מדוע אנו מזדקנים, והאם ניתן להפוך את ההזדקנות?

כולם מזדקנים, אם כי לא כולם מזדקנים באותה צורה. עבור אנשים רבים, החיים המאוחרים כוללים הידרדרות בריאותית כתוצאה ממחלה הקשורה לגיל. אבל יש גם אנשים ששומרים על מרץ צעיר יותר, וברחבי העולם, נשים בדרך כלל חיות יותר מגברים. למה? בפרק זה, סטיבן סטרוגאץ מדבר עם יהודית קמפיסי ו דנה דובל, שני חוקרים ביו-רפואיים שחוקרים את הסיבות והתוצאות של ההזדקנות כדי להבין איך זה עובד - ומה המדענים יודעים על דחיית או אפילו היפוך של תהליך ההזדקנות.

תקשיב Apple Podcasts, Spotify, Google Podcasts, Stitcher, לכונן או אפליקציית הפודקאסט המועדפת עליך, או שאתה יכול להזרים את זה Quanta.

תמליל

סטיבן סטרוגאץ (00:03): אני סטיב סטרוגאץ, וזהו השמחה של למה פודקאסט מ מגזין Quanta זה לוקח אותך לכמה מהשאלות הגדולות ביותר ללא מענה במדע ובמתמטיקה כיום. בפרק זה, נדבר על הזדקנות. למה בדיוק אנחנו מזדקנים? מה קורה ברמה התאית ככל שהגוף שלנו מזדקן?

(00:22) מדענים עדיין רודפים אחרי הרבה מהתשובות, אבל היו כמה התקדמות חשובות בהבנת השינויים הייחודיים שאנו מכנים הזדקנות. יום אחד, ההתקדמות הזו עשויה לא רק לעזור לנו לחיות זמן רב יותר, אלא גם לחיות טוב יותר. אחרי הכל, חיים של שנים ארוכות עשויות להיות לא מציאה גדולה אם זה אומר לסבול ממחלות כמו אלצהיימר או פרקינסון. נשאל איזה תפקיד ממלאים הגנים שלנו בהזדקנות? ולמה נשים נוטות לחיות יותר מגברים בממוצע? וגם, מה המחקר מגלה על הדרכים שבהן אנו עשויים להאט את תהליך ההזדקנות?

(01:00) בהמשך הפרק הזה, נשמע את ד"ר דנה דובל, פרופסור חבר במחלקה לנוירולוגיה במכון וייל למדעי המוח באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו. אבל ראשית, מצטרפת אליי כעת ד"ר יהודית קמפיסי, ביוכימאית וביולוגית תאים ופרופסור במכון באק לחקר ההזדקנות. המעבדה שלה שם מתמקדת בהזדקנות סלולרית, מושג שנפרק בקרוב מאוד. היא עורכת שותפה הראשית של הזדקנות כתב עת. ג'ודי, תודה רבה שהצטרפת אלינו היום.

יהודית קמפיסי (01:34): תענוג שלי.

סטרוגאץ (01:35): אני מאוד נרגש לדבר איתך על זה. ובכן, כמובן, כולנו מזדקנים, וכולנו מרגישים זאת. אבל זה מעלה כל כך הרבה שאלות, כמו למה זה קורה? האם זה משהו שהטבע עושה בכוונה? האם זה שהגוף שלנו נשחק כמו מכונה ישנה? או איך אנחנו צריכים לחשוב על זה?

קמפיסי (01:54): אני חושב שהדרך שבה אנחנו צריכים לחשוב על זה היא בהקשר של אבולוציה. אם אתה חושב על בני אדם, על תוחלת החיים שלנו, במהלך האבולוציה שלנו, ההזדקנות מעולם לא התרחשה. לא הייתה מחלת פרקינסון, לא מחלת אלצהיימר, לא היה סרטן. כולם היו מתים עד גיל 40 או 45. אז האבולוציה הקימה דרכים לשמור על אורגניזמים צעירים בעלי כושר רבייה בריאים רק לכמה עשורים, בוודאי לא למספר העשורים הגדול יותר שאנו חיים בהם.

(02:35) כעת, רבים מהתהליכים שקורים במהלך ההזדקנות באמת קורים כתוצאה מהירידה בכוחה של הברירה הטבעית. כלומר, לא הייתה ברירה טבעית למחלות אלו. התהליך שאנו חוקרים, הזדקנות תאית, עכשיו ברור - ובוודאי במודלים של עכברים - שהתהליך הזה, התהליך הסלולרי, מניע מספר רב של מחלות הקשורות לגיל, הכל מניוון מקולרי ועד למחלת פרקינסון, מחלות לב וכלי דם, ואפילו סרטן בגיל מאוחר, אך הוא התפתח כדי להגן על אורגניזמים צעירים מפני סרטן.

(03:19) אז אנחנו בהחלט לא רוצים להפסיק את זה כשאנחנו צעירים. זה גם עוזר לכוונן מבנים מסוימים במהלך העובר. וזה יוזם צירים אצל נשים בשליה. אז אלו הם הדברים שהאבולוציה בוחרת עבורם. וזו הסיבה שאנחנו צריכים להיות זהירים באיך שאנחנו מתערבים. וזה נכון כמעט לכל מה שקורה עם הגיל. האבולוציה לא ניסתה להפוך אותנו לזקנים. האבולוציה ניסתה לעשות אותנו צעירים ובריאים. ולפעמים זה לקח מחיר.

