Durata de viață maximă - Maximum life span

Durata maximă de viață (sau, pentru oameni , vârsta maximă raportată la deces ) este o măsură a perioadei maxime de timp în care s-a observat că unul sau mai mulți membri ai unei populații supraviețuiesc între naștere și moarte . Termenul poate indica, de asemenea, o estimare a perioadei maxime de timp pe care un membru al unei specii date ar putea să o supraviețuiască între naștere și moarte, cu condiția ca circumstanțele să fie optime pentru longevitatea acelui membru .

Majoritatea speciilor vii au cel puțin o limită superioară a numărului de ori în care celulele unui membru se pot diviza . Aceasta se numește limita Hayflick , deși numărul diviziunilor celulare nu controlează strict durata de viață.

Definiție

În studiile pe animale, durata maximă este adesea considerată a fi durata medie de viață a celor mai longevivi 10% dintr-o cohortă dată . Totuși, printr-o altă definiție, durata maximă de viață corespunde vârstei la care a murit cel mai vechi membru cunoscut al unei specii sau al unui grup experimental. Calculul duratei maxime de viață în acest din urmă sens depinde de dimensiunea inițială a eșantionului.

Durata maximă de viață contrastează cu durata medie de viață ( durata medie de viață , speranța de viață ) și longevitatea . Durata medie de viață variază în funcție de susceptibilitatea la boli, accidente , sinucideri și omucideri , în timp ce durata maximă de viață este determinată de „rata îmbătrânirii”. Longevitatea se referă doar la caracteristicile membrilor cu o viață deosebit de lungă a populației, cum ar fi infirmitățile pe măsură ce îmbătrânesc sau comprimarea morbidității și nu durata de viață specifică a unui individ.

Dacă se scade vârsta x din limita superioară ipotetică w pentru specie și se iau jurnale, atunci variabila rezultată log (w - x) este distribuită în mod similar în mod similar cu toate variabilele cantitative naturale rezultate din expresia genelor. Acest lucru se datorează legii numărului mare, teorema limitei centrale .

În oameni

Dovezi demografice

Cea mai lungă viață a cărei date de naștere și deces au fost verificate în conformitate cu normele moderne ale Guinness World Records și ale Grupului de Cercetări în Gerontologie a fost Jeanne Calment (1875-1997), o femeie franceză despre care s-a verificat că a trăit până la 122. Reducerea copilului mortalitatea a reprezentat cea mai mare parte a longevității medii a vieții , dar începând cu anii 1960, rata mortalității în rândul celor cu vârsta de peste 80 de ani a scăzut cu aproximativ 1,5% pe an. „Progresul realizat în ceea ce privește prelungirea duratei de viață și amânarea senescenței se datorează în totalitate eforturilor medicale și de sănătate publică, creșterii nivelului de viață, educație mai bună, nutriție mai sănătoasă și stiluri de viață mai salubre.” Studiile la animale sugerează că prelungirea în continuare a duratei medii a vieții umane, precum și a duratei maxime de viață, ar putea fi realizată prin medicamente „ mimetice cu restricție calorică ” sau prin reducerea directă a consumului de alimente. Deși nu s-a dovedit că restricția calorică extinde durata maximă de viață a omului, începând cu 2014, rezultatele studiilor în curs de desfășurare a primatelor au demonstrat că ipotezele derivate de la rozătoare sunt valabile și la primate [Referință: Nature 1 aprilie 2014].

S-a propus că nicio limită teoretică fixă a longevității umane nu este evidentă astăzi. Studiile privind biodemografia longevității umane indică o lege de decelerare a mortalității la sfârșitul vieții : că ratele mortalității se nivelează la vârste avansate până la un platou al mortalității la sfârșitul vieții. Adică, nu există o limită superioară fixă pentru longevitatea umană sau o durată maximă de viață umană fixă. Această lege a fost cuantificată pentru prima dată în 1939, când cercetătorii au descoperit că probabilitatea unui an de deces la vârsta avansată se apropie asimptotic de o limită de 44% pentru femei și 54% pentru bărbați.

