الجميع يكبرون ، على الرغم من أن الجميع لا يتقدمون في العمر بنفس الطريقة. بالنسبة لكثير من الناس ، تشمل الحياة المتأخرة تدهور الصحة الناجم عن الأمراض المرتبطة بالعمر. ومع ذلك ، هناك أيضًا أشخاص يحتفظون بنشاط أكثر شبابًا ، وفي جميع أنحاء العالم ، تعيش النساء عادةً أطول من الرجال. لماذا هذا؟ في هذه الحلقة ، يتحدث ستيفن ستروغاتز جوديث كامبيسي و دينا دوبال، باحثان في الطب الحيوي يدرسان أسباب ونتائج الشيخوخة لفهم كيفية عملها - وما يعرفه العلماء عن تأجيل أو حتى عكس عملية الشيخوخة.
استمع Apple Podcasts, سبوتيفي, Google Podcasts, الخياطة, TuneIn أو تطبيق البث المفضل لديك ، أو يمكنك ذلك دفقه من كوانتا.
النص الكامل
ستيفن ستروغاتز (00:03): أنا ستيف ستروغاتز ، وهذا هو فرحة لماذا بودكاست من مجلة كوانتا يأخذك إلى بعض أكبر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها في العلوم والرياضيات اليوم. في هذه الحلقة ، سنتحدث عن الشيخوخة. لماذا بالضبط نتقدم في العمر؟ ماذا يحدث على المستوى الخلوي مع تقدم أجسامنا في السن؟
(00:22) لا يزال العلماء يسعون وراء العديد من الإجابات ، ولكن كانت هناك بعض التطورات المهمة في فهم التغييرات المميزة التي نسميها الشيخوخة. في يوم من الأيام ، قد لا يساعدنا هذا التقدم في العيش لفترة أطول فحسب ، بل قد يساعدنا أيضًا على العيش بشكل أفضل. بعد كل شيء ، قد لا يكون العيش لسنوات عديدة صفقة كبيرة إذا كان ذلك يعني المعاناة من أمراض مثل مرض الزهايمر أو باركنسون. سوف نسأل ما هو الدور الذي تلعبه جيناتنا في الشيخوخة؟ ولماذا تميل النساء إلى العيش لفترة أطول في المتوسط من الرجال؟ وأيضًا ، ما الذي اكتشفه البحث حول الطرق التي قد تبطئ من عملية الشيخوخة؟
(01:00) في وقت لاحق من هذه الحلقة ، سنسمع من الدكتورة دينا دوبال ، الأستاذة المساعدة في قسم علم الأعصاب في معهد وايل لعلوم الأعصاب بجامعة كاليفورنيا ، سان فرانسيسكو. لكن أولاً ، انضممت إلي الآن الدكتورة جوديث كامبيسي ، عالمة الكيمياء الحيوية وعالمة أحياء الخلية وأستاذة في معهد باك لأبحاث الشيخوخة. يركز مختبرها هناك على الشيخوخة الخلوية ، وهو مفهوم سنقوم بتفريغه قريبًا جدًا. وهي رئيسة تحرير مشاركة لـ • التقدم في العمر. مجلة. جودي ، شكراً جزيلاً لانضمامك إلينا اليوم.
جوديث كامبيسي (01:34): يسعدني.
ستروغاتز (01:35): أنا متحمس جدًا للتحدث إليكم حول هذا الموضوع. حسنًا ، بالطبع ، كل واحد منا يتقدم في السن ، ونشعر به جميعًا. إنه يثير الكثير من الأسئلة ، مثل لماذا يحدث؟ هل هو شيء تفعله الطبيعة عن قصد؟ هل أجسادنا نوعًا ما تبلى مثل آلة قديمة؟ أو كيف يجب أن نفكر في ذلك؟
كامبيسي (01:54): أعتقد أن الطريقة التي يجب أن نفكر بها هي في سياق التطور. إذا كنت تفكر في البشر ، وعمرنا ، على مدار تطورنا ، فإن الشيخوخة لم تحدث أبدًا. لم يكن هناك مرض باركنسون ولا مرض ألزهايمر ولا سرطان. كان الجميع قد ماتوا في سن الأربعين أو الخامسة والأربعين. لذلك وضع التطور طرقًا للحفاظ على صحة الكائنات الحية الشابة الصالحة للتكاثر لبضعة عقود فقط ، وبالتأكيد ليس للعدد الأكبر من العقود التي نعيشها.
(02:35) الآن ، العديد من العمليات التي تحدث أثناء الشيخوخة تحدث بالفعل نتيجة لانخفاض قوة الانتقاء الطبيعي. أي لم يكن هناك انتقاء طبيعي لهذه الأمراض. العملية التي ندرسها ، الشيخوخة الخلوية ، من الواضح الآن - وبالتأكيد في نماذج الفئران - أن هذه العملية ، العملية الخلوية ، تسبب عددًا كبيرًا من الأمراض المرتبطة بالعمر ، من الضمور البقعي ، إلى مرض باركنسون ، وأمراض القلب والأوعية الدموية ، وحتى سرطان أواخر العمر ، لكنه تطور لحماية الكائنات الحية الصغيرة من السرطان.
(03:19) لذلك نحن بالتأكيد لا نريد إيقافه عندما نكون صغارًا. كما أنه يساعد في ضبط بعض الهياكل أثناء عملية التطور الجنيني. ويبدأ المخاض عند النساء في المشيمة. هذه هي الأشياء التي يختارها التطور. وهذا هو سبب وجوب توخي الحذر في كيفية التدخل. وهذا صحيح تقريبًا لكل ما يحدث مع تقدم العمر. لم يحاول التطور أن يجعلنا كبار السن. حاول التطور أن يجعلنا صغارًا وأصحاء. وأحيانًا كان ذلك مكلفًا.