סטרוגאץ (03:56): זו פרספקטיבה מרתקת, למעשה, שלדברים שבריאים לנו כשאנחנו צעירים ואשר ייבחרו על ידי האבולוציה יכולים להיות תוצאה לא מכוונת. שככל שהצלחנו להאריך את תוחלת החיים - אני מניח שבאמצעות תזונה או תרופות טובות יותר, כל מיני דברים - שעכשיו מה שעזר לנו בעבר יכול לפגוע בנו.

קמפיסי (04:15): כן, הרעיון הזה שמה שטוב לך כשאתה צעיר, יכול להיות רע לך כשאתה זקן. זה הוצע בשנות החמישים על ידי בחור בשם ג'ורג 'וויליאמס, ביולוג אבולוציוני בשם ג'ורג' וויליאמס. לא היו נתונים מולקולריים באותו זמן, אתה יודע. לא בוצע רצף של גנומים. הוא ציין שהאבולוציה מעולם לא הייתה חייבת לכוונן את הערמונית. אם אין לך ערמונית טובה, אין לך תינוקות טובים. אתה לא עושה תינוקות טובים. מצד שני, כמעט באופן בלתי נמנע עם הגיל, מעל גיל, נגיד, 50 בערך, הערמונית מתחילה להגדיל וכמובן שהיא הופכת לאפשרות להתפתח לסרטן. אבל זה לא קרה ברוב ההיסטוריה האבולוציונית שלנו.

סטרוגאץ (05:02): וואו. אז בואו ניכנס לתאים כי זה - זה כל כך עשיר ונפלא מה שאתה והתלמידים והקולגות שלך גיליתם ברמה הסלולרית. אז אתה יכול בבקשה להגדיר מה המשמעות של תא להיות זקן?

קמפיסי (05:17): זהו מצב שהתא נכנס אליו, בו הוא מאמץ שלוש תכונות חדשות. אחד מהם הוא שהוא מוותר כמעט לנצח, כמעט לנצח, על היכולת להתחלק. זה נוטה להתנגד למות. והכי חשוב, הוא נוטה להפריש הרבה מולקולות שיכולות להשפיע על תאים שכנים, וגם במחזור הדם. לא כל כך הרבה תאים נחקרו כשהם הופכים לזקנים. וכמעט כל דבר אחר שאנו יודעים על הזדקנות משתנה לאט ככל שאנו לומדים יותר ויותר על סוגי תאים שונים ועל דרכים שונות שבהן תאים נכנסים להזדקנות.

(06:00) בסדר, אז הם הפסיקו להתחלק. וזה הגיוני שזה ימנע סרטן. הדבר השני הוא שהם הופכים עמידים יחסית למוות של תאים. כלומר הם נשארים בסביבה. וזה יכול להסביר מדוע הם גדלים עם הגיל, והם כן. אנשים רבים חיפשו כעת ברקמות רבות, רבות של בעלי חוליות. ורק נראה שככל שהרקמה מבוגרת יותר, כך יש יותר תאים מזדקנים.

(06:29) האזהרה לאמירה הזו היא שעדיין יש מעט מאוד מהם אפילו ברקמה ישנה מאוד וחולה מאוד. כמה אחוזים לכל היותר. אז למה אנשים חושבים שזה קשור להזדקנות? זה קשור לדבר השלישי שקורה כאשר תאים מזדקנים הוא שהם מתחילים להפריש מספר רב של מולקולות בעלות פעילות ביולוגית מחוץ לתא. וזה אומר שהתאים המזדקנים האלה יכולים לקרוא לתאי חיסון לאתר שבו הם נמצאים, זה יכול לגרום לתאים שכנים לא לתפקד. וזה בעצם גורם למצב שמכונה באופן קלאסי דלקת כרונית. אתה יודע, וכמובן, דלקת כרונית היא גם סיכון גדול לפתח סרטן הקשור לגיל. לא כל כך סרטן בילדות, אלא סרטן הקשור לגיל.

סטרוגאץ (07:26): אז תת-קבוצה קטנה מסוימת של תאים שהפסיקה להתחלק מסתובבת במשך זמן רב, לא - לא מתה, ובכל זאת מפרישה מולקולות שקוראות לתאי חיסון או לחלקים אחרים של מערכת החיסון לבוא. ומה - זאת אומרת, האם הם מסמנים "בוא תהרוג אותי"? או מה קורה? למה הם, בשביל מה הם מפרישים?

קמפיסי (07:50): כן, אז הם מפרישים מספר רב של מולקולות. אז חלקם הם גורמי גדילה. ודיווחנו לפני זמן מה, שלפחות על עכבר, אם אתה עושה פצע, כמו פצע בעור - רק ביופסיית אגרוף קטנה בגב העכבר - במקום הפצע הזה, נוצרים תאים מזדקנים תוך כמה ימים, והם מפרישים גורמי גדילה שעוזרים לפצע להחלים.

(08:17) זו הסיבה שהאבולוציה נבחרה עבור הפנוטיפ הזה. לא הכל רע. מצד שני, אם יש לך תא טרום-סרטני בקרבת מקום, וגורמי הגדילה האלה מופרשים כעת, והתא הסרטני הזה רואה אותם, ייתכן שהתא הסרטני הזה יתעורר ויתחיל ליצור גידול. אז שוב, טוב לך כשאתה צעיר, רע לך כשאתה זקן.

סטרוגאץ (08:44): ובכן, תן לי לשאול כמה דברים בסיסיים בזמן שאנחנו מדברים על תאים מזדקנים, כי אני חושב שיש כמה דברים שאני סקרן לגביהם. למשל, האם עלי לחשוב על כך שהם התחילו את דרכם כמו כל סוג אחר של תא ומשהו הוביל אותם למסלול להפוך לזקנים? או שנולדנו איתם? או מה, מהי הדרך הנכונה לחשוב על זה?

