O analiză evolutivă a ritmurilor de îmbătrânire la oamenii moderni
Un articol de revizuire publicat recent în „Nature Reviews Genetics” îmbină teoria evoluționistă, genomica comparativă și genetica umană la scară largă pentru a explica motivele îmbătrânirii și diferențele în ritmurile de îmbătrânire între indivizi și specii.
Autorii, de la Leibniz Institute on Aging – Fritz Lipmann Institute (FLI) din Jena și University College London, subliniază că, deoarece oamenii moderni supraviețuiesc acum în mod obișnuit până la o vârstă înaintată, ne confruntăm cu consecințele biologice ale căilor care au fost optimizate de selecția naturală pentru tineret, precum și cu mutații dăunătoare care acționează prea târziu în viață pentru a fi eliminate eficient de selecție. Această abordare evolutivă a îmbătrânirii clarifică și motivele pentru care bolile legate de vârstă au rădăcini genetice comune și sugerează că ar trebui să ne concentrăm asupra unui set restrâns de căi biologice conservate pentru a contracara mai multe dintre acestea simultan.
Întrebarea legată de motivele și modul în care organismele îmbătrânesc reprezintă una dintre cele mai centrale dileme ale biologiei. Teoriile evoluționiste clasice explică îmbătrânirea prin faptul că selecția naturală devine mai puțin eficientă pe măsură ce organismul îmbătrânește. Aceasta înseamnă că trăsăturile sunt importante pentru evoluție atunci când influențează reproducerea. Astfel, în primii ani de viață, trăsăturile avantajoase sunt puternic „selectate”; însă selecția acționează slab asupra trăsăturilor care își arată efectele în vârstă, deoarece, până atunci, multe organisme nu mai reproduc. Drept urmare, efectele nocive care acționează doar târziu în viață sunt rareori eliminate de selecție și se pot acumula în timp, un efect cunoscut sub numele de „umbra selecției”. Aceasta constituie baza teoriei evoluționiste moderne privind îmbătrânirea.
La aceasta se adaugă așa-numitele compromisuri, conflicte de interese în interiorul corpului, cum ar fi energia disponibilă unui organism. Această energie este limitată, ceea ce înseamnă că organismul trebuie să o aloce între reproducere și menținerea corpului. Persoanele care au mulți urmași devreme în viață investesc adesea mai puțin în procesele de reparare pe termen lung, ceea ce poate duce la o îmbătrânire mai rapidă a corpului. La nivel genetic, două mecanisme cheie explică îmbătrânirea: pe de o parte, acumularea de mutații, în care variantele genetice dăunătoare care acționează târziu în viață sunt doar slab eliminate de selecție, iar pe de altă parte, pleiotropia antagonistică, în care genele au efecte benefice în viața timpurie, dar pot contribui la dezvoltarea bolilor în vârstă.
Articolul de revizuire extinde aceste perspective, examinând cum evoluția îmbătrânirii se desfășoară în condițiile societății umane moderne. În aceste societăți, oamenii trăiesc semnificativ mai mult, au mai puțini copii și beneficiază de o îngrijire medicală mai bună. La baza acestui fenomen se află tranziția demografică, adică trecerea de la societăți cu rate mari ale nașterii și mortalității la cele cu rate scăzute ale nașterii și o speranță de viață crescută. În aceste condiții, predicțiile clasice devin și mai relevante: deoarece mult mai multe persoane supraviețuiesc până la o vârstă înaintată decât în orice alt moment din evoluția umană, consecințele umbrei selecției — acumularea variantelor dăunătoare care acționează târziu, precum și căile optimizate pentru tineret care rămân active în viața ulterioară — sunt acum experimentate la o scară pe care selecția nu a acționat niciodată împotriva ei.
Condițiile de viață moderne adaugă o dimensiune suplimentară: alimentația abundentă, activitatea fizică redusă și medicina modernă diferă semnificativ de mediile în care a evoluat biologia umană, ceea ce poate scoate la iveală compromisuri care anterior nu prezentau costuri vizibile. Potrivit Dr. Melike Dönertaș și Damei Linda Partridge, acest lucru nu înseamnă că bătrânețea este acum supusă selecției așa cum a fost tinerețea, deoarece supraviețuirea îndelungată extinde domeniul selecției în viața târzie, dar scăderea nașterilor îi reduce puterea globală. Rezultatul net este că procesele biologice care au fost rareori influențate de selecție în trecutul evolutiv acum modelează viețile unui număr mare de oameni.
Îmbătrânirea, susține articolul de revizuire, nu poate fi redusă la o singură cauză. Aceasta rezultă din interacțiunea dintre constituția genetică, istoria vieții, condițiile de mediu și structura populației — iar condițiile demografice și de mediu moderne schimbă care dintre consecințele îmbătrânirii trăim suficient de mult pentru a le experimenta. La nivel molecular, este evident că îmbătrânirea este caracterizată printr-o serie de procese biologice conservate, cunoscute sub numele de „marcatori ai îmbătrânirii”. Acestea includ, printre altele, modificări în stabilitatea ADN-ului, pierderea funcției mitocondriale, metabolismul nutrițional afectat și acumularea proteinelor și celulelor îmbătrânite deteriorate. Aceste procese sunt reglate de căi de semnalizare cheie, cum ar fi sistemul insulinic/IGF-1 sau căile de semnalizare mTOR, care controlează creșterea, echilibrul energetic și mecanismele de reparare. Este demn de menționat că aceste mecanisme sunt conservate în multe specii, sugerând că îmbătrânirea provine din sisteme biologice fundamentale care au fost inițial optimizate pentru creștere și reproducere și continuă să funcționeze în viața ulterioară. Articolul de revizuire compilează date genomice care arată că genele legate de acești marcatori și de longevitate în general sunt neobișnuit de conservate între oameni și alte animale.
Această perspectivă creează noi conexiuni între diverse domenii de cercetare: biologia evoluționistă, demografia și cercetarea biomedicală. Astfel, îmbătrânirea nu mai este privită doar ca un proces biologic în interiorul corpului, ci și ca un rezultat al dezvoltărilor sociale. Această abordare este deosebit de importantă pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă — adică a condițiilor care apar cel mai mult la vârste înaintate, cum ar fi bolile cardiovasculare sau bolile neurodegenerative. Această perspectivă ajută la explicarea de ce astfel de boli sunt atât de prevalente în societățile moderne și cum acestea au evoluat împreună. Multe dintre aceste boli au cauze biologice comune și apar din aceleași procese fundamentale de îmbătrânire.
O viziune evolutivă asupra îmbătrânirii nu este doar o curiozitate istorică — ea subliniază căile conservate și antice, a căror activitate continuă în viața ulterioară contribuie la bolile legate de vârstă, și indică unde intervențiile sunt, prin urmare, cele mai susceptibile să funcționeze”, afirmă Dr. Melike D