ستروغاتز (03:56): إنه منظور رائع ، في الواقع ، أن الأشياء التي تكون صحية لنا عندما نكون صغارًا والتي سيتم اختيارها عن طريق التطور يمكن أن يكون لها هذه النتيجة غير المقصودة. لأننا كنا قادرين على إطالة العمر - أفترض من خلال نظام غذائي أفضل أو دواء ، كل أنواع الأشياء - أن ما كان يساعدنا الآن يمكن أن يؤذينا.
كامبيسي (04:15): نعم ، هذه الفكرة القائلة بأن ما هو جيد بالنسبة لك عندما تكون صغيرًا ، يمكن أن يكون سيئًا بالنسبة لك عندما تكون كبيرًا في السن. تم اقتراحه في الخمسينيات من القرن الماضي من قبل رجل اسمه جورج ويليامز، عالم أحياء تطوري اسمه جورج ويليامز. لم تكن هناك بيانات جزيئية في ذلك الوقت ، كما تعلم. لم يتم تسلسل الجينوم. وأشار إلى أن التطور لم يكن مضطرًا أبدًا إلى ضبط البروستاتا. إذا لم يكن لديك بروستاتا جيدة ، فلن يكون لديك أطفال جيدين. أنت لا تنجب أطفالاً جيدين. من ناحية أخرى ، تقريبًا مع تقدم العمر ، على سبيل المثال ، فوق سن الخمسين أو نحو ذلك ، تبدأ البروستاتا في التوسع وبالطبع تصبح إمكانية التطور إلى سرطان. ومع ذلك ، فإن هذا لم يحدث لمعظم تاريخنا التطوري.
ستروغاتز (05:02): واو. لذا دعنا نذهب إلى الخلايا لأن هذا - إنه غني ورائع ما تكتشفه أنت وطلابك وزملاؤك على المستوى الخلوي. لذا ، هل يمكنك من فضلك تحديد ما يعنيه أن تكون الخلية شيخوخة؟
كامبيسي (05:17): وهي حالة تدخلها الخلية تتبنى فيها ثلاث سمات جديدة. أحدها أنه يتخلى إلى الأبد تقريبًا ، وإلى الأبد تقريبًا ، عن القدرة على الانقسام. سوف تميل إلى مقاومة الاحتضار. والأهم من ذلك ، أنه يميل إلى إفراز الكثير من الجزيئات التي يمكن أن يكون لها تأثيرات على الخلايا المجاورة ، وكذلك في الدورة الدموية. لم يتم دراسة العديد من الخلايا عندما تصبح في سن الشيخوخة. وتقريبًا كل شيء آخر نعرفه عن الشيخوخة يتغير ببطء حيث نتعلم المزيد والمزيد عن أنواع الخلايا المختلفة والطرق المختلفة التي تدخل بها الخلايا في الشيخوخة.
(06:00) حسنًا ، لذا توقفوا عن الانقسام. وهذا منطقي أن ذلك سيمنع السرطان. والشيء الآخر هو أنها أصبحت مقاومة نسبيًا لموت الخلايا. هذا هو أنهم يلتزمون. وهذا يمكن أن يفسر سبب نموهم مع تقدم العمر ، وهم يفعلون ذلك. لقد نظر الكثير من الناس الآن في العديد من أنسجة الفقاريات. ويبدو أنه كلما تقدمت الأنسجة في العمر ، كلما وجدت خلايا أكثر شيخوخة.
(06:29) التحذير في هذا البيان هو أنه لا يزال هناك عدد قليل جدًا منها حتى في الأنسجة القديمة جدًا والمريضة جدًا. نسبة قليلة على الأكثر. فلماذا يعتقد الناس أن هذا له علاقة بالشيخوخة؟ يتعلق الأمر بالشيء الثالث الذي يحدث عندما تصبح الخلايا شيخوخة ، وهي أنها تبدأ في إفراز عدد كبير من الجزيئات التي لها نشاط بيولوجي خارج الخلية. وهذا يعني أن هذه الخلايا الشائخة يمكنها استدعاء الخلايا المناعية إلى المكان الذي توجد فيه ، ويمكن أن يتسبب ذلك في فشل الخلايا المجاورة في العمل. وهو يتسبب في الأساس في حالة تسمى تقليديًا بالتهاب مزمن. كما تعلم ، وبالطبع ، فإن الالتهاب المزمن يمثل أيضًا خطرًا كبيرًا للإصابة بالسرطان المرتبط بالعمر. ليس الكثير من سرطانات الأطفال ، ولكن السرطانات المرتبطة بالعمر.
ستروغاتز (07:26): إذاً ، هناك مجموعة فرعية صغيرة معينة من الخلايا التي توقفت عن الانقسام تتجول لفترة طويلة ، لا تموت ، ومع ذلك تفرز الجزيئات التي تستدعي الخلايا المناعية أو أجزاء أخرى من الجهاز المناعي قادمة. وماذا - أعني ، هل يشيرون إلى "تعال واقتلني"؟ أو ما الذي يحدث؟ لماذا هم ، ما الذي يفرزون عنه؟
كامبيسي (07:50): نعم ، إنهم يفرزون عددًا كبيرًا من الجزيئات. لذا فإن بعضها عوامل نمو. وقد أبلغنا منذ بعض الوقت ، أنه على الأقل على الفأر ، إذا أحدثت جرحًا ، مثل جرح جلدي - مجرد عينة صغيرة من الخزعة على الجزء الخلفي من الفأر - في موقع ذلك الجرح ، تتشكل الخلايا المتشيخة في غضون بضع أيام ، وتفرز عوامل النمو التي تساعد على التئام الجرح.
(08:17) هذا هو سبب اختيار التطور لهذا النمط الظاهري. ليس كل شيء سيئا. من ناحية أخرى ، إذا كان لديك خلية سرطانية قريبة ، ويتم الآن إفراز عوامل النمو هذه ، وتراها الخلية السرطانية ، فمن المحتمل أن تستيقظ الخلية السرطانية وتبدأ في تكوين ورم. لذا مرة أخرى ، فهذا جيد لك عندما تكون صغيرًا ، وسيئًا لك عندما تكون كبيرًا في السن.