קמפיסי (09:04): אני חושב שהשדה נמצא כרגע הוא שאנחנו מתחילים להבין שכל התאים המזדקנים אינם שווים. ואז השאלה היא, למה שמה שמתחיל בתור תא רגיל - אז אתה צודק, אתה מתחיל עם תא רגיל. מה יגרום לו להיכנס למצב המוזר הזה שבו הוא לא מתחלק? ויש לו את כל המולקולות האלה שהוא צריך ליצור ולהפריש. והתשובה היא, סוגי הלחצים שאנו נוטים לקשר גם לסרטן וגם להזדקנות. כך למשל, כל דבר שפוגע בגנום או אפילו פוגע במה שאנו מכנים כיום האפיגנום. האופן שבו גנים מאורגנים בתוך הגרעין, כל דבר שפוגע בעל פוטנציאל להניע תא למצב מזדקן זה.

(09:51) מצד שני, יש גם דגשים שאנחנו לא חושבים עליהם כרגיל - קשורים בהחלט, לא קשורים לסרטן. אבל דברים, למשל, כמו תוצרי סופי של גליקציה מתקדמים, התגובות הכימיות המתרחשות כאשר רמות הגלוקוז גבוהות מדי. ולכן זו בעיה גדולה עם אנשים הסובלים מסוכרת או מצבים טרום-סוכרתיים. אז אלה, הכימיקלים האלה יכולים גם לגרום לתא להפוך לזקן. אז יותר נכון לקרוא לזה תגובת לחץ, אלא שלא כל הלחצים גורמים להזדקנות.

סטרוגאץ (10:30): תנו לנו, אם יכולנו, לדבר על ניסויי העכבר שאתם והקבוצה שלכם עשיתם - באמת ניסויים חלוציים שבהם השתמשתם בטכניקה בביולוגיה מולקולרית של עכברים מהונדסים. אולי קודם כל, אתה צריך לספר לנו מה הם, ולאחר מכן איך אתה משתמש בהם כמעין ערכת בדיקה לאיך להיפטר מתאי מזדקן רעים.

קמפיסי (10:49): אז כרגע בביולוגיה, זה די פשוט וקל להכניס DNA לגנום של עכבר, ואז לגרום לעכבר הזה להתפתח לעכבר בוגר מלא ולגרום לעכבר הבוגר הזה לעשות תינוקות. וכך העכבר שיצרנו, הטרנס הזה-. אז זה נקרא טרנסגן, העכבר הטרנסגני שיצרנו, נשא חתיכת DNA שנוצרה חלבון זר כשהתאים הופכים לזקנים. ולחלבון הזר הזה היו שלושה חלקים. מולקולה שהיא מה שאנו מכנים זוהר, כלומר נוכל לדמיין את התאים בחיה חיה. היה לו חלבון ניאון, מה שאומר שנוכל למיין תאים מזדקנים מהרקמות של העכבר הזה. אבל הכי חשוב, היה לו גן רוצח, גן שבדרך כלל יהיה שפיר לחלוטין. אבל אם אתה מאכיל תרופה, שהיא גם שפירה מאוד, התרופה הזו והנוכחות של הגן הזר הזה יגרמו למות תאים מזדקנים.

(12:01) אז יצרנו את העכבר הזה די מזמן. וחלקנו את זה עם עשרות ועשרות מעבדות אקדמיות שחוקרות מחלות שונות של הזדקנות: מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון, מחלות לב וכלי דם, סרטן הקשור לגיל, אוסטאופורוזיס, דלקת מפרקים ניוונית וכו'. והתוצאות פשוט מדהימות.

(12:27) אם אתה מחסל תאים מזדקנים, אפשר לעשות אחד משלושה דברים לפתולוגיה הקשורה לגיל: או שאתה עושה את זה פחות חמור, או שאתה דוחה את הופעתה, או - וזה, כמובן, אחד שכולנו אוהבים - במקרים בודדים, אתה יכול אפילו להפוך את הפתולוגיה הזו.

סטרוגאץ (12:49): הו וואו.

קמפיסי: אני יודע. זה נכון לגבי אוסטיאוארתריטיס עד כה. אז זה כבר נתן בשר לרעיון לפיתוח תרופות שיכולות לעשות את מה שהטרנסגנים שלנו יכולים לעשות. זה מאוחר מדי עבור כל מבוגר לקבל את הטרנסגנים שלו. אבל אם יש לך תינוק שטרם נולד, ייתכן שזה אפשרי.

סטרוגאץ (13:09): הו, אני מבין לאן אתה הולך עם זה. זאת אומרת, זה, כמובן, זו פחית גדולה של תולעים עבורנו, האם זה לא לחשוב כך, אתה יודע...

קמפיסי (13:15): אני יודע, זה פוליטי מדי. זה כבר נעשה.

סטרוגאץ (13:17): אה, באמת?

קמפיסי (13:19): ובכן, זה נעשה. זה נעשה בסין. ימין?

סטרוגאץ (13:22): אתה אומר שעוברים - או לפני עוברים -

קמפיסי (13:25): זה נכון. היה מהונדס. כֵּן. אני לא מכיר את הבחור שעשה את זה, הבחור הסיני שעשה את זה זכה לגינוי על ידי הקהילה כי לא היו מספיק בקרה שם. אין פיקוח וכו' וכו'. אבל זה אפשרי. אין שום סיבה אינטלקטואלית מדוע איננו יכולים ליצור אנשים טרנסגניים. והניחוש שלי הוא שזו לא רק סין.

