प्रोग्राम्ड उम्र बढ़ना: स्टेम सेल नवीनीकरण में कमी, इम्युनोसेनेसेंस, और अल्ज़ाइमर रोग

विशिष्ट अधिकतम जीवनकाल विभिन्न पशु प्रजातियों में कुछ घंटों से लेकर सैकड़ों वर्षों तक बेहद भिन्न होता है। यह तर्क करता है कि अधिकतम जीवनकाल, और उम्र बढ़ने की प्रक्रिया जो खुद जीवनकाल को निर्धारित करती है, बड़े पैमाने पर आनुवांशिक रूप से निर्धारित होती है। हालांकि विवादास्पद, यह ठोस सबूत द्वारा समर्थित है कि सेमलपारस प्रजातियाँ प्रजनन और पर्यावरणीय संकेतों के जवाब में विकासात्मक रूप से प्रोग्राम्ड उम्र बढ़ने को प्रदर्शित करती हैं। पैरबायोसिस प्रयोग बताते हैं कि उम्र बढ़ना प्रणालीगत रूप से परिसंचरण के माध्यम से संगठित होता है, जो एक जीवनकाल के भीतर हार्मोन के स्तर में प्रोग्राम्ड परिवर्तनों के साथ होता है। इसका तात्पर्य है कि, circadian और circannual घड़ियों की तरह, एक 'आयु की मास्टर घड़ी' (circavital clock) है जो स्तनधारी मस्तिष्क के लिंबिक क्षेत्र में स्थित है, जो जीवनकाल के साथ ग्रोथ फैक्टर और हार्मोन स्राव में प्रणालीगत परिवर्तनों को समायोजित करती है, साथ ही जीन अभिव्यक्ति में प्रणालीगत परिवर्तन जो जीनोमिक मेथिलेशन विश्लेषण द्वारा प्रकट होते हैं। चूहों में तेज उम्र बढ़ने के अध्ययन, साथ ही मानव दीर्घकालिक जीन, विकासात्मक रूप से संरक्षित फाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर (FGFs) और उनके रिसेप्टर्स, जिसमें KLOTHO शामिल हैं, और इंसुलिन जैसे ग्रोथ फैक्टर (IGFs) और स्टेरॉयड हार्मोन, को उम्र बढ़ने के प्रणालीगत प्रभावों को मध्यस्थता करने वाले मुख्य कारकों के रूप में मिलाते हैं। इन और कई अन्य कारकों में उम्र से संबंधित परिवर्तन के कारण स्टेम सेल के पुनःपूर्ति में विफलता के माध्यम से ऊतक रखरखाव में प्रगतिशील कमी होने की संभावना है। यह सबसे गंभीर रूप से प्रतिरक्षा प्रणाली को प्रभावित करता है, जिसे अस्थि मज्जा स्टेम सेल से निरंतर नवीनीकरण की आवश्यकता होती है। उम्र से संबंधित प्रतिरक्षा गिरावट संक्रमण के जोखिम को बढ़ाता है जबकि जीवनकाल को कीटाणु रहित जानवरों में बढ़ाया जा सकता है। यह और अन्य सबूत सुझाव देते हैं कि संक्रमण उच्च जीवों में मृत्यु का प्रमुख कारण है। प्रतिरक्षा गिरावट उम्र से संबंधित रोगों से भी जुड़ी हुई है। अल्ज़ाइमर रोग (AD) के उदाहरण के रूप में, हम इस सबूत का आकलन करते हैं कि AD का कारण इम्युनोसेनेसेंस और संक्रमण है। AD मस्तिष्क का प्रतीकात्मक प्रोटीन, Aβ, अब एक एंटीमाइक्रोबियल पेप्टाइड के रूप में जाना जाता है, और AD मस्तिष्क में Aβ जमा होना संक्रमण के जवाब में हो सकता है न कि रोग का कारण। चूंकि कुछ संज्ञानात्मक रूप से सामान्य वृद्ध व्यक्तियों में व्यापक न्यूरोपैथोलॉजी होती है, हम तर्क करते हैं कि पैथोलॉजी का स्थान महत्वपूर्ण है - विशेष रूप से, लिंबिक मस्तिष्क में घाव इम्युनोसेनेसेंस को बढ़ा सकते हैं, और इस प्रकार वे तेज प्रतिरक्षा गिरावट और सूक्ष्मजीव विस्तार के एक दुष्चक्र की नींव रख सकते हैं जो AD में culminates होता है। यह सामान्य मॉडल अन्य उम्र संबंधित रोगों पर भी लागू हो सकता है, और हम एक सामान्य रूपरेखा का प्रस्ताव करते हैं जिसमें घटती स्टेम सेल प्रोलिफरेशन प्रोग्राम्ड इम्युनोसेनेसेंस और मृत्यु की ओर ले जाती है।