پیری، امری محتوم یا قابل اجتناب؟

دانشمندان با استفاده از تکنیک‌های علمی توانسته‌اند طول عمر بسیاری از گونه‌های جانوری را افزایش قابل توجهی دهند و مثلاً طول عمر مگس سرکه را دوبرابر نمایند. استفاده از تکنیک‌های علمی پزشکی و بهداشتی باعث افزایش میانگین امید زندگی انسان در دهه‌های اخیر شده است به گونه‌ای که این امید از قرن نوزدهم میلادی تاکنون در کشورهای پیشرفته‌ی صنعتی دو برابر شده و از چهل سال به هشتاد سال رسیده است. انسان این پیشرفت قابل ملاحظه را مرهون رعایت بهداشت عمومی، استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها و واکسن‌ها می‌باشد که باعث کاهش مرگ و میرها به ویژه در دوران طفولیت می‌شوند. همین امر، یعنی کاهش مرگ و میرها، به ویژه در اطفال، است که سن امید به زندگانی را افزایش داده است نه این که کسی که قبلاً از این مرگ و میرها جان سالم به در می‌برد تا حدود هشتاد سال زندگی نمی‌کرد. پس هنوز یک سؤال اساسی باقی می‌ماند و آن این که چگونه می‌توان عمر مطلق یا به عبارتی میانگین عمر نجات یافتگان از مرگ و میرهای اولیه را به نحو نسبتاً قابل توجهی افزایش داد. این امر مسأله‌ی پیری شناسی را در جوامع علمی مطرح نموده است. در این زمینه سرمایه گذاری‌های پژوهشی مختلفی صورت گرفته است تا بلکه راه مناسبی برای مبارزه با پدیده‌ی پیری یافت شود. موضوع پیری از دو جنبه مورد توجه است، یکی جنبه‌ی پزشکی و دیگری جنبه‌ی زیست شناسی.

از نظر پزشکی درواقع علت مرگ اغلب افرادی که سنشان بیش از پنجاه سال است بیماری‌های قلبی-عروقی، سرطان‌ها، و بیماری‌های سوخت و سازی (مانند دیابت) می‌باشد. بر اثر پیشرفت علم پزشکی میزان مرگ و میر، دهه به دهه کاهش محسوس خود را نشان می‌دهد. عملاً تنها با تجزیه و تحلیل شاخص‌های مرگ و میر است که می‌توان به طور جزئی سودمندی این پیشرفت‌های پزشکی را ارزیابی نمود. از این رو برای ارزیابی پیشرفت‌های جدیدتر باید انتظار بیشتری کشید. به همین خاطر لزوم توجه به روش‌های تحلیلی زودبازده‌تر مورد توجه قرار گرفته است. در یکی از این روش‌ها این موضوع درنظر گرفته شده است که از نظر آماری برای افزودن طول عمر از هشتاد سال به صد و بیست سال، لازم است چه میزان از مرگ و میر در سنین مختلف کاسته شود. به عبارت دیگر برای افزودن سی تا هفتاد سال به طول زندگی یک فرد پنجاه ساله، لازم است چقدر از مرگ و میر پنجاه ساله‌ها کاسته شود. این تحلیل همچنین مستلزم این است که برای افزودن پنج سال به طول عمر هشتاد ساله‌ها، یا به عبارتی برای این‌که به طور متوسط هر فردی که متولد می‌شود شانس عمری هشتاد و پنج ساله را داشته باشد، لازم است بتوانیم پنجاه و پنج درصد از میزان مرگ و میر کل جمعیت، با درنظر گرفتن همه‌ی علل مرگ و میرها، بکاهیم. و اگر افزایش طول عمر تا هشتاد و پنج سال را، نه برای هر فردی که متولد می‌شود که تنها برای آنان‌که اکنون بیش از پنجاه سال دارند، محاسبه کنیم لازم است این کاهش میزان مرگ و میر به جای پنجاه و پنج درصد شصت درصد باشد، و این امری دشوار به نظر