Кто-нибудь хочет стареть? Очень сомневаюсь, что найдется много желающих, ведь даже маленькие дети ни разу не мечтают становиться "бабушками" и "дедушками". Однако в последнее время в этой теме, кажется, наметился прорыв и новостями об исследованиях в области старения интернет буквально «кишит». Я тоже решила не отставать от жизни.
Пожалуй, начну с самого главного: почему мы стареем? В общем, несмотря на то, что ученые рассматривают несколько возможных версий, «глобальная» причина более-менее известна: с возрастом в структуре ДНК накапливается все больше ошибок (мутаций, «по-ломок», генетических повреждений), и этот процесс в определенный момент приводит не только к внешнему старению, с которым изо всех сил борется пластическая хирургия и всевозможные кремы, но, увы и ах, к так называемым болезням старения (сердечно-сосудистые и нейродегенеративные заболевания, онкология).
Но зачем тогда мы стареем? Казалось бы, глупый вопрос, однако ответ на него может подсказать, где следует искать закономернос-ти, управляющие этим процессом. И именно здесь и геронтологи расходятся во мнениях. До сих пор нет единой точки зрения о причинах существования старения. Зато есть множество теорий: эволюционная, популяционная, клеточная, молекулярная... Однако самая интересная (и обнадеживающая) — это теория, согласно которой старение является генетической программой, которую, если найти к ней ключ, можно переписать. В связи с этим ученые старательно изучают «нестареющих животных»*, надеясь найти ответы в их геноме. Действительно, почему летучая мышка-малышка ночница Брандта доживает до 50 лет, а ее близкие родственники — землеройки — живут не более пяти? Главные же надежды возлагаются на геном грызуна из Экваториальной Африки — голого землекопа, живущего поразительно долго (30–40 лет), почти неподвластного болезням старения (да и самому старению — тоже) и умирающего, оставаясь... поразительно молодым.
Однако вернемся к мутациям. Почему они происходят? Известно, что клетки сложных организмов делятся, но этот процесс не бесконечен: существует определенное число делений, при которых количество мутаций не будет являться, скажем так, критическим. И это — естественный механизм защиты от рака (несмотря на то, что раковые клетки образовываются ежедневно, их рост до определенного времени находится под контролем организма). Однако с возрастом клетки дряхлеют (становятся сенесцентными), и однажды количество таких клеток начинает лавинообразно нарастать, пока, наконец, не наступает момент, когда они становятся причиной разрушения тканей, из-за хронического воспалительного процесса. Мало того, сенесцентные клетки, судя по всему, выработали механизмы, препятствующие их уничтожению (фагоцитозу)... Ученые все больше склоняются к мысли, что именно накопление сенесцентных клеток является одной из основных причин старения организмов, поэтому они активно разрабатывают теории, способные эту ситуацию разрулить. Сложность еще и в том, что количество таких клеток в тече-ние жизни находится под строгим контролем иммунной системы, а их накопление в старости может быть результатом ослабления иммунного ответа и, соответственно, снижения его эффективности. Правда, здесь есть и ложка дегтя: в экспериментах на мышах было выявлено, что сенесцентность свойственна далеко не всем тканям стареющих организмов.
Эта задача приводит нас ко второй теории развития старения — укорочению длинны теломер — концевых участков хромосом, которые не дают им соединяться (или сращиваться) с другими хромосомами или их фрагментами, выполняя тем самым защитную функцию. Тут, кстати, важно вспомнить школьный курс биологии и отметить, что в хромосомах «запечатана» клеточная ДНК. Теломеры укорачиваются при каждом делении, и было установлено, что при длине в 12,8 теломерных повторов, хромосомы начинают соединяться друг с другом... Однако все не так плохо, потому что их можно восстановить с помощью специального фермента — теломеразы, и в 2015 году был поставлен первый подобный эксперимент на людях: 45-летняя американка Элизабет Пэрриш согласилась «омолодиться» таким образом. Потом ученые сравнили ее «новые» лейкоциты с дооперационными и оказалось, что в результате они помолодели на 20 лет (длинна теломер увеличилась на 9%)! Тем не менее, насколько удачен этот результат, еще только предстоит узнать.
