Мы с вами живем в хорошее время. Сейчас средняя продолжительность жизни составляет почти 80 лет. Когда-то она еле-еле доходила до 30. Спасибо технологиям, медицине и науке.
Жить дольше-это, конечно, прекрасно. Но во всём хорошем всегда есть "но". Платой за долгую жизнь является ухудшение её качества в старости.
Как проявляется старение?
В старости падают многие физические показатели, органы уже не работают как раньше, ферменты тоже. Это можно заметить уже в 30 лет на примере похмелья. Раньше ты мог беспробудно пить и кутить несколько дней подряд, а потом идти в универ как ни в чём не бывало, а сейчас каждая вечеринка равноценна двум выкинутым дням из жизни.
Плюсом к физическим эффектам ухудшение когнитивных способностей: память, внимание, скорость мышления, реакция. К этому добавляются различные болезни, неизбежно ассоциированные со старением: рак, болезнь Альцгеймера, паркинсонизм, болезни сердца, артрит и так далее. Повышается риск умереть от инфекционных заболеваний, потому что иммунитет уже не тот, и очередная простуда становится уже серьёзным испытанием для организма.
Набор, честно сказать, не очень.
Можно ли освободить старение от этих "побочных эффектов", чтобы Чувствовать себя в старости так, будто тебе до сих пор 25? Возможно ли жить еще больше? Судя по исследованиям в областе геронтологии (наука о старении), да.
Пост будет разделён на три части, так как тема очень обширная. В первых двух частях я расскажу о современных теориях старения, а в третьей будет обзор способов замедлить старение, их состояние на сегодняшний день, что работает, а что нет.
Старение до сих пор остаётся плохо исследованным процессом. Изучать его долго, организмов-моделей мало, не факт, что результаты воспроизведутся на человеке. Интерпретировать результаты тоже сложно, тяжело определить, что является причиной, а что следствием старения.
Но несмотря на сложности в исследовании, геронтологи сильно продвинулись в этой теме. Уже сейчас существует множество гипотез, объясняющих механизмы старения.
Теории старения
В целом, геронтологи делятся на два лагеря. Одни считают, что старение запрограммированно в наших генах. Другие считают, что старение происходит потому, что организм в течение жизни изнашивается, и в нем накапливаются повреждения, с которыми организм в старости справляется уже не так эффективно, как в молодости.
В этом посте поговорим про теории запрограммированного старения. В каждой теории есть свои косяки, но тем не менее, все они в какой-то мере объясняют феномен старения с эволюционной точки зрения.
Теория накопления мутаций
Эта теория основана на наблюдении о том, что естественный отбор слабеет с возрастом. Так как все организмы рано или поздно (скорее рано) умирают от болезней, несчастных случаев и хищников, гены, которые полезны для выживания и размножения на ранних этапах жизни будут поддерживаться отбором в отличие от генов, которые полезны на поздних этапах жизни.
Если отрицательные эффекты определенных генов проявляются только в старости, то получается, что они не будут отсеиваться естественным отбором, так как в молодости они слабо влияют на способность организма к выживанию и размножению, если вообще влияют. Такие гены будут накапливаться в популяции, и особи будут испытывать на себе их действие в виде старения.
Например, болезнь Хантингтона возникает из-за мутации в гене HTT. Люди с этой болезнью спокойно живут себе лет 30 и могут даже не подозревать, что они являются носителем мутации. В 30 лет болезнь начинает стремительно прогрессировать, но человек уже успел завести детей, возможно, передав им сломанный ген. Получается, что отбор не успел "увидеть" ген и отсеять особь до того, как она успела размножиться и передать больной ген потомку. Так и с "генами старения".
Теория антогонистической плейотропии
Это дополненная версия теории накопления мутаций. Согласно этой теории, есть гены, которые увеличивают репродуктивный успех особи в молодости, потому и поддерживаются отбором, но становятся вредны в старости, когда репродуктивный период окончен. Опять отбор оказывается слеп в их отношении, и они остаются в популяции.
