الخلود البيولوجي

الخلود البيولوجي : هو حالة يكون فيها معدل الوفيات بسبب الشيخوخة مستقرًا أو متناقصًا ، وبالتالي فصله عن العمر الزمني . تحقق الأنواع المختلفة أحادية الخلية ومتعددة الخلايا ، بما في ذلك بعض الفقاريات ، هذه الحالة إما طوال فترة وجودها أو بعد العيش لفترة كافية. يمكن للكائن الحي الخالد بيولوجيًا أن يموت من وسائل أخرى غير الشيخوخة ، مثل الإصابة أو السم أو المرض أو نقص الموارد المتاحة أو التغييرات في البيئة .

تم تحدي هذا التعريف للخلود في كتيب بيولوجيا الشيخوخة ، لأن الزيادة في معدل الوفيات كدالة للعمر الزمني قد تكون مهملة في الأعمار القديمة للغاية ، وهي فكرة يشار إليها باسم وفيات أواخر العمر  . قد يتوقف معدل الوفيات عن الزيادة مع تقدم العمر ، ولكن في معظم الحالات يكون هذا المعدل مرتفعًا جدًا. 

يستخدم علماء الأحياء هذا المصطلح أيضًا لوصف الخلايا التي لا تخضع لقيود Hayflick على عدد المرات التي يمكن أن تنقسم فيها .

خطوط الخلايا :

 أختار علماء الاحياء كلمة “خالدة” لتعيين الخلايا التي لا تخضع لحد Hayflick ، وهي النقطة التي لا يمكن للخلايا أن تنقسم فيها بعد الآن بسبب تلف الحمض النووي أو تقصير التيلوميرات . قبل نظرية ليونارد هايفليك ، افترض أليكسيس كاريل أن جميع الخلايا الجسدية الطبيعية خالدة. 

تم تطبيق مصطلح “الخلود” لأول مرة على الخلايا السرطانية التي تعبر عن إنزيم تيلوميراز الذي يطيل التيلومير ، وبالتالي تجنب موت الخلايا المبرمج – موت الخلية الناجم عن الآليات داخل الخلايا. من بين خطوط الخلايا الأكثر استخدامًا هي هيلا وجوركات ، وكلاهما من خطوط الخلايا السرطانية الخالدة. نشأت خلايا هيلا من عينة من سرطان عنق الرحم مأخوذة من Henrietta Lacks في عام 1951. كانت هذه الخلايا ولا تزال مستخدمة على نطاق واسع في الأبحاث البيولوجية مثل إنشاء لقاح شلل الأطفال ، أبحاث هرمون الستيرويد الجنسي ،  واستقلاب الخلية. كما تم وصف الخلايا الجذعية الجنينية والخلايا الجرثومية بأنها خالدة. 

يمكن إنشاء خطوط الخلايا الخالدة من الخلايا السرطانية عن طريق تحريض الجينات المسرطنة أو فقدان الجينات الكابتة للورم . إحدى الطرق للحث على الخلود هي من خلال التحريض الفيروسي بوساطة المستضد T الكبير ، الذي يتم إدخاله بشكل شائع من خلال الفيروس القرد 40 (SV-40)

الكائنات الحية :

وفقًا لقاعدة بيانات شيخوخة الحيوانات وطول العمر ، فإن قائمة الحيوانات التي تعاني من شيخوخة لا تذكر (إلى جانب طول العمر التقديري في البرية) تشمل: 

• سلحفاة بلاندينج ( Emydoidea blandingii ) – 77 عامًا
• أولم ( بروتيوس أنجوينوس ) سمندر الكهف 102 سنة
• السلحفاة الصندوقية الشرقية ( تيرابين كارولينا ) – 138 سنة
• قنفذ البحر الأحمر ( Strongylocentrotus franciscanus ) – 200 عام
• سمك الروغي الصخري ( سيباستس أليوتيانوس ) – 205 سنة
• المحيط كواهوج البطلينوس ( Arctica islandica ) – 507 سنة
• قرش جرينلاند ( Somniosus microcephalus ) – 250 إلى 500 عام

في عام 2018 ، نشر العلماء الذين يعملون في شركة Calico ، وهي شركة مملوكة لشركة Alphabet ، ورقة في مجلة eLife تقدم دليلاً محتملاً على أن Heterocephalus glaber (Naked mole rat) لا يواجه خطرًا متزايدًا للوفاة بسبب الشيخوخة. 