סטרוגאץ (13:45): אוקיי, במונחים של מה שהיה בפועל - אנחנו יודעים שעשית - אתה והאנשים האחרים שעושים עכברים מהונדסים, אם אני - רק תוודא שהבנתי את זה. אמרת שיש שלושה חלקים לטרנסגן, שניים מהם נשמע כאילו נועדו לגילוי. אז יש את החלק הזוהר והפלורסנט. אבל החלק הרוצח הוא החלק שממלא את התפקיד של - בעתיד - תרופות, אני מניח, שיכולות להרוג את התאים המזדקנים הרעים. היה לך את המנגנון הגנטי הזה -

קמפיסי (13:46): זה בדיוק נכון. אז התרופה שבה אנו משתמשים כדי להרוג תאים מזדקנים בעכבר לא תעבוד בבני אדם כי בני אדם אינם טרנסגניים. אבל הרעיון יהיה עכשיו לפתח תרופות חדשות. והם בפיתוח. שם, כבר יש כאלה שנמצאים בשימוש בעכברים, ואפילו כמה מהם בשלבים קליניים מוקדמים באנשים עם הרעיון שהם יחקו את מה שהטרנסגן שלנו יכול לעשות בנוכחות התרופה השפירה הזו.

סטרוגאץ (14:13): אז הפאנץ'ליין כאן הוא שאם זה באמת יתגשם, זה נותן לנו תקווה, כפי שאמרת, לדחות, לשפר או במקרים מסוימים אולי - שוב, אנחנו חולמים, אבל זה כאילו יש המדע מאחורי זה - או אולי היפוך של חלק ממחלות רבות הקשורות לגיל. רק שסיפרת לנו עליו. כן. וואו.

קמפיסי (15:01): אתה תמות על מגרש הטניס ב-110. אבל אתה תנצח.

סטרוגאץ (15:06): תודה רבה, ג'ודי. זו הייתה רק שיחה מענגת, תענוג שלי.

כָּרוֹז (15:14): חקור תעלומות מדעיות נוספות ב- מגזין Quanta ספר אליס ובוב פוגשים את כדור האש, בהוצאת The MIT Press. זמין כעת ב Amazon.com, Barnesandnoble.com או בחנות הספרים המקומית שלך. כמו כן, הקפד לספר לחברים שלך על השמחה של למה פודקאסט ותן לנו ביקורת חיובית או עקוב אחר המקום שבו אתה מאזין. זה עוזר לאנשים למצוא את הפודקאסט הזה.

סטרוגאץ (15:39): מדוע אנו מזדקנים ומה קורה לגופנו ככל שאנו מתבגרים הן שתיים מהתעלומות הגדולות ביותר בנוגע להזדקנות. תעלומה נוספת קשורה להבדלים בין המינים. נשים נוטות לחיות יותר מגברים. לעתים קרובות אומרים שהם חיים שלוש עד חמש שנים יותר. אבל באמת, אם מסתכלים על הסטטיסטיקה העולמית, רואים שבמקומות מסוימים נשים חיות יותר מ-10 שנים יותר. אז מה זה בלהיות נקבה שהופך נשים לחוסן יותר? גופה של אישה בת 70 עשוי להיות צעיר מ-70 שנותיה מבחינה ביולוגית בהשוואה לזה של גבר בן 70. חוקרים בנושא הזדקנות אומרים ששעון אפיגנטי פועל אחרת עבור כל אחד מהם.

(16:19) אם נוכל להבין מדוע מוח של אישה עשוי גם להזדקן בצורה שונה מזו של גבר, אולי נוכל לפתח טיפולים שיעזרו לכולם. מחקר בשאלה זו מביא אותנו לחלבונים וכרומוזומי מין והורמונים. המטרה היא להבין את כל זה טוב יותר. האם נוכל להאט את תהליך ההזדקנות איכשהו?

(16:39) מצטרפת אלי עכשיו כדי לדון בכל זה ד"ר דנה דובל. היא פרופסור חבר לנוירולוגיה באוניברסיטת קליפורניה, מכון וייל למדעי המוח בסן פרנסיסקו. המעבדה שלה חוקרת אריכות ימים נשית ואת המוח המזדקן. מה הופך אותו לעמיד בפני ירידה קוגניטיבית? ד"ר דובל הוא גם חוקר עם שיתוף הפעולה של סימונס פלסטיות והמוח המזדקן. דנה, תודה רבה שהצטרפת אלינו היום.

דנה דובל (17:06): תענוג שלי. תודה שהזמנת אותי.

סטרוגאץ (17:08): ובכן, אני ממש נלהב מזה. אתה יודע, אני חושב במשפחה שלי עד כמה חלק מהנשים היו חדות אפילו בשנות ה-90 שלהן. לאחרונה הייתה לי דודה שנפטרה רק בגלל יום הולדתה ה-100. היא עישנה כל חייה. אבל היא הייתה חדה. ואני לא יודע איך היא הצליחה לחיות כל כך הרבה זמן. הגברים כולם נעלמו, הבעלים כולם מתו.