ستروغاتز (08:44): حسنًا ، دعني أسأل بعض الأساسيات بينما نتحدث عن الخلايا الشائخة ، لأنني أعتقد أن هناك بعض الأشياء التي أشعر بالفضول حيالها. على سبيل المثال ، هل يجب أن أفكر فيهم على أنهم بدأوا مثل أي نوع آخر من الخلايا وأن شيئًا ما وضعهم على طريق ليصبحوا متقدمين في السن؟ أم أننا ولدنا معهم؟ أو ما هي الطريقة الصحيحة للتفكير في هذا؟
كامبيسي (09:04): أعتقد أن المجال الذي يوجد فيه الآن هو أننا بدأنا ندرك أن جميع الخلايا الشائخة ليست متساوية. ثم السؤال هو ، لماذا ما الذي يبدأ كخلية عادية - إذن أنت على حق ، تبدأ بخلية عادية. ما الذي سيجعلها تدخل هذه الحالة الغريبة حيث لا تنقسم؟ ولديها كل هذه الجزيئات التي يجب أن تصنعها وتفرزها. والإجابة هي ، أنواع الضغوط التي نميل إلى ربطها بكل من السرطان والشيخوخة. على سبيل المثال ، أي شيء يضر الجينوم أو حتى يضر بما نسميه الآن الإبيجينوم. الطريقة التي يتم بها تنظيم الجينات داخل النواة ، أي شيء يضر والذي لديه القدرة على دفع الخلية إلى هذه الحالة الشائخة.
(09:51) من ناحية أخرى ، هناك أيضًا ضغوط لا نفكر فيها بشكل طبيعي - ترتبط بالتأكيد ، وليست مرتبطة بالسرطان. لكن الأشياء ، على سبيل المثال ، مثل المنتجات النهائية المتقدمة للجليكشن ، والتفاعلات الكيميائية التي تحدث عندما تكون مستويات الجلوكوز عالية جدًا. ولذا فهذه مشكلة كبيرة للأشخاص الذين يعانون من مرض السكري أو حالات ما قبل السكري. لذلك ، يمكن لهذه المواد الكيميائية أيضًا أن تتسبب في شيخوخة الخلية. لذلك من الأنسب أن نسميها استجابة للتوتر ، باستثناء أنه ليس كل الضغوط تؤدي إلى الشيخوخة.
ستروغاتز (10:30): دعنا ، إذا استطعنا ، نتحدث عن تجارب الفئران التي أجريتها أنت ومجموعتك - تجارب رائدة حقًا حيث استخدمت التقنية في البيولوجيا الجزيئية للفئران المعدلة وراثيًا. ربما أولاً ، يجب أن تخبرنا بما هي عليه ، ثم كيف تستخدمهم كنوع من اختبار كيفية التخلص من الخلايا الشائخة السيئة.
كامبيسي (10:49): في الوقت الحالي في علم الأحياء ، من السهل جدًا إدخال الحمض النووي في جينوم الفأر ، ثم جعل هذا الفأر يتطور إلى فأر بالغ مكتمل النضج ويجعل هذا الفأر البالغ يصنع أطفالًا. وهكذا ، الفأر الذي صنعناه ، هذا الترانس -. لذلك يسمى هذا الفأر المعدّل وراثيًا الذي صنعناه ، يحمل قطعة من الحمض النووي التي تحتوي على بروتين غريب صنع عندما تصبح الخلايا شيخوخة. وهذا البروتين الأجنبي يتكون من ثلاثة أجزاء. جزيء كان ما نسميه مضيئًا ، مما يعني أنه يمكننا تصوير الخلايا في حيوان حي. كان يحتوي على بروتين فلوري ، مما يعني أنه يمكننا فرز الخلايا الشائخة من أنسجة ذلك الفأر. لكن الأهم من ذلك ، أنه يحتوي على جين قاتل ، وهو جين يكون عادةً حميدًا تمامًا. ولكن إذا قمت بإطعام دواء ، وهو أيضًا حميد جدًا ، فإن هذا الدواء ووجود هذا الجين الأجنبي سيؤدي إلى موت الخلايا الشائخة.
(12:01) لذلك صنعنا هذا الفأر منذ فترة طويلة. وقد شاركناها مع العشرات والعشرات من المختبرات الأكاديمية التي تدرس أمراض الشيخوخة المختلفة: مرض الزهايمر ، ومرض باركنسون ، وأمراض القلب والأوعية الدموية ، والسرطانات المرتبطة بالعمر ، وهشاشة العظام ، وهشاشة العظام ، وما إلى ذلك. وكانت النتائج مذهلة.
(12:27) إذا قمت بإزالة الخلايا الشائخة ، فمن الممكن القيام بواحد من ثلاثة أشياء لعلم الأمراض المرتبط بالعمر: إما أن تجعلها أقل حدة ، أو تؤجل ظهورها ، أو - وهذا بالطبع هو واحدة نحبها جميعًا - في حالات قليلة ، يمكنك حتى عكس ذلك المرض.
ستروغاتز (12:49): أوه ، واو.
كامبيسي: أنا أعرف. هذا صحيح بالنسبة للفصال العظمي حتى الآن. ولذا فقد أعطى هذا الآن نوعًا من اللحم لفكرة أن تطوير الأدوية التي يمكن أن تفعل ما يمكن أن تفعله جيناتنا المعدلة. لقد فات الأوان على أي شخص بالغ أن يحصل على جيناته المعدلة. ولكن إذا كان لديك طفل لم يولد بعد ، فقد يكون ذلك ممكنًا.
ستروغاتز (13:09): أوه ، أرى إلى أين أنت ذاهب مع ذلك. أعني ، هذا ، بالطبع ، هذه علبة كبيرة من الديدان بالنسبة لنا ، أليس كذلك التفكير في ذلك ، كما تعلم -
كامبيسي (13:15): أعلم أنه سياسي للغاية. لقد تم بالفعل.
