Человеческие тела запрограммированы на смерть?

С определенной точки зрения вы могли бы утверждать, что наши тела имеют ограниченную продолжительность жизни;

• Теломеры — это расширения на концах хромосом, которые предотвращают повреждение или потерю генетической информации во время клеточного деления. Теломеры не заменяются (в нормальных клетках), что приводит к репликативной продолжительности жизни ; количество раз, которое клетка может делиться, прежде чем навсегда выйти из клеточного цикла (старение).
  • Обычно это рассматривается как противораковый механизм для защиты от ошибок, проникающих в геном через множество клеточных делений. Чтобы стать раковой, клетка должна сначала преодолеть свою репликативную продолжительность жизни [ ref. ]. Это достигается за счет активации (обычно неактивного) фермента теломеразы , который удлиняет теломеры. Эмбриональные стволовые клетки являются одним из немногих типов клеток, которые в норме экспрессируют этот фермент.

Есть и другие аргументы в пользу того, что продолжительность нашей жизни фундаментально ограничена, но важно отметить, что цель состоит не в том, чтобы «умереть», а в том, чтобы повысить приспособленность (в дарвиновском смысле) в более раннем возрасте . Это известно как антагонистическая плейотропия ; когда полезная черта в начале жизни становится невыгодной в более позднем возрасте.

Укорочение теломер — лишь один из примеров антагонистической плейотропии (защищает от рака в молодом возрасте, но ограничивает количество делений клеток).

Другие черты, которые по своей природе ограничивают продолжительность жизни, включают:

• Нейроны (как правило) не реплицируются и живут всю жизнь. Это, безусловно, исключает их репликативное старение, однако это означает, что они очень подвержены «износу»; окислительный стресс является естественным побочным продуктом дыхания, и подавляющее большинство повреждений, наносимых этими видами (например, активными формами кислорода), восстанавливаются клеткой, однако некоторые из них всегда остаются неконтролируемыми, и в конечном итоге это приводит к неврологической дисфункции и снижению когнитивных функций. . Без вмешательства это неизбежно для каждого человека ( скорость старения у разных людей разная, но старение и возрастные заболевания — это расстройства, которые являются естественной частью жизни) .
• То же самое верно для сердечной и гладкой мускулатуры: несмотря на то, что многое можно восстановить, неизбежно, что повреждение будет накапливаться в течение всей жизни, и, таким образом, подавляющее большинство смертей, связанных с возрастом, связаны с сердечными проблемами в той или иной степени. или другой.

Таким образом, нет никакого «запрограммированного» предела продолжительности жизни в том смысле, что мы не эволюционировали, чтобы умереть, но наши тела по своей природе ограничены системами, которые развились. Ожидаемая продолжительность жизни несколько тысяч лет назад составляла ~20 лет (если вы дожили до младенчества!), тогда как сейчас в развитом мире она составляет ~80 лет, так что наши тела уже могут выжить намного дольше нашей «естественной» продолжительности жизни, и, таким образом, мы теперь поддаются возрастной болезни. Эволюция потратила миллионы лет, давая нам все возможные преимущества, ведущие к репродуктивному успеху. Естественный отбор признаков, не подлежащих воспроизведению, является вторичным по отношению к тем, которые существовали заранее , и, таким образом, мы принципиально ограничиваем продолжительность жизни.

Существует аргумент в пользу эволюционного преимущества ограниченной продолжительности жизни. На первый взгляд это кажется нелогичным, пока вы не поймете, что естественный отбор действует не на индивидуумов, а на гены. Предполагается, что для организма выгодно (в некоторых обстоятельствах) иметь более короткую продолжительность жизни, поскольку это увеличивает текучесть особей в этой популяции. Это, в свою очередь, повышает их эволюционируемость, что явно выгодно для гена (генов), влияющих на этот признак, если это увеличивает вероятность успешного размножения и, таким образом, передачи этого гена/аллеля/признака...

Мне нравится эта гипотеза, и я вижу, что естественный отбор может ей способствовать. Я думаю, что мыши являются здесь отличным примером; у них гораздо более короткая продолжительность жизни, чем у нас, но они «стареют» (биологически) так же (проблемы с сердцем, диабет, рак), но быстрее, что приводит к более высокой текучести населения). В среде с высокой смертностью наиболее адаптируемые животные будут более успешными.

Однако я думаю, что это, вероятно, вторично по отношению к давлению на другие признаки выживания, которые напрямую увеличивают шансы на успешное размножение.

Я не очень хорошо разбираюсь в эволюционной биологии, поэтому я отвечу на этот вопрос с точки зрения молекулярной/клеточной биологии.

Краткий ответ таков: нет, мне неизвестны какие-либо доказательства встроенной «смерти».

Длинный ответ:

1. Теломеры укорачиваются из-за многократного копирования хромосом (поэтому при многократном делении клеток теломеры укорачиваются). Более короткие теломеры делают хромосомы более нестабильными и могут привести к некоторым симптомам старения (например, ограничению регенерации органов). Но это скорее побочный эффект того, что у людей нет самой эффективной теломеразы.

В конце концов, хотя укороченные теломеры способствуют ограничению числа репликаций клетки (предел Хейфлика), у нас также есть стволовые клетки, которые затем могут заменить стареющие клетки. (Это также верно для мозга и сердца: стволовые клетки присутствуют в сердце и даже в очень ограниченных областях мозга и производят нейроны на протяжении всей жизни: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10834848/ . ) Таким образом, проблема теломер сама по себе не предопределяет смерть.

2. Другие факторы, способствующие старению, можно разделить на две категории: генетические факторы и накопление повреждений.

Но в обеих этих группах причина не в том, что мы генетически запрограммированы умирать в определенное время. Это всегда тот случай, когда системы, используемые для репарации или регенерации, со временем дают сбой: репарация мутаций ДНК становится неспособной идти в ногу со скоростью мутаций; отсутствие клональной делеции, ведущее к аутоиммунитету; ингибирование аутофагии mTOR, приводящее к накоплению старых и поврежденных частей клеток; неспособность стареющих клеток подвергаться апоптозу.

Есть много других признаков старения, но общая нить, которую мы видим, заключается не в том, что существует установленная программа, ведущая к смерти организма, а скорее в отказе (в результате накопления повреждений) систем, поддерживающих нашу жизнь.

В книге Ричарда Докина «Эгоистичный ген» кажется, что имеет место запрограммированная целенаправленная смерть тела. Гены рулят. Они ищут себе пару, чтобы произвести потомство, которое будет еще лучше приспособлено для повторной передачи своих генов. Смысл жизни, как мы видели и наблюдали, действительно заключается в том, чтобы гены увековечили свое существование в будущем. После того, как сдал на кузов, то сделал прохождение мало толку. Более сложный организм, подобный человеческому, может подбирать себе пару по продолжительности жизни родителей и родственников. Не существует никакого ньютоновского закона, согласно которому клетка не может просто продолжать воспроизводиться и по существу избегать старения. Наши тела делают это с определенной целью. Которого мы просто не понимаем.