כיצד לקבוע את אורך החיים המרבי
תוחלת חיים מקסימלית היא
בהקשר זה, תוחלת החיים המקסימלית נקבעת בדרך כלל לפי מספר השנים המקסימליות המוכרות ביותר להן חי האורגניזם.
עם זאת, תוחלת חיים אינדיבידואלית היא משתנה סטטיסטי, וגישה זו תלויה מאוד בגודל המדגם, מה שמקשה על השוואה בין מינים.
סוף קיומו של אדם נחשב בדרך כללרגע המוות, כלומר הרגע שבו שינויים בלתי הפיכים בגוף מגיעים לשלב כזה שהפרט לא שומר עוד על הארגון האופייני לו.
עם זאת, לעתים קרובות יש יחסיתתקופה קצרה בה קשה לדעת האם האורגניזם עדיין חי, אם כי ברוב המקרים תקופה זו קצרה למדי ואינה מהווה בעיה בקביעת אורך החיים המרבי.
הידרה (Hydra oligactis), חיה שעלולה להיות אלמותית.
מה קובע את תוחלת החיים
אורך החיים המרבי חזק מאודשונה בין מיני בעלי חיים. צוין כי ההבדל בין תוחלת החיים הממוצעת למקסימלית תלוי משמעותית גם במין, והוא נקבע על ידי אסטרטגיית ההישרדות.
תוחלת חיים מקסימלית תלויה אמפירית במספר מאפיינים של בעלי חיים.
- פוריות של בעל חיים: ככל שהחיה נותנת יותר צאצאים, כך היא חיה פחות.
- גודל בעלי חיים, גודל מוח ופעילות מטבולית. לדוגמא, ככלל, לבעלי חיים קטנים יותר יש קטן יותר, ולגדולים יותר אורך חיים ארוך יותר.
תלות טיפוסית מופרת בתיקגזעי כלבים. גזעים גדולים יותר של כלבים, למרות שהם מגיעים לבגרות מינית לאט יותר, חיים חיים קצרים בהרבה, ההבדל מגיע בערך פי 2 בין הגזע הגדול והקטן ביותר.
זה בדיוק סוג היחסים שיש גם לציפורים, אך ציפורים בדרך כלל חיות זמן רב יותר מיונקים, למרות טמפרטורות גוף גבוהות יותר ושיעורי חילוף החומרים הטבעיים.
הוצאות אנרגיה נמוכות ואפשרות לצמיחה מתמדת מסבירות את תוחלת החיים הארוכה של חלק מחולייתנים. לדוגמא, צב הגלפגוס (ניגרה גיאוכלונה) יכולים לחיות עד 177 שנים, וחלק מהדגים, כגון חדקן, מגיעים לגיל של יותר מ -150 שנה. עם זאת, תוחלת החיים וההזדקנות של בעלי חיים אלה נחקרו בצורה גרועה מאוד.
איזה מינים יכולים לחיות בלי סוף
סביר להניח שחלק מהאורגניזמים הם בעלי פוטנציאלבן אלמוות. אם תאונה לא עוצרת את החיים, הם עשויים להיות מסוגלים להתקיים ללא הגבלה. מחקר מסווג בביטחון את כלניות הים והידרות של מים מתוקים כאורגניזמים כאלה. בנוסף אליהם, יכולת זו מיוחסת לרוב לדגים וזוחלים מסוימים, במיוחד אלה המסוגלים לצמוח בלתי מוגבל של גופם. עם זאת, יש שתי בעיות עם טענות כאלה.
חילוף החומרים והפעילות הבסיסית של בעלי חיים אלה נמוכים מאוד, בדרך כלל נמוכים בעשרות מונים מהמאפיינים המקבילים של יונקים וציפורים, מה שמאפשר הזדקנות איטית בהרבה.
בנוסף, צמיחת גוף בלתי מוגבלת מסייעת לבעל החיים להאט או אפילו לעצור את ההזדקנות, אך הגידול בגודל לאורך זמן הוא שמפחית את הישרדות האורגניזם בתנאי סביבה.
לדוגמא, חוסר היכולת להשיג מספיקכמות המזון, אובדן הסודיות וניידות, וגורמים שליליים רבים אחרים במצטבר, מובילים במוקדם או במאוחר למות הגוף. לפיכך, קשה להבחין בין מוות ישירות מזקנה לבין מוות מסיבות חיצוניות.
