Sind menschliche Körper zum Sterben programmiert?

Von einem bestimmten Standpunkt aus könnte man argumentieren, dass unsere Körper eine von Natur aus begrenzte Lebensdauer haben;

• Telomere sind Verlängerungen am Ende von Chromosomen, die Schäden oder den Verlust genetischer Informationen während der Zellteilung verhindern. Telomere werden (in normalen Zellen) nicht ersetzt, was zu einer replikativen Lebensdauer führt ; wie oft sich eine Zelle teilen kann, bevor sie den Zellzyklus endgültig verlässt (Seneszenz).
  • Dies wird allgemein als Anti-Krebs-Mechanismus angesehen, um Fehler zu vermeiden, die sich durch viele Zellteilungen in das Genom einschleichen. Um kanzerös zu werden, muss eine Zelle zuerst ihre replikative Lebensdauer überwinden [ Ref. ]. Dies wird durch die Aktivierung des (normalerweise inaktiven) Telomerase -Enzyms erreicht, das die Telomere verlängert – embryonale Stammzellen sind eine der wenigen Zellarten, die dieses Enzym normalerweise exprimieren.

Man könnte auch auf andere Weise argumentieren, dass unsere Lebensspanne grundsätzlich begrenzt ist, aber es ist wichtig zu beachten, dass das Ziel nicht darin besteht, „zu sterben“, sondern die Fitness (im darwinistischen Sinne) früher im Leben zu steigern . Dies ist als antagonistische Pleiotropie bekannt ; wenn eine vorteilhafte Eigenschaft früh im Leben später im Leben nachteilig ist.

Die Verkürzung der Telomere ist nur ein Beispiel für eine antagonistische Pleiotropie (schützt in jungen Jahren vor Krebs, begrenzt aber die Anzahl der Zellteilungen).

Andere Merkmale, die die Lebensdauer von Natur aus einschränken, sind:

• Neuronen (in der Regel) replizieren sich nicht und halten Ihr ganzes Leben lang. Dies schließt sie sicherlich von der wiederholten Seneszenz aus, bedeutet jedoch, dass sie sehr anfällig für „Verschleiß“ sind; oxidativer Stress ist ein natürliches Nebenprodukt der Atmung, und die überwiegende Mehrheit der Schäden, die durch diese Spezies (z. B. reaktive Sauerstoffspezies) verursacht werden, wird von der Zelle repariert, einige bleiben jedoch immer unkontrolliert, was schließlich zu neurologischen Funktionsstörungen und kognitivem Verfall führt . Ohne Intervention ist dies bei jedem Individuum unvermeidlich (die Alterungsrate ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich, aber Alterung und altersbedingte Krankheiten sind Störungen, die ein natürlicher Teil des Lebens sind) .
• Dasselbe gilt für Herz- und glatte Muskulatur - obwohl viele Reparaturen durchgeführt werden können, ist es unvermeidlich, dass sich im Laufe des Lebens Schäden einschleichen, und daher ist die überwiegende Mehrheit der altersbedingten Todesfälle des Menschen auf eine Weise auf Herzprobleme zurückzuführen oder ein anderes.

Es gibt also keine „programmierte“ Grenze der Lebensspanne, da wir uns nicht entwickelt haben, um zu sterben, aber unsere Körper sind von Natur aus durch die Systeme, die sich entwickelt haben, begrenzt. Die Lebenserwartung vor ein paar tausend Jahren betrug ~20 Jahre (wenn Sie über das Säuglingsalter hinaus gelebt haben!), während sie jetzt in der entwickelten Welt ~80 Jahre beträgt, sodass unsere Körper bereits weit über unsere „natürliche“ Lebensspanne hinaus überleben können, und damit auch wir erliegen jetzt einer altersbedingten Krankheit. Die Evolution hat Millionen von Jahren damit verbracht, uns jeden möglichen Vorteil zu verschaffen, der zu reproduktivem Erfolg führt. Die natürliche Auslese von Merkmalen jenseits der Reproduktion ist sekundär zu denen im Voraus , und daher haben wir grundsätzlich begrenzte Lebenserwartungen.

Es gibt ein Argument für einen evolutionären Vorteil der begrenzten Lebensdauer. Dies scheint zunächst kontraintuitiv, bis Sie bedenken, dass die natürliche Selektion nicht auf Individuen, sondern auf Gene wirkt. Es wird (unter bestimmten Umständen) als vorteilhaft vorgeschlagen, wenn ein Organismus eine kürzere Lebensdauer hat, da dies den Umsatz von Individuen in dieser Population erhöht. Dies wiederum erhöht ihre Evolvierbarkeit – eindeutig vorteilhaft für das/die Gen(e), das/die diese Eigenschaft beeinflusst/beeinflussen, wenn es die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Reproduktion erhöht und somit dieses Gen/Allel/Eigenschaft weitergibt...

