Vida útil máxima - Maximum life span

Tempo de vida máximo (ou, para os seres humanos , máximo de idade no momento da morte relatada ) é uma medida da quantidade máxima de uma vez ou mais membros de uma população têm sido observados para sobreviver entre nascimento e morte . O termo também pode denotar uma estimativa da quantidade máxima de tempo que um membro de uma determinada espécie pode sobreviver entre o nascimento e a morte, desde que as circunstâncias sejam ideais para a longevidade desse membro .

A maioria das espécies vivas tem pelo menos um limite superior no número de vezes que as células de um membro podem se dividir . Isso é chamado de limite de Hayflick , embora o número de divisões celulares não controle estritamente o tempo de vida.

Definição

Em estudos com animais, o período máximo é freqüentemente considerado como o tempo médio de vida dos 10% mais longevos de uma determinada coorte . Por outra definição, entretanto, a expectativa de vida máxima corresponde à idade em que o membro mais velho conhecido de uma espécie ou grupo experimental morreu. O cálculo da expectativa de vida máxima no último sentido depende do tamanho da amostra inicial.

Duração máxima contrastes com amplitude média de vida ( tempo de vida médio , a expectativa de vida ) , e longevidade . A expectativa de vida média varia com a suscetibilidade a doenças, acidentes , suicídio e homicídio , enquanto a expectativa de vida máxima é determinada pela "taxa de envelhecimento". A longevidade refere-se apenas às características dos membros especialmente longevos de uma população, como enfermidades à medida que envelhecem ou compressão da morbidade , e não à expectativa de vida específica de um indivíduo.

Se a idade x for subtraída do limite superior hipotético w para as espécies e os logs forem considerados, então a variável resultante log (w - x) é normalmente distribuída de forma semelhante a todas as variáveis quantitativas naturais resultantes da expressão gênica. Isso se deve à lei dos grandes números, o Teorema do Limite Central .

Em humanos

Evidência demográfica

A pessoa com vida mais longa, cujas datas de nascimento e morte foram verificadas de acordo com as normas modernas do Guinness World Records e do Grupo de Pesquisa em Gerontologia, foi Jeanne Calment (1875–1997), uma mulher francesa que comprovadamente viveu até 122. Redução de bebês a mortalidade foi responsável pela maior parte do aumento da longevidade média da vida , mas desde a década de 1960 as taxas de mortalidade entre aqueles com mais de 80 anos diminuíram cerca de 1,5% ao ano. "O progresso que está sendo feito no aumento da expectativa de vida e no adiamento da senescência se deve inteiramente aos esforços médicos e de saúde pública, aumento dos padrões de vida, melhor educação, nutrição mais saudável e estilos de vida mais saudáveis." Estudos em animais sugerem que um maior alongamento da média de vida humana, bem como a máxima, pode ser alcançado por meio de drogas " miméticas de restrição calórica " ou pela redução direta do consumo de alimentos. Embora a restrição calórica não tenha provado estender o tempo máximo de vida humana, em 2014, os resultados de estudos em andamento com primatas demonstraram que as suposições derivadas de roedores também são válidas em primatas [Referência: Nature 1 de abril de 2014].

Foi proposto que nenhum limite teórico fixo para a longevidade humana é aparente hoje. Estudos na biodemografia da longevidade humana indicam uma lei de desaceleração da mortalidade na velhice : que as taxas de mortalidade se estabilizam em idades avançadas para um platô de mortalidade na velhice. Ou seja, não há limite superior fixo para a longevidade humana, ou expectativa de vida máxima fixa do ser humano. Essa lei foi quantificada pela primeira vez em 1939, quando pesquisadores descobriram que a probabilidade de morte em um ano em idade avançada assintoticamente se aproxima de um limite de 44% para mulheres e 54% para homens.

No entanto, essa evidência depende da existência de platôs e desacelerações no final da vida que podem ser explicados, em humanos e outras espécies, pela existência de erros muito raros. Taxas de erro de codificação por idade abaixo de 1 em 10.000 são suficientes para criar platôs artificiais na velhice, e erros abaixo de 1 em 100.000 podem gerar desaceleração da mortalidade na velhice. Essas taxas de erro não podem ser descartadas pelo exame de documentos, a norma, por causa de fraude previdenciária bem-sucedida, roubo de identidade, falsificações e erros que não deixam evidências documentais. Essa capacidade de erros para explicar os platôs da idade avançada resolve a "questão fundamental na pesquisa do envelhecimento é se os humanos e outras espécies possuem um limite de longevidade imutável" e sugere que existe um limite para a longevidade humana. Um estudo teórico sugeriu que a expectativa de vida máxima humana é de cerca de 125 anos, usando uma função exponencial alongada modificada para curvas de sobrevivência humana. A análise da dinâmica da massa corporal na população humana indica extremos, que correspondem à média (70–75 anos), o máximo comumente aceito (100–110 anos) e o tempo de vida máximo conhecido (140–160 anos). Em outro estudo, os pesquisadores afirmaram que existe uma expectativa de vida máxima para os humanos e que a expectativa de vida máxima do ser humano está diminuindo desde a década de 1990. Um estudo teórico também sugeriu que a expectativa máxima de vida humana ao nascer é limitada pelo valor característico da vida humana δ, que é em torno de 104 anos.

