الحفريات الحية: كيف توجد الكائنات الحية الخالدة وكيف يمكن للبشر أيضًا

كيفية تحديد الحد الأقصى من العمر الافتراضي

الحد الأقصى للعمر هو

رقم نظري لا يمكن تحديد قيمته الدقيقة باستخدام أي كمية محدودة من البيانات حول كائن حي معين.

في هذا الصدد ، عادة ما يتم تحديد الحد الأقصى للعمر من خلال الحد الأقصى لعدد السنوات المعروفة التي عاش فيها الكائن الحي.

ومع ذلك ، فإن عمر الأفراد هو قيمة إحصائية ، وهذا النهج يعتمد بشكل كبيرحجم العينة ، مما يعقد المقارنات بين الأنواع. 

عادة ما تعتبر نهاية وجود الفرد لحظة الموت ، أي اللحظة التي تصل فيها التغيرات التي لا رجعة فيها في الكائن الحي.مثل هذه المرحلة التي لم يعد الفرد يحتفظ بتنظيمه المميز.

ومع ذلك ، هناك غالبًا نسبيًافترة قصيرة يصعب خلالها معرفة ما إذا كان الكائن الحي لا يزال حياً ، على الرغم من أن هذه الفترة قصيرة جدًا في معظم الحالات ولا تشكل مشكلة في تحديد الحد الأقصى لفترة الحياة.

العدار (هيدرا oligactis) ، حيوان خالد.

ما الذي يحدد العمر المتوقع

أقصى عمر قوي للغايةيختلف بين أنواع الحيوانات. وقد لوحظ أن الفرق بين متوسط ​​العمر المتوقع والحد الأقصى له يعتمد أيضًا بشكل كبير على الأنواع ، ويتم تحديده من خلال استراتيجية البقاء على قيد الحياة.

يعتمد الحد الأقصى للعمر التجريبي على العديد من خصائص.

• خصوبة: كلما زاد عدد النسل الذي ينتجه ، كلما كان عمره أقصر.
• حجم الحيوان وحجم المخ والنشاط الأيضي. على سبيل المثال ، تميل الحيوانات الصغيرة إلى أن يكون لها عمر أقصر ، والحيوانات الأكبر حجمًا لها عمر أطول.

 يتم كسر التبعية النموذجية في حالة سلالات.النضج الجنسي أبطأ ، فهي تعيش أقصر بكثير ، والفرق يصل إلى حوالي 2 مرات بين أكبر وأصغر السلالات.

هذا هو نوع العلاقة التي لها أيضًا مع الطيور ، لكن الطيور بشكل عام تعيش لفترة أطول من الثدييات ، على الرغم من ارتفاع درجات حرارة الجسم ومعدلات التمثيل الغذائي الطبيعي.

يفسر الإنفاق المنخفض للطاقة وإمكانية النمو المستمر العمر الطويل لبعض الفقاريات. على سبيل المثال ، سلحفاة غالاباغوس (Geochelone nigra) يمكن أن يعيش حتى 177 عامًا ، ويصل عمر بعض الأسماك ، مثل سمك الحفش ، إلى أكثر من 150 عامًا. ومع ذلك ، فإن العمر الافتراضي والشيخوخة لهذه الحيوانات تدرس بشكل سيء للغاية.

ما هي الأنواع التي يمكن أن تعيش إلى ما لا نهاية

من المحتمل أن تكون بعض الكائنات خالدة ما لم يتوقف الحادثالحياة ، قد تكون قادرة على وجود غير محدود.بالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما تعزى هذه القدرة إلى بعض الأسماك والزواحف ، خاصة تلك القادرة على النمو غير المحدود لأجسامها.ومع ذلك ، فإن مثل هذه المطالبات لها مشكلتان.

الأيض القاعدي ونشاط هذه منخفضة للغاية ، وعادة ما تكون أقل بعشرات المرات من الخصائص المقابلة للثدييات والطيور ، والتي توفرشيخوخة أبطأ بكثير.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن النمو غير المقيد للجسم يساعد على إبطاء أو حتى إيقاف الشيخوخة ، ولكن الزيادة في الحجم بمرور الوقت هي التي تقل.بقاء الكائن الحي في ظل الظروف البيئية.

على سبيل المثال ، عدم القدرة على الحصول على ما يكفيكمية الطعام ، وفقدان السرية والتنقل ، والعديد من العوامل السلبية الأخرى مجتمعة ، تؤدي عاجلاً أم آجلاً إلى موت الجسد. ومن ثم يصعب التمييز بين الموت مباشرة والشيخوخة من أسباب خارجية.

