پیری خطی نخواهد بود: سلول‌ها مراحل هماهنگ تخریب را طی می‌کنند

تحلیلی از بیش از 20 میلیون سلول موش نشان می‌دهد که پیری به صورت مرحله‌ای پیش می‌رود و به طور نابرابر بر هر جمعیت سلولی تأثیر می‌گذارد.

• این تحقیق 536 نوع سلولی اصلی و 1,828 زیرنوع را شناسایی کرد، اما تنها حدود یک چهارم آن‌ها با افزایش سن تغییرات قابل توجهی داشتند.
• در بین 3 تا 12 ماهگی موش، کاهش جمعیت‌های مرتبط با چربی، عضله، مغز، تاندون‌ها، کلیه‌ها و ایمنی مشاهده شد.
• پس از 12 ماه، یک گسترش سلولی آغاز شد که ابتدا توسط سلول‌های ایمنی و سپس توسط جمعیت‌های مرتبط با پیری و التهاب تسلط یافت.

نقشه‌ای از میلیون‌ها سلول دیدگاه متفاوتی را درباره چگونگی پیشرفت پیری ارائه می‌دهد. به جای توصیف آن به عنوان یک تجمع تدریجی آسیب‌ها در پروتئین‌ها و DNA، تحقیق تحلیل شده توسط Fight Aging! مطرح می‌کند که ارگانیسم از پنجره‌های زمانی با تغییرات هماهنگ در جمعیت‌های سلولی خاص عبور می‌کند.

این کار تکامل چندین هزار جمعیت سلولی در اندام‌های مختلف موش‌ها با سن‌های 3، 6، 12، 16 و 23 ماه را دنبال کرد. این مراحل تقریباً با 20، 30، 50، 60 و 75 سال یک انسان معادل‌سازی شد، اگرچه تطابق بین این دو گونه به عنوان یک مرجع تقریبی و نه به عنوان یک تبدیل دقیق سن عمل می‌کند.

نقشه‌ای دقیق از جامعه سلولی

محققان بیش از 20 میلیون سلول از اندام‌های مختلف استخراج کردند و بیان 20,000 ژن را در هر سلول تحلیل کردند. این اطلاعات امکان تعریف انواع سلولی و سپس پیگیری تغییرات اندازه و رفتار جمعیت‌های آن‌ها در طول زندگی حیوانات را فراهم کرد.

فهرست 536 نوع سلولی اصلی و 1,828 زیرنوع را متمایز کرد، مقیاسی که اجازه می‌دهد تفاوت‌هایی که در یک اندازه‌گیری کلی از یک اندام پنهان می‌ماند، مشاهده شود. نتیجه اصلی این بود که پیری بر همه سلول‌ها به یک اندازه تأثیر نمی‌گذارد: تنها حدود یک چهارم زیرنوع‌ها تغییرات قابل توجهی نشان دادند، در حالی که دیگران نسبتاً پایدار باقی ماندند.

نابرابری بین جمعیت‌ها نشان می‌دهد که برخی سلول‌ها به طور خاص در برابر تغییرات مرتبط با سن آسیب‌پذیر هستند. این مشاهده همچنین تصویر یک تخریب یکنواخت را تغییر می‌دهد، زیرا یک اندام واحد می‌تواند گروه‌های سلولی پایدار را حفظ کند در حالی که دیگران با عملکردهای بسیار خاص از دست می‌روند یا گسترش می‌یابند.

تحلیل این فرآیند را به عنوان یک بازسازی از جامعه سلولی توصیف می‌کند، استعاره‌ای که جایگزینی، ناپدید شدن و گسترش گروه‌ها در بافت‌ها را خلاصه می‌کند. این ایده به خودی خود نشان نمی‌دهد که پیری یک برنامه بیولوژیکی را دنبال می‌کند، اما نشان می‌دهد که سیگنال‌های آن به صورت دینامیک‌های سازمان‌یافته ظاهر می‌شوند و نه تنها به عنوان آسیب‌های مستقل تصادفی انباشته شده.

اولین از دست رفتن‌ها قبل از پیری پیشرفته ظاهر می‌شوند

اولین پنجره شناسایی شده از 3 تا 6 ماهگی در موش ادامه دارد، دوره‌ای که تقریباً با 20 تا 30 سال انسانی معادل است. در طول این مرحله، برخی سلول‌های چربی و عضلانی به سرعت ناپدید می‌شوند، همراه با دو جمعیت سلولی نابالغ مغز که قادر به بازسازی انواع مختلف بافت مغزی هستند.