As Nações Unidas realizaram uma importante análise de sensibilidade bayesiana da carga populacional global com base na projeção da expectativa de vida ao nascer nas décadas futuras . O intervalo de previsão de 95% em 2017 da expectativa de vida média de 2090 chega a +6 (106, na Forma de Representação do Século) até 2090, com consequências dramáticas, contínuas e em camadas sobre a população mundial e demografia, caso isso aconteça. O intervalo de previsão é extremamente amplo e as Nações Unidas não podem ter certeza. Organizações como a Fundação Matusalém estão trabalhando para acabar com a senescência e com a vida humana praticamente ilimitada. Se for bem-sucedido, as implicações demográficas para a população humana serão maiores em termos multiplicadores efetivos do que qualquer outro experimentado nos últimos cinco séculos, se a expectativa de vida máxima ou a taxa de natalidade permanecerem ilimitadas por lei. As previsões malthusianas modernas de superpopulação baseadas no aumento da longevidade têm sido criticadas da mesma forma que o alarmismo da população em geral (ver Malthusianismo ).

Evidência não demográfica

A evidência da expectativa de vida máxima também é fornecida pela dinâmica dos índices fisiológicos com a idade. Por exemplo, os cientistas observaram que o valor de VO ₂ max de uma pessoa (uma medida do volume do fluxo de oxigênio para o músculo cardíaco) diminui em função da idade. Portanto, a expectativa de vida máxima de uma pessoa pode ser determinada calculando quando o valor de VO ₂ máx da pessoa cai abaixo da taxa metabólica basal necessária para manter a vida, que é de aproximadamente 3 ml por kg por minuto. Com base nesta hipótese, seria esperado que atletas com um valor de VO ₂ máx entre 50 e 60 aos 20 anos "vivessem de 100 a 125 anos, desde que mantivessem sua atividade física de forma que sua taxa de declínio em VO ₂ máx permanecesse constante".

Variações longitudinais de índices fisiológicos, tão diversos quanto hemogramas completos (CBC) ou registros de atividade física coletados por dispositivos vestíveis, ao longo das trajetórias de envelhecimento individuais revelaram um aumento linear da faixa de flutuações do estado do organismo com a idade. O alargamento poderia ser explicado por uma perda progressiva de resiliência fisiológica medida pelos tempos de autocorrelação inversa das flutuações de estado do organismo. A extrapolação desses dados sugeriu que o tempo de recuperação do estado do organismo e a variância podem divergir simultaneamente em um ponto crítico de 120-150 anos de idade, correspondendo a uma perda completa de resiliência e, portanto, devem ser incompatíveis com a sobrevivência. A criticidade que resulta no fim da vida é uma propriedade biológica intrínseca de um organismo que é independente de fatores de estresse e significa um limite fundamental ou absoluto do tempo de vida humano

A média e a expectativa de vida máxima comumente aceita correspondem aos extremos da massa corporal (1, 2) e massa normalizada para a altura (3, 4) de homens (1, 3) e mulheres (2, 4).

Em outros animais

Animais pequenos, como pássaros e esquilos, raramente vivem até o máximo, geralmente morrendo de acidentes , doenças ou predação .

A expectativa de vida máxima da maioria das espécies está documentada no repositório Anage.

A expectativa de vida máxima é geralmente mais longa para espécies que são maiores ou têm defesas eficazes contra a predação, como o vôo de pássaros, defesas químicas ou viver em grupos sociais.

