فرایند پیری سلول‌های ما چگونه است؟

در طول سه دهه گذشته، پژوهشگران تعدادی مکانیسم یا «مشخصه» را برای پیری شناسایی کرده‌اند تا فرایندهای سلولی و مولکولی را که به سلول‌ها آسیب می‌زنند و بدن ما پیر می‌کنند، توضیح دهند.

در میان این مشخصه‌ها که در اینجا به سه گروه طبقه‌بندی شده‌اند، نُه تا از آن‌ها در مرکز تلاش‌های انقلابی برای کندکردن فرایند پیرشدن قرار دارند؛ عامل ریسک اصلی در بسیاری از بیماری‌های جدی ازجمله سرطان.

درون هسته

هسته قلب سلول است. چون هسته DNA را دربر گرفته؛ دستورالعمل تمام فعالیت‌های سلولی. هرگونه آسیبی درون هسته جدی است و می‌تواند به تمام سلول منتقل شود که باعث ایجاد موجی از آثار منفی می‌شود.

DNA تعمیرنشده

هزاران خطر، ازجمله آلودگی، تهدیدی مداوم برای DNA هستند. ژنوم‌های ما فرایندهایی را رمزگذاری می‌کنند که آسیب‌ها را پوشش می‌دهند. اما تعمیر همیشه موفقیت‌آمیز نیست و نقص‌ها می‌توانند انباشته شوند؛ اتفاقی که به سرطان و بیماری‌های دیگر منجر می‌شود.

نقص در تنظیم DNA

رشته‌های DNA اطراف قرقره‌هایی پروتئینی به نام هیستون‌ها (Histones) تولید می‌شوند. ژن‌ها براساس مکانی که گروه‌های متیل (Methyl Groups) به DNAها و هیستون‌ها متصل می‌شوند، می‌توانند خاموش و روشن شوند. وقتی این اتصالات دچار ایراد شود، هماهنگی دقیق فعالیت ژنی می‌تواند در معرض خطر قرار بگیرد.

کلاهک‌های کروموزوم آسیب‌دیده

DNA کلاهک‌های محافظتی خاصی دارد؛ تقریباً مانند بندهای کفش. این کلاهک‌ها که تلومر (Telomer) نام دارند، با افزایش سن کوتاه می‌شوند و تحلیل می‌روند. سپس کروموزوم‌ها شروع به ازهم‌پاشیدن می‌کنند که باعث مرگ سلول‌ها در اندام‌های حیاتی می‌شود.

تعاملات سلولی

سلول‌ها باید بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا اندام‌های بدن ما به‌گونه‌ای بهینه عمل نمایند. وقتی DNA یا سلول‌ها آسیب می‌بینند، مانند این عکس از دیواره روده‌ای، سلول‌ها نمی‌توانند سیگنال‌های مناسب دریافت کنند.

ازبین‌رفتن عملکرد سلول بنیادی

توانایی بدن ما برای تعمیر بافت‌ها و اندام‌ها بستگی به سلول‌های بنیادی (Stem Cells) سالم دارد؛ یعنی منبع اصلی سلول‌های تازه. اما سلول‌های بنیادی تنها در زمان نیاز تکثیر می‌شوند؛ یک توانایی که با افزایش سن افول می‌یابد.

شکل‌گیری سلول‌های زامبی

سلول‌های معیوب می‌توانند وارد یک حالت دائمی بدون تقسیم به نام پیری (Senescence) شوند. آن‌ها که گاهی سلول‌های زامبی نامیده می‌شوند، می‌توانند گاهی اوقات نقش‌هایی مهم داشته باشند؛ مانند درمان زخم‌ها. اما آن‌ها با افزایش سن انباشه می‌شوند و هیچ‌گاه نمی‌میرند. این سلول‌های بلااستفاده مولکول‌هایی را نیز آزاد می‌کنند که به سلول‌های همسایه آسیب می‌رسانند.

ریزارتباطات میان‌سلولی

ارتباط دقیق بین سلول‌ها که اغلب با هورمون‌ها (Hormones) انجام می‌شود، بدن را فعال نگه می‌دارد. اختلال در سیگنال‌ها (شاید به‌دلیل سلول‌های زامبی یا دیگر عوامل ناشناخته) می‌تواند برای مثال یک واکنش مناسب به یک مصدومیت موقت را به التهاب سطح‌پایین دائمی تبدیل کند.

درون سلول

سلول‌ها مانند کارخانه‌هایی با بخش‌های حیاتی و ظریف بسیار هستند. آسیب به هر کدام از آن‌ها، ازجمله میتوکندری‌ها (Mitochondria) که غذا را به انرژی تبدیل می‌کنند، عملکرد سلول را در معرض خطر قرار می‌دهد. این تحلیل می‌تواند درنهایت روی هسته سلول تأثیر بگذارد و منجر به بیماری شود.

واکنش کنترل‌نشده به مواد مغذی

وقتی ما غذا می‌خوریم، موادی مغذی (Nutrients) را به سلول‌ها می‌رسانیم که برای سالم نگه‌داشتن ما لازم هستند. اما مواد مغذی بیش‌ازحد می‌توانند از ظرفیت سلول‌ها برای ذخیره و متابولیزه‌کردن (Metabolize) آن‌ها فراتر روند و باعث واکنش‌های سمی شوند.

سوءعملکرد میتوکندری

میتوکندری‌ها بیش از ۹۰ درصد انرژی سلول و تقریباً تمام رادیکال‌های آزاد آن را که گونه‌های اکسیژن واکنش‌پذیر (Reactive Oxygen Species) نیز نامیده می‌شوند، تولید می‌کنند. این مولکول‌های ناپایدار در مقادیر پایین می‌توانند برای سیگنال‌دادن تنش و آغاز فرایند نگهداری و تعمیر خوب باشند، اما تعداد زیاد آن‌ها می‌تواند سمی باشد.

پروتئین‌های در معرض خطر

برای تنظیم واکنش‌های شیمیایی و تأمین ساختار سلولی، پروتئین‌ها باید در شکل‌هایی دقیق و اوریگامی‌مانند پیچیده شوند. وقتی آن‌ها آسیب می‌بینند، این پیچ‌خوردگی دقیق را از دست می‌دهند و چسبناک می‌شوند، در توده‌هایی جمع می‌شوند و ماشین‌آلات سلول را به‌گونه‌ای در بر می‌گیرند که می‌تواند باعث ایجاد بیماری‌هایی مانند آلزایمر و پارکینسون شود.