چرا پیر می شویم و آیا می توان پیری را معکوس کرد؟

همه پیرتر می شوند، اگرچه همه به یک اندازه پیر نمی شوند. برای بسیاری از افراد، اواخر عمر شامل بدتر شدن سلامتی ناشی از بیماری های مرتبط با افزایش سن است. با این حال، افرادی نیز وجود دارند که نیروی جوانی بیشتری را حفظ می کنند و در سراسر جهان، زنان معمولاً بیشتر از مردان عمر می کنند. چرا اینطور است؟ در این قسمت استیون استروگاتز با او صحبت می کند جودیت کامپیسی و دنا دوبال، دو محقق زیست پزشکی که علل و پیامدهای پیری را مطالعه می کنند تا بفهمند چگونه کار می کند - و دانشمندان در مورد به تعویق انداختن یا حتی معکوس کردن روند پیری چه می دانند.

گوش دادن به پادکست های اپل, Spotify, پادکست های Google, Stitcher به, TuneIn یا برنامه پادکست مورد علاقه شما، یا می توانید آن را از کوانتوم.

رونوشت

استیون استروگاتز (00:03): من استیو استروگاتز هستم و این است شادی چرا پادکست از مجله Quanta که شما را به برخی از بزرگترین سوالات بی پاسخ در علوم و ریاضیات امروز می برد. در این قسمت، ما در مورد پیری صحبت خواهیم کرد. چرا دقیقاً پیر می شویم؟ با افزایش سن بدن ما در سطح سلولی چه اتفاقی می افتد؟

(00:22) دانشمندان هنوز در پی بسیاری از پاسخ‌ها هستند، اما پیشرفت‌های مهمی در درک تغییرات متمایز که پیری می‌نامیم، صورت گرفته است. روزی، این پیشرفت نه تنها ممکن است به ما کمک کند طولانی تر زندگی کنیم، بلکه بهتر زندگی کنیم. به هر حال، اگر به معنای ابتلا به بیماری هایی مانند آلزایمر یا پارکینسون باشد، زندگی چندین ساله ممکن است چندان مقرون به صرفه نباشد. ما می‌پرسیم که ژن‌های ما چه نقشی در پیری دارند؟ و چرا زنان به طور متوسط ​​بیشتر از مردان عمر می کنند؟ و همچنین، تحقیقات در مورد راه هایی که ما ممکن است روند پیری را کند کنیم چیست؟

(01:00) بعداً در این قسمت، صحبت های دکتر دنا دوبال، دانشیار بخش عصب شناسی در موسسه علوم اعصاب ویل در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو را خواهیم شنید. اما ابتدا، دکتر جودیت کامپیسی، بیوشیمی‌دان و زیست‌شناس سلولی و استاد مؤسسه باک برای تحقیقات پیری، اکنون به من می‌پیوندد. آزمایشگاه او در آنجا بر پیری سلولی تمرکز دارد، مفهومی که به زودی آن را باز می کنیم. او یکی از سردبیران این نشریه است سالخورده مجله. جودی، بسیار متشکرم که امروز به ما پیوستید.

جودیت کامپیسی (01:34): خوشحالم.

استروگاتز (01:35): من بسیار هیجان زده هستم که در این مورد با شما صحبت می کنم. خوب، البته، همه ما در حال پیر شدن هستیم و همه ما آن را احساس می کنیم. با این حال، سؤالات زیادی ایجاد می کند، مثلاً چرا این اتفاق می افتد؟ آیا این چیزی است که طبیعت از روی عمد انجام می دهد؟ آیا بدن ما مانند یک دستگاه قدیمی در حال فرسودگی است؟ یا چگونه باید در مورد آن فکر کنیم؟

کامپیسی (01:54): من فکر می کنم روشی که ما باید در مورد آن فکر کنیم در زمینه تکامل است. اگر به انسان ها فکر کنید، طول عمر ما، در طول دوره تکامل ما، پیری هرگز اتفاق نیفتاده است. نه بیماری پارکینسون، نه بیماری آلزایمر، نه سرطان وجود داشت. همه در سن 40 یا 45 سالگی مرده بودند. بنابراین تکامل روش هایی را برای سالم نگه داشتن ارگانیسم های جوان با تناسب تولید مثل برای تنها چند دهه به کار گرفت، البته نه برای تعداد زیادی از دهه هایی که در آن زندگی می کنیم.

(02:35) اکنون، بسیاری از فرآیندهایی که در طول پیری اتفاق می‌افتند، واقعاً در نتیجه کاهش نیروی انتخاب طبیعی اتفاق می‌افتند. یعنی انتخاب طبیعی برای این بیماری ها وجود نداشت. فرآیندی که ما مطالعه می کنیم، پیری سلولی، اکنون - و قطعاً در مدل های موش - مشخص شده است که این فرآیند، فرآیند سلولی، تعداد زیادی از بیماری های مرتبط با افزایش سن را هدایت می کند، همه چیز از دژنراسیون ماکولا گرفته تا بیماری پارکینسون، بیماری های قلبی عروقی و حتی سرطان اواخر عمر، اما برای محافظت از موجودات جوان در برابر سرطان تکامل یافته است.

(03:19) بنابراین مطمئناً نمی خواهیم وقتی جوان هستیم جلوی آن را بگیریم. همچنین به تنظیم دقیق ساختارهای خاص در طول جنین زایی کمک می کند. و باعث شروع زایمان در زنان در جفت می شود. بنابراین اینها چیزهایی هستند که تکامل برای آنها انتخاب می کند. و به همین دلیل است که باید مراقب نحوه مداخله باشیم. و این تقریباً برای هر چیزی که با افزایش سن اتفاق می افتد صادق است. تکامل سعی نکرد ما را پیر کند. تکامل سعی کرد ما را جوان و سالم بسازد. و گاهی اوقات هزینه ای هم به همراه داشت.