דובל (17:32): כן, שמתי לב למשהו דומה במשפחת המוצא שלי, כשהייתי צעיר מאוד, וזה שנשים חיות יותר מגברים. ובכל קיץ כשגדלתי, ההורים שלי היו לוקחים אותי בחזרה להודו, ארץ המוצא שלהם. הם מהגרים מהודו. והיינו מבלים בכפר קטן מאוד במערב גוג'אראט. וזה היה באמת מדהים שהקשישים היו, היו באמת בעיקר נשים. והייתה לי סבתא רבא, ששמה היה רומבה, שהייתה פשוט אישה יוצאת דופן, לא משכילה, אבל ממש חכמה. והיא חיה כמעט עד שנות ה-90 לחייה. ובעלה, סבא רבא שלי, למרות היותו חסון, גבוה, נאה וגם חכם מאוד, הוא מת בתחילת שנות ה-40 לחייו. וכך תוחלת החיים שלה הייתה כמעט כפולה משלו. וזה נראה באמת בכל המשפחה המורחבת שלי, שהנשים חיות יותר מהגברים ותמיד תהיתי למה זה.

סטרוגאץ (18:41): זאת אומרת, אני בטוח שרבים מהמאזינים שלנו חושבים אותו דבר. זו חוויה די רגילה שהנשים מאריכות ימים יותר מהגברים. כמובן, זה לא אוניברסלי. יש חריגים מכל מיני סיבות, אבל, אבל זה פשוט מגמה כללית מדהימה.

דובל (18:55): אז בכל חברה שמתעדת תמותה ברחבי העולם, נשים חיות יותר מגברים. מסיירה לאון, שבה תוחלת החיים נמוכה יותר, ועד ליפן ושבדיה, שבהן תוחלת החיים ארוכה בהרבה. אבל הנה פיסת מידע מעניינת באמת: כאשר אנו מסתכלים היסטורית על פני מספר רב של מדינות וחברות, בזמנים של תמותה קיצונית, כמו רעב וכמו מגפות, הבנות יחיו זמן רב יותר מהבנים והנשים יחיו זמן רב יותר מהגברים.

(19:34) וזה באמת מרמז לנו שיש בסיס ביולוגי לאריכות חיים נשית, כי גם כשיש לחץ גבוה ושווה מאוד בסביבה עם תמותה גבוהה מאוד, הבנות מאריכות ימים יותר מהבנים והנשים חיים יותר מהגברים. יש תקופות מאוד מאוד עצובות ובאמת יוצאות דופן שמדגימות זאת, כולל הרעב האירי ועוד הרבה מאוד דוגמאות אחרות בהיסטוריה העולמית שלנו.

סטרוגאץ (20:04): זה, זה באמת מרתק לחשוב שזה איכשהו כל כך מהותי, שיש משהו - אתה יודע, הזכרת את ההיבטים התרבותיים, אבל זה מרגיש כאילו קורה משהו ביולוגי טהור. ואני תוהה אם נוכל להיכנס לזה. כלומר, האם קורה משהו בגוף עצמו שיכול להסביר את ההבדלים האלה?

דובל (20:26): יכולות להיות, באמת הייתי אומר, ארבע סיבות עיקריות. אם נחשוב על זה, ביולוגית, מדוע יכולים להיות הבדלים בין המינים ואריכות ימים אנושית. יש קשר לכרומוזומי המין, הגנטיקה שלנו, הקוד הגנטי שלנו, וכל אחד מהתאים שלנו בגופנו. וזה שלנקבות יונקים ובוודאי ליונקים אנושיים יש שני כרומוזומי X בכל תא. אחד מהם מושבת במהלך ההתפתחות, אבל יש שני כרומוזומי X, והוא משלים כרומוזומי המין של נשים ונערות. לעומת זאת, לבנים ולגברים יש X אחד ו-Y אחד.

(21:12) ולכן כאן כבר בהתחלה, יש הבדל מאוד ברור ובולט בגנטיקה שלנו. וכך עם ההבדל הזה, ו-XX בנקבות לעומת XY בזכרים, שם, נוצרים מסיבות ביולוגיות, בגלל הבדלים בין המינים באריכות החיים. האחת היא שאצל גברים, יש נוכחות של Y. ומחשבים, למרות שלא הוכחו בניסוי, שאולי יש השפעות רעילות או השפעות מזיקות של נוכחות כרומוזום Y.

סטרוגאץ (21:48): וואו, איזה רעיון. ובכן, למה יצורים חיים מזדקנים בכלל? למה שלא נחיה לנצח? מה גורם להזדקנות מלכתחילה?

דובל (21:56): זו שאלה מאוד פשוטה אך פילוסופית. הייתי אומר שהזדקנות היא מה שקורה עם חלוף הזמן לביולוגיה של תאים. ישנו שינוי בתפקודים הביולוגיים המובילים לתפקוד לקוי ולפגיעות למחלות. אחת הסיבות העיקריות היא חוסר יציבות גנטית. אז עם הזמן, הקוד הגנטי שלנו הופך לא יציב יותר. כמה מוטציות יתרחשו. חלקים מהגנים שלנו קצת קופצים - אלה נקראים טרנספוזונים - ומשבשים חלקים אחרים בקוד הגנטי שלנו. ישנם שינויים שמתרחשים - אפיגנטי, כלומר על גבי הגנים שלנו - שמשנים בסופו של דבר את האופן שבו התאים שלנו מתבטאים. וזה הופך לחוסר ויסות ולא מתפקד יותר עם הזמן עם ההזדקנות.

סטרוגאץ (22:54): בסדר, ובכן, אז יש, הסיפור של הסיבה שאנו מזדקנים אז הוא סיפור רב-גוני, כנראה.