أحادية الخلية ( البكتيريا وبعض الخميرة ) :

العديد من الكائنات أحادية الخلية تتقدم في العمر مع مرور الوقت ، تنقسم بشكل أبطأ وتموت في النهاية. كما تقسم البكتيريا والخميرة بشكل غير متماثل . ومع ذلك ، يمكن أن تكون البكتيريا والخميرة التي تقسم بشكل متماثل خالدة من الناحية البيولوجية في ظل ظروف النمو المثالية ، فإن عملية انقسام الخلية يمكن أن تعيد الخلية إلى حالة الشباب. ومع ذلك ، إذا كان الوالد يتبرعم بشكل غير متماثل من ابنته فقط ، تتم إعادة تعيين الابنة إلى حالة الشباب – لا يتم استعادة الوالد وسيستمر في التقدم في السن ويموت. بطريقة مماثلة الخلايا الجذعية والأمشاج يمكن اعتبارها “خالدة”.

العدار ( الهيدرا ) :

الهيدرا هي جنس من فصيلة القراصات . يمكن لجميع الكائنات المجوفة أن تتجدد ، مما يسمح لها بالتعافي من الإصابة والتكاثر اللاجنسي . الهيدرا هي حيوانات بسيطة في المياه العذبة تمتلك تناظرًا شعاعيًا وتحتوي على خلايا ما بعد الانقسام الفتيلي (خلايا لن تنقسم مرة أخرى أبدًا) فقط في الأطراف.  كل خلايا الهيدرا تنقسم باستمرار.  وقد اقترح أن الهيدرا لا تخضع  للشيخوخة، وعلى هذا النحو ، فهي خالدة من الناحية البيولوجية. في دراسة استمرت أربع سنوات ، لم تظهر 3 مجموعات من الهيدرا زيادة في معدل الوفيات مع تقدم العمر. من الممكن أن تعيش هذه الحيوانات لفترة أطول ، مع الأخذ في الاعتبار أنها تصل إلى مرحلة النضج في غضون 5 إلى 10 أيام.  ومع ذلك ، هذا لا يفسر كيف تكون الهيدرا قادرة بالتالي على الحفاظ على أطوال التيلومير .

قنديل البحر :

هو نوع صغير (5 مليمترات (0.20 بوصة)) من قنديل البحر الذي يستخدم التباين لتجديد الخلايا بعد التكاثر الجنسي . يمكن أن تتكرر هذه الدورة إلى أجل غير مسمى ، مما يجعلها خالدة من الناحية البيولوجية. نشأ هذا الكائن الحي في البحر الكاريبي ، لكنه انتشر الآن في جميع أنحاء العالم. 

سرطان البحر ( الكركند ) :

تشير الأبحاث إلى أن الكركند قد لا يبطئ أو يضعف أو يفقد خصوبته مع تقدم العمر ، وأن الكركند الأكبر سنًا قد يكون أكثر خصوبة من الكركند الأصغر. ومع ذلك ، فإن هذا لا يجعلها خالدة بالمعنى التقليدي ، حيث تزداد احتمالية موتها عند سقوط قشرتها كلما تقدمت في السن (كما هو مفصل أدناه).

قد يكون طول عمرها ناتجًا عن إنزيم التيلوميراز ، وهو إنزيم يقوم بإصلاح الأجزاء المتكررة الطويلة من تسلسل الحمض النووي في نهايات الكروموسومات ، والتي يشار إليها باسم التيلوميرات . يتم التعبير عن التيلوميراز بواسطة معظم الفقاريات خلال المراحل الجنينية ولكنه غائب بشكل عام عن مراحل حياة البلوغ. ومع ذلك ، على عكس الفقاريات ، يعبّر الكركند عن الإنزيم تيلوميراز كبالغات من خلال معظم الأنسجة ، والذي يُعتقد أنه مرتبط بطول العمر. خلافًا للاعتقاد الشائع ، الكركند ليس خالدًا. ينمو الكركند عن طريق الانسلاخ الذي يتطلب طاقة كبيرة ، وكلما كبرت القشرة كلما تطلب الأمر المزيد من الطاقة. في النهاية ، سيموت الكركند من الإرهاق أثناء الانسلاخ. من المعروف أيضًا أن الكركند الأكبر سنًا يتوقف عن الانسلاخ ، مما يعني أن القشرة ستتلف في النهاية أو تلتهب أو تنهار وتموت. يبلغ متوسط عمر الكركند الأوروبي 31 عامًا للذكور و 54 عامًا للإناث.

