طول العمر، الجزء 4 عندما يقتل التنفس: الجذور الحرة والشيخوخة

في المقالة الأخيرة استعرضنا قصر التيلوميرات كأحد العوامل المحتملة التي تؤدي إلى شيخوخة الجسم. ومع ذلك، فإن المراجعة لن تكون كاملة إذا لم نفحص أيضًا نظرية أخرى مثيرة للاهتمام فيما يتعلق بأصل الشيخوخة. هذه هي نظرية الجذور الحرة.

في المقالة الأخيرة استعرضنا قصر التيلوميرات كأحد العوامل المحتملة التي تؤدي إلى شيخوخة الجسم. ومع ذلك، فإن المراجعة لن تكون كاملة إذا لم نفحص أيضًا نظرية أخرى مثيرة للاهتمام فيما يتعلق بأصل الشيخوخة. هذه هي نظرية الجذور الحرة.

ووفقا لهذه النظرية، فإننا نتقدم في السن نتيجة للقيام بشكل متواصل بأبسط الإجراءات: التنفس. كجزء من عملية التنفس، فإننا نستهلك الأكسجين. نحن بحاجة إليه لنعيش، لكن الحقيقة المحزنة هي أن الأكسجين هو أحد أقسى الجزيئات التي نعرفها. إنه يحب سرقة الإلكترونات من الجزيئات الأخرى وتدميرها. وهو يفعل ذلك بشكل جيد لدرجة أنه في الكيمياء يُطلق اسم "الأكسدة" لوصف عملية سرقة الإلكترونات من جزيء إلى آخر. الأكسجين مسؤول عن تفكك صفحات الكتب بعد تعرضها للهواء لسنوات عديدة، وهو قادر على تحويل كتلة صلبة من الحديد إلى غبار صدأ. إن الضحية الذي يتنفس الأكسجين النقي لعدة ساعات قد يصاب بصعوبات في التنفس، وعندما يتعرض الأطفال المبتسرون في الحاضنات لتركيزات عالية من الأكسجين النقي، يصابون بالعمى لأن الغاز يحرق شبكية العين. تفسير كل هذه الظواهر هو أن الأكسجين يخلق الجذور الحرة كجزء لا مفر منه من عملية التنفس، وهذه تلحق الضرر بالخلايا.

وفقًا لنظرية الجذور الحرة، فإن الشيخوخة تحدث بسبب الضرر التراكمي الذي تسببه هذه الجزيئات للخلايا على مر السنين. نحن نعلم يقينًا أن الجذور الحرة ضارة بالخلايا، وأن الضرر الذي تسببه أكثر شيوعًا في الشيخوخة. علاوة على ذلك، فإن الجذور الحرة تسبب طفرات، حيث يمتص الحمض النووي لكل خلية بشرية حوالي عشرة آلاف ضرر مؤكسد كل يوم، ويتم إصلاح معظمها، ولكن يبقى بعضها كما هو. لدى الفئران المسنة حوالي 2 مليون طفرة في كل خلية. الفئران الصغيرة لديها نصف ذلك فقط. يمكن أن تقتل الطفرات الخلية، أو تجعلها سرطانية، أو حتى تلحق الضرر بالحيوانات المنوية والبويضات، وتنقل الطفرات إلى الجيل التالي.

باختصار، ليس هناك شك في أن الجذور الحرة ليست مواد نريد أن نواجهها في زقاق مظلم. لكن هل هي السبب الرئيسي للشيخوخة؟ لا يوجد حتى الآن إجماع على هذا. هناك تجارب مثيرة للاهتمام مثل تلك التي تم فيها حقن الفئران بمادة الكاتالاز، وهو جين بشري يكسر الجذور الحرة داخل الخلايا. اكتسبت الفئران عمرًا أطول بنسبة 15% تقريبًا، ويرجع ذلك في الغالب إلى أمراض القلب وإعتام عدسة العين التي أصابتها في وقت لاحق من حياتها. يحمي الكاتلاز العضلات والأوعية الدموية من الجذور الحرة. وهذا جميل، لكن عليك أن تتذكر دائمًا وفي كل وقت أن هذه ليست 15% من عمر الإنسان - أي أكثر من عشر سنوات - ولكن 15% من عمر الفأر. أعني عدة أشهر. فجأة يبدو هذا أقل إثارة للإعجاب، أليس كذلك؟ وبالإضافة إلى ذلك، ماذا فعلوا على أي حال؟ وضع الكاتلاز البشري في الفئران!

يمكننا أن نرى أنه حتى في الطبيعة، تكون النباتات طويلة العمر مقاومة بشكل خاص للجذور الحرة، ربما من خلال جينات تسمى ديسموتاز الفائق الأكسيد. هل تتذكر الذباب الذي أنعم عليه بالعمر الطويل؟ وتبين أن لديهم نسخة قوية بشكل خاص من ديسموتاز الفائق أكسيد. تم تكرار هذه التجربة خمس مرات، وفي كل مرة وجدوا أن هذه المجموعة من الإنزيمات زادت في الذباب طويل العمر. وفي تجربة أخرى، تم هندسة الذباب وراثيا للتعبير عن ديسموتاز الفائق أكسيد البشري في الخلايا العصبية - والذي يبدو أنه أكثر فعالية من الذباب. وزاد عمر هذه الذباب بنسبة 40%. كما تم الحصول على نتائج مماثلة في الديدان.

