Comment les gènes affectent le vieillissement et comment vous pouvez «modifier» vos gènes
Votre ADN peut prédire plus sur vous que sur votre apparence. Selon la théorie génétique du vieillissement, vos gènes (ainsi que les mutations de ces gènes) sont responsables de la durée de votre vie. Voici ce que vous devez savoir sur les gènes et la longévité, et où la génétique s'inscrit dans les différentes théories du vieillissement.
Théorie génétique du vieillissement - Définition
La théorie génétique du vieillissement affirme que la durée de vie est largement déterminée par les gènes dont nous héritons.
Selon la théorie, notre longévité est principalement déterminée au moment de la conception et repose en grande partie sur nos parents et leurs gènes.
La base de cette théorie est que les segments d'ADN qui se trouvent à la fin des chromosomes, appelés télomères , déterminent la durée de vie maximale d'une cellule. Les télomères sont des morceaux d'ADN «indésirable» à la fin des chromosomes qui deviennent plus courts chaque fois qu'une cellule se divise. Ces télomères deviennent de plus en plus courts et, finalement, les cellules ne peuvent pas se diviser sans perdre d'importants fragments d'ADN.
Avant de se pencher sur les principes de la génétique et sur les arguments pour et contre cette théorie, il est utile de discuter brièvement des principales catégories de théories du vieillissement et de certaines des théories spécifiques de ces catégories. À l'heure actuelle il n'y a pas une théorie ou même une catégorie de théories qui peuvent expliquer tout ce que nous observons dans le processus de vieillissement.
Théories du vieillissement
Il existe deux catégories principales de théories du vieillissement qui diffèrent fondamentalement dans ce que l'on peut appeler le «but» du vieillissement. Dans la première catégorie, le vieillissement est essentiellement un accident; une accumulation de dommages et l'usure du corps qui mène finalement à la mort. En revanche, les théories du vieillissement programmé considèrent le vieillissement comme un processus intentionnel, contrôlé d'une manière qui peut être assimilée à d'autres phases de la vie telles que la puberté.
Théories d'erreur comprennent plusieurs théories distinctes, y compris:
- Usure et larme théorie du vieillissement
- Théorie du taux de vie du vieillissement
- La théorie de la réticulation des protéines de nouveau
- Théorie du radical libre du vieillissement
- Théorie de la mutation somatique du vieillissement
Les théories programmées du vieillissement sont également divisées en différentes catégories basées sur la méthode dans laquelle nos corps sont programmés pour vieillir et mourir.
- Longévité programmée - La longévité programmée prétend que la vie est déterminée par un allumage séquentiel des gènes.
- Théorie endocrinienne du vieillissement
- Théorie immunologique du vieillissement
Il y a un chevauchement important entre ces théories et même des catégories de théories du vieillissement.
Gènes et fonctions corporelles
Avant de discuter des concepts clés liés au vieillissement et à la génétique, passons en revue ce qu'est notre ADN et certaines des façons fondamentales dont les gènes affectent notre durée de vie.
Nos gènes sont contenus dans notre ADN qui est présent dans le noyau (zone interne) de chaque cellule de notre corps. (Il y a aussi de l'ADN mitochondrial présent dans les organites appelés mitochondries présentes dans le cytoplasme de la cellule.) Nous avons chacun 46 chromosomes composant notre ADN, dont 23 proviennent de nos mères et 23 de nos pères. Parmi ceux-ci, 44 sont autosomes, et deux sont les chromosomes sexuels, qui déterminent si nous devons être un homme ou une femme.
(L'ADN mitochondrial, en revanche, porte beaucoup moins d'informations génétiques et est reçu de seulement nos mères.)
À l'intérieur de ces chromosomes reposent nos gènes, notre bluepirint génétique responsable de porter l'information pour chaque processus qui aura lieu dans nos cellules. Nos gènes peuvent être envisagés comme une série de lettres qui composent des mots et des phrases d'instructions. Ces mots et phrases codent pour la fabrication de protéines qui contrôlent tous les processus cellulaires.
Si l'un de ces gènes est endommagé, par exemple, par une mutation qui modifie la série de "lettres et mots" dans les instructions, une protéine anormale peut être fabriquée, qui à son tour, remplit une fonction défectueuse.