می‌رسد. برای درک بهتر موضوع، لازم است بدانیم امروزه سرطان‌ها مسئول حدود بیست و دو درصد مرگ و میرها، و بیماری‌های قلبی مسئول حدود بیست و شش درصد مرگ و میرها در یک سال هستند. با این حال اگر فرض کنیم مرگ و میرهای ناشی از این دو بیماری وجود نداشته باشند تنها در حدود هفت سال بر طول عمر زنان و در حدود هشت سال بر طول عمر مردان افزوده می‌شود. و این درحالی است که این فرض تقریباً محال است یعنی عملاً معالجه‌ی صددرصد این دو بیماری درحال حاضر ممکن نیست. حتی کاهش شصت درصدی مرگ و میر برای افزایش پنج سال به طول عمر نیز خارج از توانایی‌های امکانات پزشکی امروز است. هرچند از روش‌های آماری مختلفی در پزشکی استفاده می‌شود، به دلیل نقایص و کاستی‌هایی که هرکدام دارند به اندازه‌ی کافی فابل اعتماد نیستند و باید گفت هر چند پزشکی و همه‌گیری شناسی از عهده‌ی مشاهده و تحلیل رویدادها برمی‌آیند ولی قادر به پیش‌بینی آن‌چه رخ خواهد داد نیستند. به این ترتیب این پرسش هم‌چنان باقی می‌ماند که روند کاهش تدریجی مرگ و میر کنونی تا چه حد پیش خواهد رفت؟ برای پاسخ به این پرسش نیاز به توسل علم زیست شناسی داریم.
پاسخ علم زیست شناسی در رابطه با این پرسش، متکی به علوم سلولی است. حقیقتِ بی چون و چرایی در این علم مبنی بر محدود بودن طول عمر سلول‌ها وجود دارد و این امری کاملاً مشهود از زمانی است که زیست شناسان قادر به کشت دادن سلول‌های انسانی در آزمایشگاه شدند. به عنوان نمونه، فیبروبلاست‌های انسان، که همان سلول‌های لایه‌ی پوست هستند، در شرایط کشت آزمایشگاهی تنها قادر به پنجاه بار تقسیم سلولی هستند و پس از آن می‌میرند و با توقف تقسیم سلولی امکان ادامه‌ی طولانی حیات از سلول گرفته می‌شود. این امر البته تنها مربوط به سلول‌های تقسیم شونده‌ی بدن است. هر سلول این گروه قادر است تنها بین پنجاه تا هفتاد بار تکثیر شود. پس به نظر می‌رسد تردیدی وجود ندارد که از نظر زیست شناسی همین محدود بودن تعداد دفعات تقسیم سلولیِ این نوع سلول‌ها کلیدی است برای گشودن راز پیری و احتمالاً افزایش عمر. گروهی از سلول‌ها، مثل سلول‌های عصبی و ماهیچه‌ای هم وجود دارند که در تمام عمر یا در مدتی طولانی بدون این که تقسیم شوند زنده می‌مانند. حتی این سلول‌ها نیز در شرایط معینی دچار تقسیم می‌شوند، مثلاً دانشمندان موفق شدند سلول‌های عصبی انسان را در محیط کشت، وادار به تکثیر از طریق تقسیم سلولی نمایند. در مجموع، پرسشی که مطرح می‌شود این است که چه علامتی دستور تقسیم سلولی را می‌دهد؟ آیا این علامت تحت تأثیر یک ساعت بیولوژیک درون یا برون یاخته‌ای که قادر به محاسبه‌ی باقی مانده‌ی عمر سلول است می‌باشد؟ چرا پاره‌ای از سلول‌ها سریع‌تر و پاره‌ای کندتر تقسیم می‌شوند؟ چرا مثلاً سلول کبد پانصد روز عمر می‌کند در حالی که سلول بافت پوششی روده بیش از چند روز زنده نیست؟ سازماندهی چرخه‌ی حیات سلول وعوامل مختل کننده‌ی نظم آن کدام است؟ به عنوان نمونه، پیری مغز را درنظر بگیرید. هنگامی که سن از پنجاه سال گذشت به تدریج وزن مغز کاهش می‌یابد. میزان این کاهش وزن تقریباً دو دهم درصد در سال است. از لحاظ آماری به نظر می‌رسد طول عمر متوسط، متناسب با وزن متوسط مغز باشد. می‌خواهیم ببینیم از چه چیزی در مغز کاسته می‌شود که باعث کاهش وزن آن می‌شود. در روند پیری، روزانه هزاران سلول‌ عصبی، آکسون‌های آنها و سلول‌های نگاهدارنده بدون به جا گذاشتن رد و نشانه‌ای از بین می‌روند. در این روند، بسیاری از قسمت‌های قشر مغز، محل‌های عبور مسیرهای حافظه و هسته‌های خاکستری هم در امان نیستند. به همین خاطر از نخستین علائم پیری مغز، از دست رفتن سلول‌های تجدیدناپذیر است. کنش معادل این مرگ سلولی در نزد سلول‌های تقسیم شونده‌ی اعضای دیگر، توقف عمل تقسیم سلولی است که مانع تجدید سلول‌ها می‌شود.
برای توجیه پدیده‌ی پیری دو فرضیه‌ی زیست شناختی وجود دارد. یک فرضیه می‌گوید که پیری امری حادث است، به این معنا که بر اثر اتفاقاتی که می‌افتد پدیده‌ی پیری رخ می‌دهد. بنا بر این نظریه ما تنها قادریم به طور آماری این پدیده‌های موجد پیری را ارزیابی کنیم. فرضیه‌ی دیگر قائل به این است که ساز و کار یا مکانیسمی طبیعی برای پیری وجود دارد. نخست فرضیه‌ی اول را بررسی می‌کنیم. بنا بر این فرضیه، در ایجاد پیری، عواملِ خارجی دخیل و سهیم می‌باشند. اتکای اصلی این نظریه بر جهش است. به این معنا که در طول زندگیمان، انبوه انواع تابش‌های محیطی، مثل پرتوهای کیهانی، و پارامترهای جهش‌زای دیگر، سلول‌های ما را تحت تأثیر قرار می‌دهند و باعث جهش‌های دی ان اِی کروموزوم سلول‌ها می‌شوند و این امر، پیری را به بار می‌آورد. اما این استدلال چندان دقیق نیست زیرا می‌دانیم که سرطان‌های شناخته شده‌ای وجود دارند که گرچه ناشی از جذب مواد سمی و سرطان‌زا در بدنند ولی هیچ نوع پیری تسریع شده‌ای ناشی از آنها گزارش نشده است. به علاوه مثلاً در قرن هفدهم میلادی که مقدار مواد سمی و سرطان‌زا در محیط زیست بسیار کمتر از امروز بود طول عمر متوسط انسان تنها در حدود چهل سال بود. به علاوه این نظریه، سازوکاری سلولی را برای ردیابی جهش‌های این‌چنینی یا آسیب‌دیدگی‌های دی ان اِی ارائه نداده است. مسأله‌ی دیگر این که همه‌ی پرتوها زیان‌بار نیستند. مثلاً دانشمندان توانسته‌اند با تاباندن پرتوهای فرابنفش بر گونه‌ای از تک سلولی‌ها، مکانیسم ترمیمی دی ان اِی در آنها را تحریک کرده و عمر آنها را حدوداً سه برابر نمایند. به هر حال هنوز شواهد قانع کننده‌ای مبنی بر مختل شدن مکانیسم کروموزومی در افراد کلانسال به دست نیامده است. تنها تخریب‌های دی ان اِی مشاهده شده در افراد مسن مربوط به ابتلا به سرطان آنها بوده است نه پیری آنها. مثلاً ژن‌های جهش یافته‌ی تومورزا و ضد تومورزایی در بیماران مبتلا به سرطان روده ردیابی شده‌اند. به هر حال این روی‌دادها تنها در قالب بیماری‌ها قابل مشاهده‌اند و هنوز چیزی به عنوان ژن پیری یا ژن تغییر یافته‌ای که عامل پیری است یافت نشده است. دسته‌ی دیگری از طرفدارانِ اتفاقی بودن پیری، به نظریه‌ی خطاها اعتقاد دارند. بر اساس این نظریه، از ابتدای عمر انسان به صورت