الشيخوخة وانقطاع الطمث - برنامجان للتحكم في السكان

ما هو الشيخوخة؟ القتل المبرمج. وانقطاع الطمث؟ الإخصاء المبرمج. آليتان للتحكم في السكان شحذتا الجينات على مدى مليارات السنين.

لماذا تعاملنا الجينات بقسوة؟ للسبب نفسه الذي يقومون به بالباقي - لتعظيم تكامل تكاثرهم مع مرور الوقت. أي أنهم لا يهتمون بالحد الأقصى لعدد النسخ لنسخهم ، ولكن المساحة تحت منحنى عدد النسخ في الوقت المناسب. وكحكماء اقتصاديين ، لا تسعى تكتلات الجينات للنمو المتفجر المشحون بالانهيار ، بل لتحقيق نمو مستقر طويل الأمد إلى ما لا نهاية.

لماذا تحتاج الجينات إلى نسخ نفسها؟ ثم ، لماذا "يحتاج" الإلكترون إلى أدنى مداري ممكن ، والجذر الحر - لأكسدة شخص ما. لقد تأسس في عالمنا. وبالمناسبة ، فإن الرغبة في تعظيم الإنتروبيا ، على ما يبدو ، تكمن بشكل عام في قلب ظاهرة النظم الحية (المقلدات الذاتية) - على الأقل إذا كانت حسابات جيريمي إنغلاند صحيحة.

على أي حال ، لنرجع إلى مستويين من التجريد أعلاه - من الفيزياء إلى علم الأحياء. إنها مألوفة إلى حد ما هنا. لماذا تحتاج الجينات إلى آليات التحكم في السكان؟ على مستوى بديهي ، هذا أمر مفهوم حتى للطفل. في الواقع ، ليس من أجل لا شيء أن أي شخص تقريبًا يسمع عرض وقف الشيخوخة على الفور يطرح سؤالًا: "ماذا عن الزيادة السكانية؟"

نعم ، إن الاكتظاظ السكاني يهدد الجينات بالانقراض - إذا أكلت أدوات النسخ المتماثل كل الموارد الغذائية ، فسوف يتضورون جوعًا حتى الموت ، وستغرق مجموعة جينات المبدعين في النسيان. ومن المحتمل أن ترتاح التعاونيات الجينية التي لم تتعلم كيفية التحكم في عدد الناسخين لفترة طويلة في هذا الصيف. حتى يومنا هذا ، نجا أولئك الذين أتقنوا هذه المهارة (أنواع الشيخوخة) أو أولئك الذين تعلموا الانتظار لفترات طويلة من الظروف المعاكسة (النباتات ، هيدرا ، إلخ). على الرغم من أن العديد من الأنواع يمكن أن تفعل كليهما ، على سبيل المثال ، الديدان الخيطية ، إلا أنها يمكن أن توقف الشيخوخة في مرحلة اليرقات إذا شعرت بنقص المغذيات في البيئة.

لحسن الحظ ، وبفضل الدماغ المتضخم الذي منحنا التقدم العلمي والتكنولوجي ، فإن السكان لا يهددون الزيادة السكانية بالانقراض ، لكن أسلافنا أحادي الخلية هددوها بمليارات السنين. أعتقد أن الاكتظاظ السكاني تسبب في انقراض العديد من الأنواع بسبب استنفاد الموارد من السكان الذين يتضاعف عددهم ، حتى اخترعت الخلايا موت الخلايا المبرمج والتيلوميرات ، والخلايا متعددة الخلايا التي ظهرت بعد أن فعلت نفس الشيء في المستوى التالي من الكسر - لم تخترع الشيخوخة (فينوبتوز) وانقطاع الطمث (التكاثر) شيخوخة الجسم).

بالمناسبة ، الجهاز التناسلي الأنثوي هو أقصر نظام في الجسم. لديها فترة عمل حوالي 35 سنة (من 14-15 إلى 50 سنة) ، وعلى مدى السنوات 10-15 الأخيرة (بعد 35) هذا الأداء متواضع للغاية. ويضمن أيضًا تدهور أنظمة الجسم الأخرى مع تقدم العمر ، ولكن ليس بهذه السرعة:



بالمناسبة ، مع بداية انقطاع الطمث ، يتم تسريع العمليات السلبية الأخرى ، على سبيل المثال ، ساركوبينيا وهشاشة العظام (فقدان العضلات والأنسجة العظمية):



هناك رأي مفاده أن انقطاع الطمث حق حصري للإنسان. مثل ، نحن هنا زملاء جيدين ، لقد مددنا حياتنا لدرجة أننا تجاوزنا الحد الفسيولوجي للجهاز التناسلي. لكن الأمر ليس كذلك. يعاني العديد من الأنواع من انقطاع الطمث (أو ، بعبارة أدق ، فترة ما بعد الإنجاب من الحياة) - من الذباب والديدان إلى الفيلة والحيتان والأبقار والغوريلا والمكاك .