As diferenças na expectativa de vida entre as espécies demonstram o papel da genética na determinação da expectativa de vida máxima ("taxa de envelhecimento"). Os registros (em anos) são estes:

para ratos domésticos comuns , 4
para rato marrom , 3,8
para cães , 29 (ver lista dos cães mais velhos )
para gatos , 38 (ver lista dos gatos mais velhos )
para guindastes comuns , 43
para ursos polares , 42 ( Debby )
para cavalos , 62
para elefantes asiáticos , 86

Os vertebrados de maior longevidade têm sido descritos como

Papagaios grandes (araras e cacatuas podem viver até 80-100 anos em cativeiro)
Koi (uma espécie de peixe japonesa que vive supostamente até 200 anos, embora geralmente não exceda os 50 - um espécime chamado Hanako teria 226 anos após sua morte)
Tartarugas ( tartaruga de Galápagos ) (190 anos)
Tuataras (uma espécie de réptil da Nova Zelândia, mais de 100–200 anos)
Acredita-se que enguias , a chamada Brantevik Eel (sueco: Branteviksålen), viveu em um poço de água no sul da Suécia desde 1859, o que a torna com mais de 150 anos. Foi relatado que ele morreu em agosto de 2014 com 155 anos de idade.
Baleias ( baleia-da- índia ) ( Balaena mysticetus por cerca de 200 anos) —Embora essa ideia não tenha sido comprovada por um tempo, pesquisas recentes indicaram que as baleias-borboleta mortas recentemente ainda tinham arpões em seus corpos por volta de 1890, que, junto com a análise de aminoácidos , indicou uma vida útil máxima de "177 a 245 anos".
Os tubarões da Groenlândia são atualmente as espécies de vertebrados com a maior longevidade conhecida. Um exame de 28 espécimes em um estudo publicado em 2016 determinou por datação por radiocarbono que o mais velho dos animais que eles amostraram viveu por cerca de 392 ± 120 anos (um mínimo de 272 anos e um máximo de 512 anos). Os autores concluíram ainda que a espécie atinge a maturidade sexual por volta dos 150 anos de idade.

As espécies de invertebrados que continuam a crescer enquanto vivem ( por exemplo, alguns moluscos, algumas espécies de corais) podem ocasionalmente viver centenas de anos:

Um molusco bivalve ( Arctica islandica ) (também conhecido como " Ming ", viveu 507 ± 2 anos.)

Exceções

Algumas espécies de água-viva , incluindo Turritopsis dohrnii , Laodicea undulata e Aurelia sp.1, são capazes de reverter ao estágio de pólipo mesmo após a reprodução (o chamado ciclo de vida reversível), em vez de morrer como em outras águas-vivas. Conseqüentemente, essas espécies são consideradas biologicamente imortais e não têm vida útil máxima.
Pode não haver limite natural para a expectativa de vida da Hydra , mas ainda não está claro como estimar a idade de um espécime.
Flatworms , ou Platyhelminthes, são conhecidos por serem "quase imortais", pois têm uma grande capacidade de regeneração, crescimento contínuo e divisão celular do tipo fissão binária .
Às vezes, diz-se que as lagostas são biologicamente imortais porque não parecem desacelerar, enfraquecer ou perder a fertilidade com a idade. No entanto, devido à energia necessária para a muda, eles não podem viver indefinidamente.
Tardígrados podem viver indefinidamente em um estado de animação suspensa , estado em que entram quando não estão hidratados. Nesse estado, eles podem suportar um número extremamente grande de pressões ambientais, incluindo intensa radioatividade e calor, e serem enviados para o espaço. Apesar disso, eles só conseguem viver hidratados por alguns meses.

Nas plantas

As plantas são referidas como anuais que vivem apenas um ano, bienais que vivem dois anos e perenes que vivem mais do que isso. As plantas perenes de vida mais longa, plantas com caule lenhoso, como árvores e arbustos, freqüentemente vivem por centenas e até milhares de anos (pode-se questionar se podem ou não morrer de velhice). Uma sequóia gigante , o General Sherman está vivo e bem em seu terceiro milênio . Um Pinheiro Bristlecone da Grande Bacia chamado Matusalém é4.853 anos e o pinheiro bristlecone chamado Prometeu era um pouco mais velho ainda, pelo menos 4.844 anos (e possivelmente tão velho quanto 5.000 anos), quando foi cortado em 1964. A planta mais antiga conhecida (possivelmente a coisa viva mais velha) é um clonal Uma colônia de árvores Aspen ( Populus tremuloides ) tremulante na Floresta Nacional de Fishlake em Utah chamada Pando por volta de 80.000 anos. O líquen , uma alga simbiótica e uma protoplanta fúngica, como o Rhizocarpon geográfico, pode viver mais de 10.000 anos.