الديدان المفلطحة المستوية:

تمتلك الديدان المفلطحة المستوية أنواعًا من التكاثر الجنسي وغير الجنسي. تشير الدراسات التي أجريت على جنس Schmidtea mediterranea إلى أن هذه المستورقات يبدو أنها تتجدد (أي تلتئم) إلى أجل غير مسمى ، وأن الأفراد اللاجنسيين لديهم “قدرة تجدد [تيلومير] غير محدودة على ما يبدو تغذيها مجموعة من الخلايا الجذعية البالغة عالية التكاثر”. “تظهر كل من الحيوانات اللاجنسية والجنسية انخفاضًا مرتبطًا بالعمر في طول التيلومير ؛ ومع ذلك ، فإن الحيوانات اللاجنسية قادرة على الحفاظ على أطوال التيلومير بشكل جسدي ( أي أثناء التكاثر عن طريق الانشطار أو عندما يحدث التجدد عن طريق البتر ) ، بينما تستعيد الحيوانات الجنسية التيلوميرات بالامتداد أثناء التكاثر الجنسي أو أثناء التطور الجنيني مثل الأنواع الجنسية الأخرى. نشاط التيلوميراز المتماثل الذي لوحظ في كل من الحيوانات اللاجنسية والجنسية ليس كافيًا للحفاظ على طول التيلومير ، في حين أن النشاط المتزايد في تجديد اللاجنسيين كافٍ لتجديد طول التيلومير …

بالنسبة للتكاثر الجنسي عن طريق بلاناريا: “يمكن أن يصل عمر المستورق الفردي إلى 3 سنوات ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى قدرة الأرومات الحديثة على استبدال خلايا الشيخوخة باستمرار”. بينما بالنسبة للتكاثر اللاجنسي ، “تم الحفاظ على الحيوانات الفردية في السلالات النسيليّة لبعض الأنواع المستورقة عن طريق الانشطار لأكثر من 15 عامًا”. 

المراجع :