استروگاتز (03:56): در واقع این یک دیدگاه جذاب است که چیزهایی که در جوانی برای ما سالم هستند و توسط تکامل انتخاب می شوند می توانند این پیامد غیرعمدی را داشته باشند. از آنجایی که ما توانسته‌ایم طول عمر خود را افزایش دهیم - گمان می‌کنم از طریق رژیم غذایی بهتر یا دارو، انواع چیزها - حالا آنچه قبلا به ما کمک می‌کرد می‌تواند به ما آسیب برساند.

کامپیسی (04:15): بله، این تصور که آنچه در جوانی برای شما خوب است، می تواند در پیری برای شما بد باشد. در دهه 1950 توسط شخصی به نام پیشنهاد شد جورج ویلیامز، یک زیست شناس تکاملی به نام جورج ویلیامز. می دانید در آن زمان هیچ داده مولکولی وجود نداشت. هیچ ژنومی توالی یابی نشده بود. او اشاره کرد که تکامل هرگز مجبور به تنظیم دقیق پروستات نشد. اگر پروستات خوبی نداشته باشید، بچه های خوبی هم نخواهید داشت. شما بچه های خوبی نمی سازید از طرف دیگر، تقریباً به ناچار با افزایش سن، مثلاً بالای 50 سال یا بیشتر، پروستات شروع به بزرگ شدن می کند و البته احتمال تبدیل شدن به سرطان نیز می شود. با این حال، در بیشتر تاریخ تکامل ما این اتفاق نیفتاد.

استروگاتز (05:02): وای. پس بیایید به سلول‌ها برویم زیرا این - آنچه شما و دانش‌آموزان و همکارانتان در سطح سلولی کشف کرده‌اید بسیار غنی و شگفت‌انگیز است. بنابراین، لطفاً تعریف کنید که پیری سلول به چه معناست؟

کامپیسی (05:17): حالتی است که سلول وارد آن می شود و در آن سه صفت جدید می پذیرد. یکی از آنها این است که تقریباً برای همیشه، تقریباً برای همیشه، توانایی تقسیم را رها می کند. تمایل به مقاومت در برابر مردن دارد. و مهمتر از همه، تمایل به ترشح مولکول های زیادی دارد که می توانند روی سلول های همسایه و همچنین در گردش خون تأثیر بگذارند. نه این که بسیاری از سلول ها زمانی که پیر می شوند مورد مطالعه قرار گرفته باشند. و تقریباً هر چیز دیگری که در مورد پیری می دانیم به آرامی در حال تغییر است زیرا بیشتر و بیشتر در مورد انواع مختلف سلول ها و راه های مختلف ورود سلول ها به پیری می آموزیم.

(06:00) بسیار خوب، بنابراین آنها از تقسیم کردن دست کشیدند. و این منطقی است که از سرطان جلوگیری می کند. نکته دیگر این است که آنها نسبت به مرگ سلولی مقاوم می شوند. این است که آنها می چسبند. و این می تواند توضیح دهد که چرا آنها با افزایش سن افزایش می یابند، و این افزایش می یابد. بسیاری از مردم اکنون به بافت های بسیار بسیار زیادی مهره داران نگاه کرده اند. و فقط به نظر می رسد که هر چه بافت قدیمی تر باشد، سلول های پیرتر نیز وجود دارند.

(06:29) اخطار در مورد این بیانیه این است که هنوز تعداد بسیار کمی از آنها حتی در بافت بسیار قدیمی و بسیار بیمار وجود دارد. حداکثر چند درصد پس چرا مردم فکر می کنند که این ربطی به پیری دارد؟ این مربوط به سومین چیزی است که وقتی سلول ها پیر می شوند این است که آنها شروع به ترشح تعداد زیادی مولکول می کنند که فعالیت بیولوژیکی در خارج از سلول دارند. و این بدان معناست که آن سلول‌های پیر می‌توانند سلول‌های ایمنی را به محلی که در آن هستند فراخوانی کنند، این امر می‌تواند باعث از کار افتادن سلول‌های همسایه شود. و اساساً باعث ایجاد وضعیتی می شود که به طور کلاسیک التهاب مزمن نامیده می شود. می دانید، و البته، التهاب مزمن نیز خطر بزرگی برای ابتلا به سرطان مرتبط با افزایش سن است. نه سرطان های دوران کودکی، بلکه سرطان های مرتبط با سن.

استروگاتز (07:26): بنابراین یک زیرمجموعه کوچک خاص از سلول‌هایی که تقسیم خود را متوقف کرده‌اند، برای مدت طولانی در اطراف هستند، نمی‌میرند، و در عین حال مولکول‌هایی ترشح می‌کنند که سلول‌های ایمنی یا سایر بخش‌های سیستم ایمنی را به آینده می‌خوانند. و چه - منظورم این است که آیا آنها علامت می دهند "بیا و مرا بکش"؟ یا چه خبر است؟ چرا هستند، برای چه مخفی می کنند؟

کامپیسی (07:50): بله، بنابراین آنها تعداد زیادی مولکول ترشح می کنند. بنابراین برخی از آنها عوامل رشد هستند. و مدتی پیش گزارش دادیم که حداقل روی موش، اگر زخمی مانند زخم پوستی ایجاد کنید - فقط کمی بیوپسی پانچ در پشت موش - در محل آن زخم، سلول‌های پیری در عرض چند دقیقه تشکیل می‌شوند. روز، و آنها عوامل رشد ترشح می کنند که به بهبود زخم کمک می کند.

(08:17) به همین دلیل است که تکامل برای این فنوتیپ انتخاب شده است. همه چیز بد نیست. از طرف دیگر، اگر شما یک سلول پیش سرطانی در نزدیکی خود داشته باشید و آن عوامل رشد اکنون ترشح می شوند و این سلول سرطانی آنها را می بیند، ممکن است آن سلول سرطانی بیدار شود و شروع به تشکیل تومور کند. پس باز هم، وقتی جوان هستید برای شما خوب است، وقتی پیر هستید برای شما بد است.