من الضروري توضيح أن انقطاع الطمث رسميًا هو إنهاء دورات الطمث ، ولكن في معناها هو فقدان قدرة الجسم على التكاثر. وهنا يكمن سوء فهم لمدى انتشار هذه الظاهرة في الطبيعة. يتم ملاحظة دورات الحيض فقط في بعض الثدييات (البشر ، الشمبانزي ، الخفافيش) ، لكن كما ذكرت بالفعل ، هناك الكثير جدًا ممن لديهم "فترة ما بعد الإنجاب". لذلك ، عندما أتحدث عن انقطاع الطمث ، يجب أن نفهم أنني أعني ظاهرة التعقيم المرتبط بالعمر (أي فقدان الوظيفة الإنجابية) ، وليس المعنى الضيق لهذا المصطلح بمعنى وقف الحيض.

وبالطبع ، فإن انقطاع الطمث ، مثل الشيخوخة ، مبرمج. لا يتآكل الجهاز التناسلي بسبب الاستخدام ، ولكن يتم تدميره عن قصد. وهو أمر منطقي تمامًا ، من وجهة نظر التحكم في السكان: يضمن الشيخوخة تدفق أفراد جدد من السكان ، ويحد انقطاع الطمث من التدفق.

كما ذكرت بالفعل ، فإن طريقة التحكم في السكان هذه ليست اختراعًا للكائنات متعددة الخلايا. التطور ، حتى الكسر المحب ، قدمه في أحادي الخلية. والتيلوميرات ، التي تفرض حد Hayflick على الحد الأقصى لعدد أقسام الخلية ، هي في الواقع نفس الآلية التي تحد من سلالة كل خلية على حدة.

ما الذي يبطل هذا الحد لخلوي وحيد ويزيد التيلوميرات الجديدة؟ التكاثر الجنسي ، أي التبادل الجيني ، الذي ينتج عنه تكوين فرد جديد يحصل على "إذن" للأقسام ال 50 القادمة. مثل الأنثى الجديدة متعددة الخلايا. بالمناسبة ، لا يحسب الذكور ، فهم لا يشاركون بشكل عام في التكاثر. يتمثل دورهم فقط في إعطاء شريكك مفتاحًا على شكل مجموعة ثانية من الكروموسومات ، والتي ستفتح صندوقًا صغيرًا بإذن لإعادة إنتاج "المالك" أحادي الخلية للفرد الأنثوي. هذا المضيف هو خط خلايا تناسلية صمم هذا الفرد الأنثوي من أجل تكرار جيناته.

ويفرض هذا المالك قيودًا صارمة جدًا على الاستنساخ لخلقه. حتى قبل إيقاف الوظيفة التناسلية لدى النساء تمامًا في سن 45-55 ، فإنه يبدأ في التدهور بنشاط من سن 35. لا يزداد خطر تشوهات المبيض فقط من أقل من 0.1٪ في 35 عامًا إلى 3.5٪ في 38-40 عامًا ، ويزداد خطر تثلث الصبغي (على سبيل المثال ، متلازمة داون) من 5٪ في 38-40 عامًا إلى 20٪ بعد 44 عامًا ، يزداد أيضًا خطر وفاة الأم نفسها من الولادة 10 مرات بين 20 و 40 عامًا.



من يقود عملية التدمير النشط للجهاز التناسلي؟ الشخص الذي بدأ هذا النظام في البداية هو دماغنا ، أو بشكل أكثر دقة ، ما تحت المهاد مع الغدة النخامية.

فيما يلي النتائج الرئيسية من دراسة حول الموضوع:

يقترح المزيد والمزيد من الأدلة أن هناك عدة ساعات داخلية تساهم في بداية الدورات غير المنتظمة ، وانخفاض الخصوبة ، وبدء انقطاع الطمث. نقدم أدلة تدعم حقيقة أن انخفاض تواتر وإلغاء تزامن الإشارات العصبية المضبوطة بدقة يؤدي إلى ضعف الاتصال بين الدماغ ومحور الغدة النخامية والمبيض ، وأن هذا المزيج من أحداث المهاد النخامية - المبيضية يؤدي إلى تدهور في انتظام الدورات وظهور انتقال انقطاع الطمث ".

