الشيخوخة معقدة – يشرح عالم الأحياء سبب عدم شيخوخة شخصين أو خليتين بنفس الطريقة ، وماذا يعني هذا بالنسبة للتدخلات المضادة للشيخوخة

من المحتمل أنك تعرف شخصًا يبدو أنه يتقدم في العمر ببطء ، ويبدو أنه أصغر بسنوات مما يوحي به تاريخ ميلاده. ومن المحتمل أنك رأيت العكس – شخص يبدو أن جسده وعقله قد دمرهما الوقت أكثر من غيره. لماذا يبدو أن بعض الناس ينزلقون على الرغم من سنواتهم الذهبية والبعض الآخر يعانون من الناحية الفسيولوجية في منتصف العمر؟

لقد عملت في مجال الشيخوخة طوال مسيرتي العلمية ، وأقوم بتدريس البيولوجيا الخلوية والجزيئية للشيخوخة في جامعة ميشيغان. لا تدور أبحاث الشيخوخة حول إيجاد العلاج الوحيد الذي يصلح كل ما قد يزعجك في الشيخوخة. بدلاً من ذلك ، يشير العقد أو العقدان الأخيران من العمل إلى الشيخوخة كعملية متعددة العوامل – ولا يمكن لأي تدخل واحد أن يوقفها كلها.

ما هي الشيخوخة؟

هناك العديد من التعريفات المختلفة للشيخوخة ، لكن العلماء يتفقون عمومًا على بعض السمات المشتركة: الشيخوخة عملية تعتمد على الوقت وتؤدي إلى زيادة التعرض للمرض والإصابة والوفاة. هذه العملية جوهرية ، عندما يتسبب جسمك في مشاكل جديدة ، وخارجية ، عندما تتسبب الإهانات البيئية في إتلاف أنسجتك.

يتكون جسمك من تريليونات من الخلايا ، وكل واحدة ليست مسؤولة فقط عن وظيفة أو أكثر من الوظائف الخاصة بالنسيج الذي تتواجد فيه ، ولكن يجب عليها أيضًا القيام بكل الأعمال للحفاظ على نفسها على قيد الحياة. يتضمن ذلك استقلاب العناصر الغذائية ، والتخلص من النفايات ، وتبادل الإشارات مع الخلايا الأخرى والتكيف مع الإجهاد.

تكمن المشكلة في أن كل عملية ومكون في كل خلية من خلاياك يمكن أن تتعطل أو تتلف. لذلك تنفق خلاياك الكثير من الطاقة كل يوم في منع تلك المشكلات والتعرف عليها وحلها.

يمكن اعتبار الشيخوخة على أنها فقدان تدريجي للقدرة على الحفاظ على التوازن – حالة من التوازن بين أجهزة الجسم – إما من خلال عدم القدرة على منع أو التعرف على الضرر وضعف الوظيفة ، أو عن طريق عدم إصلاح المشكلات بشكل كافٍ أو سريع عند حدوثها. تنتج الشيخوخة عن مزيج من هذه القضايا. أظهرت عقود من البحث أن كل عملية خلوية تقريبًا تصبح أكثر ضعفًا مع تقدم العمر.

إصلاح الحمض النووي وإعادة تدوير البروتينات

تركز معظم الأبحاث حول شيخوخة الخلايا على دراسة كيفية تغير الحمض النووي والبروتينات مع تقدم العمر. بدأ العلماء أيضًا في معالجة الأدوار المحتملة للعديد من الجزيئات الحيوية المهمة الأخرى في الخلية التي تلعبها في الشيخوخة أيضًا.

تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية للخلية في الحفاظ على حمضها النووي – دليل التعليمات الذي تقرأه آلية الخلية لإنتاج بروتينات معينة. تتضمن صيانة الحمض النووي الحماية من الأضرار التي تلحق بالمواد الوراثية والجزيئات المرتبطة بها وإصلاحها بدقة.

البروتينات هي عامل الخلية. يقومون بإجراء تفاعلات كيميائية ، ويقدمون الدعم الهيكلي ، ويرسلون ويستقبلون الرسائل ، ويحتفظون بالطاقة ويطلقونها ، وأكثر من ذلك بكثير. في حالة تلف البروتين ، تستخدم الخلية آليات تتضمن بروتينات خاصة تحاول إما إصلاح البروتين المكسور أو إرساله لإعادة التدوير. آليات مماثلة تطرد البروتينات بعيدًا عن الطريق أو تدمرها عندما لا تكون هناك حاجة إليها. بهذه الطريقة ، يمكن استخدام مكوناته لاحقًا لبناء بروتين جديد.

الشيخوخة تعطل شبكة بيولوجية حساسة

إن الحديث المتبادل بين المكونات داخل الخلايا والخلايا ككل والأعضاء والبيئة عبارة عن شبكة معلومات معقدة ودائمة التغير.

