôi, tế bào gốc trưởng thành không thể trưởng thành thành bất kỳ loại tế bào nào mà chỉ có một số loại tế bào nhất định. Hầu hết các tế bào trong cơ thể chúng ta đều được biệt hóa, hoặc trưởng thành hoàn toàn, và tế bào gốc chỉ là một số nhỏ trong số các tế bào có trong cơ thể.
Một ví dụ về loại mô có thể tái sinh bằng phương pháp này là gan. Điều này trái ngược với mô não thường thiếu tiềm năng tái tạo này. Hiện đã có bằng chứng cho thấy bản thân các tế bào gốc có thể bị ảnh hưởng trong quá trình lão hóa, nhưng những lý thuyết này tương tự như vấn đề con gà và quả trứng. Không chắc chắn lão hóa xảy ra do những thay đổi trong tế bào gốc, hoặc nếu thay vào đó, những thay đổi trong tế bào gốc là do quá trình lão hóa.
Biểu sinh học
Epigenetics đề cập đến sự biểu hiện của gen. Nói cách khác, một gen có thể tồn tại nhưng có thể được bật hoặc tắt. Chúng ta biết rằng có một số gen trong cơ thể chỉ được bật trong một khoảng thời gian nhất định. Lĩnh vực di truyền học biểu sinh cũng đang giúp các nhà khoa học hiểu được các yếu tố môi trường có thể hoạt động như thế nào trong những hạn chế của di truyền học để bảo vệ hoặc chống lại bệnh tật.
Tế bào gốc đến từ đâu?Ba lý thuyết di truyền cơ bản về lão hóa
Như đã nói ở trên, có một lượng đáng kể bằng chứng cho thấy tầm quan trọng của gen đối với khả năng sống sót mong đợi. Khi xem xét các lý thuyết di truyền, chúng được chia thành ba trường phái suy nghĩ chính.
- Lý thuyết đầu tiên tuyên bố rằng lão hóa có liên quan đến các đột biến liên quan đến sự tồn tại lâu dài và lão hóa liên quan đến sự tích lũy của các đột biến di truyền không được sửa chữa.
- Một giả thuyết khác cho rằng lão hóa có liên quan đến tác động muộn của một số gen nhất định, và được gọi là đối kháng đa hướng.
- Tuy nhiên, một giả thuyết khác, được đề xuất dựa trên sự tồn tại trong các ô opossum, là một môi trường ít gây nguy hiểm ảnh hưởng đến tuổi thọ sẽ dẫn đến sự gia tăng các thành viên có đột biến làm chậm quá trình lão hóa.
Bằng chứng đằng sau lý thuyết
Có một số bằng chứng ủng hộ lý thuyết di truyền về sự lão hóa, ít nhất là một phần.
Có lẽ bằng chứng mạnh mẽ nhất ủng hộ lý thuyết di truyền là sự khác biệt đáng kể giữa các loài cụ thể về khả năng sống sót tối đa, với một số loài (chẳng hạn như bướm) có tuổi thọ rất ngắn, và những loài khác, chẳng hạn như voi và cá voi, tương tự như chúng ta. Trong một loài duy nhất, khả năng sống sót là tương tự, nhưng khả năng sống sót có thể rất khác nhau giữa hai loài có kích thước tương tự nhau.
Các nghiên cứu về cặp song sinh cũng hỗ trợ một thành phần di truyền, vì các cặp song sinh giống hệt nhau (song sinh đơn hợp tử) giống nhau hơn nhiều về tuổi thọ so với các cặp song sinh không giống nhau hoặc khác đôi. được nâng cao ra có thể giúp tách biệt các yếu tố hành vi như chế độ ăn uống và các thói quen lối sống khác là nguyên nhân của xu hướng gia đình về tuổi thọ.
Các bằng chứng khác trên quy mô rộng đã được tìm thấy khi xem xét tác động của đột biến gen ở các động vật khác. Ở một số loài giun cũng như một số con chuột, một đột biến gen đơn lẻ có thể kéo dài thời gian sống sót hơn 50%.
Ngoài ra, chúng tôi đang tìm kiếm bằng chứng cho một số cơ chế cụ thể liên quan đến lý thuyết di truyền. Các phép đo trực tiếp về chiều dài của telomere đã chỉ ra rằng các telomere dễ bị tổn thương bởi các yếu tố di truyền có thể làm tăng tốc độ lão hóa.