سلحفاة مربع كارولينا. من أنواع الحيوانات التي لا يشيخ جسمها

محاولات لزيادة متوسط ​​العمر المتوقع

فرع كبير من الأبحاث في علم الشيخوخة هو محاولة زيادة متوسط ​​العمر المتوقع ، خاصة عند البشر. X

على الرغم من أنه من الممكن بالفعل زيادة متوسط العمر المتوقع للشخص بشكل كبير بمساعدة عوامل مثل التحسين العام للرعاية الطبية ، إلا أن هناك مشكلة مهمة تتمثل في الزيادة في الحد الأقصى لمتوسط العمر المتوقع ، والذي لا يمكن تحقيقه إلا من خلال التأثير على سرعة عملية الشيخوخة.

حقق الباحثون بعض النجاح في النماذج الحيوانية: تمكنت عوامل مثل تناول السعرات الحرارية أو التغيرات الجينية أو إدارة الهرمونات من زيادة أو تقليل عمر العديد من الكائنات الحية النموذجية.

ومع ذلك ، لم يكن من الممكن حتى الآن الاستمرار في حياة الإنسان ، على الرغم من أن التقدم في علم الشيخوخة قد جعل من الممكن بالفعل علاج العديد من الأمراض التي تتميز بتسارع الشيخوخة.

• تقليل محتوى السعرات الحرارية في الطعام

إن أبسط طريقة للتأثير على عمر بعض هي تقييد السعرات الحرارية في النظام الغذائي مع الحفاظ على اكتماله.

عن طريق تقليل محتوى السعرات الحرارية للجرذان والفئران والهامستر بنسبة 40-60 ٪ في النظام الغذائي ، وبدء النظام الغذائي قبل بلوغ سن البلوغ ، يتم زيادة متوسط العمر المتوقع بنسبة 65 ٪ والحد الأقصى بنسبة 50 ٪.

في حالة ذباب الفاكهة والديدان الخيطيةأنواع معينة انيقةيتم تحقيق تأثير إبطاء الشيخوخة وزيادة طول العمر على الفور ، بغض النظر عن عمر الحيوان.

• مضادات الأكسدة

بعض التأثير على متوسط ​​العمر المتوقعلديها مضادات الأكسدة. تؤدي إضافة مضادات الأكسدة إلى النظام الغذائي للثدييات إلى زيادة متوسط ​​العمر بنسبة تصل إلى 30٪ ، ولكن دون تغيير في الحد الأقصى للعمر

مضادات الأكسدة لها التأثير الأكبر علىالحيوانات المعرضة لخطر الإصابة بالسرطان (على سبيل المثال، القوارض) والحيوانات ذات العمر المتوقع المنخفض من الناحية المرضية نتيجة التعرض للإشعاع أو المواد الكيميائية المطفرة.

ربما يقتصر تأثير مضادات الأكسدة على تقليل احتمالية الإصابة بأمراض معينة ، وليس للتغيرات في معدل الشيخوخة للكائن الحي بأكمله.

• التغيرات الجينية

لقد تم أيضًا القيام بالكثير من العمل في اتجاه التغيرات الجينية التي تؤثر على عمر الكائنات الحية النموذجية.

إذا حاول الباحثون لأول مرة العثور عليهاعلى أساس كيميائي حيوي لتأثير تقييد السعرات الحرارية على متوسط ​​العمر المتوقع، تم العثور لاحقًا على العديد من الجينات الجديدة التي لها تأثير مماثل. يوجد اليوم عدة سلالات من الفئران، ذات عمر أطول من الفئران البرية.

تطورت فكرة التغيرات الجينية في وقت لاحقالنهج الجديد هو استراتيجيات هندسة الشيخوخة الضئيلة (SENS)، حيث يحاول الباحثون تصميم كائن معدل وراثيا مع عمر أطول بكثير.

استراتيجيات تمديد الحياة

• العلاج الجيني

وفي عام 2012، علماء من الوطنية الإسبانيةأثبت مركز أبحاث السرطان (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) تحت قيادة مديرته ماريا بلاسكو أنه يمكن زيادة عمر الفئران عن طريق حقنة واحدة من دواء يؤثر بشكل مباشر على جينات الحيوان في مرحلة البلوغ.

لقد فعلوا ذلك باستخدام العلاج الجيني، وهي استراتيجية لم تستخدم من قبل لمكافحة الشيخوخة. وقد وجد أن استخدام هذه الطريقة على الفئران آمن وفعال.

تم علاج الفئران في عمر سنة واحدةعاشوا لفترة أطول في المتوسط ​​بنسبة 24٪، وفي سن عامين - بنسبة 13٪. بالإضافة إلى ذلك، أدى العلاج إلى تحسينات كبيرة في صحة الحيوانات، وتأخير تطور الأمراض المرتبطة بالعمر مثل هشاشة العظام ومقاومة الأنسولين وتحسين مؤشرات الشيخوخة مثل التنسيق العصبي العضلي.

هذه الدراسة "تظهر أنه يمكنكتطوير علاج جيني مضاد للشيخوخة يعتمد على الإنزيم تيلوميراز دون زيادة الإصابة بالسرطان "، كما يجادل المؤلفون. وهكذا ، أصبح العلاج الجيني أحد المجالات الواعدة في المجال العلاجي الناشئ المتمثل في إطالة العمر الجذري وتوقف الشيخوخة.