ستروغاتز (13:17): حقا؟
كامبيسي (13:19): حسنًا ، لقد تم ذلك. لقد تم القيام به في الصين. حق؟
ستروغاتز (13:22): تقولين أن الأجنة - أو قبل الأجنة -
كامبيسي (13:25): هذا صحيح. تم هندسته. نعم. لا أعرف الرجل الذي فعل ذلك ، الرجل الصيني الذي فعل ذلك تم إدانته من قبل المجتمع لأنه لم تكن هناك ضوابط كافية هناك. لا رقابة ، وما إلى ذلك ، وما إلى ذلك. لكن هذا ممكن. لا يوجد سبب فكري يمنعنا من جعل الأشخاص المعدلين وراثيًا. وأعتقد أنها ليست الصين فقط.
ستروغاتز (13:45): حسنًا ، من حيث ما كان في الواقع - نحن نعلم أنك فعلت ذلك - أنت والآخرون يقومون بعمل الفئران المعدلة وراثيًا ، إذا كنت - فقط تأكد من أنني حصلت على ذلك. قلت أن هناك ثلاثة أجزاء في الجين المحول ، اثنان منها يبدو أنهما مخصصان للكشف. لذلك هناك جزء الانارة والفلوريسنت. لكن الجزء القاتل هو الجزء الذي يلعب دور - في المستقبل - المخدرات ، على ما أعتقد ، يمكن أن تقتل الخلايا الشائخة السيئة. كانت لديك هذه الآلية الجينية -
كامبيسي (13:46): هذا صحيح تمامًا. لذا فإن الدواء الذي نستخدمه لقتل الخلايا الشائخة في الفأر لن يعمل مع البشر لأن البشر ليسوا معدلين وراثيا. لكن الفكرة الآن هي تطوير عقاقير جديدة. ويتم تطويرها. هناك ، هناك بالفعل بعض ما يتم استخدامه في الفئران ، وحتى القليل منها في المراحل المبكرة من التجارب السريرية على الأشخاص الذين لديهم فكرة أنهم سيقلدون ما يمكن أن يفعله الجينات المحورة في وجود هذا الدواء الحميد.
ستروغاتز (14:13): وبالتالي فإن النقطة المهمة هنا هي أنه إذا حدث هذا حقًا ، فهذا يعطينا الأمل ، كما قلت ، في التأجيل أو التحسين أو ربما في بعض الحالات - مرة أخرى ، نحن نحلم ، ولكن يبدو أن هناك العلم وراء هذا - أو ربما عكس بعض هذه الأمراض العديدة المرتبطة بالعمر. فقط الذي أخبرتنا عنه. نعم. رائع.
كامبيسي (15:01): ستموت في ملعب التنس في سن 110. لكنك ستفوز.
ستروغاتز (15:06): شكرًا جزيلاً جودي. لقد كانت مجرد محادثة ممتعة ، من دواعي سروري.
مذيع (15:14): اكتشف المزيد من ألغاز العلوم في مجلة كوانتا كتاب أليس وبوب يجتمعان مع كرة النار، التي نشرتها مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. متاح الآن في Amazon.com, Barnesandnoble.com أو مكتبتك المحلية. تأكد أيضًا من إخبار أصدقائك فرحة لماذا بودكاست وتعطينا مراجعة إيجابية أو متابعة ما تستمع إليه. يساعد الناس في العثور على هذا البودكاست.
ستروغاتز (15:39): لماذا نتقدم في العمر وما يحدث لأجسادنا مع تقدمنا في العمر هما من أكبر الألغاز المتعلقة بالشيخوخة. لغز آخر يتعلق بالاختلافات بين الجنسين. تميل النساء إلى العيش لفترة أطول من الرجال. غالبًا ما يقال إنهم يعيشون ثلاث إلى خمس سنوات أطول. لكن في الحقيقة ، إذا نظرت إلى الإحصائيات العالمية ، سترى أنه في بعض الأماكن ، تعيش النساء أكثر من 10 سنوات. إذن ، ما الذي يجعل المرأة أكثر مرونة في كونها أنثى؟ قد يكون جسد امرأة تبلغ من العمر 70 عامًا أصغر من 70 عامًا من الناحية البيولوجية عند مقارنتها بجسد رجل يبلغ من العمر 70 عامًا. يقول الباحثون عن الشيخوخة أن الساعة اللاجينية تعمل بشكل مختلف لكل منها.
(16:19) إذا استطعنا أن نفهم لماذا قد يتقدم دماغ المرأة بشكل مختلف أيضًا عن دماغ الرجل ، فقد نتمكن من تطوير علاجات لمساعدة الجميع. البحث في هذا السؤال يوصلنا إلى البروتينات والكروموسومات الجنسية والهرمونات. الهدف هو فهم كل هذا بشكل أفضل. هل يمكننا إبطاء عملية الشيخوخة بطريقة ما؟
(16:39) انضم إلي الآن لمناقشة كل هذا د. دينا دوبال. هي أستاذة مشاركة في علم الأعصاب بجامعة كاليفورنيا ، معهد ويل لعلوم الأعصاب في سان فرانسيسكو. يدرس مختبرها طول عمر المرأة وشيخوخة الدماغ. ما الذي يجعلها مرنة ضد التدهور المعرفي؟ الدكتور دوبال هو أيضا محقق مع Simons Collaboration on اللدونة وشيخوخة الدماغ. دينا ، شكراً جزيلاً لانضمامك إلينا اليوم.
دينا دوبال (17:06): يسعدني. شكرا لك لدعوتي.
ستروغاتز (17:08): حسنًا ، لقد استمتعت حقًا بهذا. كما تعلم ، أفكر في عائلتي حول مدى حدة بعض النساء في التسعينيات من العمر ، حتى. لقد توفيت مؤخرًا عمتي قبل عيد ميلادها المائة. لقد دخنت طوال حياتها. لكنها كانت حادة. ولا أعرف كيف تمكنت من العيش لفترة طويلة. ذهب الرجال جميعًا ، ومات الأزواج جميعًا.