Si une mutation se produit dans les protéines qui régulent la croissance d'une cellule, le cancer peut en résulter. Si ces gènes sont mutés dès la naissance, divers syndromes héréditaires peuvent survenir. Par exemple, la fibrose kystique est une condition dans laquelle un enfant hérite de deux gènes mutés contrôlant une protéine qui régule les canaux responsables du mouvement du chlorure à travers les cellules dans les glandes sudoripares, les glandes digestives, et plus encore. Le résultat de cette mutation unique résulte en un épaississement du mucus produit par ces glandes, et les problèmes résultants qui sont associés à cette condition.
Comment les gènes influent sur la durée de vie
Il ne faut pas une étude élaborée pour déterminer que nos gènes jouent au moins un certain rôle dans la longévité. Les personnes dont les parents et les ancêtres ont vécu plus longtemps ont tendance à vivre plus longtemps et vice versa. En même temps, nous savons que la génétique seule n'est pas la seule cause du vieillissement. Des études sur des jumeaux identiques révèlent qu'il se passe clairement autre chose; les jumeaux identiques qui ont des gènes identiques ne vivent pas toujours le même nombre d'années.
Certains gènes sont bénéfiques et améliorent la longévité. Par exemple, le gène qui aide une personne à métaboliser le cholestérol réduirait le risque de maladie cardiaque.
Certaines mutations génétiques sont héritées et peuvent raccourcir la durée de vie. Cependant, des mutations peuvent également se produire après la naissance , puisque l'exposition aux toxines, aux radicaux libres et aux radiations peut provoquer des changements de gènes. (Les mutations génétiques acquises après la naissance sont considérées comme des mutations génétiques acquises ou somatiques.) La plupart des mutations ne sont pas mauvaises pour vous, et certaines peuvent même être bénéfiques. C'est parce que les mutations génétiques créent une diversité génétique qui maintient les populations en bonne santé. D'autres mutations, appelées mutations silencieuses, n'ont aucun effet sur le corps.
Certains gènes, lorsqu'ils sont mutés, sont nocifs, comme ceux qui augmentent le risque de cancer. Beaucoup de gens connaissent les mutations BRCA1 et BRCA2 qui prédisposent au cancer du sein. Ces gènes sont appelés gènes suppresseurs de tumeurs qui codent pour les protéines qui contrôlent la réparation de l'ADN endommagé (ou l'élimination de la cellule avec l'ADN endommagé si la réparation n'est pas possible.)
Diverses maladies et conditions liées aux mutations génétiques héréditaires peuvent avoir un impact direct sur la durée de vie. Ceux-ci comprennent la fibrose kystique , l'anémie falciforme , la maladie de Tay-Sachs et la maladie de Huntington , pour n'en nommer que quelques-uns.
Concepts clés de la théorie génétique du vieillissement
Les concepts clés de la génétique et du vieillissement comprennent plusieurs concepts et idées importants allant du raccourcissement des télomères aux théories sur le rôle des cellules souches dans le vieillissement.
Télomères - À la fin de chacun de nos chromosomes se trouve un morceau d'ADN «indésirable» appelé télomères . Les télomères ne codent pour aucune protéine mais semblent avoir une fonction protectrice, empêchant les extrémités de l'ADN de se fixer à d'autres fragments d'ADN ou de former un cercle. Chaque fois qu'une cellule divise un peu plus d'un télémore est coupé. Finalement. il ne reste plus rien de cet ADN indésirable, et une nouvelle coupure peut endommager les chromosomes et les gènes de sorte que la cellule meurt.
En général, la cellule moyenne est capable de se diviser 50 fois avant que le télomère soit épuisé (la limite de Hayflick). Les cellules cancéreuses ont trouvé un moyen de ne pas supprimer, et parfois même d'ajouter, une section du télomère. De plus, certaines cellules telles que les globules blancs ne subissent pas ce processus de raccourcissement des télomères . Il semble que si les gènes de toutes nos cellules ont le mot de code pour l'enzyme télomérase qui inhibe le raccourcissement des télomères et peut même conduire à un allongement, le gène est seulement «activé» ou «exprimé» comme le disent les généticiens, dans des cellules comme le blanc. les cellules sanguines et les cellules cancéreuses. Les scientifiques ont théorisé que si cette télomérase pouvait être activée dans d'autres cellules (mais pas tellement que leur croissance irait mal comme dans les cellules cancéreuses) notre limite d'âge pourrait être élargie.