דובל (23:01): כן, כן, והאובדן של מה שאנו מכנים הומאוסטזיס. אבל בעצם, מה שזה, זה אחזקת חלבונים. איך הם הופכים, איך הם משתנים, איך הם מקופלים, מה עושים עם החלבונים בתאים שלנו. ותחזוקת החלבונים הללו יורדת עם ההזדקנות. אז יש את ההצטברות הזו של חומר כבד, של עומס דומה, שבאמת חוסם תהליכים סלולריים ותורם גם להזדקנות. המיטוכונדריה הן תחנות הכוח של התאים שלנו, ויש להם יותר חוסר תפקוד עם ההזדקנות.

(23:40) זה מחזיר אותנו לסיבה ביולוגית אפשרית נוספת לאריכות ימים נשית, זה מביא אותי למשהו שנקרא "קללת האם". אז כל המיטוכונדריה בכל התאים שלך, סטיב, וכל שלי, עוברות בירושה מהאימהות שלנו. אז בתהליך של חלוקה תאית ויצירת זיגוטה, אמהות מעבירות את המיטוכונדריה שלהן, לא אבות. אז זה הופך להיות חשוב מאוד מכיוון שהמיטוכונדריה יכולה לעבור אבולוציה רק ​​בגוף נשי. זכרים לעולם לא יעבירו את המיטוכונדריה שלהם הלאה.

(24:24) וכך בסופו של יום, מה שזה מנבא הוא שתפקוד המיטוכונדריה התפתח יותר לפיזיולוגיה נשית, בהשוואה לפיזיולוגיה הגברית. וזה עשוי לעשות את ההבדל עם ההזדקנות כאשר דברים מתחילים להשתבש. התאים הנקביים עשויים להיות מתאימים יותר מכיוון שהמיטוכונדריה שלהם התפתחו יותר לתאי הנקבה בהשוואה לתאי הזכר. עבור גברים, זו תהיה קללת אמא.

סטרוגאץ (24:50): ואז ברכת אם לנקבות, אולי. מעניין. זה דבר מעניין. וואו. אז זה נותן לי תמונה גדולה מאוד על מה שקורה. אז לחיות יותר זמן הוא רק היבט אחד ממה שנדון כאן. יש גם את הנושא של לחיות טוב יותר, נכון? במונחים של לא - במקרה של אנשים, לא לחוות את הירידה הקוגניטיבית שאנחנו - או להפחית את זה, שכולנו מקשרים להזדקנות.

דובל (25:18): כן. אז תוחלת חיים היא דבר אחד, נכון? איך, כמה זמן חיים? וכרגע האדם המתועד המבוגר ביותר בהיסטוריה חי עד גיל 122 בקירוב. אבל אז תוחלת הבריאות היא באמת מדד לכמה שנות חיים בריאות חיים אחת. זה מה שאנחנו באמת שואפים אליו, הוא טווח בריאות בריא באמת, שבו אנחנו לא סובלים מסרטן, מחלות לב וכלי דם, מחלות ניווניות של עצבים, כמו אלצהיימר, ירידה קוגניטיבית ועוד שקורה עם ההזדקנות.

(25:58) אז עם תוחלת בריאות טובה מאוד, אדם חי חיים בריאים ללא מצבים מתישים כרוניים אלה עד, נניח, 100 ואז אדם מת בשלווה בשנתו מדלקת ריאות, נניח. אבל זה טווח בריאותי. זה באמת חיים ללא מחלות. ואתה יודע, הסיבה שאנחנו כל כך מתעניינים בתוחלת החיים היא שהדברים שעוזרים לנו לחיות יותר נוטים לעזור לנו לחיות טוב יותר.

(26:32) אז אם נוכל להבין את המולקולות שפועלות יחד כדי ליצור קשר לאריכות ימים, נוכל לקצור את המולקולות האלה כדי לעזור להילחם במחלות. וזו הסיבה שאנחנו כל כך מתעניינים ב"וואו, למה נשים חיות יותר מגברים?" האם יש איזו ביולוגיה של הזדקנות שניתן לגלות, ללמוד ולאחר מכן לקצור לקראת תוחלת בריאות טובה יותר אצל זכרים ונקבות?

סטרוגאץ (27:02): ובכן, אז בואו נתחיל להיכנס לזה. כלומר, אני מניח שהשכל הישר שלנו היה אומר שזה חייב להיות על הורמוני מין. שאנחנו מקשרים טסטוסטרון לגברים, אסטרוגן לנשים. האם אסטרוגן הוא הסוד כאן, שזה איכשהו מגן? או בוא נתחיל בזה. האם זה, זה סיפור של אסטרוגן?

דובל (27:24): כן, זו שאלת זהב. אז זה מביא אותי לסיבה הביולוגית הרביעית להבדלים בין המינים באריכות החיים. אחת מהן הייתה, האם ייתכן שהנוכחות של Y מגבירה את התמותה? האם זה X נוסף אצל נקבות שמאריך את תוחלת החיים? האם קללת האם של תורשה מיטוכונדריאלית מאמהות בלבד פועלת נגד זכרים? ורביעית, מה לגבי הורמוני המין? האם יכול להיות שהטסטוסטרון מקטין את תוחלת החיים אצל גברים והאסטרוגן מגדיל אותו אצל נשים?

(27:58) אני חושב שזו אפשרות חשובה מאוד ובהתחשב בהבדלים בין המינים בביולוגיה ובאריכות ימים. ויש לנו כמה רמזים מאוד מעניינים מניסויים טבעיים בבני אדם וניסויים בבעלי חיים.