من حيث المبدأ ، أدرك كبار علماء الشيخوخة أن انقطاع الطمث لا يحدث بسبب تدهور الجهاز التناسلي أو استنزاف مخزون البيض في 1950-1970. كتب ديلمان ، إيفريت ، فرولكيس ، آشهايم قبل أكثر من نصف قرن. فيما يلي اقتباس من كتابي لعام 1977 ، The Hypothalamus و Pituitary و Aging :



بالمناسبة ، كان أشيم واحدًا من أولئك الذين أجروا تجربة رئيسية ، والتي أظهرت أن زرع بيض صغير في فأر قديم لا يعيد دورات الإباضة (الإباضة). ولكن إذا قمت بزرع بويضات قديمة بعد التكاثر في جرذ شاب ، تمت إزالته من قبل ، فإن هذه البيضات القديمة لا تتسبب في إنهاء الدورات في هذه الفئران. أي أن دور البيض في إنهاء الدورات ثانوي:



على أي حال ، لدينا قصة غريبة بالبيض (البويضات). 90٪ منهم يُقتلون حتى قبل البلوغ: الجنين به أكثر من 6 ملايين ، وفي وقت الحيض الأول بقي أقل من 500 ألف ، بالرغم من أن هذا يزيد بمقدار ألف مرة. على مدار حياة المرأة ، لا يحدث أكثر من 500 إباضة. ويتم قتل البيض طوال الوقت ، ومع تقدم العمر ، وأسرع ، وأسيًا:

لماذا تحتاج الطبيعة إلى إنتاج 6 ملايين بيضة ، إذا كانت لن تستخدم أكثر من 500 منها؟ إحدى الفرضيات هي زيادة فرصة الطفرات الجينية. نعم ، نعم ، فقط لزيادة. لأنه سيتم وراثة الطفرات فقط في الخلايا الجرثومية. والطفرات هي القوة الدافعة وراء التطور. بعد كل شيء ، هم الذين يخلقون متغيرات جديدة من الجينات. على الرغم من أنه من الصعب على النساء هنا التنافس مع الرجال الذين ينشئون مئات الملايين من خلايا الحيوانات المنوية الجديدة كل يوم ، أي أن خطر حدوث طفرات في الرجال يزيد بمقدار 4-5 مرات من حيث الحجم.

هناك نظرية أخرى حول سبب أن جسم الأنثى ينتج الكثير من البويضات - ثم من أجل تقليل طفرات الميتوكوندريا في هذه البويضات. من المفترض أنه عندما يكون هناك الكثير من البويضات ، سيكون من الممكن اختيار نوع ما "حيث يكون أفضل من الميتوكوندريا" لكل دورة إباضة. لكن هذه النظرية تبدو لي خاطئة لعدة أسباب.

بادئ ذي بدء ، يتم تعطيل تنفس الميتوكوندريا تمامًا في البويضات ، وبالتالي ، لا تتشكل الجذور الحرة فيها ، ولا تنكسر الميتوكوندريا الخاصة بها بمرور الوقت ، على عكس الخلايا الأخرى. ثانيًا ، إذا كان الهدف هو تقليل الطفرات ، فلن يكرر أي نظام العملية المطفرة لإنشاء بويضات جديدة 6 ملايين مرة ، عندما يكون كافياً لتكرارها 500 مرة فقط.

وأخيرًا ، فإن احتمال طفرة الحمض النووي الميتوكوندري أثناء تقسيم كل بويضة أقل بكثير من احتمال حدوث طفرة في الحمض النووي النووي: يحتوي mtDNA فقط على 16 ألف زوج من النيوكليوتيدات مقابل 3 مليارات في الحمض النووي النووي. علاوة على ذلك ، تحتوي كل خلية من البويضات على ما يصل إلى 100 ألف الميتوكوندريا المستقلة ، ولن تؤثر طفرة mtDNA في واحدة أو أكثر من الميتوكوندريا على جميع الميتوكوندريا.

يمكن أن تكون حماية الميتوكوندريا في البويضات طوال حياة الفرد الهدف الأولي في فصل الخط الجرثومي وخطوط الخلايا الجسدية لأسلافنا منذ ملايين السنين ، وكذلك في تعطيل وظيفة التنفس الميتوكوندريا في الخط الجرثومي (بحيث لا تتشكل الجذور الحرة فيها) ، ولكن بالكاد تلعب أي دور في ديناميات تدمير البويضات خلال تدميرها المبرمج خلال فترة الإنجاب الأنثوية.

