Þróunarfræðileg tilgáta um tíðarhvörf

Þróunarfræðin leggur okkur í hendur mjög öflug tól til að rannsaka eiginleika lífvera. Til að mynda má nota hana til að spyrja til hvers ákveðnir eiginleikar eru, eða hvers vegna breytileiki er mismikill í ólíkum eiginleikum.

Tíðahvörf eru dæmi um slíkan eiginleika. Þau eru reyndar töluvert breytileg kvenna á millum, hafa áhrif á konur á miðjum aldri, en misjafnlega snemma og einkennin eru fjölbreytt.

Þróunarfræðin spyr t.a.m. um tilurð tíðahvarfa, til eru amk 10 ólíkar tilgátur um þróun tíðahvarfa. Ein tilgáta væri til dæmis að tíðahvörf væru þróunarleg aðlögun til að koma í veg fyrir að konur eignis börn of seint á ævinni - því að mannabörn þurfa langa umönnun og uppeldi.

Nýlegri rannsókn hóps frá McMaster háskóla sem birtist í PLoS Computational biology prófaði tilgátu um tíðahvörf sem aukaafurð makavals. Hópurinn setti upp líkan, þar sem karlar í kynæxlandi stofni velja frekar ungar konur. Þróun í þessu kerfi leiðir til þess að upp safnast skaðlegar stökkbreytingar, sem leiða til skemmda á tíðarhring með aldri. Með öðrum orðum, aukaafurð vals karlanna á yngri mökum, er hrörnun kerfa sem nauðsynleg eru fyrir frjósemi alla ævi kvennana.

Eins og lýst er í fréttum BBC þá eru vísindamenn ekki á einu máli um niðurstöðuna. Hinar tilgáturnar níu um tilurð tíðarhvarfa, eru líka byggðar á athyglisverðum gögnum.

Þróunarlæknisfræðin bendir á að við þurfum að horfa t.d. á viðbrögð við sýkingu bæði sem bein áhrif sýkils, og svörun líkamans við sýkingunni. Hiti og hósti eru t.d. varnarviðbrögð, sem fá okkur til að hægja á og hreyfa slím upp úr öndurnarfærunum.

Í því samhengi má velta fyrir sér, hvað tíðarhvörf eru? Eru þau hrun á kerfum sem stýra þroskun kynfruma og undirbúa legið, eða eru þau eiginlegt þroskaskref, t.d. eins og kynþroskinn sjálfur?

Þróunarlegur samanburður er kjarninn í lifvísindum samtímans. Í þessu tilfelli hafa lífeðlisfræðingar skoðað aðra mannapa og séð einkenni áþekk tíðahvörfum í tegundum sem hafa reglulegar blæðingar (nánari útlistun á skilgreiningunni á tíðarhvörfum má sjá í grein Walker  og Herndon.

Ítarefni:

Margaret L. Walker og James G. Herndon Menopause in Nonhuman Primates? Biol Reprod. 2008 September; 79(3): 398–406. doi:  10.1095/biolreprod.108.068536

 

Morton RA, Stone JR, Singh RS (2013) Mate Choice and the Origin of Menopause. PLoS Comput Biol 9(6): e1003092. doi:10.1371/journal.pcbi.1003092

Tíðahvörf körlum að kenna

Helmingunartími minninga og dauði taugafruma

Það hefur verið viðtekin þekking að taugafrumur miðtaugakerfisins endurnýjast ekki. Miðtaugakerfið er heilinn og mænan, (stundum eru augun talin með) en úttaugakerfið telur aðrar taugar, t.d. þann aragrúa sem tengist í magann*. Taugar úttaugakerfisins geta endurnýjast, skipt sér og myndað nýjar taugar. Grannfrumur miðtaugakerfisins (glial cells: einnig kallaðar taugatróðsfrumu) geta hins vegar endurnýjað sig, og gögn sýna einnig að þær taka þátt í að hindra vöxt taugafruma.

Nokkrar rannsóknir, á tilraunadýrum og á taugavef í heilum fólks, hafa sýnt að taugar heilans geta endurnýjast. Nýleg rannsókn sænskra vísindamanna og samstarfsmanna þeirra sýnir fram á endurnýjun taugafruma í drekasvæði heilans (hippocampus). Nálgunin sem Spalding og félagar beittu var ansi glúrinn. Þeir nýttu sér mengun frá kjarnorkutilraunum sem gerðar voru á yfirborði jarðar milli 1945 og 1963.

Geislavirkar kolefnis samsætur innlimast í erfðaefni fruma þegar það myndast. Erfðaefni hverrar frumu er óbreytt frá "fæðingu" hennar, og því er hægt að mæla aldur fruma með því að skoða hversu mikið af geislavirku kolefni er í erfðaefninu. Með því að bera saman hlutfall geislavirks kolefnis á mismunandi svæðum heilans  í heilum 19-92 ára látinna einstaklinga, kom í ljós að hluti drekasvæðisins endurnýjast. Samt sem áður stækkar svæðið ekki, heldur virðist vera umsetning á taugum. Samanburður sýnir einnig að drekasvæði skreppur saman í mannfólki, þrátt fyrir þessa endurnýjun. Í músum eykst rúmmál drekans með aldri, og vitað er að nýjar frumur eru þeim nauðsynlegar til að mynda nýjar minningar.

Vitanlega er ómögulegt að spá í mögulegar ástæður þessarar endurnýjunar hjá manninum, eða mismunandi endurnýjunar tauga manna og músa. E.t.v. er munur á helmingunartíma minninga manna og músa (það væri reyndar gaman að vita hverskonar minningar músaheilinn geymir).

Þessi endurnýjun í heilanum er alls ekki næg til að bæta upp fyrir skemmdir af völdum drykkju.

Viðbót:

Geislavarnir ríkisins fjölluðu einnig um rannsóknina, og útskýra betur geislavirku kolefnin

http://www.gr.is/2013/06/11/tilraunir-med-kjarnorkuvopn-gagnast-vid-rannsoknir-a-heilafrumum/

Ítarefni:

Spalding o.fl. Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans Cell 2013 http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.05.002

Douglas Heaven Nuclear bomb tests reveal brain regeneration in humans New Scientist 7 júní 2013

Þuríður Þorbjarnardóttir. „Hvernig starfar boðskiptakerfi líkamans?“. Vísindavefurinn 14.10.2003. http://visindavefur.is/?id=3796. (Skoðað 10.6.2013).

*Michael Mosley The second brain in our stomachs BBC 11. júlí 2012

Sciencedaily.com  Neuronal Regeneration and the Two-Part Design of Nerves 5. júní 2013.

Heilinn framleiðir heilasellur