استروگاتز (08:44): خوب، اجازه دهید در حالی که ما در مورد سلول های پیر صحبت می کنیم، برخی از اصول اولیه را بپرسم، زیرا فکر می کنم چیزهایی وجود دارد که من در مورد آنها کنجکاو هستم. به عنوان مثال، آیا باید فکر کنم که آنها مانند هر نوع سلول دیگری شروع به کار کرده اند و چیزی آنها را در مسیری قرار می دهد که پیر شوند؟ یا با آنها متولد شده ایم؟ یا چه، راه درست فکر کردن در این مورد چیست؟

کامپیسی (09:04): من فکر می کنم در جایی که میدان در حال حاضر است، ما در حال درک این موضوع هستیم که همه سلول های پیر با هم برابر نیستند. و سپس سوال این است که چرا چیزی که به عنوان یک سلول عادی شروع می شود – پس حق با شماست، شما با یک سلول عادی شروع می کنید. چه چیزی باعث می شود که وارد این حالت عجیب و غریب شود که در آن تقسیم نمی شود؟ و تمام این مولکول ها را دارد که باید بسازد و ترشح کند. و پاسخ این است که انواع استرس هایی که ما تمایل داریم هم با سرطان و هم با پیری مرتبط کنیم. به عنوان مثال، هر چیزی که به ژنوم آسیب می رساند یا حتی به چیزی که ما اکنون اپی ژنوم می گوییم آسیب می رساند. روشی که ژن ها در هسته سازماندهی می شوند، هر چیزی که به آن آسیب می رساند که پتانسیل سوق دادن سلول را به این حالت پیری دارد.

(09:51) از سوی دیگر، استرس هایی نیز وجود دارد که ما به طور معمول به آنها فکر نمی کنیم - مطمئناً با سرطان مرتبط نیستند. اما مواردی، برای مثال، مانند محصولات نهایی گلیکوزیشن پیشرفته، واکنش‌های شیمیایی که در زمانی که سطح گلوکز بیش از حد بالا است، رخ می‌دهند. و بنابراین این یک مشکل بزرگ برای افرادی است که دیابت یا شرایط پیش دیابتی دارند. بنابراین، آن مواد شیمیایی نیز می توانند باعث پیری سلول شوند. بنابراین مناسب‌تر است که آن را پاسخ استرس بنامیم، با این تفاوت که همه استرس‌ها منجر به پیری نمی‌شوند.

استروگاتز (10:30): اجازه دهید، اگر می‌توانیم، در مورد آزمایش‌های موش‌هایی که شما و گروهتان انجام داده‌اید صحبت کنیم - آزمایش‌های واقعاً پیشگامی که در آنها از این تکنیک در زیست‌شناسی مولکولی موش‌های تراریخته استفاده کرده‌اید. شاید ابتدا باید به ما بگویید که آنها چیستند، و سپس چگونه از آنها به عنوان نوعی بستر آزمایشی برای چگونگی خلاص شدن از شر سلول های بد پیری استفاده می کنید.

کامپیسی (10:49): بنابراین در حال حاضر در زیست شناسی، وارد کردن DNA در ژنوم موش بسیار ساده و آسان است و سپس آن موش به یک موش بالغ کامل تبدیل می شود و موش بالغ بچه می سازد. و بنابراین موشی که ما ساختیم، این ترانس-. بنابراین به آن تراریخته می گویند، موش تراریخته ای که ما ساختیم، قطعه ای از DNA را حمل می کرد که یک پروتئین خارجی در زمان پیر شدن سلول ها ساخته شد. و آن پروتئین خارجی سه قسمت داشت. مولکولی که ما آن را درخشنده می‌نامیم، به این معنی که می‌توانیم سلول‌های موجود در یک حیوان زنده را تصویر کنیم. این یک پروتئین فلورسنت داشت، به این معنی که می‌توانستیم سلول‌های پیر را از بافت‌های آن موش جدا کنیم. اما مهمتر از همه، ژن قاتل داشت، ژنی که به طور معمول کاملاً خوش خیم بود. اما اگر دارویی را تغذیه کنید که آن هم بسیار خوش خیم است، آن دارو و وجود آن ژن خارجی باعث مرگ سلول های پیر می شود.

(12:01) بنابراین ما این ماوس را مدتی پیش ساختیم. و ما آن را با ده ها و ده ها آزمایشگاه دانشگاهی که در حال مطالعه بیماری های مختلف پیری هستند به اشتراک گذاشته ایم: بیماری آلزایمر، بیماری پارکینسون، بیماری قلبی عروقی، سرطان های مرتبط با افزایش سن، پوکی استخوان، آرتروز و غیره. و نتایج فقط شگفت انگیز است.

(12:27) اگر سلول‌های پیر را از بین ببرید، می‌توانید یکی از سه کار را برای آسیب‌شناسی مرتبط با سن انجام دهید: یا شدت آن را کاهش می‌دهید، یا شروع آن را به تعویق می‌اندازید، یا - و این البته، یکی که همه ما دوستش داریم - در چند مورد، شما حتی می توانید آن آسیب شناسی را معکوس کنید.

استروگاتز (12:49): اوه وای.

کامپیسی: میدانم. این برای آرتروز تا کنون صادق است. و بنابراین، اکنون به نوعی این ایده را به وجود آورده است که تولید داروهایی که می توانند کاری را انجام دهند که تراریخته های ما می توانند انجام دهند. برای هر بزرگسالی برای دریافت تراریخته خود دیر شده است. اما اگر نوزاد متولد نشده دارید، ممکن است.

استروگاتز (13:09): اوه، می بینم که با آن به کجا می روید. منظورم این است که، البته، این یک قوطی بزرگ کرم برای ما است، آیا این فکر نیست که می دانید -

کامپیسی (13:15): می دانم، خیلی سیاسی است. قبلاً انجام شده است.

استروگاتز (13:17): اوه، واقعا؟

کامپیسی (13:19): خوب، تمام شد. در چین انجام شده است. درست؟

استروگاتز (13:22): شما می گویید جنین - یا قبل از جنین -

کامپیسی (13:25): درست است. مهندسی شده بود. آره من کسی را که این کار را انجام داد نمی شناسم، مرد چینی که این کار را انجام داد توسط جامعه محکوم شد زیرا کنترل های کافی در آنجا وجود نداشت. بدون نظارت، و غیره، و غیره. اما ممکن است. هیچ دلیل فکری وجود ندارد که ما نتوانیم افراد تراریخته بسازیم. و حدس من این است که فقط چین نیست.