Cu toate acestea, aceste dovezi depind de existența unui platou de viață târzie și de decelerare care poate fi explicată, la oameni și alte specii, prin existența unor erori foarte rare. Ratele de eroare de codare a vârstei sub 1 din 10.000 sunt suficiente pentru a face platouri artificiale de la sfârșitul vieții, iar erorile sub 1 din 100.000 pot genera decelerarea mortalității la sfârșitul vieții. Aceste rate de eroare nu pot fi excluse prin examinarea documentelor, standardul, din cauza fraudelor de pensii reușite, furtului de identitate, falsuri și erori care nu lasă dovezi documentare. Această capacitate de erori de a explica platourile de la sfârșitul vieții rezolvă „întrebarea fundamentală în cercetarea îmbătrânirii este dacă oamenii și alte specii posedă o limită de viață imuabilă” și sugerează că există o limită a duratei de viață a omului. Un studiu teoretic a sugerat că durata maximă de viață a omului ar trebui să fie de aproximativ 125 de ani, utilizând o funcție exponențială întinsă modificată pentru curbele de supraviețuire umane. Analiza dinamicii masei corporale la populația umană indică extremități, care corespund mediei (70-75 ani), duratei de viață acceptate în mod obișnuit (100-110 ani) și maxime cunoscute (140-160 ani). Într-un alt studiu, cercetătorii au susținut că există o durată de viață maximă pentru oameni și că durata de viață maximă a omului a scăzut din anii '90. Un studiu teoretic a sugerat, de asemenea, că speranța maximă de viață a omului la naștere este limitată de valoarea caracteristică a vieții umane δ, care este de aproximativ 104 ani.

Organizația Națiunilor Unite a întreprins o analiză importantă a sensibilității bayesiene a sarcinii populației globale pe baza proiecției speranței de viață la naștere în deceniile viitoare . Intervalul de prognoză de 95% din 2017 pentru 2090 speranța medie de viață crește până la +6 (106, în secolul Formular de reprezentare) până în 2090, cu consecințe dramatice, în curs de desfășurare, asupra populației lumii și demografiei, dacă acest lucru se va întâmpla. Intervalul de predicție este extrem de larg, iar Organizația Națiunilor Unite nu poate fi sigură. Organizații precum Fundația Methuselah lucrează pentru a pune capăt senescenței și duratei de viață umane practic nelimitate. Dacă va avea succes, implicațiile demografice pentru populația umană vor fi mai mari în termeni efectivi de multiplicare decât oricare dintre cele experimentate în ultimele cinci secole, dacă durata de viață maximă sau rata natalității rămân nelimitate prin lege. Predicțiile moderne malthusiene ale suprapopulării bazate pe longevitate crescută au fost criticate pe aceeași bază ca și alarmismul general al populației (a se vedea malthusianismul ).

Dovezi nedemografice

Dovezi pentru durata maximă de viață sunt, de asemenea, furnizate de dinamica indicilor fiziologici cu vârsta. De exemplu, oamenii de știință au observat că valoarea VO ₂ max a unei persoane (o măsură a volumului fluxului de oxigen către mușchiul cardiac) scade în funcție de vârstă. Prin urmare, durata maximă de viață a unei persoane ar putea fi determinată prin calculul când valoarea VO ₂ max a persoanei scade sub rata metabolică bazală necesară pentru a susține viața, care este de aproximativ 3 ml pe kg pe minut. Pe baza acestei ipoteze, sportivii cu o valoare VO ₂ max între 50 și 60 la vârsta de 20 de ani ar fi de așteptat „să trăiască între 100 și 125 de ani, cu condiția să își mențină activitatea fizică astfel încât rata de scădere a VO ₂ max să rămână constant".