• طفرات تطيل الحياة

وقد حقق الباحثون زيادة خمسة أضعافعمر الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans. وللقيام بذلك، استخدموا طفرات في البروتينات من مسارين استقلابيين يؤثران على متوسط ​​العمر: جزيء DAF-2، الذي يشارك في إشارات الأنسولين (عادة ما يطيل الحياة بنسبة 100%)، وبروتين RSKA-1 (S6K)، الذي يشارك في إشارات MTOR - هدف الراباميسين (عادةً ما يطيل العمر بنسبة 30٪).

ولدهشة العلماء ، وبفضل التآزر ، أعطوا زيادة في متوسط ​​العمر المتوقع بمقدار خمسة أضعاف (بدلاً من 130٪ المتوقعة).

• علاج بالعقاقير
  

وتشير أحدث الأبحاث إلى ذلك في المستقبل القريبفي المستقبل، قد تظهر مثل هذه الأدوية. بالفعل، يمكن تسمية بعض نماذجهم الأولية، وهي ميتفورمين وأكاربوز (أدوية مضادة لمرض السكري لعلاج مرض السكري من النوع 2 لدى البشر)، وراباميسين (وهو مثبط للمناعة يثبط مسار MTOR)، وبروتين يسمى GDF11 (نظير الميوستاتين). ).

وحتى وقت قريب، كانت هذه القائمة متضمنةوأيضا ريسفيراترول والميلاتونين. في المستقبل القريب، من المتوقع أن يتم تجديد هذه القائمة بنظائرها الاصطناعية من هرمون الصيام - FGF21، والتي، من خلال زيادة مستوى الأديبونيكتين، يمكن أن تزيد متوسط ​​العمر المتوقع من خلال آلية مستقلة عن مسارات AMP kinase وMTOR وsirtuin.

لذلك ، العلاج مع FGF21 بالاشتراك معمن خلال التداخل مع مسارات AMP و MTOR و sirtuins ، قد يكون لها تأثير تآزري مشابه للزيادة التي تزيد عن 5 أضعاف في عمر الديدان الخيطية عن طريق الطفرة المزدوجة.

• استنساخ الأعضاء واستبدالها

أبحاث التكنولوجيا الحيوية والاستنساخيتم حاليًا إجراء الأجزاء والخلايا الجذعية على الحيوانات ولا يمكنها استبدال أي أجزاء من الجسم المتقدم في السن بأجزاء "جديدة" مزروعة صناعيًا.

أجريت تجارب زرع المخ فيالقرود والكلاب في منتصف القرن العشرين ، فشلت بسبب عمليات الرفض وعدم قدرة الجسم على استعادة الروابط العصبية بسرعة التي تضمن عمل الجسم. يجادل مؤيدو استبدال الجسم واستنساخه بأن التكنولوجيا الحيوية الضرورية قد تأتي في المستقبل.

• الحفظ بالتبريد 

مبررات استخدام هذه الطريقةيستند هذا الأسلوب إلى حقيقة معروفة مفادها أنه في درجات الحرارة المبردة لا تحدث تغييرات مهمة في الجسم البيولوجي لآلاف السنين، ويعطي مؤيدي هذه الطريقة الأمل في أن التقنيات الطبية المستقبلية ستكون قادرة على استعادة المريض المبرد وحتى تجديد شبابه، وبالتالي إطالة أمد حياته. حياة.

للحفظ بالتبريد من البشر أو الحيواناتمجمدة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية ، باستخدام مواد واقية من التجمد لمنع ظهور بلورات الجليد. يأمل دعاة Cryonics في تنشيط مرضى cryonics من خلال زراعة الأعضاء وتكنولوجيا النانو.

• إبطاء الحياة

تباطؤ الحياة - إبطاء عمليات الحياةبوسائل اصطناعية. قد يحدث التنفس، ونبض القلب، وغيرها من الوظائف اللاإرادية، ولكن لا يمكن اكتشافها إلا بوسائل خاصة.

أجريت التجارب على الكلاب والخنازير والفئران. يستخدم التبريد القوي لإبطاء الوظائف. يستبدل العلماء دم الحيوانات بالمحلول المبرد (محلول ملحي) وهم في حالة موت سريري لمدة ثلاث ساعات. ثم يعود الدم ويبدأ الدورة الدموية بمساعدة التحفيز الكهربائي للقلب.

قراءة المزيد:

الأضرار التي تلحق بالجلد والدماغ والعينين: كيف يدخل COVID-19 إلى الأعضاء البشرية

اتضح أن الخيوط الكونية الضخمة في الكون تدور مثل المثاقب

اكتشف العلماء من هو المعرض لخطر إعادة الإصابة بـ COVID-19 ومتى