استروگاتز (13:45): بسیار خوب، از نظر آنچه واقعاً بود - ما می دانیم که شما این کار را انجام داده اید - شما و سایر افرادی که موش های تراریخته را انجام می دهند، اگر من- فقط مطمئن شوید که من آن را دریافت کرده ام. شما گفتید که این تراریخته سه قسمت دارد که دو قسمت از آنها برای تشخیص است. بنابراین بخش شب تاب و فلورسنت وجود دارد. اما بخش قاتل بخشی است که در آینده نقش داروهایی را بازی می‌کند که می‌توانند سلول‌های پیر بد را از بین ببرند. شما این مکانیسم ژنتیکی را داشتید -

کامپیسی (13:46): دقیقاً همینطور است. بنابراین دارویی که ما برای از بین بردن سلول‌های پیر در موش استفاده می‌کنیم در انسان کار نمی‌کند زیرا انسان‌ها تراریخته نیستند. اما ایده اکنون این است که داروهای جدید تولید کنیم. و در حال توسعه هستند. در آنجا، برخی از آنها در حال حاضر در موش‌ها استفاده می‌شوند، و حتی تعداد کمی در کارآزمایی‌های بالینی در مراحل اولیه روی افراد با این ایده که آن‌ها کارهایی را که تراریخته ما می‌تواند در حضور این داروی خوش‌خیم انجام دهد، تقلید می‌کنند.

استروگاتز (14:13): و بنابراین نکته مهم در اینجا این است که اگر این واقعاً اتفاق بیفتد، همانطور که شما گفتید، به ما امیدواری می دهد که به تعویق انداختن، بهبود یا در برخی موارد ممکن است - دوباره، ما در حال رویاپردازی هستیم، اما مثل این است که وجود دارد. علم پشت این - یا احتمالاً معکوس کردن برخی از این بسیاری از بیماری های مرتبط با افزایش سن. فقط همین که به ما گفتی آره. وای.

کامپیسی (15:01): شما در زمین تنیس در ساعت 110 خواهید مرد. اما شما برنده خواهید شد.

استروگاتز (15:06): خیلی ممنون جودی. این فقط یک گفتگوی لذت بخش بود، خوشحالم.

گوینده (15:14): اسرار علمی بیشتری را در کاوش کنید مجله Quanta کتاب آلیس و باب با توپ آتش ملاقات می کنندمنتشر شده توسط MIT Press. در حال حاضر در دسترس است Amazon.com, Barnesandnoble.com یا کتابفروشی محل شما همچنین، حتما به دوستان خود در مورد آن اطلاع دهید شادی چرا پادکست و به ما نظر مثبت بدهید یا جایی که گوش می دهید دنبال کنید. این به مردم کمک می کند این پادکست را پیدا کنند.

استروگاتز (15:39): چرا پیر می شویم و با افزایش سن چه اتفاقی برای بدن ما می افتد، دو مورد از بزرگترین رازهای پیری هستند. معمای دیگر مربوط به تفاوت های جنسی است. زنان بیشتر از مردان عمر می کنند. اغلب گفته می شود که آنها سه تا پنج سال بیشتر عمر می کنند. اما واقعاً اگر به آمارهای جهانی نگاه کنید، می بینید که در بعضی جاها، زنان بیش از 10 سال بیشتر عمر می کنند. پس چه چیزی در مورد زن بودن وجود دارد که زنان را انعطاف پذیرتر می کند؟ بدن یک زن 70 ساله در مقایسه با بدن یک پیرمرد 70 ساله ممکن است از نظر بیولوژیکی کمتر از 70 سال باشد. محققان در مورد پیری می گویند که یک ساعت اپی ژنتیک برای هر یک متفاوت است.

(16:19) اگر بتوانیم بفهمیم که چرا مغز یک زن ممکن است متفاوت از مغز یک مرد پیر شود، ممکن است بتوانیم درمان هایی را برای کمک به همه ایجاد کنیم. تحقیق در مورد این سوال ما را به پروتئین ها و کروموزوم های جنسی و هورمون ها می رساند. هدف این است که همه اینها را بهتر درک کنید. آیا می توانیم به نوعی روند پیری را کاهش دهیم؟

(16:39) اکنون به من ملحق می شود تا در مورد همه اینها صحبت کنیم، دکتر دنا دوبال. او دانشیار عصب‌شناسی در مؤسسه علوم اعصاب ویل در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو است. آزمایشگاه او طول عمر زنان و مغز پیر را مطالعه می کند. چه چیزی آن را در برابر زوال شناختی مقاوم می کند؟ دکتر دوبال همچنین یک محقق با همکاری سیمونز است پلاستیک و پیری مغز. دنا، از اینکه امروز به ما ملحق شدید بسیار متشکرم.

دنا دوبال (17:06): خوشحالم. از شما به خاطر دعوت کردنم ممنونم.

استروگاتز (17:08): خوب، من واقعاً از این موضوع هیجان زده هستم. می دانید، من در خانواده خودم به این فکر می کنم که برخی از زنان در دهه 90 خود چقدر تیزبین بودند. من اخیراً عمه ای داشتم که درست در آستانه تولد 100 سالگی اش فوت کرد. تمام عمرش را سیگار کشیده بود. اما او تیز بود. و من نمی دانم چگونه او توانسته است تا این حد زندگی کند. مردها همه رفته بودند، شوهران همه مرده بودند.