(28:16) יש תמיכה מסוימת בכך שהסרת טסטוסטרון מאריכה חיים. בשושלת צ'וסון הקוריאנית הייתה אוכלוסייה של סריסים קוריאנים שסורסו. הם היו חברים מועילים ומכובדים בשושלת ובחצר הקיסרית. והם חיו חיים ארוכים מאוד, חיים ארוכים משמעותית מגברים מאותו מעמד סוציו-אקונומי שחיו באותו זמן - בממוצע, 15 שנים יותר.

סטרוגאץ (28:49): זה מדהים.

דובל (28:51): נכון?

סטרוגאץ (28:52): וואו!

דובל (28:52): זה מצביע על כך שירידה בטסטוסטרון מאריכה חיים. ואנחנו רואים את זה, למעשה. היו מחקרים בבעלי חיים שבהם כבשים מסורסים ויחיו זמן רב יותר בהשוואה לאלו שלא. וכמה מחקרים חזקים מאוד בכלבים. כמובן, אנו מעקרים את הכלבים שלנו וכלבים זכרים מסורסים יחיו זמן רב יותר מכלבים זכרים לא מסורסים.

(29:16): אבל, סטיב, אני חייב לומר לך שהשאלה הזו ששאלת בוערת אותי במשך הרבה מאוד שנים. האם זה יכול להיות ההורמונים שתורמים לאריכות החיים הנשית? האם זה אסטרוגן, או שיכול להיות שזה כרומוזומי מין שתורמים לאריכות ימים? ועד לנקודה הזו, עשינו ניסוי ממש מסודר כדי להיות מסוגלים לנתח את שתי הסיבות הללו, ואשמח להסביר זאת אם זה זמן טוב.

סטרוגאץ (29:42): זה מושלם, ואני אוהב שאתה מתאר את זה כמסודר כי קראתי - בקריאה על זה כדי להתכונן לשיחה שלנו. חשבתי שזה כל כך אלגנטי ו - אתה יודע, זה כמו מדע פרימו. זו השיטה המדעית, לשאול את השאלה המסובכת הזו ולמצוא דרך לקבל קירוב טוב לתשובה עליה.

דובל (30:04): זה היה ניסוי ממש מרגש לעשות. וזה לא משנה מה היו התוצאות, היינו צריכים לעקוב אחר המדע והמדע יגיד לנו משהו על הגורם להבדלים בין המינים באריכות החיים.

(30:18) וכדי להיות מסוגלים לנתח אם אורך החיים הנשי מונע על ידי הורמונים, או על ידי כרומוזומי מין, השתמשנו במודל חיה אלגנטי באמת, כפי שאמרת, שנקרא מודל FCG, "ארבעת הגנוטיפים הליבה" דֶגֶם. ובעכברים האלה, יש, יש מניפולציה גנטית, יש הנדסה גנטית שהתבצעה. וזה על כרומוזום Y, יש את זה SRY, או גורם הקובע אשכים, יש גן שגורם להתמיינות גברית ולייצור אשכים וטסטוסטרון.

(30:58) אז במודל הזה, SRY מוריד מכרומוזום Y ומתווסף לכל אוטוזום אחר, הכרומוזומים הלא-מיניים. ומה שזה מאפשר הוא הירושה של הגורם הקובע האשכים הזה, ה SRY, הורשתו על ידי זכרים שהם XY או על ידי נקבות שהם XX. אז בסופו של יום, הנדסה גנטית זו מאפשרת ליצור עכברים שיש להם ארבעה מינים: עכברים XX עם שחלות, כלומר הגנוטיפ והפנוטיפ הביולוגי הנשי האופייניים. XX עכברים שהתפתחו כזכרים עם אשכים. וזה שוב, כי הם ירשו את הגורם הקובע האשכים SRY והם התבדלו כזכרים ואי אפשר להבדיל אותם מעכברים זכרים אחרים, אלא שהם XX. אז יש להם אשכים, יש להם התנהגויות רבייה גבריות, הם פולטים. הם נלחמים בכלובים שלהם. הם עכברים זכרים, חוץ מזה שהם XX.

סטרוגאץ (32:10): הממ. אז יש לי את זה. אני רוצה לוודא שכל מי שמקשיב קיבל את זה כי זה כל כך מדהים הדרך לעשות דברים שאתה יכול לעשות. כלומר, הרשו לי לנסח את זה בגסות - אני חושב שזה בערך נכון - באופן פנוטיפי, מבחוץ, הם נראים כמו זכרים אבל בפנים, מבחינת הכרומוזומים שלהם, הם נראים כמו נקבות.

דובל (32:29): זה נכון. זה נכון. ואז אנחנו עושים את אותו הדבר אצל זכרים, בכך שאנו מייצרים זכרי XY שחסרים את הגורם הקובע את האשכים והתפתחו כברירת מחדל כנקבות - כלומר, אי אפשר להבחין ביניהם מעכברים נקבות אחרים. יש להן שחלות, יש להן רחם, יש להן מחזוריות, יש להן התנהגויות רבייה נשיות, הן נקבות עכברים, אלא שהגנטיקה שלהן היא XY. ואז יש לנו את הזכר הטיפוסי, כלומר זכר XY שפיתח פנוטיפ זכרי.

(33:08) אז המודל הזה מייצר ארבעה גנוטיפים מין עם זכרים ונקבות, XX ו-XY שהתפתחו עם שחלות או אשכים. וזה מאפשר לנו לעקוב באמת אחר אילו עכברים יחיו זמן רב יותר. האם לעכברים יש שחלות ללא קשר להיותן XX או XY? או שזה העכברים שהם XX, שיש להם גנטיקה נשית, ללא קשר לגידול עם שחלות או אשכים?

