実年齢は年上でも、生物学的年齢ははるかに若い人もいます
[公開日] 2023 年 7 月 6 日午後 10 時 27 分 AEST
[著作者] Ellen Quarles
おそらく、誕生日が示すよりも何歳も若く見える、老化が遅いように見える人を知っているでしょう。 そして、あなたはおそらくその逆、つまり、他の人よりもはるかに時間の経過によって体と心がやつれているように見える人を見たことがあるでしょう。 なぜある人は老後を順調に過ごし、ある人は中年期に生理的に苦悩するのでしょうか?
私は科学者としてのキャリアのすべてを老化の分野で研究しており、ミシガン大学で老化の細胞生物学と分子生物学を教えています。 老化研究は、老後にあなたを苦しめる可能性のあるすべてを解決する唯一の治療法を見つけることを目的とするものではありません。 むしろ、過去 10 ～ 20 年の研究は、老化が多要素のプロセスであり、単一の介入ではすべてを止めることはできないことを示しています。
老化とは何でしょうか？
老化にはさまざまな定義がありますが、科学者は一般に、いくつかの共通の特徴について同意しています。それは、老化は時間に依存するプロセスであり、その結果、病気、怪我、死亡に対する脆弱性が増大するということです。 このプロセスは、自分の体が新たな問題を引き起こす内因性 (intrinsic) と、環境の攻撃が組織を損傷する外因性 (extrinsic) の両方です。
あなたの体は何兆もの細胞で構成されており、それぞれの細胞は、その組織に固有の 1 つまたは複数の機能を担当するだけでなく、自らを生かし続けるためのすべての仕事を行わなければなりません。 これには、栄養素の代謝、老廃物の除去、他の細胞との信号の交換、ストレスへの適応が含まれます。
老化はさまざまな生理学的要因によって引き起こされます。
問題は、各セル内のすべてのプロセスやコンポーネントが中断されたり、損傷したりする可能性があることです。 したがって、細胞はそれらの問題を予防し、認識し、解決するために毎日多くのエネルギーを費やします。
老化は、損傷や機能低下を予防または認識できないこと、または問題が発生したときに適切または迅速に解決できないことによって、身体システム間のバランス状態である 恒常性(homeostasis)を維持する能力が徐々に失われることと考えることができます。 老化はこれらの問題の組み合わせによって起こります。 数十年にわたる研究により、ほぼすべての細胞プロセスが年齢とともに損なわれることが示されています。
DNAの修復とタンパク質のリサイクル
細胞の老化に関するほとんどの研究は、DNA とタンパク質が加齢とともにどのように変化するかを研究することに焦点を当てています。 科学者たちはまた、細胞内の他の多くの重要な生体分子 (biomolecules) についても同様に老化において果たす潜在的な役割について取り組み始めています。
細胞の主な仕事の 1 つは、DNA、つまり細胞の機械装置が特定のタンパク質を生成するために読み込む取扱説明書を維持することです。 DNA の維持には、遺伝物質とそれに結合する分子を損傷から保護し、正確に修復することが含まれます。
タンパク質は細胞の働き手です。 化学反応を実行し、構造的なサポートを提供し、メッセージを送受信し、エネルギーを保持および解放したりします。 タンパク質が損傷すると、細胞は特別なタンパク質が関与するメカニズムを使用して、壊れたタンパク質を修復しようとするか、リサイクルのために送り出そうとします。 同様のメカニズムがタンパク質を邪魔にならないように隠したり、不要になったタンパク質を破壊したりします。 そうすれば、その成分を後で新しいタンパク質を構築するために使用できます。
老化は繊細な生体ネットワークを破壊する
細胞内の構成要素、細胞全体、器官、環境の間のクロストークは、複雑で常に変化する情報のネットワークです。
DNA とタンパク質の機能の生成と維持に関わるすべてのプロセスが正常に機能している場合、特殊な役割を果たす細胞内のさまざまな区画 (細胞小器官と呼ばれる) が細胞の健康と機能を維持できます。 臓器がうまく機能するには、それを構成する細胞の大部分がうまく機能する必要があります。 そして、生物全体が生き残り、繁栄するには、体内のすべての器官が適切に機能する必要があります。