دوبال (17:32): نعم ، لقد لاحظت شيئًا مشابهًا في عائلتي الأصلية ، عندما كنت صغيرًا جدًا ، وهو أن النساء يعشن أطول من الرجال. وفي كل صيف ، كان والداي يعيدانني إلى الهند ، بلدهما الأصلي. إنهم مهاجرون من الهند. وكنا نقضي بعض الوقت في قرية صغيرة جدًا في غرب ولاية غوجارات. وكان من اللافت للنظر حقًا أن كبار السن كانوا في الحقيقة من النساء. وكانت جدتي ، واسمها رومبا ، مجرد امرأة رائعة ، ليست متعلمة ، لكنها ذكية حقًا. وعاشت حتى التسعينيات من عمرها تقريبًا. وزوجها ، جدي الأكبر ، على الرغم من كونه قويًا وطويلًا ووسيمًا وذكيًا جدًا ، فقد توفي في أوائل الأربعينيات من عمره. وهكذا كان عمرها تقريبًا ضعف عمره. وقد لوحظ هذا حقًا في جميع أنحاء عائلتي الممتدة ، أن النساء يعشن أطول من الرجال ، وكنت أتساءل دائمًا عن سبب ذلك.
ستروغاتز (18:41): أعني ، أنا متأكد من أن العديد من مستمعينا يفكرون في نفس الشيء. إنها تجربة شائعة جدًا أن تعيش النساء أكثر من الرجال. بالطبع ، هذا ليس عالميًا. هناك استثناءات لجميع أنواع الأسباب ، لكنها مجرد اتجاه عام مذهل.
دوبال (18:55): إذن في كل مجتمع يسجل الوفيات في جميع أنحاء العالم ، تعيش النساء أطول من الرجال. من سيراليون ، حيث يكون العمر أقل ، إلى اليابان والسويد ، حيث يكون العمر أطول بكثير. ولكن إليكم معلومة مثيرة للاهتمام حقًا: عندما ننظر تاريخيًا عبر بلدان ومجتمعات متعددة ، في أوقات الوفيات الشديدة ، مثل المجاعة والأوبئة ، ستعيش الفتيات أطول من الفتيان وستعيش النساء أطول من الرجال.
(19:34) وهذا ، هذا يشير لنا حقًا أن هناك أساسًا بيولوجيًا لطول عمر الإناث ، لأنه حتى عندما يكون هناك ضغط مرتفع جدًا ومتساوٍ في البيئة مع معدل وفيات مرتفع للغاية ، فإن الفتيات يعمرن أكثر من الأولاد والنساء تعمر أكثر من الرجال. هناك بعض الأوقات المحزنة للغاية والرائعة حقًا ، والتي توضح ذلك بما في ذلك المجاعة الأيرلندية والعديد والعديد من الأمثلة الأخرى في تاريخ عالمنا.
ستروغاتز (20:04): إنه لأمر رائع حقًا التفكير في أنه بطريقة ما جوهرية ، وأن هناك شيئًا - كما تعلم ، لقد ذكرت الجوانب الثقافية ، لكن يبدو أن هناك شيئًا بيولوجيًا بحتًا يحدث أيضًا. وأتساءل عما إذا كان بإمكاننا الدخول في ذلك. أعني ، هل هناك شيء ما يحدث في الجسد نفسه يمكن أن يفسر هذه الاختلافات؟
دوبال (20:26): يمكن أن يكون هناك ، حقًا ، أربعة أسباب رئيسية. إذا فكرنا في هذا ، من الناحية البيولوجية ، لماذا يمكن أن تكون هناك اختلافات بين الجنسين وطول عمر الإنسان. يتعلق المرء بالكروموسومات الجنسية ، وعلم الوراثة لدينا ، وشفرتنا الجينية ، وكل خلية من خلايانا في أجسامنا. وهذا هو أن إناث الثدييات وبالتأكيد إناث الثدييات البشرية لديها اثنين من الكروموسومات X في كل خلية. يتم تعطيل أحدهما أثناء التطور ، ولكن يوجد كروموسومان X ، وهما تكملة الكروموسومات الجنسية للنساء والفتيات. في المقابل ، يمتلك الأولاد والرجال علامة X وواحدة Y.
(21:12) وهكذا هنا بالفعل في البداية ، هناك فرق واضح جدًا ومدهش في جيناتنا. وهكذا مع هذا الاختلاف ، و XX في الإناث مقارنة بـ XY في الذكور ، هناك ، تنشأ لأسباب بيولوجية ، لاختلافات الجنس في طول العمر. أحدهما أنه يوجد في الذكور وجود Y. ويعتقد ، على الرغم من عدم إظهاره تجريبيًا ، أنه ربما تكون هناك تأثيرات سامة أو تأثيرات ضارة لوجود كروموسوم Y.
ستروغاتز (21:48): واو ، يا لها من فكرة. حسنًا ، لماذا تتقدم الكائنات الحية على الإطلاق؟ لماذا لا نعيش الى الابد؟ ما الذي يسبب الشيخوخة في المقام الأول؟
دوبال (21:56): هذا سؤال بسيط للغاية ولكنه فلسفي. أود أن أقول إن الشيخوخة هي ما يحدث مع مرور الوقت على بيولوجيا الخلايا. هناك تغيير في الوظائف البيولوجية يؤدي إلى خلل وظيفي وقابلية للإصابة بالأمراض. أحد الأسباب الرئيسية هو عدم الاستقرار الجيني. لذا بمرور الوقت ، يصبح شفرتنا الجينية أكثر عدم استقرار. ستحدث بعض الطفرات. أجزاء من جيناتنا تقفز نوعًا ما - تسمى هذه الينقولات - وتعطل أجزاء أخرى من شفرتنا الجينية. هناك تغييرات تحدث - فوق جينية ، وهذا يعني فوق جيناتنا - والتي في النهاية تغير الطريقة التي تعبر بها خلايانا عن نفسها. ويصبح ذلك غير منظم ويصبح أكثر اختلالًا وظيفيًا بمرور الوقت مع تقدم العمر.