Ich mag diese Hypothese und kann sehen, dass die natürliche Selektion sie begünstigen könnte. Ich denke, Mäuse sind hier großartige Beispiele; sie haben eine viel kürzere Lebensdauer als wir, aber sie „altern“ (biologisch) gleich (Herzprobleme, Diabetes, Krebs), aber schneller, um einen höheren Bevölkerungsumsatz zu erzielen). In einer Umgebung mit hoher Sterblichkeit werden die anpassungsfähigsten Tiere erfolgreicher sein.

Ich denke jedoch, dass dies wahrscheinlich sekundär zu dem Druck auf andere Überlebensmerkmale ist, die die Chancen einer erfolgreichen Reproduktion direkter erhöhen.

Ich kenne mich mit Evolutionsbiologie nicht sehr gut aus, daher werde ich dies aus der Perspektive der Molekular-/Zellbiologie beantworten.

Die kurze Antwort lautet: Nein, es gibt meines Wissens keine Beweise für einen eingebauten "Tod".

Die lange Antwort:

1. Telomere werden durch wiederholtes Kopieren von Chromosomen verkürzt (wenn sich Zellen also wiederholt teilen, verkürzen sich die Telomere). Kürzere Telomere machen Chromosomen instabiler und können zu einigen Alterserscheinungen führen (wie z. B. einer eingeschränkten Organregeneration). Dies ist jedoch eher eine Nebenwirkung des Menschen, der nicht die effizienteste Telomerase aller Zeiten hat.

Während verkürzte Telomere dazu beitragen, die Anzahl der Wiederholungen einer Zelle zu begrenzen (Hayflick-Grenze), haben wir letztendlich auch Stammzellen, die diese seneszenten Zellen ersetzen können. (Dies gilt auch für das Gehirn und das Herz: Stammzellen sind im Herzen und sogar in stark eingeschränkten Bereichen des Gehirns vorhanden und produzieren lebenslang Neuronen: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10834848/ . ) Das Telomerproblem allein bestimmt also nicht den Tod.

2. Andere Faktoren, die zum Altern beitragen, können in zwei Kategorien eingeteilt werden, genetische Faktoren und Akkumulation von Schäden.

Aber in diesen beiden Gruppen liegt die Ursache nicht darin, dass wir genetisch darauf programmiert sind, zu einem bestimmten Zeitpunkt zu sterben. Es ist immer so, dass die Systeme, die zur Reparatur oder Regeneration verwendet werden, nach einiger Zeit versagen: Die DNA-Mutationsreparatur kann mit der Mutationsrate nicht mehr Schritt halten; Versagen der klonalen Deletion, was zu Autoimmunität führt; Hemmung der Autophagie durch mTOR, was zur Akkumulation alter und beschädigter Zellteile führt; Versagen seneszenter Zellen, Apoptose zu durchlaufen.

Es gibt viele andere Merkmale des Alterns, aber der gemeinsame Nenner, den wir sehen, ist nicht, dass es ein festes Programm gibt, das zum Tod eines Organismus führt, sondern eher ein Versagen (durch Anhäufung von Schäden) der Systeme, die uns am Leben erhalten.

In Richard Dawkins Buch „Das egoistische Gen“ scheint es einen programmierten, gezielten Tod des Körpers zu geben. Die Gene haben die Kontrolle. Sie suchen sich einen Partner, um Nachkommen zu zeugen, die noch besser geeignet sind, ihre Gene weiterzugeben. Der Sinn des Lebens, wie wir es gesehen und beobachtet haben, liegt wirklich darin, dass die Gene ihre Existenz in die Zukunft verewigen. Einmal weitergegeben, nützt der Körper, der die Weitergabe vorgenommen hat, wenig. Je komplexer der Organismus wie ein Mensch, desto mehr Partner können nach der Lebensspanne von Eltern und Verwandten ausgewählt werden. Es scheint kein Newtonsches Gesetz zu geben, das besagt, dass eine Zelle sich nicht einfach weiter replizieren und das Altern im Wesentlichen vermeiden kann. Unser Körper tut das aus einem bestimmten Grund. Eine, die wir einfach nicht verstehen.