Вечная молодость» землекопов, «белок долголетия» и голодание — мифы о старении и его обратимости

Омоложение рук

Перестанет ли человечество когда-нибудь стареть и умирать? Действительно ли голодание продлевает жизнь? При чем тут голый экскаватор? Кандидат биологических наук, руководитель отдела молекулярной генетики инновационной биотехнологической компании BIOCAD. Основные моменты отметил ITMO. NEWS.

Определим термины

Прежде всего, нам нужно понять, что такое старение. На прозаическом уровне все ясно: старость приходит с возрастом. Но не все так просто, и номер в паспорте не всегда совпадает с биологическим возрастом, ведь жизненные процессы у каждого человека совершенно разные. Также не следует забывать о некоторых генетических заболеваниях, таких как синдром Дауна и прогерия, жертвы которых стареют намного быстрее.

Согласно общепринятому определению, старение — это явление, при котором вероятность смерти увеличивается с возрастом. А согласно закону Гомперца корреляция растет экспоненциально. Примерно с одиннадцати лет риск смерти увеличивается во много раз каждый год.

Старость измеряется четырьмя способами:

  • визуальная оценка (например, если вы выглядите намного старше своего «паспортного» возраста, то это повод для серьезных размышлений);
  • Наличие «возрастных» заболеваний (например, болезни Альцгеймера, диабета, болезней сердца);
  • физиологические маркеры (плохо функционирующие органы, иммунная система, сниженная способность к регенерации);
  • Биологические маркеры (например, длина теломер или модификации ДНК).

Все эти факторы неразрывно связаны, потому что старение — очень сложный процесс, в котором одновременно задействовано множество механизмов.

Производственный брак или механический износ

Есть два способа взглянуть на причины старения: либо это естественная программа, либо просто естественный износ, возникающий из-за накопления дефектов на протяжении всей жизни.

Если предположить, что старение — это программа, то сразу возникает вопрос: можно ли ее сломать, прервать и, следовательно, всегда молодым?

К сожалению, в настоящее время таких прецедентов нет. Можно возразить, например, что достоверно известно, что генетические изменения рецепторов гормона роста могут привести к значительному увеличению продолжительности жизни у мужчин. Но можно ли сказать, что эти люди не стареют? Скорее всего, процесс их старения просто задерживается, но никак не останавливается.

Гипотеза о «запрограммированном» старении также опровергается существованием довольно необычного животного. Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — африканский грызун, обитающий, как следует из названия, под землей. Он не только не стареет (совсем!), Но и практически не болеет раком. За все годы наблюдения было зарегистрировано всего два человека, которые, однако, страдали этим заболеванием. В лабораторных условиях слепышу максимум 30 лет. Другая сверхдержава не чувствует боли, даже если ее порезать, сжечь или полить кислотой, но сейчас не в этом суть.

Ученые считают, что одним из возможных ключей к вечной молодости землекопа является высокая активность теломеразы и других внутренних механизмов, восстанавливающих поврежденные структуры ДНК.

Голый землекоп. Источник: pbs. org

Эгоистичный ген

Около половины генов, закодированных в ДНК, не так полезны для нас. Это просто информация, которая распространяется сама по себе. Его единственная цель — как можно больше умножиться. Эти повторяющиеся кодовые цепочки (ретротранспозоны) можно легко назвать самыми старыми вирусами.

Деление клеток всегда сопровождается дублированием генетической информации, и чем старше клетка, тем больше элементов содержится в ее геноме и тем быстрее в ней происходит процесс обратной транскрипции РНК в ДНК. Проблема в том, что у этого процесса много собственных недостатков, но на него дополнительно влияют различные факторы стресса (например, как хорошо известные свободные радикалы), что еще больше расстраивает геном. В результате клетка превращается в массу генетических ошибок и мутаций, которые продолжают воспроизводиться.

Но это не так уж и плохо, потому что в каждом из нас есть белок сиртуин (SIRT6), одна из функций которого — блокировать дублирование повторяющихся элементов ДНК («вирусных») и восстанавливать разрывы в цепях. Только вот эффективность этого протеина с возрастом снижается.

Дмитрий Мадейра. Источник: us-patent. ru

Некоторые люди называют сиртуин «белком долголетия», потому что эксперименты на мышах показали, что если к мышам искусственно добавить ген, кодирующий этот сиртуин в больших количествах, они живут дольше (а те, которые не производят этот белок, умирают очень быстро).