צב קופסא קרולינה. אחד מסוגי בעלי החיים שגופם אינו מזדקן
ניסיונות להגדיל את תוחלת החיים
ענף גדול של מחקר בגרונטולוגיה הוא הניסיון להגדיל את תוחלת החיים, במיוחד בבני אדם. איקס
עם זאת, כיום כבר ניתן להעלות משמעותית את הממוצעתוחלת החיים של האדם באמצעות גורמים כמו שיפורים כלליים בטיפול הרפואי, נושא חשוב נותר העלייה בתוחלת החיים המקסימלית, שניתן להשיג רק על ידי השפעה על קצב תהליך ההזדקנות.
החוקרים עשו התקדמות מסוימת בנושאמודלים של בעלי חיים: באמצעות גורמים כמו צריכת קלוריות, שינויים גנטיים או מתן הורמונים, תוחלת החיים גדלה או ירדה במספר אורגניזמים מודל.
עם זאת, עדיין לא ניתן היה להמשיך בחיי אדם, אם כי ההתקדמות בגרונטולוגיה כבר אפשרה לטפל בכמה מחלות המאופיינות בהזדקנות מואצת.
- הפחתת תכולת הקלוריות במזון
השיטה הפשוטה ביותר להשפיע על תוחלת החיים של חלק מהחיות היא הגבלת תכולת הקלוריות של התזונה תוך שמירה על ערכה התזונתי.
על ידי הפחתת קלוריות ב-40-60% בתזונה של חולדות, עכברים ואוגרים החל לפני גיל ההתבגרות, תוחלת החיים הממוצעת עולה ב-65% ותוחלת החיים המקסימלית ב-50%.
במקרה של זבובי פירות ונמטודותCaenorhabditis elegans, ההשפעה של האטת ההזדקנות והגדלת אורך החיים מושגת באופן מיידי, ללא קשר לגיל החיה.
- נוגדי חמצון
השפעה מסוימת על תוחלת החייםיש נוגדי חמצון. תוספת נוגדי חמצון לדיאטת היונקים מגדילה את תוחלת החיים הממוצעת עד 30%, אך ללא שינוי באורך החיים המרבי.
לנוגדי חמצון יש את ההשפעה הגדולה ביותר עלבעלי חיים עם סיכון גבוה לסרטן (למשל מכרסמים) ובעלי חיים עם תוחלת חיים נמוכה מבחינה פתולוגית כתוצאה מחשיפה לקרינה או כימיקלים מוטגנים.
אולי ההשפעה של נוגדי חמצון מוגבלת לירידה בסבירות למחלות מסוימות, ולא לשינויים בקצב ההזדקנות של האורגניזם כולו.
- שינויים גנטיים
עבודה רבה נעשתה גם בכיוון של שינויים גנטיים המשפיעים על תוחלת החיים של מודל אורגניזמים.
אם תחילה ניסו חוקרים למצואבסיס ביוכימי להשפעה של הגבלה קלורית על תוחלת החיים, נמצאו מאוחר יותר גנים חדשים רבים בעלי השפעה דומה. כיום ישנם מספר זנים של עכברים, עם תוחלת חיים ארוכה יותר מאשר עכברים מסוג בר.
הרעיון של שינויים גנטיים התפתח מאוחר יותרגישה חדשה היא Strategies for Engineering Negligible Senescence (SENS), שבה חוקרים מנסים לעצב אורגניזם מהונדס גנטית עם תוחלת חיים ארוכה משמעותית.
אסטרטגיות להארכת חיים
- טיפול גנטי
בשנת 2012, מדענים מן הלאומי הספרדיהמרכז לחקר הסרטן (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) בהנהגת מנהלתו מריה בלסקו הוכיחו שניתן להגדיל את תוחלת החיים של עכברים על ידי הזרקה אחת של תרופה שמשפיעה ישירות על הגנים של בעל החיים בבגרות.
הם עשו זאת באמצעות ריפוי גנטי, אסטרטגיה שמעולם לא שימשה בעבר למאבק בהזדקנות. השימוש בשיטה זו בעכברים נמצא בטוח ויעיל.
עכברים שטופלו בגיל שנהחי יותר בממוצע ב-24%, ובגיל שנתיים - ב-13%. בנוסף, הטיפול הוביל לשיפורים משמעותיים בבריאות החיות, עיכוב התפתחות של מחלות הקשורות לגיל כמו אוסטאופורוזיס ותנגודת לאינסולין ושיפור מדדי הזדקנות כמו קואורדינציה עצבית-שרירית.
מחקר זה "מראה שאתה יכוללפתח טיפול גנטי נגד הזדקנות המבוסס על טלומראז מבלי להגדיל את שכיחות הסרטן ", טוענים המחברים. לפיכך, טיפול גנטי הופך לאחד התחומים המבטיחים באזור הטיפולי המתפתח של הארכת חיים רדיקלית ומעצר הזדקנות.