گهگدار خطاهایی اتفاقی در توالی‌های اسیدهای آمینه‌ی سازنده‌ی پروتوئین‌ها به وجود می‌آید که با گذشت عمر این خطاها انباشته و در نتیجه حجم پروتوئین‌های ناهنجار زیاد می‌شود. خطای پروتئینی، بازخوانی اطلاعات دی ان اِی یا آر ان اِی را مختل می‌کند و این اختلال و انباشتگی این خطاها در پیری افزایش می‌یابد بدون این که جهشی در دی ان اِی یا آر ان اِی به وجود آمده باشد. وجود این پروتئین‌های ناهنجار در ترکیب بافت ژنتیکی، مسئول ایجاد مولکول‌های دی ان اِی و آر ان اِی ناهنجار خواهند بود که از روی آنها پروتئین‌های ناهنجار بیشتری رونویسی و ظاهر می‌شوند. این نظریه مانند نظریه‌ی قبل فاقد داده‌های تجربی کافی و بنابر این غیر قابل اعتماد است.
از حدود سی سال قبل، نظریه‌ی دخالت بنیان‌های آزاد که از جانب گروه دیگری از طرفداران حادث بودن پیری عنوان گردید مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. این نظریه هم درواقع بیان دیگری از دو نظریه‌ی قبلی، یعنی نظریه‌ی جهش‌های سلولی و نظریه‌ی خطاها، می‌باشد. بر اساس این نظریه، بنیان‌های آزادِ یون‌های پراکسید یا سوپراکسید مسئول پیری هستند. این بنیان‌های آزاد از فرط کوچکی به زحمت قادر به تشکیل مولکول می‌باشند. بنیان‌های آزاد به شدت واکنش‌گر و سمی و دارای طول عمر کمی هستند زیرا با مواد سازنده‌ی غشای سلول‌ها و نوکلئو اسیدهای کروموزوم‌ها (که تخریبشان ترمیم‌ناپذیر است) ترکیب می‌شوند و به سرعت از بین می‌روند. یون سوپراکسید همان یون اکسیژن است که دارای الکترونی اضافه است. این الکترونِ اضافه این امکان را برای یون سوپراکسید فراهم می‌آورد که پیوندهای مستحکمی با مواد متشکله‌ی سلول برقرار نماید. از محصول این پیوندها موادی است بسیار فعال در شکستن پیوندهای بین بنیان‌های نوکلئوتیدی دی ان اِی. برخی از این مواد درواقع آنزیم‌هایی هستند که یون‌های پراکسید را وارد غشای سلول می‌کنند. درنتیجه‌ی این ورود، غشای سلول مقداری از انعطاف و روانی خود را از دست می‌دهد و درنتیجه تبادل‌های درون سلول با محیط خارج به ویژه ارتباط‌های هورمونی، عصبی و شیمیایی به درستی انجام نمی‌گیرد، و این همان پیری است. در واقع به طور آزمایشگاهی (با کشت سلول‌های جوان) مشاهده شده است که این سلول‌ها در آغازِ تقسیم سلولی، آنزیم‌هایی تولید می‌کنند که از سلول در برابر بنیان‌های آزاد دفاع می‌نماید. با سیر به سوی پیری، این آنزیم‌ها به اندازه‌ی کافی تولید نمی‌شوند و سلول به تدریج در برابر بنیان‌های آزاد بی‌دفاع‌تر می‌ماند و پیری شدت می‌گیرد. شواهدی بالینی برای این نظریه ذکر می‌شود. مثلاً می‌دانیم برخی از اعضای افراد مبتلا به تریزومی 21 به نحو زودهنگامی دچار پیری می‌شوند (و مغز مبتلایان به این بیماری پیش از موعد، مبتلا به بیماری آلزایمر می‌شود). این وضعیت نمونه‌ای تجربی از پیری زودهنگام عنوان شده است. میزان آنزیم سلولی مدافع در برابر بنیان‌ها، در این افراد یک و نیم برابر میزان طبیعی مربوط به افراد سالم است. این امر نشان می‌دهد که سلول‌هایی که زودهنگام پیر