عندما تعمل جميع العمليات المتضمنة في إنشاء وظيفة الحمض النووي والبروتين والحفاظ عليها بشكل طبيعي ، يمكن للأجزاء المختلفة داخل الخلية التي تؤدي أدوارًا متخصصة – تسمى العضيات – الحفاظ على صحة الخلية ووظيفتها. لكي يعمل العضو بشكل جيد ، يجب أن تعمل غالبية الخلايا التي يتكون منها بشكل جيد. ولكي يعيش كائن حي بأكمله ويزدهر ، يجب أن تعمل جميع أعضاء الجسم بشكل جيد.

يمكن أن تؤدي الشيخوخة إلى خلل وظيفي في أي من هذه المستويات ، من الخلية الفرعية إلى الكائن الحي. ربما يكون الجين الذي يشفر بروتينًا مهمًا لإصلاح الحمض النووي قد تعرض للتلف ، والآن من المرجح أن يتم إصلاح جميع الجينات الأخرى في الخلية بشكل غير صحيح. أو ربما تكون أنظمة إعادة التدوير في الخلية غير قادرة على تحطيم المكونات المختلة وظيفيًا بعد الآن. حتى أنظمة الاتصال بين الخلايا والأنسجة والأعضاء يمكن أن تتعرض للخطر ، مما يجعل الكائن الحي أقل قدرة على الاستجابة للتغيرات داخل الجسم.

يمكن أن تؤدي الصدفة العشوائية إلى زيادة عبء الضرر الجزيئي والخلوي الذي يصبح تدريجيًا أقل إصلاحًا بمرور الوقت. مع تراكم هذا الضرر ، تتراكم الأضرار أيضًا على الأنظمة التي تهدف إلى إصلاحه. هذا يؤدي إلى دورة من التآكل المتزايد مع تقدم الخلايا في العمر.

التدخلات المضادة للشيخوخة

إن الترابط بين العمليات الخلوية في الحياة سيف ذو حدين: يؤدي إلى إتلاف عملية واحدة بشكل كافٍ ، وتصبح جميع العمليات الأخرى التي تتفاعل معها أو تعتمد عليها ضعيفة. ومع ذلك ، فإن هذا الترابط يعني أيضًا أن تعزيز عملية واحدة شديدة الترابط يمكن أن يحسن الوظائف ذات الصلة أيضًا. في الواقع ، هذه هي الطريقة التي تعمل بها أنجح التدخلات المضادة للشيخوخة.

لا توجد حل سحري لوقف الشيخوخة ، ولكن يبدو أن بعض التدخلات تؤدي إلى إبطاء الشيخوخة في المختبر. في حين أن هناك تجارب سريرية جارية تبحث في الأساليب المختلفة لدى البشر ، فإن معظم البيانات الموجودة تأتي من حيوانات مثل الديدان الخيطية والذباب والفئران والرئيسيات غير البشرية.

أحد أفضل التدخلات المدروسة هو تقييد السعرات الحرارية ، والذي يتضمن تقليل كمية السعرات الحرارية التي يأكلها الحيوان عادة دون حرمانه من العناصر الغذائية الضرورية. يبدو أن عقارًا معتمدًا من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية يستخدم في زراعة الأعضاء وبعض علاجات السرطان التي تسمى رابامايسين يعمل عن طريق استخدام مجموعة فرعية على الأقل من نفس المسارات التي ينشطها تقييد السعرات الحرارية في الخلية. كلاهما يؤثر على محاور الإشارة التي توجه الخلية للحفاظ على الجزيئات الحيوية التي لديها بدلاً من النمو وبناء جزيئات حيوية جديدة. بمرور الوقت ، تزيل هذه النسخة الخلوية من “تقليل وإعادة الاستخدام وإعادة التدوير” المكونات التالفة وتترك وراءها نسبة أعلى من المكونات الوظيفية.

تشمل التدخلات الأخرى تغيير مستويات بعض المستقلبات ، والتدمير الانتقائي للخلايا الشائخة التي توقفت عن الانقسام ، وتغيير ميكروبيوم الأمعاء والتعديلات السلوكية.

ما تشترك فيه كل هذه التدخلات هو أنها تؤثر على العمليات الأساسية الحاسمة للتوازن الخلوي ، وغالبًا ما تصبح غير منظمة أو مختلة وظيفيًا مع تقدم العمر وترتبط بأنظمة الصيانة الخلوية الأخرى. غالبًا ما تكون هذه العمليات هي المحركات المركزية للآليات التي تحمي الحمض النووي والبروتينات في الجسم.

لا يوجد سبب واحد للشيخوخة. لا يوجد شخصان يتقدمان في العمر بنفس الطريقة ، وفي الواقع ، لا تفعل أي خليتان. هناك طرق لا حصر لها لخطأ علم الأحياء الأساسي الخاص بك بمرور الوقت ، وتضيف هذه الطرق لإنشاء شبكة فريدة من العوامل المتعلقة بالشيخوخة لكل شخص والتي تجعل العثور على علاج مضاد للشيخوخة يناسب الجميع أمرًا صعبًا للغاية.

ومع ذلك ، فإن البحث عن التدخلات التي تستهدف العديد من العمليات الخلوية الهامة في وقت واحد يمكن أن يساعد في تحسين الصحة والحفاظ عليها لجزء أكبر من الحياة. يمكن أن تساعد هذه التطورات الناس على العيش حياة أطول في هذه العملية.