- מוטציות מאריכות חיים
חוקרים השיגו עלייה של פי חמישהתוחלת החיים של הנמטודה Caenorhabditis elegans. לשם כך הם השתמשו במוטציות בחלבונים משני מסלולים מטבוליים המשפיעים על תוחלת החיים: מולקולת DAF-2, המעורבת באיתות אינסולין (בדרך כלל מאריכה חיים ב-100%) וחלבון RSKA-1 (S6K), אשר מעורב באיתות MTOR - מטרה של rapamycin (בדרך כלל מאריך חיים ב-30%).
להפתעת המדענים, יחד, הודות לסינרגיה, הם העניקו עלייה פי חמש בתוחלת החיים (במקום 130% הצפויים).
- טיפול תרופתי
המחקר האחרון מראה כי בעתיד הקרובבעתיד, תרופות כאלה עשויות להופיע. כבר עכשיו, ניתן למנות חלק מאבות הטיפוס שלהם, אלו הם מטפורמין ואקרבוז (תרופות אנטי-סוכרתיות לטיפול בסוכרת מסוג 2 בבני אדם), רפמיצין (מדכא חיסון שמדכא את מסלול MTOR), חלבון בשם GDF11 (אנלוג של מיוסטטין). ).
עד לאחרונה, רשימה זו כללהגם רזברטרול ומלטונין. בעתיד הקרוב, צפוי כי רשימה זו תתחדש באנלוגים סינתטיים של הורמון הצום - FGF21, אשר על ידי העלאת רמת האדיפונקטין יכולים להגדיל את תוחלת החיים באמצעות מנגנון בלתי תלוי במסלולי AMP kinase, MTOR וסירטוין.
לכן, טיפול ב- FGF21 בשילוב עםעל ידי הפרעה למסלולים של AMP, MTOR ו- sirtuins, עשויה להיות השפעה סינרגטית דומה לעלייה פי 5 לעיל באורך החיים של הנמטודות על ידי מוטציה כפולה.
- שיבוט איברים והחלפתו
מחקר ביוטכנולוגיה ושיבוטחלקים ותאי גזע נערכים כיום על בעלי חיים ואינם יכולים להציע החלפה של חלקים כלשהם בגוף המזדקן בחלקים "חדשים" שגדלו באופן מלאכותי.
ניסויי השתלת מוח שנערכוקופים וכלבים באמצע המאה העשרים, נכשלו עקב תהליכי הדחייה וחוסר היכולת של הגוף להחזיר במהירות את הקשרים העצביים המבטיחים את תפקוד הגוף. תומכי החלפת הגוף ושיבוטם טוענים כי הביוטכנולוגיה הדרושה עשויה להגיע בעתיד.
- שימור הקפאה
נימוק לשימוש בשיטה זומתבססת על העובדה הידועה שבטמפרטורות קריוגניות לא מתרחשים שינויים משמעותיים באובייקט ביולוגי במשך אלפי שנים, ונותנת לתומכי שיטה זו תקווה שטכנולוגיות רפואיות עתידיות יוכלו לשקם חולה קריוגני ואף להצעיר אותו, ובכך להאריך את מצבו. חַיִים.
לשימור הקפאה של בני אדם או בעלי חייםמוקפאים לטמפרטורות נמוכות במיוחד, תוך שימוש בחומרי מגן כדי למנוע הופעת גבישי קרח. תומכי קריוניקה מקווים להחיות את חולי הקריוניקה באמצעות גידול איברים וננוטכנולוגיה.
- מאט את החיים
האטת חיים – האטת תהליכי חייםבאמצעים מלאכותיים. נשימה, פעימות לב ותפקודים לא רצוניים אחרים עשויים להתרחש, אך ניתן לזהות אותם רק באמצעים מיוחדים.
ניסויים נערכו על כלבים, חזירים ועכברים. קירור חזק משמש להאטת פונקציות. מדענים מחליפים את דם בעלי החיים בתמיסות מקוררות (מלוחים) והם נמצאים במצב של מוות קליני במשך שלוש שעות. ואז מחזירים את הדם ומפעילים את מערכת הדם בעזרת גירוי חשמלי של הלב.
קרא עוד:
נזק לעור, למוח ולעיניים: כיצד COVID-19 נכנס לאיברים אנושיים
התברר שחוטים קוסמיים ענקיים ביקום מסתובבים כמו תרגילים
מדענים גילו מי נמצא בסיכון להתקשרות חוזרת עם COVID-19 ומתי