Біологи запропонували нове пояснення того, чому самиці багатьох видів живуть довше за самців, хоча витрачають більше ресурсів на розмноження. За гіпотезою репродуктивної стійкості, якщо виживання нащадків залежить від материнського догляду, а також якщо самиця здатна приносити потомство більше одного разу за життя, природний добір сприяє не лише репродуктивним можливостям, а і появі механізмів відновлення та захисту всього організму. Це може пояснити, чому у людей ранні вагітності підвищують ризик хвороб у майбутньому, а після менопаузи ризик багатьох вікових захворювань стрибкоподібно зростає. Огляд опублікували в журналі Cell.
Більшу тривалість життя самиць пояснили необхідністю турботи про потомство. GIPHY
Чому довголіття та розмноження вважали несумісними?
Класичні еволюційні теорії розглядають розмноження та довголіття як протилежні тенденції, між якими виникає еволюційний компроміс. Вважається, що витрати енергії на пошук партнера, вагітність або утворення великої кількості нащадків лишають менше можливостей для відновлення ушкоджень та підтримки роботи тканин. Цей принцип добре описує, наприклад, тихоокеанських лососів, які витрачають майже всі резерви на єдиний нерест, або самців деяких павуків і сумчастих, що помирають невдовзі після парування.
Однак він не пояснює, чому у багатьох ссавців саме самиці, які переживають вагітність, вигодовування молоком та догляд за дитинчатами, живуть довше за самців. Ще очевиднішим винятком є матки суспільних комах, таких як бджоли або мурахи: вони відкладають величезну кількість яєць, але водночас живуть у десятки разів довше за самців та робочих особин. Щоб узгодити ці спостереження, дослідники з Інституту Бака з вивчення старіння та Університету Алабами в Бірмінгемі запропонували гіпотезу репродуктивної стійкості, яка пояснює, коли розмноження шкодить довголіттю, а коли, навпаки, сприяє йому.
Як нова гіпотеза пояснює довголіття самок?
Основна ідея нової гіпотези полягає у тому, що природний добір сприяє збільшенню тривалості життя організмів доти, доки їхнє подальше виживання підвищує репродуктивний успіх. Якщо тварині достатньо один раз спаруватися або відкласти ікру, а подальше її виживання не впливає на її нащадків, природний добір не сприятиме збільшенню тривалості її життя. Але коли виживання батьків необхідне для повторного розмноження, вигодовування, захисту чи навчання потомства, добір сприятиме збільшенню тривалості життя та появі витривалішого тіла.
Одним з аргументів на користь гіпотези є зв’язок між батьківською турботою та тривалістю життя у приматів. У шимпанзе й орангутангів самці мало доглядають за дитинчатами та живуть менше за самиць, натомість у видів, де самці активно носять та захищають малят, як от у мавп тіті, тривалість життя самців може бути такою ж, як у самиць, або навіть більшою. За такою ж логікою можна пояснити, чому матки суспільних комах живуть набагато довше за робочих особин та самців — існування всієї колонії залежить від того, наскільки довго матка здатна відкладати яйця. Тому природний добір у них сприяв не лише здатності утворювати потомство, а і забезпечив появу у маток посиленого антиоксидантного захисту та контролю якості білків, що може сприяти збереженню довголіття.
Як гіпотеза репродуктивної стійкості стосується людей?
У людей жінки загалом живуть довше, ніж чоловіки, однак разом із тим частка років, прожитих із хронічними захворюваннями, у жінок зазвичай більша, ніж у чоловіків. Цей парадокс можна пояснити тим, що упродовж репродуктивного віку жінки менш схильні до деяких розладів обміну речовин та серцево-судинних захворювань, водночас після менопаузи різко зростає ризик остеопорозу, метаболічних розладів і нейродегенеративних хвороб. Аналіз понад 300 мільйонів лабораторних тестів більш як мільйона жінок указав на те, що у період менопаузи зміни гормональних показників, стану кісткової тканини, жирового обміну, роботи нирок, м’язів та імунної системи відбуваються стрибкоподібно. У чоловіків таких синхронних вікових змін не спостерігали. Тому науковці вважають, що менопаузу слід розглядати не лише як втрату здатності до утворення потомства, а як послаблення еволюційного зв'язку між функціями яєчників та інших систем організму, адже природний добір вже не впливає на їх збереження після настання менопаузи.
Ба більше, траєкторія старіння жінок є нерівномірною і може змінюватися впродовж життя під впливом процесів, пов'язаних з розмноженням. Дослідження вказують, що більш ранній початок менструацій пов’язують із вищим ризиком серцево-судинних і метаболічних хвороб у старшому віці. Водночас більш пізнє настання менструацій пов’язують з нижчим ризиком вікових захворювань, деяких видів раку та серцево-судинних хвороб. Подібним чином, молодший вік під час перших пологів пов’язують з підвищеним ризиком низки хвороб, тоді як старший вік народження дитини — зі зменшенням епігенетичних ознак старіння та меншою імовірністю розвитку деяких хвороб серця.
Відповідно до запропонованої гіпотези, такі закономірності можна пояснити тим, що більш ранні інвестиції організму у розмноження відбуваються коштом економії ресурсів на відновлення. Натомість більш тривале грудне вигодовування асоціюється зі зниженням ризику діабету другого типу, гіпертонії, деяких видів раку та, схоже, нейродегенеративних хвороб, причому навіть після настання менопаузи. Це вказує на те, що догляд за потомством докорінно і надовго змінює функціонування організму матері.
Як нова гіпотеза може змінити вивчення старіння?
Автори зазначають, що їхня гіпотеза не пояснює всі відмінності у старінні чоловіків та жінок, адже на тривалість життя також впливають гени, особливості імунної системи, екологічні умови та незалежне старіння окремих тканин, тому вона має доповнити, а не замінити попередні теорії. Водночас дослідники наголошують на необхідності змінити підхід до досліджень старіння і не просто порівнювати чоловіків та жінок, а враховувати вік, у якому настала перша менструація, вагітність, кількість пологів, тривалість грудного вигодовування, вік настання менопаузи та стан яєчників. Оскільки народження дітей може надовго перебудовувати імунну та нервову системи разом з обміном речовин, вивчення цих змін може допомогти знайти механізми, що подовжують період здорового життя не лише жінок, а й чоловіків.
Від чого залежить швидкість старіння
🤱 І бездітність, і багатодітність виявилися пов'язаними з пришвидшеним старінням жінок.
🧬 Більшу поширеність хвороби Паркінсона в чоловіків пояснили генетичними відмінностями в допоміжних клітинах мозку.
🥗 Зменшення частки білків у раціоні виявилося корисним для сповільнення процесів старіння клітин, покращення функцій мітохондрій та метаболізму.
😱 Темпи старіння жіночих статевих органів та навіть окремих їх тканин виявилися неоднаковими — найбільш вразливими до вікових змін виявилися м’язи матки та епітелій вагіни.
🧑🎨 Творчі активності, такі як танці, музика, живопис або навіть відеоігри, виявилися здатними сповільнювати старіння мозку та покращувати його роботу.