Bằng chứng chống lại các lý thuyết di truyền về lão hóa
Một trong những lập luận mạnh mẽ chống lại lý thuyết di truyền về sự lão hóa hay "tuổi thọ được lập trình" xuất phát từ quan điểm tiến hóa. Tại sao sẽ có một tuổi thọ cụ thể ngoài khả năng sinh sản? Nói cách khác, "mục đích" nào đối với cuộc sống sau khi một người đã sinh sản và sống đủ lâu để nuôi con cháu của họ đến tuổi trưởng thành?
Cũng rõ ràng từ những gì chúng ta biết về lối sống và bệnh tật rằng có nhiều yếu tố khác gây ra lão hóa. Các cặp song sinh giống hệt nhau có thể có tuổi thọ rất khác nhau tùy thuộc vào mức độ phơi nhiễm, các yếu tố lối sống của họ (chẳng hạn như hút thuốc) và mô hình hoạt động thể chất.
Kết luận
Người ta ước tính rằng gen có thể giải thích tối đa 35% tuổi thọ, nhưng vẫn còn nhiều điều chúng ta chưa hiểu về quá trình lão hóa hơn những gì chúng ta hiểu. Nhìn chung, có khả năng lão hóa là một quá trình đa yếu tố, có nghĩa là có thể sự kết hợp của một số lý thuyết. Cũng cần lưu ý rằng các lý thuyết được thảo luận ở đây không loại trừ lẫn nhau. Khái niệm về di truyền biểu sinh, hoặc liệu một gen hiện tại có được "biểu hiện" hay không có thể làm lu mờ hiểu biết của chúng ta.
Ngoài di truyền, có những yếu tố quyết định sự lão hóa khác như hành vi, sự tiếp xúc của chúng ta và chỉ đơn thuần là may mắn. Bạn không phải cam chịu nếu các thành viên trong gia đình của bạn có xu hướng chết trẻ, và bạn không thể bỏ qua sức khỏe của mình ngay cả khi các thành viên trong gia đình của bạn có xu hướng sống lâu.
Bạn Có Thể Làm Gì Để Giảm Sự Lão Hóa "Do Di Truyền" của Tế Bào Của Bạn?
Chúng ta được dạy để ăn một chế độ ăn uống lành mạnh và năng động và những yếu tố lối sống này có thể cũng quan trọng không kém bất kể di truyền của chúng ta có liên quan đến quá trình lão hóa như thế nào. Các thực hành tương tự dường như giữ cho các cơ quan và mô của cơ thể chúng ta khỏe mạnh cũng có thể giữ cho các gen và nhiễm sắc thể của chúng ta khỏe mạnh.
Bất kể nguyên nhân cụ thể của lão hóa là gì, nó có thể tạo ra sự khác biệt đối với:
- Tập thể dục - Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hoạt động thể chất không chỉ giúp tim và phổi của bạn hoạt động tốt mà tập thể dục còn kéo dài các telomere.
- Ăn một chế độ ăn uống lành mạnh - Chế độ ăn nhiều trái cây và rau quả có liên quan đến hoạt động của telomerase lớn hơn (thực tế là làm giảm sự rút ngắn của telomere trong tế bào của bạn). Chế độ ăn uống nhiều axit béo omega-3 có liên quan đến các telomere dài hơn nhưng chế độ ăn nhiều axit béo omega-6 thì ngược lại và liên quan đến các telomere ngắn hơn. Ngoài ra, uống soda có liên quan đến các telomere ngắn hơn. Reservatrol, thành phần chịu trách nhiệm cho sự phấn khích khi uống rượu vang đỏ (nhưng cũng được tìm thấy trong nước ép nho đỏ không cồn) dường như kích hoạt protein trường thọ SIRT
- Giảm căng thẳng
- Tránh chất gây ung thư
- Duy trì cân nặng hợp lý - Không chỉ béo phì có liên quan đến một số cơ chế di truyền liên quan đến lão hóa được đề cập ở trên (chẳng hạn như tăng sự rút ngắn của telomere), mà các nghiên cứu lặp đi lặp lại đã tìm thấy lợi ích kéo dài tuổi thọ liên quan đến việc hạn chế calo. Nguyên tắc đầu tiên trong bệnh ung thư lối sống phòng ngừa do Viện Nghiên cứu Ung thư Hoa Kỳ đưa ra - càng gầy càng tốt mà không bị thiếu cân - có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc kéo dài tuổi thọ cũng như ngăn ngừa ung thư và ngăn ngừa ung thư tái phát.