شده‌اند قبل از این که سرانجام شکست بخورند به مبارزه با مقداری زیاد از بنیان‌های آزاد پرداخته‌اند. هم‌چنین دانشمندان به مقایسه‌ی طول عمر گونه‌های مختلف حیوانات با غلظت آنزیم‌های ضد بنیان‌های آزاد در خون آنها پرداختند. مشاهده گردید این غلظت در پستاندارانی با طول عمر زیاد مثل گوریل، شمپانزه (که پنجاه سال زندگی می‌کند)، یا میمون رزوس در مقایسه با موش صحرایی که دارای متوسط عمری سه ساله است بسیار بیشتر است. علاوه بر این در گونه‌های با طول عمر زیاد، مقدار اسید اوریک نیز به نسبت زیاد است و می‌دانیم که اسید اوریک، خود نابود کننده‌ی بنیان‌های آزاد است. (ویتامین E نیز با بنیان‌های آزاد مبارزه می‌کند و لذا مصرف آن احتمالاً در جلوگیری از پیری زودرس مفید است.) با این همه این نظریه نمی‌تواند بیان کند که چرا یک سلول نمی‌تواند بیش از پنجاه بار تقسیم شود. به این ترتیب به نظر می‌رسد نظریه‌ی حادث بودن پیری نظریه‌ای کامل نیست.

پس می‌توانیم نتیجه بگیریم که احتمالاً بنا بر فرضیه‌ی دوم در توجیه پیری، پیریِ سلول امری برنامه ریزی شده از همان بدو پیدایش یا تولید سلول می‌باشد. در مورد این فرضیه نیز چند نظریه وجود دارد. یکی از آنها ناظر بر وجود ساعت درونی بدن است. قاعدتاً حساب هر لحظه از مراحل چرخه‌ی تولید مثل هر سلول باید توسط این ساعت نگاه داشته شود. ممکن است یکی از دو غده‌ی هیپوفیز و تیموس در حال ایفای نقش ساعت درونی بدن باشند. تیموس دارای نقشی بارز در مکانیسم ایمنی بدن است و می‌دانیم بسیاری از عوارض پیری، ناشی از تغییرات حادث در مکانیسم ایمنی بدن است، مثلاً بدن به تولید پادتن‌هایی می‌پردازد که به تدریج به تخریب سلول‌های اعضا می‌پردازند. تیموس در برابر پادکن‌های دشمن به تجهیز گلبول‌های سفید می‌پردازد. این غده در طول زندگی فرد چندان نمی‌پاید و زود از بین می‌رود. با نبود آن احتمال بروز اختلال در دستگاه ایمنی بدن پدیدار می‌گردد. البته بیماری‌های مربوط به ایمنی چیزی سوای پیری می‌باشند ولی به هر حال بشر عملاً بیشتر عمر خود را، که از ابتدای عمر شروع نمی‌شود، بدون تیموس سپری می‌نماید. از این نظر ممکن است تیموس حاوی همان ساعت درونی باشد که با از بین رفتنش بی‌نظمی‌هایی بروز می‌کنند. از جانب دیگر، هیپوفیز هم که غده‌ای در مغز و در ارتباط با هیپوتالاموس می‌باشد به تنظیم کارکرد غده‌های درون ریز می‌پردازد و به آنها دستور ترشح هورمون‌های گوناگون، در ارتباط با مواردی مثل تحریک جنسی، رشد، و تنظیم سوخت و ساز، را می‌دهد. احتمالاً همین سیلان ترشحات هورمونی باعث پیری است. ممکن است اگر ساعت بدن در هیپوفیز تعبیه شده باشد در زمانی که برای پیری و مرگ در آن مقرر شده است دستورهای لازمی برای دگرگون کردن ترشحات عامل رشد صادر کند و به این ترتیب بر تقسیم سلولی تأثیر بگذارد. در واقع چون این غده خود تحت فرمان غده‌ی مغزی هیپوتالاموس است باید گفت این ساعت در اصل در هیپوتالاموس تعبیه شده است. به هر حال این‌ها بیشتر جنبه‌ی نظری دارد و کمتر دارای عوامل پشتیبانی کننده‌ی تجربی می‌باشد.