این یافته حائز اهمیت است زیرا برخی تغییرات سلولی را بسیار قبل از سنین معمولاً در نظر گرفته شده به عنوان سنین بالا قرار می‌دهد. با این حال، اطلاعات نشان نمی‌دهد که از دست دادن این سلول‌ها به تنهایی باعث بروز یک بیماری خاص می‌شود، بلکه نشان‌دهنده یک تغییر زودهنگام در مجموعه تغییراتی است که همراه با پیری رخ می‌دهد.

بین 6 تا 12 ماهگی موش، که معادل تقریبی 30 تا 40 سال انسانی است، کاهش قابل توجهی در سلول‌های لازم برای حفظ بافت‌ها مشاهده می‌شود. در این لیست، تنوسیت‌ها قرار دارند که جزء اصلی تاندون‌ها هستند، علاوه بر سلول‌هایی که عروق خونی را احاطه کرده و به تثبیت سیستم گردش خون کمک می‌کنند.

همچنین سلول‌های عضله صاف روده بزرگ و سلول‌های اپیتلیالی کلیه که مسئول فیلتر کردن سموم از خون هستند، کاهش می‌یابند. برخی از سلول‌های ایمنی که از بافت‌های خاص، از جمله روده، محافظت می‌کنند، مسیر نزولی را دنبال می‌کنند که نشان می‌دهد این کاهش محدود به ساختارهای حمایتی نیست و ممکن است شامل عملکردهای دفاعی نیز باشد.

از کمبود سلولی به گسترش ایمنی

حدود 12 ماهگی در موش، که سنی تقریباً بین 40 تا 50 سال انسانی است، تحقیق یک تغییر روند را شناسایی می‌کند. کاهش جمعیت‌ها به یک مرحله گسترش سلولی تبدیل می‌شود که ابتدا توسط سلول‌های ایمنی هدایت می‌شود و با گروه‌هایی از ریه‌ها، کلیه‌ها و سایر ارگان‌ها همراه است.

طبق توصیف مطالعه، برخی از این سلول‌ها به دلیل استرس یا التهاب خواص خود را تغییر می‌دهند. بنابراین، گسترش لزوماً به معنای بهبودی سالم نیست: یک جمعیت می‌تواند افزایش یابد در حالی که رفتار عملکردی آن تغییر کرده و تعادل بافتی که در آن قرار دارد را مختل کند.

حدود 16 ماهگی، که تقریباً با اواخر 50 سالگی انسانی مرتبط است، سلول‌های ایمنی تخصصی مرتبط با پیری گسترش می‌یابند. تحقیق آن‌ها را به عنوان جمعیت‌هایی معرفی می‌کند که ممکن است کنترل خود را از دست بدهند و با گذشت زمان به بی‌نظمی سیستم سلولی کمک کنند.

گسترش این سلول‌ها با یک محیط التهابی مرتبط است که می‌تواند خطر بیماری‌های قلبی، آرتریت، سرطان و بیماری‌های تنفسی مزمن را افزایش دهد. این رابطه باید به عنوان یک تفسیر از الگوهای مشاهده شده درک شود و نه به عنوان دلیلی که هر جمعیت گسترش یافته به طور فردی این بیماری‌ها را ایجاد کند.

دو نظریه برای تفسیر یک الگوی مشابه

دانشمند اصلی که در این ماده نقل قول شده، به یک دیدگاه از پیری برنامه‌ریزی شده تمایل دارد، که بر اساس آن تغییرات خاص ممکن است منطقی مشابه با مراحل دیگر توسعه را دنبال کنند. از این منظر، انتقال‌های هماهنگ بین جمعیت‌های سلولی نشانه‌هایی از یک فرآیند بیولوژیکی سازمان‌یافته تحت انتخاب تکاملی خواهد بود.

این توضیح با نظریه انباشت آسیب رقابت می‌کند، که ادعا می‌کند تخریب به دلیل تغییرات در مولکول‌ها و ساختارهای سلولی با گذشت زمان رخ می‌دهد. این دیدگاه دوم نیز می‌تواند نتایج را در بر گیرد، زیرا استرس، التهاب و کاهش ظرفیت نگهداری ممکن است به شدت بر گروه‌های خاص تأثیر بگذارد.