ستروغاتز (22:54): حسنًا ، حسنًا ، هناك ، قصة سبب تقدمنا في العمر هي قصة متعددة الأوجه ، على ما يبدو.
دوبال (23:01): أجل ، أجل ، وفقدان ما نسميه الاستتباب. لكن في الحقيقة ، هذا هو التدبير المنزلي للبروتينات. كيف يتم قلبها ، كيف يتم تعديلها ، كيف يتم طيها ، ما الذي يتم عمله بالبروتينات في خلايانا. ويتناقص التدبير المنزلي لهذه البروتينات مع تقدم العمر. ومن ثم ، هناك هذا التراكم من المواد غير المرغوب فيها بشكل أساسي ، مثل الفوضى ، التي تؤدي بالفعل إلى تشويش العمليات الخلوية وتساهم في الشيخوخة أيضًا. الميتوكوندريا هي مراكز القوة لخلايانا ، ولديها المزيد من الخلل الوظيفي مع تقدم العمر.
(23:40) هذا يعيدنا إلى سبب بيولوجي آخر محتمل لطول عمر الأنثى ، يقودني إلى شيء يسمى "لعنة الأم." لذا فإن كل الميتوكوندريا في كل خلايانا ، ستيف ، وكل خلاياي ، موروثة من أمهاتنا. لذلك في عملية الانقسام الخلوي وخلق البيضة الملقحة ، تنقل الأمهات الميتوكوندريا وليس الآباء. وهكذا ، يصبح هذا مهمًا حقًا لأن الميتوكوندريا لا يمكن أن تخضع للتطور إلا في الجسد الأنثوي. لن يمرر الذكور أبدًا الميتوكوندريا الخاصة بهم.
(24:24) وهكذا في نهاية اليوم ، ما يتنبأ به ذلك هو أن وظيفة الميتوكوندريا تتطور أكثر إلى فسيولوجيا الأنثى ، بالمقارنة مع فسيولوجيا الذكور. وقد يحدث هذا فرقًا مع تقدم العمر عندما تبدأ الأمور في الانحراف. قد تكون الخلايا الأنثوية أكثر ملاءمة لأن الميتوكوندريا الخاصة بها تتطور أكثر إلى الخلايا الأنثوية مقارنة بالخلايا الذكرية. بالنسبة للذكور ، ستكون هذه لعنة الأم.
ستروغاتز (24:50): ثم نعمة الأم للإناث ربما. مثير للإعجاب. هذا شيء مثير للاهتمام. رائع. وهذا يعطيني صورة كبيرة جيدة جدًا عما يحدث. لذا فإن العيش لفترة أطول هو مجرد جانب واحد مما سنناقشه هنا. هناك أيضًا مشكلة العيش بشكل أفضل ، أليس كذلك؟ من حيث عدم - في حالة الأشخاص ، عدم المعاناة من التدهور المعرفي الذي نقوم به - أو تقليل ذلك ، الذي نربطه جميعًا بالتقدم في السن.
دوبال (25:18): بلى. لذا ، العمر هو شيء واحد ، أليس كذلك؟ كيف وكم يعيش المرء؟ ويعيش الآن أكبر شخص مسجّل في التاريخ حتى عمر 122 عامًا تقريبًا. لكن مدى الصحة هو حقًا مقياس لعدد سنوات الحياة الصحية التي يعيشها المرء. هذا ما نطمح إليه حقًا ، هو حقًا فترة صحية صحية جيدة ، حيث لا نعاني من السرطانات وأمراض القلب والأوعية الدموية والأمراض التنكسية العصبية ، مثل مرض الزهايمر ، والتدهور المعرفي وأكثر مما يحدث مع الشيخوخة.
(25:58) لذلك مع فترة صحية جيدة جدًا ، يعيش المرء حياة صحية بدون هذه الحالات المنهكة المزمنة حتى ، دعنا نقول ، 100 ثم يموت المرء بسلام في نومه من الالتهاب الرئوي ، دعنا نقول. ولكن هذا هو مدى الصحة. إنها حقًا حياة نعيشها بدون أمراض. كما تعلمون ، السبب في اهتمامنا الكبير بالعمر هو أن الأشياء التي تساعدنا على العيش لفترة أطول تميل إلى مساعدتنا على العيش بشكل أفضل.
(26:32) لذلك إذا تمكنا من فهم الجزيئات التي تعمل معًا للتآمر على طول العمر ، فيمكننا حصاد تلك الجزيئات للمساعدة في مكافحة المرض. ولهذا السبب نحن مهتمون جدًا بـ ، "واو ، لماذا تعيش النساء أطول من الرجال؟" هل هناك بعض بيولوجيا الشيخوخة التي يمكن اكتشافها وتعلمها ثم حصادها من أجل تحقيق فترة صحية أفضل للذكور والإناث؟
ستروغاتز (27:02): حسنًا ، دعونا نبدأ في الدخول في ذلك ، إذن. أعني ، أفترض أن الفطرة السليمة لدينا ستقول أن الأمر يتعلق بالهرمونات الجنسية. أننا نربط هرمون التستوستيرون بالرجال والإستروجين بالنساء. هل الإستروجين هو السر هنا ، أن هذا يحمي بطريقة ما؟ أو لنبدأ بذلك. أهذه قصة إستروجين؟
دوبال (27:24): نعم ، إنه سؤال ذهبي. هذا يقودني إلى السبب البيولوجي الرابع للاختلافات بين الجنسين في طول العمر. كان أحدهما ، هل يمكن أن يكون وجود Y هو الذي يزيد معدل الوفيات؟ هل هناك علامة X إضافية في الإناث تؤدي إلى إطالة العمر؟ هل لعنة الأم على وراثة الميتوكوندريا من الأمهات فقط هي التي تعمل ضد الذكور؟ ورابعًا ، ماذا عن الهرمونات الجنسية؟ هل يمكن أن يكون التستوستيرون ينقص العمر الافتراضي عند الذكور والإستروجين يزيده عند الإناث؟
(27:58) أعتقد أن هذا احتمال مهم حقًا مع مراعاة الفروق بين الجنسين في علم الأحياء وطول العمر. ولدينا بعض القرائن الشيقة من التجارب البشرية الطبيعية والتجارب على الحيوانات.