دوبال (17:32): بله، من در خانواده اصلی خود، زمانی که خیلی جوان بودم، متوجه چیزی مشابه شدم و آن این است که زنان بیشتر از مردان عمر می کنند. و هر تابستان که بزرگ می‌شدم، پدر و مادرم مرا به هند، کشور مبداشان، می‌بردند. آنها مهاجران هندی هستند. و ما در یک روستای بسیار کوچک در غرب گجرات وقت می گذرانیم. و واقعاً قابل توجه بود که افراد مسن واقعاً بیشتر زن بودند. و من یک مادربزرگ داشتم که نامش رومبا بود، که فقط یک زن قابل توجه بود، نه تحصیل کرده، اما واقعاً باهوش. و تقریباً تا 90 سالگی زندگی کرد. و شوهرش، پدربزرگ من، با وجود اینکه قوی، قد بلند، خوش تیپ و همچنین بسیار باهوش بود، در اوایل 40 سالگی فوت کرد. و بنابراین طول عمر او تقریباً دو برابر عمر او بود. و این واقعاً در سراسر خانواده بزرگ من دیده می شد، که زنان بیشتر از مردان عمر می کنند و من همیشه تعجب می کردم که چرا اینطور است.

استروگاتز (18:41): منظورم این است که من مطمئن هستم که بسیاری از شنوندگان ما همین فکر را می کنند. این یک تجربه بسیار عادی است که زنان بیشتر از مردان زندگی می کنند. البته جهانی نیست. به دلایل مختلفی استثنا وجود دارد، اما این فقط یک روند کلی شگفت انگیز است.

دوبال (18:55): بنابراین در هر جامعه ای که مرگ و میر را در سراسر جهان ثبت می کند، زنان بیشتر از مردان عمر می کنند. از سیرالئون که طول عمر کمتری دارد گرفته تا ژاپن و سوئد که طول عمر آنها بسیار بیشتر است. اما در اینجا یک اطلاعات واقعاً جالب وجود دارد: وقتی از نظر تاریخی به چندین کشور و جوامع نگاه می کنیم، در زمان های مرگ و میر شدید، مانند قحطی و مانند بیماری های همه گیر، دختران بیشتر از پسران و زنان بیشتر از مردان عمر خواهند کرد.

(19:34) و این، واقعاً به ما نشان می دهد که یک زیربنای بیولوژیکی برای طول عمر زنان وجود دارد، زیرا حتی زمانی که استرس بسیار بالا و مساوی در محیط با مرگ و میر بسیار بالا وجود دارد، دختران بیشتر از پسران و زنان زندگی می کنند. از مردان بیشتر زندگی می کنند زمان های بسیار بسیار غم انگیز و واقعاً قابل توجهی وجود دارد که این را نشان می دهد، از جمله قحطی ایرلند و بسیاری، نمونه های دیگر در تاریخ جهان ما.

استروگاتز (20:04): این واقعاً شگفت‌انگیز است که فکر کنید به نوعی آنقدر ذاتی است، که چیزی وجود دارد - می‌دانید، شما جنبه‌های فرهنگی را ذکر کرده‌اید، اما احساس می‌کنید که چیزی کاملاً بیولوژیکی نیز در جریان است. و من تعجب می کنم که آیا ما می توانیم وارد آن شویم. منظورم این است که آیا چیزی در بدن اتفاق می افتد که بتواند این تفاوت ها را توجیه کند؟

دوبال (20:26): واقعاً می توانم بگویم، چهار دلیل اصلی وجود دارد. اگر به این موضوع فکر کنیم، از نظر بیولوژیکی، چرا ممکن است تفاوت های جنسی و طول عمر انسان وجود داشته باشد. یکی با کروموزوم های جنسی، ژنتیک، کد ژنتیکی و تک تک سلول های بدن ما ارتباط دارد. و آن این است که پستانداران ماده و مطمئناً پستانداران انسان ماده دارای دو کروموزوم X در هر سلول هستند. یکی از آنها در طول تکامل غیرفعال می شود، اما دو کروموزوم X وجود دارد و آن مکمل کروموزوم جنسی زنان و دختران است. در مقابل، پسران و مردان یک X و یک Y دارند.

(21:12) و بنابراین اینجا در همان ابتدا، تفاوت بسیار واضح و قابل توجهی در ژنتیک ما وجود دارد. و بنابراین با این تفاوت، و XX در زنان در مقایسه با XY در مردان، به دلایل بیولوژیکی، تفاوت های جنسی در طول عمر وجود دارد. یکی این است که در مردان، حضور یک کروموزوم Y وجود دارد. و تصور می شود، اگرچه به طور تجربی نشان داده نشده است، ممکن است اثرات سمی یا اثرات مضر حضور یک کروموزوم Y وجود داشته باشد.

استروگاتز (21:48): وای، چه ایده ای. خوب، چرا موجودات زنده اصلا پیر می شوند؟ چرا ما برای همیشه زندگی نمی کنیم؟ در وهله اول چه چیزی باعث پیری می شود؟

دوبال (21:56): این یک سوال بسیار ساده و در عین حال فلسفی است. من می توانم بگویم که پیری چیزی است که با گذشت زمان برای زیست شناسی سلول ها اتفاق می افتد. تغییری در عملکردهای بیولوژیکی وجود دارد که منجر به اختلال عملکرد و آسیب پذیری در برابر بیماری ها می شود. یکی از دلایل اصلی بی ثباتی ژنتیکی است. بنابراین با گذشت زمان، کد ژنتیکی ما ناپایدارتر می شود. برخی جهش ها رخ خواهد داد. بخش‌هایی از ژن‌های ما به نوعی به اطراف می‌پرند - آن‌هایی که ترانسپوزون نامیده می‌شوند - و سایر بخش‌های کد ژنتیکی ما را مختل می‌کنند. تغییراتی رخ می دهد - اپی ژنتیکی، یعنی در بالای ژن های ما - که در نهایت نحوه بیان سلول های ما را تغییر می دهد. و با گذشت زمان با افزایش سن، بی نظم و ناکارآمدتر می شود.

استروگاتز (22:54): بسیار خب، خب، خب، داستان این که چرا ما در آن زمان پیر می شویم، ظاهراً داستانی بسیار چند وجهی است.