Variațiile longitudinale ale indicilor fiziologici, la fel de diverse precum hemogramele complete (CBC) sau înregistrările de activitate fizică colectate de dispozitivele purtabile, de-a lungul traiectoriilor individuale de îmbătrânire au relevat o creștere liniară a fluctuațiilor de stare a organismului în funcție de vârstă. Lărgirea ar putea fi explicată printr-o pierdere progresivă a rezistenței fiziologice măsurată de timpii de auto-corelație inversă ai fluctuațiilor stării organismului. Extrapolarea acestor date a sugerat că timpul și varianța de recuperare a stării organismului ar putea să divergă simultan la un punct critic de 120 - 150 de ani, corespunzător unei pierderi complete a rezistenței și, prin urmare, ar trebui să fie incompatibil cu supraviețuirea. Criticitatea care duce la sfârșitul vieții este o proprietate biologică intrinsecă a unui organism care este independent de factorii de stres și semnifică o limită fundamentală sau absolută a duratei de viață a omului.

Durata de viață medie medie și acceptată în mod obișnuit corespunde extremităților masei corporale (1, 2) și a masei normalizate la înălțimea (3, 4) a bărbaților (1, 3) și a femeilor (2, 4).

La alte animale

Animalele mici, cum ar fi păsările și veverițele, rareori trăiesc până la durata maximă de viață, mor de obicei de accidente , boli sau prădări .

Durata maximă de viață a majorității speciilor este documentată în depozitul Anage.

Durata maximă de viață este de obicei mai lungă pentru speciile care sunt mai mari sau care au apărare eficientă împotriva prădării, cum ar fi zborul păsărilor, apărare chimică sau care trăiesc în grupuri sociale.

Diferențele de durată de viață dintre specii demonstrează rolul geneticii în determinarea duratei maxime de viață („rata îmbătrânirii”). Înregistrările (în ani) sunt următoarele:

pentru șoarecele comun de casă , 4
pentru șobolan brun , 3,8
pentru câini , 29 (Vezi Lista celor mai vechi câini )
pentru pisici , 38 (Vezi Lista celor mai vechi pisici )
pentru macaralele comune , 43
pentru urșii polari , 42 ( Debby )
pentru cai , 62
pentru elefanții asiatici , 86

Cele mai longevive vertebrate au fost descrise în mod diferit ca

Papagali mari (macaws și cacatuii pot trăi până la 80-100 de ani în captivitate)
Koi (o specie japoneză de pește, care ar fi trăit până la 200 de ani, deși în general nu depășește 50 - un specimen numit Hanako ar fi avut 226 de ani la moartea sa)
Broaște țestoase ( broască țestoasă Galápagos ) (190 de ani)
Tuataras (o specie de reptile din Noua Zeelandă, peste 100-200 ani)
Anghile , așa-numita anghilă Brantevik (în suedeză: Branteviksålen) se crede că a trăit într-o fântână de apă din sudul Suediei din 1859, ceea ce o face mai veche de 150 de ani. S-a raportat că a murit în august 2014, la vârsta de 155 de ani.
Balene ( balenele ) ( Balaena mysticetus aproximativ 200 de ani) - Deși această idee a fost nedovedită pentru o vreme, cercetările recente au arătat că balenele bowhead ucise recent aveau încă harponi în corpul lor din aproximativ 1890, care, împreună cu analiza aminoacizilor , a indicat o durată de viață maximă de „177 până la 245 de ani”.
Rechinii din Groenlanda sunt în prezent speciile de vertebrate cu cea mai lungă durată de viață cunoscută. O examinare a 28 de specimene într-un studiu publicat în 2016, determinată de datarea cu radiocarbon, conform căreia cel mai vechi dintre animalele pe care le-au prelevat a trăit aproximativ 392 ± 120 de ani (un minim de 272 de ani și un maxim de 512 de ani). Autorii au concluzionat în continuare că specia atinge maturitatea sexuală la aproximativ 150 de ani.

Speciile de nevertebrate care continuă să crească atât timp cât trăiesc (de exemplu, anumite scoici, unele specii de corali) pot trăi ocazional sute de ani:

O moluscă bivalvă ( Arctica islandica ) (alias „ Ming ”, a trăit 507 ± 2 ani.)