Des études ont montré que certaines affections chroniques telles que l'hypertension artérielle sont associées à une moindre activité de la télomérase, alors qu'une alimentation saine et l'exercice sont liés à des télomères plus longs. Le surpoids est également associé à des télomères plus courts.
Les gènes de longévité - Les gènes de longévité sont des gènes spécifiques associés à une vie plus longue. Deux gènes directement associés à la longévité sont SIRT1 (sirtruin 1) et SIRT2. Les scientifiques qui se penchent sur un groupe de plus de 800 personnes âgées de 100 ans ou plus, ont trouvé trois différences significatives dans les gènes associés au vieillissement.
Sénescence cellulaire - La sénescence cellulaire désigne le processus par lequel les cellules se désintègrent avec le temps. Cela peut être lié au raccourcissement des télomères, ou au processus d'apoptose (ou de suicide cellulaire) dans lequel les cellules anciennes ou endommagées sont éliminées.
Les cellules souches - Les cellules souches pluripotentes sont des cellules immatures qui ont le potentiel de devenir n'importe quel type de cellule dans le corps. Il est théorisé que le vieillissement peut être lié à la déplétion des cellules souches ou à la perte de la capacité des cellules souches à se différencier ou à se développer en différents types de cellules. Il est important de noter que cette théorie fait référence aux cellules souches adultes, et non aux cellules souches embryonnaires. Contrairement aux cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes ne peuvent pas se transformer en n'importe quel type de cellule, mais seulement un certain nombre de types de cellules. La plupart des cellules de notre corps sont différenciées, ou complètement matures, et les cellules souches ne sont qu'un petit nombre de cellules présentes dans le corps.
Un exemple d'un type de tissu dans lequel la régénération est possible par cette méthode est le foie. Ceci est en contraste avec le tissu cérébral qui manque habituellement ce potentiel de régénération. Il y a maintenant des preuves que les cellules souches elles-mêmes peuvent être affectées dans le processus de vieillissement, mais ces théories sont similaires à la question de la poule et de l'œuf. Il n'est pas certain que le vieillissement se produise en raison de changements dans les cellules souches, ou si, au contraire, les changements dans les cellules souches sont dus au processus de vieillissement.
Épigénétique - L'épigénétique fait référence à l'expression de gènes. En d'autres termes, un gène peut être présent mais peut être activé ou désactivé. Nous savons qu'il y a des gènes dans le corps qui ne sont activés que pendant une certaine période de temps. Le domaine de l'épigénétique aide également les scientifiques à comprendre comment les facteurs environnementaux peuvent travailler dans les limites de la génétique pour protéger ou prédisposer à la maladie.
Trois théories génétiques primaires du vieillissement
Comme noté ci-dessus, il y a une quantité significative de preuves qui se penche sur l'importance des gènes dans la survie attendue. Quand on regarde les théories génétiques, celles-ci sont décomposées en trois écoles de pensée primaires.
- La première théorie prétend que le vieillissement est lié à des mutations liées à la survie à long terme et que le vieillissement est lié à l'accumulation de mutations génétiques qui ne sont pas réparées.
- Une autre théorie est que le vieillissement est lié aux effets tardifs de certains gènes, et est appelé antagonisme pléiotropique.
- Pourtant, une autre théorie, suggérée par la survie dans les opossums, est qu'un environnement qui pose peu de risques pour interférer avec l'espérance de vie entraînerait une augmentation des membres qui ont des mutations qui ralentissent le processus de vieillissement.
Preuve derrière la théorie
Il existe plusieurs avenues de preuve qui soutiennent une théorie génétique du vieillissement, au moins en partie.
Les preuves les plus solides à l'appui de la théorie génétique sont probablement les différences considérables de survie maximale entre espèces, certaines espèces (comme les papillons) ayant une durée de vie très courte et d'autres, comme les éléphants et les baleines. Au sein d'une même espèce, la survie est similaire, mais la survie peut être très différente entre deux espèces qui sont par ailleurs de taille similaire.