(28:16) هناك بعض الدعم بأن إزالة التستوستيرون يطيل الحياة. كان لدى سلالة تشوسون الكورية عدد من الخصيان الكوريين المخصيين. كانوا أعضاء نافعين ومحترمين في الأسرة الحاكمة والبلاط الإمبراطوري. لقد عاشوا حياة طويلة جدًا ، وحياة أطول بكثير من الرجال الذين كانوا في نفس الوضع الاجتماعي والاقتصادي الذين عاشوا في نفس الوقت - في المتوسط ، 15 عامًا أطول.
ستروغاتز (28:49): هذا مذهل.
دوبال (28:51): صحيح؟
ستروغاتز (28:52): واو!
دوبال (28:52): يقترح أن نقص هرمون التستوستيرون يطيل العمر. ونرى هذا ، في الواقع. كانت هناك دراسات على الحيوانات تم فيها إخصاء الأغنام وسيعيشون لفترة أطول مقارنة بتلك التي لا يتم إخصاءها. وبعض الدراسات القوية جدًا على الكلاب. بالطبع ، نقوم بتعقيم كلابنا وستعيش الكلاب الذكور المخصية أطول من الذكور غير المخصية.
(29:16): لكن ، ستيف ، يجب أن أخبرك أن هذا السؤال الذي طرحته كان يحرقني لسنوات عديدة. هل يمكن أن تكون الهرمونات هي التي تساهم في إطالة عمر الأنثى؟ هل هو هرمون الاستروجين ، أم يمكن أن تكون الكروموسومات الجنسية هي التي تساهم في إطالة العمر؟ وإلى هذه النقطة ، أجرينا تجربة رائعة حقًا لنكون قادرين على تشريح هذين السببين ، وأود أن أوضح ذلك إذا كان هذا هو الوقت المناسب.
ستروغاتز (29:42): إنه مثالي ، وأنا أحبك ، أنت تصفه بأنه أنيق لأنني قرأت - في القراءة عنه للتحضير لمحادثتنا. اعتقدت أن هذا كان أنيقًا - كما تعلمون ، هذا مثل العلم البدائي. هذه هي الطريقة العلمية لطرح هذا السؤال الصعب وإيجاد طريقة للحصول على إجابة تقريبية جيدة له.
دوبال (30:04): لقد كانت تجربة مثيرة حقًا. ولا يهم ما كانت النتائج ، كان علينا اتباع العلم والعلم سيخبرنا شيئًا عن سبب الاختلافات الجنسية في طول العمر.
(30:18) وحتى نتمكن من تحديد ما إذا كان طول عمر الأنثى مدفوعًا بالهرمونات أو الكروموسومات الجنسية ، استخدمنا نموذجًا حيوانيًا أنيقًا حقًا ، كما قلت ، يسمى نموذج FCG ، "الأنماط الجينية الأساسية الأربعة" نموذج. وفي هذه الفئران ، هناك تلاعب جيني ، هناك هندسة وراثية حدثت. وهذا موجود على كروموسوم Y ، هناك هذا SRY، أو العامل المحدد للخصية ، هناك جين يسبب تمايز الذكور وإنتاج الخصيتين وهرمون التستوستيرون.
(30:58) إذن في هذا النموذج ، SRY يُنزع من الكروموسوم Y ويضاف إلى أي كروموسومات غير جنسية أخرى. وما يسمح به هذا هو وراثة هذا العامل المحدد الخصوي ، و SRY، وراثةها من قبل الذكور XY أو الإناث XX. لذا في نهاية اليوم ، تمكن هذه الهندسة الوراثية من تكوين فئران لها أربعة أجناس: XX الفئران مع المبايض ، وهذا هو النمط الجيني الأنثوي والنمط الظاهري الأنثوي. XX الفئران التي تطورت كذكر مع الخصيتين. وهذا مرة أخرى ، لأنهم ورثوا العامل المحدد للخصية SRY وقد تمايزوا كذكور ولا يمكن تمييزهم عن الفئران الذكور الأخرى ، إلا أنهم XX. إذاً لديهم خصيتان ، لديهم سلوك تناسلي ذكوري ، يقذفون. يقاتلون في أقفاصهم. هم فئران ذكور ، باستثناء XX.
ستروغاتز (32:10): هممم. لقد حصلت عليه. أريد أن أتأكد من أن كل شخص يستمع إليها قد حصل عليها لأنها طريقة لا تصدق في فعل الأشياء التي يمكنك فعلها. أعني ، اسمحوا لي أن أصفها بفظاظة - أعتقد أنها صحيحة تقريبًا - من الناحية الظاهرية ، في الخارج ، تبدو مثل الذكور ولكن في الداخل ، من حيث الكروموسومات ، تبدو مثل الإناث.
دوبال (32:29): هذا صحيح. هذا صحيح. ثم نفعل الشيء نفسه عند الذكور ، حيث ننتج ذكورًا XY يفتقرون إلى العامل المحدد للخصية وتطوروا افتراضيًا كإناث - أي أنه لا يمكن تمييزهم عن إناث الفئران الأخرى. لديهم مبايض ، ورحم ، ودوران ، وسلوكيات تناسلية أنثوية ، وفئران أنثى ، باستثناء جيناتهم XY. ومن ثم لدينا الذكر النموذجي ، وهو ذكر XY الذي طور نمطًا ظاهريًا للذكور.