دوبال (23:01): بله، بله، و از دست دادن چیزی که ما هموستاز می نامیم. اما در واقع، آنچه که است، خانه داری از پروتئین است. چگونه برگردانده می شوند، چگونه اصلاح می شوند، چگونه تا می شوند، با پروتئین های سلول های ما چه می شود. و نگهداری از این پروتئین ها با افزایش سن کاهش می یابد. و بنابراین، پس از آن این تجمع اساساً انباشته، مانند بهم ریختگی، وجود دارد که واقعاً فرآیندهای سلولی را مختل می کند و همچنین به پیری کمک می کند. میتوکندری ها نیروگاه سلول های ما هستند و با افزایش سن اختلال عملکرد بیشتری دارند.

(23:40) این ما را به یکی دیگر از دلایل بیولوژیکی احتمالی برای طول عمر زنان بازمی گرداند، این من را به چیزی به نام "نفرین مادر" می رساند. بنابراین تمام میتوکندری های تمام سلول های شما، استیو، و تمام سلول های من، از مادران ما به ارث رسیده اند. بنابراین در فرآیند تقسیم سلولی و ایجاد زیگوت، مادران میتوکندری خود را منتقل می کنند، نه پدران. و بنابراین، این واقعاً مهم می شود زیرا میتوکندری ها فقط می توانند در بدن زن دچار تکامل شوند. نرها هرگز میتوکندری خود را منتقل نمی کنند.

(24:24) و بنابراین در پایان روز، آنچه که پیش‌بینی می‌کند این است که عملکرد میتوکندری در مقایسه با فیزیولوژی مردانه به فیزیولوژی زنانه تکامل یافته‌تر است. و این ممکن است با افزایش سن تفاوت ایجاد کند، زمانی که همه چیز شروع به خراب شدن می کند. سلول‌های ماده ممکن است مناسب‌تر باشند، زیرا میتوکندری‌های آن‌ها در مقایسه با سلول‌های مردانه به سلول‌های ماده تکامل یافته‌تر است. برای مردان، این لعنت مادری خواهد بود.

استروگاتز (24:50): و سپس برکت مادر برای زنان، شاید. جالب هست. این یک چیز جالب است. وای. بنابراین این به من یک تصویر بزرگ بسیار خوب از آنچه در حال وقوع است می دهد. بنابراین زندگی طولانی تر، با این حال، تنها یکی از جنبه های آن چیزی است که در اینجا به آن می پردازیم. مسئله بهتر زیستن هم وجود دارد، درست است؟ از نظر عدم تجربه - در مورد افراد، تجربه نکردن زوال شناختی که ما داریم - یا کاهش آن، که همه ما با افزایش سن مرتبط هستیم.

دوبال (25:18): بله. بنابراین، طول عمر یک چیز است، درست است؟ چگونه، چقدر زندگی می کند؟ و در حال حاضر مسن ترین فرد ثبت شده در تاریخ تقریباً 122 سال عمر کرده است. اما پس از آن طول سلامتی واقعاً معیاری است برای اینکه یک فرد چند سال زندگی سالم داشته باشد. این چیزی است که ما واقعاً آرزوی آن را داریم، یک دوره سلامتی واقعاً خوب، جایی که از سرطان‌ها، بیماری‌های قلبی عروقی، بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی، مانند آلزایمر، زوال شناختی و موارد دیگر که با افزایش سن اتفاق می‌افتد، رنج نمی‌بریم.

(25:58) بنابراین، با یک دوره سلامتی بسیار خوب، یک زندگی سالم بدون این شرایط ناتوان کننده مزمن داشته باشد، تا مثلاً 100 سال و سپس در خواب به دلیل ذات الریه، فرض کنید، بمیرد. اما این دوره سلامتی است. این واقعاً زندگی بدون بیماری است. و، می دانید، دلیل علاقه ما به طول عمر این است که چیزهایی که به ما کمک می کنند طولانی تر زندگی کنیم، به ما کمک می کنند تا بهتر زندگی کنیم.

(26:32) بنابراین اگر بتوانیم مولکول هایی را که با هم کار می کنند تا برای طول عمر توطئه کنند، درک کنیم، می توانیم آن مولکول ها را برای کمک به مبارزه با بیماری ها برداشت کنیم. و به همین دلیل است که ما بسیار علاقه مند به این هستیم که "وای، چرا زنان بیشتر از مردان عمر می کنند؟" آیا زیست شناسی پیری وجود دارد که بتوان آن را کشف کرد، یاد گرفت و سپس برای سلامتی بهتر در مردان و زنان برداشت کرد؟

استروگاتز (27:02): خب، پس اجازه دهید وارد آن شویم. منظورم این است که فکر می کنم عقل سلیم ما می گوید که باید در مورد هورمون های جنسی باشد. اینکه ما تستوسترون را با مردان و استروژن را با زنان مرتبط می کنیم. آیا راز این استروژن است که به نوعی محافظت کننده است؟ یا اجازه دهید، بیایید با آن شروع کنیم. آیا این داستان استروژن است؟

دوبال (27:24): بله، این یک سوال طلایی است. بنابراین این من را به چهارمین دلیل بیولوژیکی برای تفاوت های جنسی در طول عمر می رساند. یکی این بود که آیا وجود Y می تواند مرگ و میر را افزایش دهد؟ آیا این یک X اضافی در زنان است که طول عمر را افزایش می دهد؟ آیا این لعنت مادری به ارث بردن میتوکندری از مادران است که فقط علیه مردان کار می کند؟ و چهارم، هورمون های جنسی چطور؟ آیا ممکن است که تستوسترون در حال کاهش طول عمر در مردان و استروژن در حال افزایش آن در زنان باشد؟

(27:58) من فکر می کنم این یک امکان واقعا مهم است و با توجه به تفاوت های جنسی در زیست شناسی و طول عمر. و ما سرنخ های بسیار جالبی از آزمایش ها و آزمایش های طبیعی انسان روی حیوانات داریم.