Les études sur les jumeaux soutiennent également une composante génétique, car les jumeaux identiques (jumeaux monozygotes) sont beaucoup plus semblables en termes d'espérance de vie que les jumeaux non identiques ou dizygotes. L'évaluation des jumeaux identiques qui ont été élevés ensemble et en contraste avec des jumeaux identiques qui sont élevés séparément peut aider à séparer les facteurs de comportement tels que l'alimentation et d'autres habitudes de vie comme une cause des tendances familiales de la longévité.
Des preuves supplémentaires à grande échelle ont été trouvées en examinant l'effet des mutations génétiques chez d'autres animaux. Chez certains vers ainsi que chez certaines souris, une seule mutation génique peut allonger la survie de plus de 50%.
En outre, nous trouvons des preuves pour certains des mécanismes spécifiques impliqués dans la théorie génétique. Les mesures directes de la longueur des télomères ont montré que les télomères sont vulnérables aux facteurs génétiques qui peuvent accélérer le vieillissement.
Preuve contre les théories génétiques du vieillissement
L'un des arguments les plus forts contre une théorie génétique du vieillissement ou une «durée de vie programmée» vient d'une perspective évolutionniste. Pourquoi y aurait-il une durée de vie spécifiée au-delà de la reproduction? En d'autres termes, quel «but» existe-t-il pour la vie après qu'une personne s'est reproduite et a été en vie assez longtemps pour élever sa progéniture jusqu'à l'âge adulte?
Il ressort également de ce que nous savons du mode de vie et de la maladie qu'il existe de nombreux autres facteurs du vieillissement. Les jumeaux identiques peuvent avoir des durées de vie très différentes selon leur exposition, leurs facteurs de style de vie (comme le tabagisme) et leurs habitudes d'activité physique.
La ligne de fond
Il a été estimé que les gènes peuvent expliquer un maximum de 35 pour cent de la durée de vie, mais il y a encore plus que nous ne comprenons pas sur le vieillissement que nous comprenons. Dans l'ensemble, il est probable que le vieillissement soit un processus multifactoriel, ce qui signifie qu'il s'agit probablement d'une combinaison de plusieurs des théories. Il est également important de noter que les théories discutées ici ne sont pas mutuellement exclusives. Le concept d'épigénétique, ou si un gène présent est «exprimé» peut encore brouiller notre compréhension.
En plus de la génétique, il existe d'autres déterminants du vieillissement tels que nos comportements, nos expositions et simplement la chance. Vous n'êtes pas condamné si les membres de votre famille ont tendance à mourir jeunes, et vous ne pouvez pas ignorer votre santé, même si les membres de votre famille ont tendance à vivre longtemps.
Que pouvez-vous faire pour réduire le vieillissement «génétique» de vos cellules?
On nous apprend à manger sainement et à être actif, et ces facteurs liés au mode de vie sont probablement tout aussi importants, peu importe le degré d'implication de notre génétique dans le vieillissement. Les mêmes pratiques qui semblent garder les organes et les tissus de notre corps en bonne santé peuvent également garder nos gènes et nos chromosomes en bonne santé.
Indépendamment des causes particulières du vieillissement, cela peut faire la différence pour:
- Exercice - Des études ont démontré que l'activité physique aide non seulement le cœur et les poumons à bien fonctionner, mais que l'exercice allonge les télomères.
- Mangez sainement - Une alimentation riche en fruits et légumes est associée à une plus grande activité de la télomérase (en effet, moins de raccourcissement des télomères dans vos cellules). Une alimentation riche en acides gras oméga-3 est associée à des télomères plus longs, mais un régime alimentaire riche en acides gras oméga-6 est le contraire et associé à des télomères plus courts. En outre, l'apport de boissons gazeuses est lié à des télomères plus courts. Reservatrol, l'ingrédient responsable de l'excitation de boire du vin rouge (mais aussi trouvé dans le jus de raisin rouge non alcoolique) semble activer la protéine de longévité SIRT
- Réduire le stress
- Évitez les cancérigènes
- Maintenir un poids santé - Non seulement l'obésité est liée à certains des mécanismes génétiques associés au vieillissement mentionnés ci-dessus (comme le raccourcissement accru des télomères), mais des études répétées ont trouvé des avantages de longévité associés à la restriction calorique. Le premier principe de prévention du cancer proposé par l'Institut américain de recherche sur le cancer - être aussi mince que possible sans être en sous-poids - pourrait jouer un rôle dans la longévité, la prévention du cancer et la prévention de la récidive.
Sources:
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