Excepții

Unele specii de meduze , inclusiv Turritopsis dohrnii , Laodicea undulata și Aurelia sp.1, sunt capabile să revină la stadiul polipului chiar și după reproducere (așa-numitul ciclu de viață reversibil), mai degrabă decât să moară ca la alte meduze. În consecință, aceste specii sunt considerate biologic nemuritoare și nu au o durată de viață maximă.
Este posibil să nu existe o limită naturală a duratei de viață a Hidrei , dar nu este încă clar cum să estimăm vârsta unui specimen.
Viermii plati , sau Platyhelminthes, sunt cunoscuti ca fiind „aproape nemuritori” deoarece au o mare capacitate de regenerare, crestere continua si diviziune celulara de tip fisiune binară .
Despre homari se spune uneori că sunt nemuritori din punct de vedere biologic, deoarece nu par să încetinească, să slăbească sau să piardă fertilitatea odată cu înaintarea în vârstă. Cu toate acestea, datorită energiei necesare năpârlirii, nu pot trăi la nesfârșit.
Tardigradele pot trăi la nesfârșit într-o stare de animație suspendată , stare în care intră atunci când nu sunt hidratate. În această stare, pot rezista unui număr extrem de mare de presiuni ale mediului, inclusiv radioactivitate intensă și căldură, și sunt trimise în spațiu. În ciuda acestui fapt, ei pot trăi doar în stare hidratată câteva luni.

La plante

Plantele sunt denumite anuale care trăiesc doar un an, bienale care trăiesc doi ani și plante perene care trăiesc mai mult de atât. Plantele perene cu cea mai lungă viață, plantele cu tulpini lemnoase, cum ar fi copacii și tufișurile, trăiesc adesea sute și chiar mii de ani (se poate pune întrebarea dacă pot muri sau nu de bătrânețe). Un sequoia uriaș , generalul Sherman este în viață și în sănătate în al treilea mileniu . Un mare pin din bazin, numit Metusela, este4.853 de ani, iar pinul Bristlecone numit Prometeu era încă puțin mai vechi, cu cel puțin 4.844 de ani (și, probabil, de 5.000 de ani), când a fost tăiat în 1964. Cea mai veche plantă cunoscută (posibil cea mai veche ființă vie) este o clonală Cutremurarea Aspen ( Populus tremuloides ) din colonia copacilor din Pădurea Națională Fishlake din Utah numită Pando la aproximativ 80.000 de ani. Lichenul , o algă simbiotică și o proto-plantă fungică, cum ar fi Rhizocarpon geographicum, poate trăi peste 10.000 de ani.

Creșterea duratei maxime de viață

„Durată maximă de viață” înseamnă aici durata medie de viață a celor mai longevivi 10% dintr-o cohortă dată. Restricția calorică nu s-a dovedit încă să bată recordurile mondiale de longevitate la mamifere. Șobolanii , șoarecii și hamsterii experimentează o durată de viață maximă de la o dietă care conține toți nutrienții, dar numai 40-60% din caloriile pe care animalele le consumă atunci când pot mânca cât doresc. Durata medie de viață este crescută cu 65% și durata maximă de viață este crescută cu 50%, când restricția calorică este începută chiar înainte de pubertate . Pentru muștele fructelor , beneficiile care se extind pe durata vieții restricției calorice se obțin imediat la orice vârstă la începutul restricției calorice și se încheie imediat la orice vârstă, după reluarea hrănirii complete.

Au fost create câteva tulpini transgenice de șoareci care au o durată de viață maximă mai mare decât cea a șoarecilor de tip sălbatic sau de laborator. Șoarecii Ames și Snell, care au mutații în factorii de transcripție hipofizară și, prin urmare, sunt deficienți în Gh, LH, TSH și, în al doilea rând, IGF1, au extinderi în durata de viață maximă de până la 65%. Până în prezent, atât în termeni absoluți, cât și în termeni relativi, acești șoareci Ames și Snell au durata maximă de viață a oricărui șoarece care nu are restricție calorică (vezi mai jos pe GhR). Mutațiile / eliminarea altor gene care afectează axa GH / IGF1, cum ar fi Lit, Ghr și Irs1, au arătat, de asemenea, extinderea duratei de viață, dar mult mai modeste atât în termeni relativi, cât și în termeni absoluți. Cel mai longeviv șoarece de laborator a fost vreodată un șoarece knockout Ghr, care a trăit până la 001800 de zile în laboratorul Andrzej Bartke de la Southern Illinois University . Maximul pentru șoarecii B6 normali în condiții ideale este de 1200 de zile.