(28:16) حمایت هایی وجود دارد که از بین بردن تستوسترون عمر را طولانی می کند. خاندان کره ای چوسان جمعیتی از خواجه های کره ای داشتند که اخته شده بودند. آنها اعضای مفید و مورد احترام سلسله و دربار شاهنشاهی بودند. و آن‌ها عمر بسیار طولانی‌تری داشتند، عمری به‌طور قابل‌توجهی طولانی‌تر از مردانی با همان وضعیت اجتماعی-اقتصادی که در همان زمان زندگی می‌کردند – به طور متوسط ​​۱۵ سال بیشتر.

استروگاتز (28:49): این شگفت انگیز است.

دوبال (28:51): درست است؟

استروگاتز (28:52): وای!

دوبال (28:52): این نشان می دهد که کاهش تستوسترون عمر را طولانی می کند. و ما واقعاً این را می بینیم. مطالعات حیوانی انجام شده است که در آن گوسفندها اخته می شوند و در مقایسه با گوسفندانی که اخته نمی شوند، عمر بیشتری خواهند داشت. و برخی از مطالعات بسیار قوی در سگ ها. البته ما سگ های خود را عقیم می کنیم و سگ های نر اخته شده بیشتر از سگ های نر غیر اخته عمر می کنند.

(29:16): اما، استیو، باید به شما بگویم که این سؤالی که شما پرسیدید، سال‌ها مرا می‌سوخت. آیا این هورمون ها می توانند به طول عمر زنان کمک کنند؟ آیا این استروژن است یا ممکن است کروموزوم های جنسی باشند که به طول عمر کمک می کنند؟ و تا آن نقطه، ما یک آزمایش واقعاً دقیق انجام دادیم تا بتوانیم این دو علت را تشریح کنیم، و اگر زمان خوبی است، دوست دارم آن را توضیح دهم.

استروگاتز (29:42): این عالی است و، و من از شما خوشم می‌آید، شما آن را مرتب توصیف می‌کنید زیرا من خواندم - در خواندن درباره آن برای آماده شدن برای گفتگوی ما. من فکر می‌کردم این بسیار زیبا بود و - می‌دانید، این مانند علم اولیه است. این روش علمی است، برای پرسیدن این سوال فریبنده و یافتن راهی برای تقریب خوب برای پاسخ به آن.

دوبال (30:04): انجام این آزمایش واقعاً هیجان انگیز بود. و مهم نبود که چه نتایجی حاصل می شود، ما باید علم را دنبال می کردیم و علم چیزی در مورد علت تفاوت های جنسی در طول عمر به ما می گفت.

(30:18) و بنابراین برای اینکه بتوانیم تشخیص دهیم که طول عمر زنان توسط هورمون ها یا کروموزوم های جنسی ایجاد می شود، از یک مدل حیوانی بسیار زیبا، همانطور که شما گفتید، استفاده کردیم، به نام مدل FCG، "چهار ژنوتیپ اصلی". مدل. و در این موش ها، یک دستکاری ژنتیکی وجود دارد، یک مهندسی ژنتیکی انجام شده است. و این در کروموزوم Y است، این وجود دارد SRYیا یک عامل تعیین کننده بیضه، ژنی وجود دارد که باعث تمایز مردانه و تولید بیضه و تستوسترون می شود.

(30:58) بنابراین در این مدل، SRY از کروموزوم Y جدا می شود و به هر اتوزوم دیگر، کروموزوم های غیر جنسی اضافه می شود. و آنچه که این اجازه می دهد، به ارث بردن این عامل تعیین کننده بیضه است SRY، ارث آن توسط نرهایی که XY هستند یا زنانی که XX هستند. بنابراین در پایان روز، این مهندسی ژنتیک امکان ایجاد موش‌هایی را فراهم می‌کند که دارای چهار جنس هستند: موش‌های XX با تخمدان، که ژنوتیپ و فنوتیپ بیولوژیکی معمولی ماده است. موش های XX که به صورت نر با بیضه رشد کرده اند. و این دوباره، زیرا آنها عامل تعیین کننده بیضه را به ارث برده اند SRY و آنها را به عنوان نر متمایز کرده اند و آنها را نمی توان از سایر موش های نر تشخیص داد، به جز اینکه XX هستند. بنابراین آنها بیضه دارند، رفتارهای باروری مردانه دارند، انزال می کنند. آنها در قفس خود دعوا می کنند. آنها موش های نر هستند، با این تفاوت که XX هستند.

استروگاتز (32:10): هوم. بنابراین من آن را دریافت کردم. من می‌خواهم مطمئن شوم که همه کسانی که گوش می‌دهند آن را دریافت کرده‌اند، زیرا این روش انجام کارها بسیار باورنکردنی است که شما می‌توانید آن را انجام دهید. منظورم این است که اجازه دهید آن را به طور خام بیان کنم - فکر می کنم تقریباً درست است - از نظر فنوتیپی، از بیرون شبیه نر هستند اما در داخل، از نظر کروموزوم هایشان، شبیه ماده هستند.

دوبال (32:29): درست است. درست است. و سپس ما همین کار را در نرها انجام می دهیم، به این ترتیب که ما نرهای XY تولید می کنیم که فاقد فاکتور تعیین کننده بیضه هستند و به طور پیش فرض به عنوان ماده رشد می کنند - یعنی از دیگر موش های ماده قابل تشخیص نیستند. آنها تخمدان دارند، رحم دارند، چرخه می زنند، رفتارهای باروری ماده دارند، موش ماده هستند، به جز اینکه ژنتیک آنها XY است. و سپس ما یک نر معمولی داریم، یعنی نر XY که یک فنوتیپ نر ایجاد کرده است.