Это работает для людей? Удивительно, но это можно проверить на пациентах с ВИЧ, получающих высокоактивную антиретровирусную терапию (ВААРТ). Это лечение основано на ингибировании обратной транскриптазы (которую делает тот же сиртуин), которая снова и снова кодирует фермент ВИЧ. По иронии судьбы пациенты, которые регулярно принимают антиретровирусные препараты, теоретически могут прожить немного дольше, чем здоровые люди.

«Кровь девственниц» и голод

Итак, мы подошли к самой интересной части нашего разговора: что можно сделать, чтобы остановить старение, и возможно ли это вообще?

Мы уже говорили об экспериментах с сиртуинами, но есть и другие способы. Например, переливание крови от молодых к пожилым людям.

В 80-х годах прошлого века эксперименты с парабионами были довольно популярны. Это отдельные организмы, которые имеют общую систему кровообращения на двоих (например, сиамские близнецы). Итак, с созданием лабораторных мутантов ученые закончили: сшили двух мышей разного возраста и посмотрели, что получится. И оказалось, что у более старых мышей резко выросли показатели здоровья: они регенерировали печень, увеличивали деление нейронов, улучшали обоняние и выполняли гораздо лучшие поведенческие тесты. Были видны все признаки волшебного «омоложения». Приходилось связывать мышек? Нет, переливание тоже работает, но только через определенные промежутки времени.

Какой именно фактор в молодой крови вызывает омоложение, еще предстоит выяснить.

Еще один проверенный метод продления жизни, который работает для всех многоклеточных организмов — от нематод до сапиенс, — это голодание. В ходе многочисленных экспериментов и исследований, проведенных на совершенно разных животных, было обнаружено, что сокращение диеты напрямую влияет на продолжительность жизни. Наилучшие результаты были получены, когда потребление пищи было уменьшено на 65% от того, что могло бы съесть животное, если бы это не было каким-либо образом ограничено.

Можно ли достичь тех же результатов, не голодая? Теоретически это возможно, и ученые активно работают над этой проблемой.

В основе исследования лежит белковый комплекс TOR, который отвечает за метаболизм, рост и накопление энергии клеток. Если эти белки заблокированы, АТФ не будет синтезироваться, и организм будет думать, что голодает. Это можно сделать двумя способами: непосредственно с препаратом рапамицин (он также используется в терапии рака, поскольку он замедляет скорость роста раковых клеток) или косвенно через метформин (препарат для диабетиков). Однако оба этих препарата были не так эффективны, как простое голодание, и в экспериментах с рапамицином было обнаружено, что только самцы мышей живут дольше, а у самок, наоборот, укорачиваются.

Кроме того, оба этих препарата обладают очень длинным списком серьезных побочных эффектов, таких как тошнота, рвота, диарея, а также снижение тестостерона и сперматогенеза.

Сколько стоит природная квота?

Если вы посмотрите на эволюционные механизмы старения, то в природе это работает так: продолжительность жизни животного тем больше, чем меньше угроза со стороны внешней среды. Например, тело мыши не предназначено для долгой жизни, она может умереть в довольно молодом возрасте. А вот слоны или киты отлично себя чувствуют десяткилет, ведь внушительные размеры защищают их от хищников.

Чем больше вероятность выживания животного, тем активнее и дольше в нем работают механизмы внутренней защиты и восстановления ДНК.

Если мы посмотрим на график, сравнивающий размер животного и его продолжительность жизни, мы увидим прямую корреляцию, за исключением таких факторов, как способность летать (такое преимущество добавляет сразу несколько лет) или определенный диапазон.

А как насчет людей? Природе для человека не более сорока лет — немногие из наших первобытных предков дожили до этого «преклонного» возраста. Хотя мы избежали влияния природных факторов, преодолели большинство болезней и защитили себя от хищников, эволюция не поспевала за нами.

Изменится ли что-нибудь в будущем? Люди, скорее всего, проживут немного дольше, чем сейчас, но полностью остановить процесс старения невозможно. Лучшее, что мы можем сделать, — это отложить этот процесс.

Мы также не должны верить в универсальную «магию». Таблетка Ведь, как уже было сказано, старение — это сложный процесс, требующий комплексного решения.

Оцените статью
Все для красоты
Добавить комментарий