Majoritatea gerontologilor biomedici cred că ingineria moleculară biomedicală va extinde în cele din urmă durata maximă de viață și chiar va aduce întinerire . Medicamentele anti-îmbătrânire sunt un instrument potențial pentru prelungirea vieții.

Aubrey de Gray , un gerontolog teoretic, a propus că îmbătrânirea poate fi inversată prin strategii pentru senescență neglijabilă . De Gray a înființat Premiul Methuselah Mouse pentru a acorda bani cercetătorilor care pot prelungi durata maximă de viață a șoarecilor. Până în prezent, au fost acordate trei premii Mouse: unul pentru doborârea recordurilor de longevitate Dr. Andrzej Bartke de la Southern Illinois University (folosind șoareci knockout GhR); una pentru strategiile de întinerire cu debut târziu pentru dr. Stephen Spindler de la Universitatea din California (folosind restricție calorică inițiată târziu în viață); și unul pentru Dr. Z. Dave Sharp pentru munca sa cu rapamicina farmaceutică .

Corelația cu capacitatea de reparare a ADN-ului

Deteriorarea ADN-ului acumulat pare a fi un factor limitativ în determinarea duratei maxime de viață. Teoria conform căreia deteriorarea ADN-ului este principala cauză a îmbătrânirii și, prin urmare, un factor determinant al duratei maxime de viață, a atras un interes crescut în ultimii ani. Acest lucru se bazează, parțial, pe dovezi la om și șoarece care au moștenit deficiențe în genele de reparare a ADN-ului care cauzează adesea îmbătrânirea accelerată. Există, de asemenea, dovezi substanțiale că deteriorarea ADN-ului se acumulează odată cu înaintarea în vârstă în țesuturile mamiferelor, cum ar fi cele ale creierului, mușchilor, ficatului și rinichilor (revizuite de Bernstein și colab. Și vezi teoria deteriorării ADN a îmbătrânirii și a deteriorării ADN-ului (care apare în mod natural) ). O așteptare a teoriei (conform căreia deteriorarea ADN-ului este principala cauză a îmbătrânirii) este că, printre speciile cu durate de viață maxime diferite, capacitatea de a repara daunele ADN-ului ar trebui să se coreleze cu durata de viață. Primul test experimental al acestei idei a fost realizat de Hart și Setlow, care au măsurat capacitatea celulelor din șapte specii de mamifere diferite de a efectua repararea ADN-ului. Au descoperit că capacitatea de reparare a exciziei de nucleotide a crescut sistematic odată cu longevitatea speciilor. Această corelație a fost izbitoare și a stimulat o serie de 11 experimente suplimentare în diferite laboratoare în anii următori, despre relația de reparare a exciziei de nucleotide și durata de viață la speciile de mamifere (revizuite de Bernstein și Bernstein). În general, constatările acestor studii au indicat o bună corelație între capacitatea de reparare a exciziei de nucleotide și durata de viață. Asocierea dintre capacitatea de reparare a exciziei de nucleotide și longevitate este întărită de dovezile că defectele proteinelor de reparare a exciziei de nucleotide la om și la rozătoare provoacă caracteristici ale îmbătrânirii premature, după cum a analizat Diderich.

Sprijin suplimentar pentru teoria conform căreia deteriorarea ADN-ului este principala cauză a îmbătrânirii vine din studiul poli ADP ribozei polimeraze (PARP). PARP-urile sunt enzime care sunt activate de rupturile de catenă ADN și joacă un rol în repararea exciziei bazei ADN. Burkle și colab. au analizat dovezi că PARP-urile, și în special PARP-1, sunt implicate în menținerea longevității mamiferelor. Durata de viață a 13 specii de mamifere corelată cu capacitatea poli (ADP ribozil) măsurată în celule mononucleare. Mai mult, liniile celulare limfoblastoidiene din limfocitele din sângele periferic ale oamenilor cu vârsta peste 100 de ani aveau o capacitate de poli (ADP-ribozil) acțiune semnificativ mai mare decât liniile celulare de control de la indivizi mai tineri.