(33:08) إذن ينتج هذا النموذج أربعة طرز وراثية من الذكور والإناث ، XX و XY والتي تطورت إما مع المبايض أو الخصيتين. وهذا يسمح لنا حقًا بتتبع أي الفئران ستعيش لفترة أطول. هل الفئران لديها مبيض بغض النظر عن كونها XX أو XY؟ أم أن الفئران XX ، التي لديها جينات أنثوية ، بغض النظر عن نشأتها مع المبايض أو الخصيتين؟
ستروغاتز (33:37): قبل أن تكشف الجواب؟ اسمحوا لي أن أطرح السؤال بطريقة مختلفة لأنني أريد من الجميع أن يفكروا في هذا السؤال في رؤوسهم ، وأن يخمنوا ما هي الإجابة. لذا فإن السؤال هو ، لقد قمت بإنشاء هذا الشيء الذي يصعب قليلاً لف أذهاننا حوله ، لكنني أعتقد أننا حصلنا عليه. هؤلاء الأربعة ، ذكر تقليدي ، أنثى تقليدية ، ذكر وراثيًا ، لكني لا أعرف أي واحد تسميه الذكر. هل تتصل - تتصل ، تشير إلى الذكر على أنه أي شيء يمثل XY ، هل هذا صحيح؟
دوبال (34:07): أفعل. لكنها مسألة ذوق وأسلوب.
ستروغاتز (34:11): حسنًا ، لكنه كائن حي هو XY لكن لديه مبايض ، نعم. أو يمكن أن يكون لديك كائن حي هو X. إنه ليس عضوًا. إنه فأر لديه XX ، لكن لديه خصيتان.
دوبال (34:24): إنه سودوكو. إنه مثل هذا هو سودوكو العلمي.
ستروغاتز (34:30): هذا رائع.
دوبال (34:30): نعم ، لم يكن لدينا في الواقع فرضية محددة ، كنا سنتبع العلم. وما وجدناه بوضوح شديد ، هو أن الفئران ذات الكروموسومين X عاشت أطول من تلك التي كانت XY. لذا ، فإن الفئران XX ، بغض النظر عن نشأتها مع المبايض ولديها الكثير من هرمون الاستروجين ، أو بغض النظر عن وجود الخصيتين والكثير من هرمون التستوستيرون ، كانت الفئران XX هي التي عاشت لفترة أطول مقارنة بـ XY. لذلك كانت هذه تجربة جينية حاسمة أظهرت لنا حقًا لأول مرة أن الكروموسومات الجنسية تساهم في إطالة عمر الأنثى.
(35:14) الآن ، هناك المزيد مما علمتنا إياه التجربة أيضًا. الفئران التي عاشت أطول فترة من بين جميع المجموعات ، أو الفئران التي كان لها مبايض متحد مع الكروموسومات XX ، عاشت تلك الفئران لأطول عمر ، مما يشير إلى أن الهرمونات التي ينتجها المبيضين ، وأن المبيضين والهرمونات تساهم أيضًا في إطالة عمر الأنثى. وربما يكون التستوستيرون ضارًا. لذا كان الجواب ، التأثير الإحصائي الرئيسي هو أن الكروموسومات الجنسية تساهم في إطالة عمر الأنثى. ومع ذلك ، كان للهرمونات تأثير هناك أيضًا.
ستروغاتز (35:56): إذن من بين الأجناس الأربعة التي يمكننا الاختيار من بينها في لعبة سودوكو التي قمت بإنشائها ، يبدو أن الأنثى التقليدية ، إذا استطعت الاستمرار في الإشارة إليها على هذا النحو ، هي الفائزة؟
دوبال (35:56): في العيش الأطول. نعم.
ستروغاتز (36:12): وماذا عن الأسوأ؟ ماذا عن الشخص الذي يعيش أقصر ما يمكنني تخمينه؟
دوبال (36:16): XY مع الخصيتين؟ الفئران XX ، سواء نشأت مع المبايض أو الخصيتين ، عاشت لفترة أطول من الفئران XY التي نشأت مع المبايض أو الخصيتين. عاش XX من الفئران حوالي 15 إلى 20٪ أطول من الفئران XY.
ستروغاتز (36:33): هذا فرق هائل. إنه حقًا ، أعني ، أفترض بأي مقياس إحصائي كان يعتبر مهمًا. يجب أن يقول الإحصائيون لديك ، هل هذا صحيح؟
دوبال (36:41): قطعا. تأثير واضح جدا لكروموسوم الجنس.
ستروغاتز (36:47): حسنًا ، شكراً لك على تلك الملاحظة الملهمة والرائعة ، دينا. كما تعلم ، كانت هذه مناقشة رائعة حقًا. شكرا جزيلا لانضمامك إلينا اليوم.
دوبال (36:55): يسعدني.
مذيع (36:58): هل تريد معرفة ما يحدث على حدود الرياضيات والفيزياء وعلوم الكمبيوتر وعلم الأحياء؟ تتشابك مع مجلة كوانتا، نشرة تحريرية مستقلة تدعمها مؤسسة سيمونز. مهمتنا هي إلقاء الضوء على العلوم الأساسية وأبحاث الرياضيات من خلال صحافة الخدمة العامة. قم بزيارتنا على quantamagazine.org.
ستيف ستروغاتز (37: 22): فرحة لماذا هو بودكاست من مجلة كوانتا، نشرة تحريرية مستقلة تدعمها مؤسسة سيمونز. لا تؤثر قرارات التمويل الصادرة عن مؤسسة Simons على اختيار الموضوعات أو الضيوف أو القرارات التحريرية الأخرى في هذا البودكاست أو في مجلة كوانتا. فرحة لماذا من إنتاج سوزان فالوت وبولي سترايكر. محررونا هم جون ريني وتوماس لين ، بدعم من مات كارلستروم وآني ميلكور وليلى سلومان. تم تأليف الموسيقى الخاصة بنا بواسطة ريتشي جونسون. شعارنا من تصميم جاكي كينج ، والعمل الفني للحلقات من مايكل درايفر وصامويل فيلاسكو. أنا مضيفك ، ستيف ستروغاتز. إذا كان لديك أي أسئلة أو تعليقات لنا ، يرجى مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني على quanta@simonsfoundation.org. شكرا على الإنصات.
