جلوگيري از پيري و مقابله با مرگ از انديشه متخصصين رياضي ناممكن است

جاودانگي يكي از آرزوهاي بشر در طول تاريخ بوده است و انسان‌ها هميشه در تلاش بوده‌اند با پير شدن و مرگ، مقابله كنند. شايد كساني كه به آينده‌ي درمان‌ بيماري‌ها مانند درمان‌هاي پوستي، رژيمي، ژن‌‌درماني و مصرف داروهاي مختلف در جهت طولاني كردن عمر انسان‌ها اميدوار بودند، از شنيدن اين خبر نااميد شوند. گروهي از محققان به رهبري جوانا ماسل (Joanna Masel) از دانشگاه آريزونا كه تخصص او در زيست‌شناسي تكاملي است، استدلالي را در اين رابطه انجام داده‌اند. اين استدلال در مورد رفتار سلول‌ها و تعامل آن‌ها با يكديگر است. جوانا ماسل استاد بيولوژي دانشگاه آريزونا در بيانيه‌اي مي‌گويد:

از ديد رياضيات نمي‌توان مانع روند پيري شد و راهي براي متوقف كردن آن وجود ندارد.

پيري و تمام تغييرات زيستي، كم‌وبيش در نتيجه‌ي كاهش و از بين رفتن كارايي سلول‌ها است؛ به عنوان مثال با بالا رفتن سن، ساخت رنگدانه در سلول‌هاي بنيادي موي فرد متوقف مي‌شود كه در نتيجه باعث سفيد شدن موهاي فرد مي‌شود. وظيفه‌ي ملانوسيت‌ها، ساخت رنگ‌دانه‌هاي ملانين در پوست و مو است. محققان در تلاش بودند با استفاده از ژن درماني و تلومرها كه بخش‌هاي تقسيم شونده‌ي كرومواخبار تخصصي هستند، روند پيري سلول‌ها را معكوس كنند.

 تلومر، ساختار انتهايي كرومواخبار تخصصي در يوكاريوت‌ها است كه از تكرار توالي پشت سر هم پديد آمده است. توالي‌هاي تلومري در واقع سرپوش‌هايي در انتهاي هر رشته DNA بوده و وظيفه آن‌ها محافظت از DNA است. سلول‌هاي ما با فرايند همانندسازي قادر به تقسيم سلولي و ايجاد ياخته‌اي مشابه خود خواهند بود. اين فرايند دائما در طول عمر انجام مي‌گيرد. در حين اين فرايند، تلومر‌ها كوتاه و كوتاه‌تر مي‌شوند. علت اين موضوع تك رشته‌اي بودن اين توالي‌ها و عدم توانايي سيستم تقسيم سلولي در همانندسازي آن‌ها است.

ساخت اين رشته‌ها وابسته به آنزيمي موسوم به تلومراز است. اين آنزيم در سال ۱۹۹۸ در ژورنال معتبر Science به دنياي علم معرفي شد. عواملي كه عملكرد اين آنزيم و فعاليت آن‌را تحت تأثير قرار مي‌دهند، موجب كاهش مقدار تلومر‌ها خواهند شد. اين موضوع احتمال آسيب به كد‌‌هاي ژنتيكي DNA را افزايش مي‌دهد؛ دانشمندان نيز در يافته‌هاي خود به تأثير اين پديده در پيري تأكيد فراواني دارند. يافته‌هاي جديد نشان‌ مي‌دهد كه آنزيم درون سلولي كه سبب حفظ طول تلومر مي‌شود، مانع از كوتاه شدن تلومر و همچنين ادامه يافتن تقسيمات سلولي برخي از سلول‌هاي سوماتيكي خواهد شد.

براساس اطلاعات پايگاه داده‌‌هاي بين‌المللي، هنگامي كه طول توالي تلومري كاهش پيدا مي‌كند، مجموعه‌اي از سيگنال‌هاي درون سلولي فعال مي‌شود كه در پي آن چرخه‌ي سلولي متوقف و مرگ طبيعي اتفاق مي‌افتد. سلول‌هاي موجودات چند سلولي هميشه با يكديگر در رقابت هستند و در اين رقابت هميشه يك طرف برنده مي‌شود كه درنهايت بدن ما بازنده‌ي اين رقابت است. هفته‌ي گذشته مقاله‌اي در ژورنال pnas در اين رابطه، منتشر شد. در اين پژوهش، محققان مدل‌هاي رياضي رقابت بين سلولي را ايجاد كردند.

ايده‌ي انتخاب طبيعي نشان مي‌دهد كه با حذف كردن سلول‌هاي كند مي‌توان از روند پيري جلوگيري كرد. با اين حال، از بين بردن اين سلول‌ها زمينه‌ي گسترش سلول‌هاي سرطاني را فراهم مي‌كنند. با از بين بردن سلول‌هاي كند و ضعيف در واقع به سلول‌هاي سرطاني امكان رشد بيشتري داده‌ايم؛ از طرفي ديگر، اگر سلول‌هاي سرطاني را از بين ببريم سلول‌هاي ضعيف رشد مي‌كنند. به همين دليل بايد بين اجازه‌ي رشد به سلول‌هاي ضعيف و اجازه‌ي رشد به سلول‌هاي سرطاني، يكي را انتخاب كنيم. 

كاهش روند پيري در انسان ممكن است؛ اما امكان متوقف كردن آن وجود ندارد. در حقيقت با رفع يك چالش، چالش ديگري به وجود مي‌آيد. دليل اساسي اين پديده افزايش آنتروپي است كه براساس اين قانون، نمي‌توان از افزايش بي‌نظمي جهان جلوگيري كرد.

اين محاسبات رياضي انجام‌شده به اين معني نيست كه نمي‌توان روند پيري را كند كرد، يا از بروز بيماري‌هايي مانند سرطان جلوگيري كرد. براساس آخرين مطالعات انجام شده، پير شدن تا حدودي به ساعت ژني بستگي دارد. مطالعاتي كه روي موجودات مختلف انجام شده، نشان مي‌دهد كه در برخي از اين جانداران روند پيري آهسته يا معكوس است. اما بايد در انديشه متخصصين داشت كه عمر انسان‌ها سقفي دارد و نمي‌توان بيشتر از آن تصور كرد و اين بخشي از ماهيت انسان است.