Aumentando a vida útil máxima

"Tempo de vida máximo" aqui significa o tempo de vida médio dos 10% mais longevos de uma determinada coorte. A restrição calórica ainda não quebrou os recordes mundiais de longevidade entre os mamíferos. Ratos , camundongos e hamsters experimentam a extensão máxima do tempo de vida com uma dieta que contém todos os nutrientes, mas apenas 40-60% das calorias que os animais consomem quando podem comer o quanto quiserem. A expectativa de vida média aumenta em 65% e a expectativa de vida máxima em 50%, quando a restrição calórica é iniciada pouco antes da puberdade . Para as moscas da fruta, os benefícios de prolongamento da vida da restrição calórica são obtidos imediatamente em qualquer idade após o início da restrição calórica e terminam imediatamente em qualquer idade após o reinício da alimentação completa.

Algumas cepas transgênicas de camundongos foram criadas com expectativa de vida máxima maior do que a de camundongos selvagens ou de laboratório. Os camundongos Ames e Snell, que têm mutações nos fatores de transcrição hipofisários e, portanto, são deficientes em Gh, LH, TSH e, secundariamente, IGF1, têm extensões na expectativa de vida máxima de até 65%. Até o momento, tanto em termos absolutos quanto relativos, esses camundongos Ames e Snell têm a vida útil máxima de qualquer camundongo que não esteja sob restrição calórica (veja abaixo em GhR). Mutações / nocautes de outros genes que afetam o eixo GH / IGF1, como Lit, Ghr e Irs1, também mostraram extensão na expectativa de vida, mas muito mais modestas em termos relativos e absolutos. O rato de laboratório com vida mais longa de todos os tempos foi um rato knockout Ghr, que viveu cerca de 1.800 dias no laboratório de Andrzej Bartke na Southern Illinois University . O máximo para camundongos B6 normais em condições ideais é de 1200 dias.

A maioria dos gerontologistas biomédicos acredita que a engenharia molecular biomédica acabará por estender a vida útil máxima e até mesmo trazer o rejuvenescimento . Os medicamentos anti-envelhecimento são uma ferramenta potencial para prolongar a vida.

Aubrey de Gray , um gerontologista teórico, propôs que o envelhecimento pode ser revertido por estratégias de senescência desprezível projetada . De Gray criou o The Methuselah Mouse Prize para conceder dinheiro a pesquisadores que possam estender a vida útil máxima dos camundongos. Até o momento, três prêmios Mouse foram concedidos: um por quebrar recordes de longevidade para o Dr. Andrzej Bartke, da Southern Illinois University (usando camundongos knockout GhR); um para estratégias de rejuvenescimento de início tardio para o Dr. Stephen Spindler, da Universidade da Califórnia (usando restrição calórica iniciada tarde na vida); e um ao Dr. Z. Dave Sharp por seu trabalho com a rapamicina farmacêutica .

Correlação com capacidade de reparo de DNA

O dano acumulado no DNA parece ser um fator limitante na determinação da expectativa de vida máxima. A teoria de que o dano ao DNA é a principal causa do envelhecimento e, portanto, o principal determinante da expectativa de vida máxima, tem atraído cada vez mais interesse nos últimos anos. Isso se baseia, em parte, em evidências em humanos e camundongos de que deficiências hereditárias em genes de reparo de DNA costumam causar envelhecimento acelerado. Também há evidências substanciais de que os danos ao DNA se acumulam com a idade em tecidos de mamíferos, como os do cérebro, músculos, fígado e rins (revisado por Bernstein et al. E veja a teoria dos danos ao DNA de envelhecimento e danos ao DNA (que ocorrem naturalmente) ). Uma expectativa da teoria (que o dano ao DNA é a principal causa do envelhecimento) é que, entre as espécies com diferentes períodos máximos de vida, a capacidade de reparar danos ao DNA deve estar correlacionada com o tempo de vida. O primeiro teste experimental dessa ideia foi feito por Hart e Setlow, que mediram a capacidade de células de sete espécies diferentes de mamíferos para realizar o reparo do DNA. Eles descobriram que a capacidade de reparo por excisão de nucleotídeos aumentou sistematicamente com a longevidade da espécie. Esta correlação foi impressionante e estimulou uma série de 11 experimentos adicionais em diferentes laboratórios ao longo dos anos sucessivos sobre a relação entre o reparo por excisão de nucleotídeos e a expectativa de vida em espécies de mamíferos (revisado por Bernstein e Bernstein). Em geral, os resultados desses estudos indicaram uma boa correlação entre a capacidade de reparo por excisão de nucleotídeos e a expectativa de vida. A associação entre a capacidade de reparo por excisão de nucleotídeos e longevidade é reforçada pela evidência de que defeitos nas proteínas de reparo por excisão de nucleotídeos em humanos e roedores causam características de envelhecimento prematuro, conforme revisado por Diderich.