تحلیل خود نیز هشدار می‌دهد که مشاهدات واقعی ممکن است در هر یک از دو نظریه کلی پیری قرار بگیرند. شناسایی مراحل و جمعیت‌های آسیب‌پذیر توصیف می‌کند که چگونه ارگانیسم تغییر می‌کند، اما هنوز تصمیم نمی‌گیرد که آیا این تحولات بخشی از یک برنامه تکاملی هستند یا نتیجه انباشت آسیب‌ها و فشار تکاملی ضعیف‌تر در مراحل پایانی زندگی.

اصلی‌ترین پیامد عملی این نقشه این است که مداخلات آینده ممکن است به اهداف سلولی و زمان‌های خاص نیاز داشته باشند. اگر تنها یک بخش از زیرنوع‌ها به طور قابل توجهی تغییر کند، یک استراتژی جهانی برای کل ارگانیسم ممکن است کمتر دقیق از درمان‌های هدفمند به جمعیت‌هایی باشد که در هر مرحله کاهش یا گسترش می‌یابند.

آنچه مطالعه به تحقیق پیرامون پیری می‌آورد

رویکرد بیان ژن به ازای هر سلول، به تمایز جمعیت‌هایی که وظایف متفاوتی را انجام می‌دهند، حتی اگر به یک عضو واحد تعلق داشته باشند، کمک می‌کند. این وضوح به توضیح اینکه چرا دو بافت با سن‌های مشابه می‌توانند پاسخ‌های بسیار متفاوتی نشان دهند و چرا برخی فرآیندهای نگهداری زودتر از دیگران شکست می‌خورند، کمک می‌کند.

ترتیب مشاهده شده همچنین بعد زمانی را در تحقیق معرفی می‌کند. ابتدا از دست رفتن سلول‌های چربی، عضلانی و مغزی نابالغ مشاهده می‌شود؛ سپس تخلیه سلول‌های پشتیبان، فیلتر و دفاع تشدید می‌شود؛ و در نهایت، جمعیت‌های ایمنی و سلولی مرتبط با استرس و التهاب فضای بیشتری را به دست می‌آورند.

با این حال، داده‌ها از موش‌ها به دست آمده و معادل‌سازی با سنین انسانی تقریبی است. نقشه یک فرضیه از سازماندهی پیری و راهنمایی برای مطالعه مکانیزم‌های خاص ارائه می‌دهد، اما نمی‌تواند ادعا کند که همه افراد دقیقاً از همان انتقال‌ها و در همان زمان‌ها عبور می‌کنند.

این تحقیق بحث را از سوال در مورد اینکه یک سلول چه مقدار آسیب انباشته می‌کند، به سوالی وسیع‌تر منتقل می‌کند: چه جمعیت‌هایی ناپدید می‌شوند، کدام‌ها جای آن‌ها را می‌گیرند و چگونه این حرکات بین اعضا هماهنگ می‌شوند. درک این بازسازی می‌تواند به اندازه اندازه‌گیری تخریب مولکولی که برای دهه‌ها توضیح‌دهنده پیری بوده، برای بیوگرنتولوژی مهم باشد.

این محتوا صرفاً برای اطلاع‌رسانی عمومی ارائه شده است و به‌منزله مشاوره مالی، سرمایه‌گذاری، حقوقی یا مالیاتی تلقی نمی‌شود. هرگونه رویداد، جایزه، کمپین آنلاین یا اطلاعات مرتبط که در اینجا ذکر شده است، نباید به‌عنوان توصیه، ترغیب یا دعوت به خرید، فروش، معامله یا هرگونه دادوستد دیگر دارایی‌های رمزارزی تلقی شود. دارایی‌های رمزارزی از نوسان بالایی برخوردار هستند و ممکن است منجر به زیان شوند. دسترسی به خدمات، محصولات و رویدادهای مرتبط با WEEX ممکن است بسته به منطقه جغرافیایی متفاوت باشد. اطمینان از اینکه استفاده شما از این خدمات با قوانین و مقررات محلی مطابقت دارد، بر عهده خود شماست.