حسنًا ، في الختام ، لا يسعني إلا أن أذكر أن وجود انقطاع الطمث في هذا العدد الكبير من الأنواع المختلفة يدحض فرضية مقايضة بعض "الموارد" المحدودة التي يمكن للجسم أن ينفقها إما على التكاثر أو على الحفاظ على الخلايا الجسدية (أي على إطالة الحياة) . في الواقع ، من وجهة نظر الاختيار الفردي ، فإن الفرد ما بعد التكاثر يكون عديم الفائدة تمامًا للتطور ، لذا فإن إنفاق "مورد" قيم في فترة ما بعد الإنجاب من حياتها سيكون مضيعة له.

لذلك ، لا يوجد مورد ، ولكن هناك برنامج الشيخوخة. بدلاً من ذلك ، حتى العديد من البرامج المستقلة: برنامج الشيخوخة الإنجابية ، أو ، تقريبًا ، الإخصاء المبرمج ، وبرنامج قتل متأخر للفرد نفسه ، مقسم أيضًا إلى عدة برامج فرعية (تعطيل الجهاز المناعي ، ضمور العضلات ، العظام ، الدماغ ، ضعف السمع ، الرؤية ، القلب ، الرئتين والكلى والأسنان وما إلى ذلك).

ونعم ، يبدو لي واضحًا أن الشيخوخة برنامج. مثل أي شيء آخر في الجسم. بدءًا من اليوم الأول لتكوين الأجنة ، عندما تنمو مستعمرة من التريليونات من خلية واحدة بسرعة محمومة ، وتنتهي بالبلوغ ، دورة منتظمة لمدة 28 يومًا (برنامج!) ، وإيقاف الوظيفة الجنسية ، إلخ. سيكون من الغريب جدًا إذا تمت برمجة جميع هذه العمليات في الجسم ، ولكن الشيخوخة لم تكن كذلك. بعد كل شيء ، الكائنات الحية هي أفضل البرامج التي شحذتها مليارات السنين من التصحيح.

السؤال الأساسي ، بالطبع ، هو كيفية إيقاف هذا الروتين ، وأين هو زره. Urry، Urry؟ إنه لا يعطي إجابة ... ما الذي أفكر به شخصيًا في هذا الوقت؟ إن الآلية المركزية لتنفيذ برنامج الشيخوخة هي علم الوراثة اللاجينية ، أي الإغلاق التدريجي لبعض الجينات وإدراج البعض الآخر. من الواضح أن هذه العملية يجب أن تكون متزامنة ، والتي نلاحظها تجريبياً في "ساعات المثيلة" للأنسجة المختلفة ، والتي تظهر في سن مبكرة جدًا قيمًا متشابهة جدًا وتبدأ فقط في أن تصبح غير متزامنة مع العمر.

السؤال المنطقي التالي هو ما إذا كان هناك مركز تزامن مركزي في الجسم يضبط جميع الخلايا على تردد ساعة معين ، وما إذا كان يمكن زيادة تردد التشغيل. حسنا ، أو underclock ، على وجه الدقة. أرى مثل هذا المركز في منطقة ما تحت المهاد ، وتردد الساعة في الإيقاعات اليومية. هل من الممكن خداع أجسادنا من خلال إجبار "يومها" الداخلي على ألا يستمر لمدة 24 ، بل 48 أو حتى 240 ساعة؟ لست متأكدًا ، ولكن سيكون من المثير للاهتمام المحاولة.

وأفضل شيء بالطبع هو تعلم كيفية دحر ساعاتنا اللاجينية مركزيا. وهذا يعني ، تفصيل تلك الآليات بالضبط التي تطلقها جيناتنا أثناء الإخصاب ، مما يمنح بيضة تبلغ من العمر 30 عامًا إذنًا لإعادة تعيين عمرها وتصبح فردًا جديدًا. بالطبع ، من المستحيل بالنسبة لنا إعادة التعيين تمامًا إلى الصفر ، ولكن تعلم ترجمة هذه الساعة ببطء إلى بضع سنوات مضت لن يضر على الإطلاق. إن التجارب الناجحة لمجموعة Belmonte من معهد Salk على استخدام عوامل Yamanaki لتراجع الساعات اللاجينية تعطينا الأمل في أن ذلك ممكن.

في هذه الأثناء ، للأسف ، ليس لدى العلم الحديث وسائل جذرية لمكافحة برامج القتل والإخصاء هذه. لكنهم سيكونون بالتأكيد. تعطيني الاختراقات في فهم علم الوراثة اللاجيني أملاً كبيرًا في أننا سنتعلم في غضون 25 إلى 30 عامًا كيف نتوقف ونعكس جميع هذه الأمراض الخلقية الضارة. وبعد ذلك يمكننا في النهاية التخلص من نير الجينات والتوقف عن كوننا عبيدًا لبيولوجيتنا.