Например, тестостерон, который в молодости делает организм более приспособленным и способным к размножению, в старости увеличивает риск возникновения рака простаты. Или окраска самцов павлина, которая очень привлекает самок, но с другой стороны делает их более заметными для хищников и мешает нормально убежать. Ген p53, который одновременно является и супрессором опухолей, и геном клеточного старения.
Теория одноразовой сомы
Согласно этой теории, те виды и популяции, которые имеют мало внешних угроз и медленно размножаются, живут дольше, чем те, у кого угроз много. Образ жизни накладывает отпечаток на модель размножения, а размножение-на длительность жизни.
Логично, что особи будет не до инвестиций в себя и свое долголетие, если на каждом шагу ее поджидает опасность, надо же успеть оставить потомство. Вот она и инвестирует в размножение. И наоборот, если жить в кайф, зачем париться о потомках, можно отложить это на потом и пожить подольше. Это я, конечно, слишком упрощаю.
Эти стратегии называются K- и R-стратегиями. K-стратеги имеют большие размеры тела, медленно развиваются, размножаются мало, но качественно (будут заботиться и воспитывать потомство), живут дольше. R-стратеги имеют маленькие размеры тела, быстро развиваются, имеют большое потомство, за которым не ухаживают, живут мало.
К-стратеги-киты, люди и слоны. Их логика–завести пусть одного детёныша, зато обеспечить ему высокую выживаемость за счет обхаживания. R-стратеги-мыши, рыбы. Их логика–отложить побольше икры, т.к. половину все равно съедят, из оставшейся половины вылупятся мальки, большинство из которых погибнет, но в итоге штук 10 останется уж точно. R и K-стратегии объясняют не все в дикой природе, но в принципе эта модель очень полезна для понимания почему одни стареют быстрее, чем другие.
У этой теории, кстати, есть интересное приложение, которое гипотетически объясняет, почему млекопитающие по сравнению с другими животными не живут долго. Взять рептилий, от которых произошли млекопитающие. Они более примитивны, но живут 50-200 лет. Мало того, что живут дольше, так у них еще и не повышается смертность с возрастом, регенерируются конечности, яйцеклетки, заменяются зубы в течение жизни, короче, большой регенеративный потенциал и медленное старение налицо.
Гипотеза о том, что в эру динозавров, когда рептилии были господствующим классом, млекопитающие были преимущественно маленькими, ночными животными размером с современную мышь, если не меньше. В то время они были на дне пищевой цепи, часто умирали, что в итоге сформировало их стратегию размножения и старения по пути r-стратегии. Эти эффекты дошли до сегодняшнего дня. Когда динозавры вымерли, млекопитающие заняли господствующее положение, поэтому в таких видах, как слоны, киты и люди, в ходе эволюции появилось долголетие. Но большинство других млекопитающих осталось под изначальным гнетом r-стратегии. Эх, а так бы хотелось тоже уметь отращивать конечности заново.
Теория эндокринного старения
Идея в том, что гормоны прямо влияют на старение, имеет давние истоки. Сейчас эта идея получила экспериментальное подтверждение.
Есть такие гормоны–гормон роста и инсулиноподобный фактор роста.
Они запускают каскад реакций, которые играют важную роль в процессах роста и развития организма. Оказалось, что этот каскад также приводит к умолканию генов, которые, вероятно, увеличивают продолжительность жизни. По крайней мере, исследуя именно эти каскады реакций, ученые открыли первые “гены старения”–гены, поломки в которых приводили к увеличению продолжительности жизни. Например, карликовые мутантные мыши, у которых не вырабатывается гормон роста, имеют продолжительность жизни на 40% больше, чем обычные. И наоборот, мыши, у которых много гормона, живут меньше [1] [2].
В целом, сейчас мы знаем, что эти гормоны точно вовлечены в процесс старения, но как конкретно это происходит, пока неизвестно.