نظریه‌ی دیگری از این فرضیه‌ی دوم، مبتنی بر ایده‌ی وجود ژن‌های طول عمر است. این نظریه، فرضِ وجود ژن‌های طول عمر را قبول می‌کند هرچند همه‌ی این ژن‌ها شناخته شده نیستند. البته منظور، وجود ژن خاصی نیست که مستقیماً طول عمر را تعیین می‌کند بلکه منظور این است که ژن‌هایی وجود دارند که سرعت سوخت و ساز بدن را تعیین می‌کنند. اگر وجود این نوع ژن‌ها به طور نهایی ثابت شود پژوهشگران می‌توانند از راه مهندسی ژنتیک سرعت سوخت و ساز اندام‌های مختلف بدن را به دلخواه تنظیم کنند و از انبوهش ضایعات سلولی که موجب پیری بدن می‌شوند جلوگیری نمایند. لازم به توضیح است که با آزمایش‌های گوناگون معلوم شده است که برای هر گونه‌ی حیوانیِ مشخص، یک برنامه‌ی سوخت و ساز پایه وجود دارد که اگر از آن در مورد گونه رعایت شود سلول‌های آن فرسوده و پیر نخواهند شد یا دیر این‌گونه می‌شوند. مثلاً با استفاده از برنامه‌ی غذایی کم کالری اما مغذی و دارای املاح معدنی و ویتامین‌ها، موش خانگی نوزده ماه و موش صحرایی دو سال بیشتر عمر می‌کنند. در مورد میمون‌ها و بالتبع انسان نیز چنین سوخت و ساز پایه‌ای وجود دارد که رعایت آن باعث عقب انداختن پیری می‌شود. اگر این سوخت و سازهای پایه دارای ژن‌‌های فرمان دهنده‌ی مخصوص خود باشند باید نتیجه بگیریم که جهش‌های ایجاد شده در این ژن‌هاست که در این برنامه‌ی سوخت و ساز پایه اختلال ایجاد می‌کند و بنابراین با دستکاری مناسب آنها می‌توان به همان برنامه‌ی سوخت و ساز پایه نزدیک شد و عمر را افزایش داد. بنابراین برای بررسی این نوع ژن‌ها و رسیدن به این هدف باید عملاً این ژن‌ها را بیابیم و جداسازی کنیم و سپس به تکثیرشان بپردازیم. تلاش سختی برای دستیابی به این نوع ژن‌های پیری انجام شده و درحال انجام است. شواهدی به دست آمده است که این ژن‌های طول عمر واقعاً وجود دارند. مثلاً پژوهشگران باگزینش‌های مناسب ژنتیکی، از راه جفت‌گیری نژادهای برتر، روی مگس سرکه و موش و برخی از گونه‌های دیگر جانوری توانسته‌اند طول عمر آنها را چند برابر کنند.
نظریه‌های جانبی دیگری در مورد عامل پیری وجود دارد و آزمایش‌های متعددی در این زمینه صورت می‌گیرد. گرچه هرکدام موجب پیشرفت‌هایی در تئوری پیری شده‌اند اما هیچ‌کدام قطعی نیستند و پیری و نهایتاً مرگ هم‌چنان بزرگترین راز زندگی باقی مانده است.