סטרוגאץ (33:37): לפני שאתה חושף את התשובה? הרשו לי לשאול את השאלה בצורה אחרת, כי אני רוצה שכולם יחשבו על השאלה הזו בראשו, ונחשו מה התשובה. אז השאלה היא, יצרת את הדבר הזה שקצת קשה לעטוף את דעתנו סביבו, אבל אני חושב שהשגנו את זה. ארבעת המינים האלה, זכר מסורתי, נקבה מסורתית, זכר מבחינה גנטית, אבל אני לא יודע למי מהם אתה קורא הזכר. האם אתה מתקשר - אתה מתקשר, אתה מתייחס לזכר כאל כל דבר שהוא XY, זה נכון?

דובל (34:07): אני כן. אבל זה, זה עניין של טעם וסגנון.

סטרוגאץ (34:11): אוקיי, אבל אז זה, זה אורגניזם שהוא XY אבל יש לו שחלות, כן. או שיכול להיות לך אורגניזם שהוא X. זה לא איבר. זה עכבר שיש לו XX, אבל יש לו אשכים.

דובל (34:24): זהו, זה סודוקו. זה כאילו זה סודוקו מדעי.

סטרוגאץ (34:30): זה נהדר.

דובל (34:30): כן, למעשה לא הייתה לנו השערה ספציפית, היינו הולכים לעקוב אחר המדע. ומה שמצאנו בצורה מאוד ברורה, זה שהעכברים עם שני כרומוזומי X חיו יותר מאלה שהיו XY. אז עכברי ה-XX, בלי קשר לגדול עם שחלות ועם הרבה אסטרוגן, או בלי קשר לאשכים והרבה טסטוסטרון, היו אלה עכברי ה-XX שחיו זמן רב יותר בהשוואה ל-XY. אז זה היה ניסוי גנטי מכריע שהראה לנו באמת בפעם הראשונה שכרומוזומי מין תורמים לאריכות החיים הנשית.

(35:14) עכשיו, היה יותר מהניסוי לימד אותנו גם. העכברים שחיו הכי הרבה זמן מכל הקבוצות, או העכברים שהיו להם שחלות בשילוב עם כרומוזומי ה-XX, אלו חיו לתוחלת החיים המקסימלית הארוכה ביותר, מה שמצביע על כך שההורמונים המיוצרים מהשחלות, שהשחלות וההורמונים תורמים גם הם לאריכות החיים הנשית. ואולי הטסטוסטרון מזיק. אז התשובה הייתה, ההשפעה הסטטיסטית העיקרית הייתה שכרומוזומי המין תורמים לאריכות החיים הנשית. עם זאת, להורמונים הייתה השפעה גם שם.

סטרוגאץ (35:56): אז מבין ארבעת המינים שיכולנו לבחור בסודוקו הזה שיצרת, נראה שהנקבה המסורתית, אם אוכל להמשיך להתייחס אליה כך, היא המנצחת?

דובל (35:56): בחיים הארוכים ביותר. כן.

סטרוגאץ (36:12): מה עם הגרוע ביותר? מה עם זה שחי הכי נמוך זה מה שהייתי מנחש?

דובל (36:16): ה-XY עם האשכים? עכברי ה-XX, בין אם גדלו עם שחלות או אשכים, חיו זמן רב יותר מעכברי XY שגדלו עם שחלות או אשכים. עכברי XX חיו בערך 15 עד 20% יותר מעכברי XY.

סטרוגאץ (36:33): זה הבדל עצום. זה באמת, אני מתכוון, אני מניח שבכל מדד סטטיסטי זה נחשב משמעותי. הסטטיסטיקאים שלך בטח אמרו, זה נכון?

דובל (36:41): בהחלט. מאוד מאוד ברור, השפעה ברורה מאוד של כרומוזומי מין.

סטרוגאץ (36:47): ובכן, תודה לך על הנימה המאוד מעוררת השראה ומתחשבת, דנה. אתה יודע, זה היה באמת דיון יוצא מן הכלל. תודה רבה שהצטרפת אלינו היום.

דובל (36:55): תענוג שלי.

כָּרוֹז (36:58): רוצה לדעת מה קורה בגבולות המתמטיקה, הפיזיקה, מדעי המחשב והביולוגיה? להסתבך עם מגזין Quanta, פרסום עצמאי מבחינה עריכה הנתמך על ידי קרן סימונס. המשימה שלנו היא להאיר מחקר בסיסי במדע ובמתמטיקה באמצעות עיתונות בשירות הציבורי. בקרו אותנו ב-quantamagazine.org.

סטיב סטרוגאץ (37: 22): השמחה של למה הוא פודקאסט מ מגזין Quanta, פרסום עצמאי מבחינה עריכה הנתמך על ידי קרן סימונס. להחלטות המימון של קרן סימונס אין השפעה על בחירת הנושאים, האורחים או החלטות עריכה אחרות בפודקאסט זה או ב- מגזין Quanta. השמחה של למה מופק על ידי סוזן ואלוט ופולי סטרייקר. העורכים שלנו הם ג'ון רני ותומס לין, עם תמיכה של מאט קרלסרום, אנני מלצ'ור ולילה סלומן. מוזיקת ​​הנושא שלנו הולחנה על ידי ריצ'י ג'ונסון. הלוגו שלנו הוא של ג'קי קינג, ויצירות האמנות לפרקים הן של מייקל דרייבר וסמואל ולסקו. אני המארח שלך, סטיב סטרוגאץ. אם יש לך שאלות או הערות עבורנו, אנא שלח לנו דוא"ל לכתובת quanta@simonsfoundation.org. תודה על הקשבה.