تم إلقاء القفاز

وهنا سؤال لك. على افتراض أن العلاج بالهندسة الوراثية في حد ذاته آمن تمامًا: هل أنت مستعد للحصول على نسخة إضافية أو اثنتين من ديسموتاز الفائق أكسيد في خلاياك؟

لن أتفاجأ إذا هز بعض القراء رؤوسهم بالموافقة كإجابة على السؤال. نحن جميعا نريد أن ننال الحياة الأبدية. ولكن في هذه الحالة، على الأقل، سوف ترتكب خطأً كبيراً. الطفرات في جين ديسموتاز الفائق الأكسيد 1 معروفة لدى البشر منذ سنوات، مما يتسبب في فرط نشاط الإنزيم وعمله أكثر من المعتاد. نتوقع أن يعيش مثل هؤلاء البشر الطافرين حتى سن 120 عامًا أو أكثر، لكنهم يموتون في سن الخمسين تقريبًا بسبب مرض تنكس عصبي وحشي يؤدي إلى الشلل العام والموت. وفي أمريكا، تسمى المتلازمة بمرض لو جيريج، نسبة إلى لاعب البيسبول الشهير الذي توفي بسببه.

لماذا يسبب الإنزيم الذي عادة ما يكون مفيدًا جدًا مثل هذا المرض الخطير عند الإفراط في التعبير عنه؟ الجواب البسيط هو أن لا أحد يعرف. هناك العديد من التخمينات، وأحد أفضلها هو أن ديسموتاز الفائق أكسيد له دور إضافي في الحفاظ على بنية الخلايا العصبية. ومن الممكن أن يلعب SOD1 أيضًا دورًا في متلازمة داون، حيث يكون لدى الطفل ثلاث نسخ من الجين الذي يرمز لهذا الإنزيم، والنتيجة، من بين أمور أخرى، هي التخلف العقلي.

أتمنى أن تفهم الآن بشكل أفضل سبب حاجتنا إلى توخي الحذر الشديد قبل أن نقدم علاجات جديدة لم يتم اختبارها من قبل. إن الجسم عبارة عن نظام معقد ومعقد، وتغيير جين واحد يمكن أن يؤدي إلى نتائج مدمرة.

وماذا عن الدواء الأكثر استخدامًا ضد الجذور الحرة: مضادات الأكسدة؟ يعتقد الكثيرون أن تناول مضادات الأكسدة يمكن أن يساعد في علاج الجذور الحرة، لكن من الصعب حاليًا العثور على دليل جيد على أن هذا العلاج يؤدي إلى إطالة العمر بشكل كبير. على أية حال، فإن الوضع هو عكس ذلك: الإفراط في تناول مضادات الأكسدة يمكن أن يضر بالصحة.

ويبقى هناك طريق طويل لقطعه

لا أحب أن أكون نبي غضب الأخبار السيئة، لكن الحقيقة المرة هي أنه لم تثبت حتى الآن علاجات مثبتة على البشر لإطالة العمر. أبعد من ذلك، نحن لسنا متأكدين حتى من الأسباب الحقيقية وراء ظاهرة الشيخوخة، ناهيك عن كيفية الوقاية منها.

بمجرد أن نعرف السبب الحقيقي للشيخوخة - الجذور الحرة، أو تقصير التيلومير، أو أي سبب آخر - يمكننا علاجها بطريقة مستهدفة. يمكن منع تقصير التيلوميرات من خلال علاجات الهندسة الوراثية الخاضعة للرقابة والحذر والتي من شأنها أن تؤدي إلى تنشيط التيلوميراز في الجسم، ولكن بشكل مؤقت فقط حتى لا يتم تعطيل آليات الخلية. ومن الممكن محاربة الجذور الحرة بطريقة مماثلة، عن طريق زيادة إنتاج الإنزيمات التي تحطمها.

لا أريد أن أبدو متفائلاً أكثر من اللازم. وحتى لو اكتشفنا جميع أسباب الشيخوخة وفكنا رموزها، فسوف تمر عقود عديدة قبل أن نتمكن من التعامل معها بفعالية. لقد رأينا مدى تعقيد نظام التشغيل في الجسم، ومدى الحرص الذي يجب أن نكون عليه عند اللعب به وأعيننا مغلقة. ولكن هذه المخاوف لا ينبغي أن تحجب النقطة الأخيرة: الشيخوخة هي عملية جزيئية تحدث في الجسم، وليس هناك من الأسباب التي تمنعنا من منعها في المستقبل. ولهذا، سيتعين علينا أن نقف "فقط" في وجه مئات الملايين من السنين من التطور، الذي شكل أجسامنا لتكون مؤقتة. وبذلك، سنواصل عملية التمرد في الطبيعة التي بدأت عندما استخدمنا الحجارة الحادة بدلاً من المخالب، واستخدمنا قوة النار لتليين اللحوم، كبديل للأسنان الحادة التي امتلكناها من الحيوانات المفترسة الأخرى.

هل سيأتي اليوم الذي سنتمكن فيه من تأخير وحتى إيقاف عملية الشيخوخة؟

هذا السؤال غير ضروري بالنسبة لي. سيأتي هذا اليوم بالتأكيد، وليس لدي أدنى شك في ذلك.

والسؤال الأهم بالنسبة لي ولنا جميعا هو متى.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
سلسلة "طول العمر" للدكتور روي سيزانا
طول العمر - الجزء الأول: الطريق إلى الحياة الأبديةالجزء الثاني - التطور الذي قتلني
لوقف الموت - الجزء الثالث من سلسلة "طول العمر": الجوع للحياة
طول العمر، الجزء 4 عندما يقتل التنفس: الجذور الحرة والشيخوخة
إبقاء الموت بعيدًا: نظرية التيلومير. المقالة الخامسة في سلسلة طول العمر

نحو حياة خالدة للدكتور أهارون هاوبتمان