1. Masoro, E.J. (2006). Austad, S.N. (ed.). Handbook of the Biology of Aging (Sixth ed.). San Diego, CA: Academic Press. ISBN 978-0-12-088387-5.
2. ^ Michael R. Rose; Casandra L. Rauser; Laurence D. Mueller (Nov–Dec 2005). “Late life: a new frontier for physiology”. Physiological and Biochemical Zoology. 78 (6): 869–878. doi:10.1086/498179. PMID 16228927. S2CID 31627493.
3. ^ Shay, J. W. & Wright, W. E. (2000). “Hayflick, his limit, and cellular ageing”. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 1 (1): 72–76. doi:10.1038/35036093. PMID 11413492. S2CID 6821048.
4. ^ Skloot, Rebecca (2010). The Immortal Life of Henrietta Lacks. New York: Crown/Random House. ISBN 978-1-4000-5217-2.
5. ^ Smith, Van (2002-04-17). “The Life, Death, and Life After Death of Henrietta Lacks, Unwitting Heroine of Modern Medical Science”. Baltimore City Paper. Archived from the original on 2004-08-14. Retrieved 2010-03-02.
6. ^ Bulzomi, Pamela. “The Pro-apoptotic Effect of Quercetin in Cancer Cell Lines Requires ERβ-Dependant Signals.” Cellular Physiology (2012): 1891-898. Web.
7. ^ Reitzer, Lawrence J.; Wice, Burton M.; Kennel, David (1978), “Evidence That Glutamine, Not Sugar, Is the Major Energy Source for Cultured HeLa Cells”, The Journal of Biological Chemistry, 254 (April 25): 26X9–2676, PMID 429309
8. ^ University of Cologne (7 March 2018). “On the immortality of stem cells”. ScienceDaily. Retrieved 17 September 2020.
9. ^ Surani, Azim (1 April 2009). “Germ cells: the route to immortality”. University of Cambridge. Retrieved 17 September 2020.
10. ^ Michael R. Rose; Casandra L. Rauser; Laurence D. Mueller (1983). “Expression of the Large T Protein of Polyoma Virus Promotes the Establishment in Culture of “Normal” Rodent Fibroblast Cell Lines”. PNAS. 80 (14): 4354–4358. Bibcode:1983PNAS…80.4354R. doi:10.1073/pnas.80.14.4354. PMC 384036. PMID 6308618.
11. ^ Irfan Maqsood, M.; Matin, M. M.; Bahrami, A. R.; Ghasroldasht, M. M. (2013). “Immortality of cell lines: Challenges and advantages of establishment”. Cell Biology International. 37 (10): 1038–45. doi:10.1002/cbin.10137. PMID 23723166. S2CID 14777249.
12. ^ Species with Negligible Senescence Archived 2015-04-17 at the Wayback Machine. AnAge: The Animal Ageing and Longevity Database
13. ^ “Calico Scientists Publish Paper in eLife Demonstrating that the Naked Mole Rat’s Risk of Death Does Not Increase With Age”. Calico. 25 January 2018. Archived from the original on 27 January 2018. Retrieved 27 January 2018.
14. ^ “Naked mole rats defy the biological law of aging”. Science Magazine – AAAS. 26 January 2018. Archived from the original on 26 January 2018. Retrieved 27 January 2018.
15. ^ Ruby, Graham; Smith, Megan; Buffenstein, Rochelle (25 January 2018). “Naked mole-rat mortality rates defy Gompertzian laws by not increasing with age”. eLife. 7. doi:10.7554/eLife.31157. PMC 5783610. PMID 29364116.
16. ^ Current Biology: Volume 23, Issue 19, 7 October 2013, Pages 1844–1852 “Fission Yeast Does Not Age under Favorable Conditions, but Does So after Stress.” Miguel Coelho1, 4, Aygül Dereli1, Anett Haese1, Sebastian Kühn2, Liliana Malinovska1, Morgan E. DeSantis3, James Shorter3, Simon Alberti1, Thilo Gross2, 5, Iva M. Tolić-Nørrelykke1
17. ^ Bellantuono, Anthony J.; Bridge, Diane; Martínez, Daniel E. (2015-01-30). “Hydra as a tractable, long-lived model system for senescence”. Invertebrate Reproduction & Development. 59 (sup1): 39–44. doi:10.1080/07924259.2014.938196. ISSN 0792-4259
18. Buzgariu, Wanda; Wenger, Yvan; Tcaciuc, Nina; Catunda-Lemos, Ana-Paula; Galliot, Brigitte (2018-01-15). “Impact of cycling cells and cell cycle regulation on Hydra regeneration”. Developmental Biology. 433 (2): 240–253. doi:10.1016/j.ydbio.2017.11.003. ISSN 0012-1606. PMID 29291976.
19. ^ Martínez, Daniel E. (1998). “Mortality patterns suggest lack of senescence in Hydra” (PDF). Experimental Gerontology. 33 (3): 217–225. CiteSeerX 10.1.1.500.9508. doi:10.1016/S0531-5565(97)00113-7. PMID 9615920. S2CID 2009972. Archived (PDF) from the original on 2016-04-26.
20. ^ De Vito; et al. (2006). “Evidence of reverse development in Leptomedusae (Cnidaria, Hydrozoa): the case of Laodicea undulata (Forbes and Goodsir 1851)”. Marine Biology. 149 (2): 339–346. doi:10.1007/s00227-005-0182-3. S2CID 84325535.
21. ^ He; et al. (2015-12-21). “Life Cycle Reversal in Aurelia sp.1 (Cnidaria, Scyphozoa)”. PLOS ONE. 10 (12): e0145314. Bibcode:2015PLoSO..1045314H. doi:10.1371/journal.pone.0145314. PMC 4687044. PMID 26690755.
22. ^ Cong YS (2002). “Human Telomerase and Its Regulation”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 66 (3): 407–425. doi:10.1128/MMBR.66.3.407-425.2002. PMC 120798. PMID 12208997.
23. ^ Wolfram Klapper; Karen Kühne; Kumud K. Singh; Klaus Heidorn; Reza Parwaresch & Guido Krupp (1998). “Longevity of lobsters is linked to ubiquitous telomerase expression”. FEBS Letters. 439 (1–2): 143–146. doi:10.1016/S0014-5793(98)01357-X. PMID 9849895. S2CID 33161779.
24. ^ Jacob Silverman (2007-07-05). “Is there a 400 pound lobster out there?”. howstuffworks. Archived from the original on 2011-07-27.
25. ^ David Foster Wallace (2005). “Consider the Lobster”. Consider the Lobster and Other Essays. Little, Brown & Company. ISBN 978-0-316-15611-0. Archived from the original on October 12, 2010.
26. ^ “Archived copy”. Archived from the original on 2015-02-11. Retrieved 2015-02-10.
27. ^ Koren, Marina. “Don’t Listen to the Buzz: Lobsters Aren’t Actually Immortal”. Archived from the original on 2015-02-12.
28. ^ Thomas C. J. Tan; Ruman Rahman; Farah Jaber-Hijazi; Daniel A. Felix; Chen Chen; Edward J. Louis & Aziz Aboobaker (February 2012). “Telomere maintenance and telomerase activity are differentially regulated in asexual and sexual worms”. PNAS. 109 (9): 4209–4214. Bibcode:2012PNAS..109.4209T. doi:10.1073/pnas.1118885109. PMC 3306686. PMID 22371573. Archived from the original on 2012-03-06.
29. ^ “Schmidtea , model planarian”. www.geochembio.com. Archived from the original on 2010-12-30.
30. ^ Archived at Ghostarchive and the Wayback Machine: “What Bodies Think About: Bioelectric Computation Outside the Nervous System – NeurIPS 2018”. YouTube.

تابعنا على وسائل التواصل الإجتماعي :