Date de cercetare

O comparație a mitocondriilor cardiace la șobolani (durata maximă de viață de 7 ani) și porumbei (durata maximă de viață de 35 de ani) a arătat că mitocondriile porumbeilor scurg mai puțini radicali liberi decât mitocondriile șobolanilor, în ciuda faptului că ambele animale au o rată metabolică similară și cardiace de ieșire
Pentru mamifere există o relație directă între saturația acizilor grași din membrana mitocondrială și durata maximă de viață
Studiile asupra lipidelor hepatice ale mamiferelor și ale unei păsări (porumbel) arată o relație inversă între durata maximă de viață și numărul de legături duble
Specii selectate de păsări și mamifere prezintă o relație inversă între rata de schimbare a telomerilor (scurtarea) și durata maximă de viață
Durata maximă de viață se corelează negativ cu nivelurile de enzime antioxidante și producția de radicali liberi și pozitiv cu rata de reparare a ADN-ului
Mamiferele femele exprimă mai multe enzime antioxidante Mn − SOD și glutation peroxidază decât bărbații. Acest lucru a fost ipotezat ca motiv pentru care trăiesc mai mult. Cu toate acestea, șoarecii lipsiți în totalitate de glutation peroxidaza 1 nu prezintă o reducere a duratei de viață.
Durata maximă de viață a șoarecilor transgenici a fost extinsă cu aproximativ 20% prin supraexprimarea catalazei umane vizată de mitocondrii.
O comparație a 7 mamifere non-primate (șoarece, hamster, șobolan, cobai, iepure, porc și vacă) a arătat că rata producției de superoxid mitocondrial și peroxid de hidrogen în inimă și rinichi a fost invers corelată cu durata maximă de viață
Un studiu pe 8 mamifere non-primate a arătat o corelație inversă între durata maximă de viață și deteriorarea oxidativă a ADNmt ( ADN mitocondrial ) în inimă și creier
Un studiu pe mai multe specii de mamifere și o pasăre (porumbel) a indicat o relație liniară între deteriorarea oxidativă a proteinelor și durata maximă de viață
Există o corelație directă între repararea ADN-ului și durata maximă de viață a speciilor de mamifere
Drosophila ( muște de fructe) crescută timp de 15 generații folosind numai ouă care au fost depuse spre sfârșitul vieții reproductive, a atins o durată maximă de viață cu 30% mai mare decât cea a controalelor
Supraexprimarea enzimei care sintetizează glutationul în Drosophila transgenică de lungă durată (muște-fructe) a prelungit durata de viață maximă cu aproape 50%
O mutație a genei vârstei 1 a viermelui nematod Caenorhabditis elegans a crescut durata medie de viață 65% și durata maximă de viață 110%. Cu toate acestea, gradul de extindere a duratei de viață, în termeni relativi, atât de mutațiile de vârstă 1, cât și de daf-2 este puternic dependent de temperatura ambiantă, cu o extensie de ~ 10% la 16 ° C și o extensie de 65% la 27 ° C.
Șoarecii specifici grăsimii pentru insulină KnockOut (FIRKO) au greutate redusă, aport normal de calorii și o durată de viață maximă crescută de 18%.
Capacitatea speciilor de mamifere de detoxifiere a substanței chimice cancerigene benzo (a) pirenului într-o formă solubilă în apă se corelează bine cu durata maximă de viață.
Inducerea pe termen scurt a stresului oxidativ datorită restricției calorice crește durata de viață în Caenorhabditis elegans prin promovarea apărării stresului, în special prin inducerea unei enzime numite catalază. Așa cum arată Michael Ristow și colegii săi antioxidanți nutritivi abolesc complet această prelungire a duratei de viață prin inhibarea unui proces numit mitohormeză .

Languages

In other projects