Picture: Each organelle within a cell carries out specific functions. Jian Fan/iStock via Getty Images Plus 細胞内の各細胞小器官は特定の機能を実行します。
老化は、細胞内から生体に至るまで、これらのレベルのいずれかで機能不全を引き起こす可能性があります。 おそらく、DNA 修復に重要なタンパク質をコードする遺伝子が損傷し、細胞内の他のすべての遺伝子が誤って修復される可能性が高くなります。 あるいは、細胞のリサイクル システムが機能不全のコンポーネントを分解できなくなっている可能性があります。 細胞、組織、器官間の通信システムさえも損なわれ、生体が体内の変化に反応できなくなる可能性があります。
偶然の要因により、分子および細胞の損傷が増大し、時間の経過とともに修復が徐々に困難になる可能性があります。 このダメージが蓄積すると、それを修復するためのシステムにもダメージが蓄積します。 これにより、細胞が老化するにつれて摩耗が増加するサイクルが発生します。
アンチエイジング介入
生命の細胞プロセスの相互依存は両刃の剣です。1 つのプロセスに十分なダメージを与えると、そのプロセスと相互作用するか依存する他のすべてのプロセスが損なわれます。 ただし、この相互接続は、高度に相互接続された 1 つのプロセスを強化することで、関連する機能も改善できる可能性があることも意味します。 実際、これが最も成功しているアンチエイジング介入の仕組みです。
老化を止める特効薬はありませんが、研究室では特定の介入により老化を遅らせることができるようです。 人間を対象としたさまざまなアプローチを調査する臨床試験が進行中ですが、既存のデータのほとんどは線虫、ハエ、マウス、ヒト以外の霊長類などの動物からのものです。
最もよく研究されている介入法の 1 つはカロリー制限です。これには、必要な栄養素を奪うことなく、動物が通常摂取するカロリー量を減らすことが含まれます。 臓器移植や一部のがん治療に使用されるFDA認可のラパマイシンと呼ばれる薬剤は、細胞内でカロリー制限が活性化するのと少なくとも同じ経路のサブセットを利用することで機能するようです。 どちらも、新しい生体分子を成長させて構築するのではなく、細胞が持つ生体分子を保存するように細胞に指示するシグナル伝達ハブに影響を与えます。 時間の経過とともに、このセルラーバージョンの「削減、再利用、リサイクル」により、損傷したコンポーネントが除去され、より高い割合の機能コンポーネントが残ります。
カロリー制限が老化に及ぼす影響はまだ研究中です
他の介入には、特定の代謝産物のレベルを変更すること、分裂を停止した老化細胞を選択的に破壊すること、腸内微生物叢を変化させること、および行動の修正が含まれます。
これらすべての介入に共通するのは、細胞の恒常性にとって重要な中核プロセスに影響を及ぼすことです。そこは、年齢とともに調節不全または機能不全になることが多く、他の細胞維持システムとも関連しています。 多くの場合、これらのプロセスは、体内の DNA とタンパク質を保護するメカニズムの中心的な推進力となります。
老化の原因は一つではありません。 同じように年を重ねる人はいないし、実際、どの細胞も同じようには年をとりません。 時間の経過とともに基本的な生態過程がうまくいかなくなる可能性は無数にあり、それらが積み重なると、各人に特有の老化関連要因のネットワークが形成され、万能のアンチエイジング治療法を見つけることが非常に困難になります。
しかし、複数の重要な細胞プロセスを同時に標的とする介入を研究することは、人生のより多くの部分で健康を改善し維持するのに役立つ可能性があります。 これらの進歩は、その過程で人々が長生きするのに役立つ可能性があります。
この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4ones(Koichi Ikenoue) の翻訳責任で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.