Um suporte adicional para a teoria de que o dano ao DNA é a principal causa do envelhecimento vem do estudo de Poly ADP ribose polimerases (PARPs). PARPs são enzimas que são ativadas por quebras de fita de DNA e desempenham um papel no reparo de excisão de base de DNA. Burkle et al. revisou a evidência de que PARPs, e especialmente PARP-1, estão envolvidos na manutenção da longevidade dos mamíferos. A expectativa de vida de 13 espécies de mamíferos se correlacionou com a capacidade de poli (ADP ribosil) ação medida em células mononucleares. Além disso, as linhas de células linfoblastóides de linfócitos de sangue periférico de humanos com mais de 100 anos tinham uma capacidade de poli (ADP-ribosil) ação significativamente maior do que as linhas de células de controle de indivíduos mais jovens.

Dados de pesquisa

Uma comparação das mitocôndrias cardíacas em ratos (vida útil máxima de 7 anos) e pombos (vida útil máxima de 35 anos) mostrou que as mitocôndrias de pombo vazam menos radicais livres do que as mitocôndrias de rato, apesar do fato de que ambos os animais têm taxa metabólica semelhante e débito cardíaco
Para mamíferos, há uma relação direta entre a saturação de ácidos graxos da membrana mitocondrial e a expectativa de vida máxima
Estudos dos lipídios do fígado de mamíferos e de um pássaro (pombo) mostram uma relação inversa entre a expectativa de vida máxima e o número de ligações duplas
As espécies selecionadas de pássaros e mamíferos mostram uma relação inversa entre a taxa de mudança dos telômeros (encurtamento) e a expectativa de vida máxima
A expectativa de vida máxima se correlaciona negativamente com os níveis de enzimas antioxidantes e produção de radicais livres e positivamente com a taxa de reparo de DNA
As fêmeas de mamíferos expressam mais enzimas antioxidantes Mn-SOD e glutationa peroxidase do que os machos. Essa foi a hipótese de que eles vivem mais tempo. No entanto, camundongos com ausência total de glutationa peroxidase 1 não apresentam redução na expectativa de vida.
O tempo de vida máximo dos camundongos transgênicos foi estendido em cerca de 20% pela superexpressão da catalase humana direcionada à mitocôndria
Uma comparação de 7 mamíferos não primatas (camundongo, hamster, rato, porquinho-da-índia, coelho, porco e vaca) mostrou que a taxa de superóxido mitocondrial e a produção de peróxido de hidrogênio no coração e nos rins estavam inversamente correlacionados com a expectativa de vida máxima
Um estudo de 8 mamíferos não primatas mostrou uma correlação inversa entre a expectativa de vida máxima e o dano oxidativo ao mtDNA ( DNA mitocondrial ) no coração e no cérebro
Um estudo de várias espécies de mamíferos e um pássaro (pombo) indicou uma relação linear entre o dano oxidativo à proteína e a expectativa de vida máxima.
Há uma correlação direta entre o reparo do DNA e a expectativa de vida máxima para as espécies de mamíferos
Drosophila (moscas-das-frutas) criadas por 15 gerações usando apenas ovos que foram postos no final da vida reprodutiva alcançaram expectativa de vida máxima 30% maior do que a dos controles
A superexpressão da enzima que sintetiza a glutationa em Drosophila transgênica de longa duração (moscas-das-frutas) estendeu a expectativa de vida máxima em quase 50%
Uma mutação no gene de 1 ano de idade do verme nematóide Caenorhabditis elegans aumentou a expectativa de vida média de 65% e a expectativa de vida máxima de 110%. No entanto, o grau de extensão da expectativa de vida em termos relativos pelas mutações age-1 e daf-2 é fortemente dependente da temperatura ambiente, com extensão de ≈10% a 16 ° C e extensão de 65% a 27 ° C.
Os camundongos KnockOut do Receptor de Insulina Específico de Gordura (FIRKO) têm massa gorda reduzida, ingestão normal de calorias e aumento da expectativa de vida máxima de 18%.
A capacidade das espécies de mamíferos de desintoxicar o químico carcinogênico benzo (a) pireno em uma forma solúvel em água também se correlaciona bem com a expectativa de vida máxima.
A indução de curto prazo do estresse oxidativo devido à restrição calórica aumenta a expectativa de vida em Caenorhabditis elegans , promovendo a defesa do estresse, especificamente induzindo uma enzima chamada catalase. Como mostrado por Michael Ristow e colegas de trabalho, os antioxidantes nutritivos abolem completamente essa extensão da expectativa de vida ao inibir um processo chamado mitormese .

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