Стволовые клетки — следующий инструмент в борьбе со старением (они играют значительную роль в обновлении тканей). Что интересно, организму вредит как недостаточное количество этих клеток, так и их избыток (он не только ведет к истощению их запаса, но и может стать причиной онкологии). Поэто-му, в идеале, они должны находиться «в состоянии покоя», по крайней мере, до поры до времени. Экспериментируя на насеко-мых и мышах, ученые пытаются найти механизм, который помог бы уменьшить истощение пула стволовых клеток в старости. Уже установлено, что трансплантация этих клеток, заимствованных у молодых животных, увеличивала продолжительность жизни лабораторных мышей. И это, несомненно, открывает большие перспективы для человечества. Ведь индивидуальный набор стволовых клеток можно будет забирать сразу после рождения, например, из тканей пуповины и хранить его до необходимого момента.
Иммунная система тоже вносит свой вклад в поддержание молодости. Однако с возрастом, она слабеет, и ее эффективность в удалении патогенных клеток и инфекционных агентов снижается, что приводит к хроническим очагам воспаления, которые, хотя и увеличивают противовоспалительную активность, но уже не могут быть компенсированы ей. Воспаление также усугубляет процессы, ведущие к ожирению, диабету второго типа (оба состояния связаны со старением) и к раку. В этой связи интересны работы, изучающие влияние кратковременного использования противовоспалительных препаратов (в первую очередь аспирина) на продолжительность жизни лабораторных мышей, которая удлинялась, благодаря им. Кроме того, на иммунную систему можно влиять и с помощью кишечной микрофлоры, которой свойственен системный метаболический эффект. Однако для этого надо уметь хорошо манипулировать ее составом и «подстраивать» его под состояние организма.
Свободные радикалы. Из всего предыдущего текста для многих, наверно, — это наиболее знакомое словосочетание. Свободные радикалы образовываются в процессе окисления питательных веществ, который происходит в митохондриях клетки (благодаря окислению в них синтезируется АТФ — вещество, обеспечивающее энергией все биохимические процессы в организме). В митохондриях идут сложные химические реакции, при которых окисление сопровождается движением электронов по организованной определенным образом цепи белковых молекул. В идеале, свободных радикалов не должно образовываться вовсе, но в случае, если «ломается» одно из звеньев, в месте «прорехи» кислород, кото-рым богаты митохондрии, может присоединить к себе какой-нибудь электрон, а в результате мы имеем свободный радикал — агрессивное вещество, которое приводит не только к мутациям в ДНК, но и к другим не менее неприят-ным вещам. Правда, если создать определенное вещество-антиоксидант (и подобные разработки уже существуют), обезвреживающее свободные радикалы, будет всем счастье вечной молодости. Тем не менее, эксперименты показывают интересную закономерность: большинство мутаций в митохондриальной ДНК вызваны ошибками в репликации, которые случились в начале жизни, а не из-за воздействия окислительных процессов. Поэтому любые генетические манипуляции в этой области необходимо серьезно исследовать.
Остальные возможные причины старения это — повреждение генома, дефекты ядерной архитектуры ДНК, снижение содержания в тканях никотинамидадениндинуклеотида (NAD), изменение паттернов метилирования ДНК, потеря активности ферментом SIRT6, анаболический сигналинг и нарушение протеостаза... Кстати, некоторые из них можно попытаться «отменить» здесь и сейчас: например, восполнение NAD. Вы удивитесь, но всего-то нужно — правильное питание, так как огурцы, авокадо, брокколи и капуста являются природными «запасниками» этого важного вещества.
И что же в итоге? До того момента, пока старение не признают болезнью, для большинства остается... здоровый образ жизни. Это немало, и, что важно, доступно многим. Следуя его правилам изо дня в день, можно потихонечку отодвинуть малоприятные перспективы в туманную даль, а там, глядишь, и лекарство подоспеет.
Оригинал
Автор: научный журналист и главный редактор журнала Mommy.s Mag Анна Ремиш; текст подготовлен под редакцией врача Юлии Юсиповой.