(33:08) بنابراین این مدل چهار ژنوتیپ جنسی با نر و ماده، XX و XY تولید می کند که با تخمدان ها یا بیضه ها توسعه یافته اند. و این به ما امکان می‌دهد واقعاً ردیابی کنیم که کدام موش‌ها بیشتر عمر می‌کنند. آیا این موش ها بدون توجه به XX یا XY بودن تخمدان دارند؟ یا این موش‌هایی هستند که XX هستند، بدون توجه به اینکه با تخمدان یا بیضه بزرگ می‌شوند، ژنتیک ماده دارند؟

استروگاتز (33:37): قبل از اینکه پاسخ را آشکار کنید؟ اجازه دهید سوال را به گونه ای دیگر بپرسم زیرا می خواهم همه این سوال را در ذهن خود مطرح کنند و حدس بزنند که پاسخ چیست. بنابراین سوال این است که شما این چیزی را ایجاد کرده‌اید که به سختی می‌توان ذهن ما را دور آن جمع کرد، اما من فکر می‌کنم که آن را به دست آورده‌ایم. این چهار جنس، یک مرد سنتی، یک زن سنتی، یک مذکر از نظر ژنتیکی، اما من نمی دانم شما به کدام یک از آنها نر می گویید. آیا تماس می‌گیرید - شما تماس می‌گیرید، به مذکر به عنوان هر چیزی که XY است اشاره می‌کنید، درست است؟

دوبال (34:07): من دارم. اما این یک موضوع سلیقه و، و سبک است.

استروگاتز (34:11): خوب، اما این یک موجود است که XY است اما تخمدان دارد، بله. یا می توانید ارگانیسمی داشته باشید که X است. این یک اندام نیست. این موشی است که XX دارد، اما بیضه دارد.

دوبال (34:24): این سودوکو است. انگار این سودوکو علمی است.

استروگاتز (34:30): این عالی است.

دوبال (34:30): بله، ما در واقع فرضیه خاصی نداشتیم، قرار بود علم را دنبال کنیم. و آنچه به وضوح دریافتیم، این است که موش‌هایی با دو کروموزوم X بیشتر از موش‌هایی که XY بودند عمر کردند. بنابراین موش‌های XX، صرف‌نظر از اینکه با تخمدان‌ها بزرگ می‌شوند و استروژن زیادی دارند، یا بدون توجه به داشتن بیضه و تستوسترون زیاد، این موش‌های XX بودند که در مقایسه با XY عمر طولانی‌تری داشتند. بنابراین این یک آزمایش ژنتیکی تعیین کننده بود که واقعاً برای اولین بار به ما نشان داد که کروموزوم های جنسی به طول عمر زنان کمک می کنند.

(35:14) اکنون، آزمایش چیزهای بیشتری به ما آموخت. موش‌هایی که طولانی‌ترین عمر را در میان تمام گروه‌ها داشتند، یا موش‌هایی که تخمدان‌های ترکیبی با کروموزوم‌های XX داشتند، آن‌هایی که بیشترین طول عمر را داشتند، نشان می‌دهد که هورمون‌های تولید شده توسط تخمدان‌ها، آن تخمدان‌ها و هورمون‌ها نیز به طول عمر زنان کمک می‌کنند. و شاید تستوسترون مضر باشد. بنابراین پاسخ این بود که اثر آماری اصلی این بود که کروموزوم‌های جنسی به طول عمر زنان کمک می‌کنند. با این حال، هورمون ها در آنجا نیز تأثیر داشتند.

استروگاتز (35:56): پس از بین چهار جنس که می‌توانیم در این سودوکوی که شما ایجاد کردید انتخاب کنیم، زن سنتی، اگر بتوانم به آن اشاره کنم، به نظر برنده است؟

دوبال (35:56): در طولانی ترین زندگی کردن. آره.

استروگاتز (36:12): در مورد بدترین چیست؟ حدس می‌زنم کسی که کوتاه‌ترین عمر را دارد چیست؟

دوبال (36:16): XY با بیضه؟ موش‌های XX، چه با تخمدان‌ها و چه با بیضه‌ها بزرگ شدند، بیشتر از موش‌های XY که با تخمدان یا بیضه بزرگ شدند، عمر کردند. موش های XX حدود 15 تا 20 درصد بیشتر از موش های XY عمر کردند.

استروگاتز (36:33): این یک تفاوت بسیار زیاد است. واقعاً منظورم این است که فرض می‌کنم با هر معیار آماری معنادار تلقی می‌شود. حتماً آمارگیران شما گفته اند، درست است؟

دوبال (36:41): کاملاً. بسیار، بسیار واضح، یک اثر کروموزوم جنسی بسیار واضح است.

استروگاتز (36:47): خوب، دنا، بابت آن یادداشت بسیار الهام بخش و متفکرانه از شما متشکرم. می دانید، این واقعاً یک بحث برجسته بود. از اینکه امروز به ما پیوستید بسیار سپاسگزاریم.

دوبال (36:55): خوشحالم.

گوینده (36:58): می خواهد بداند در مرزهای ریاضی، فیزیک، علوم کامپیوتر و زیست شناسی چه می گذرد؟ گرفتار شوید مجله Quanta، یک نشریه مستقل که توسط بنیاد سیمونز پشتیبانی می شود. ماموریت ما روشن کردن تحقیقات علوم پایه و ریاضی از طریق روزنامه‌نگاری خدمات عمومی است. از ما در quantamagazine.org دیدن کنید.

استیو استروگاتز (37: 22): شادی چرا یک پادکست از مجله Quanta، یک نشریه مستقل که توسط بنیاد سیمونز پشتیبانی می شود. تصمیمات تأمین مالی توسط بنیاد سیمونز هیچ تأثیری بر انتخاب موضوعات، مهمانان یا سایر تصمیمات سرمقاله در این پادکست یا در مجله Quanta. شادی چرا توسط سوزان والوت و پولی استرایکر تهیه شده است. ویراستاران ما جان رنی و توماس لین با حمایت مت کارلستروم، آنی ملکور و لیلا اسلومان هستند. موسیقی تم ما توسط ریچی جانسون ساخته شده است. لوگوی ما توسط جکی کینگ، و آثار هنری برای قسمت ها توسط مایکل درایور و ساموئل ولاسکو است. من میزبان شما هستم، استیو استروگاتز. اگر سؤال یا نظری در مورد ما دارید، لطفاً به ما در quanta@simonsfoundation.org ایمیل بزنید. متشکرم که گوش دادید.