В 2009 году Нобелевскую премию за исследования теломеразы получили ученые Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак. Их открытия показали, что воздействие на длину теломер способно замедлять и даже обращать вспять процессы старения.Учёные выяснили, что лимиты Хейфлика (ограниченное количество делений клеток) кардинально меняют наше представление о старении. Оказалось, что старение происходит не между клетками, а внутри них самих. Нет единой таинственной причины, запускающей старение всего организма. Экспериментальные данные подтверждают, что возраст клеток определяется числом их делений, а не общим временем существования.К примеру, сосудистые клетки в коронарных артериях и глиальные клетки мозга подвергаются делениям, что приводит к укорочению их теломер и запуску возрастных изменений, провоцирующих сердечные и неврологические заболевания.Мышечные клетки сердца и нейроны мозга не стареют сами по себе, однако они зависят от окружающих клеток, которые с возрастом деградируют. Это приводит к болезням, связанным с износом тканей.Сегодня старение воспринимается как процесс, происходящий на уровне отдельных клеток. Именно оно вызывает возрастные недуги и старение всего организма. Если клетки остаются молодыми, значит, и сам человек сохраняет молодость. С другой стороны, старые клетки приводят к износу организма.
В основе омоложения лежит фермент теломераза, способствующий удлинению теломер. Удлинение теломер помогает не только приостановить старение, но и повернуть его вспять.При копировании ДНК клетки используют специальные ферменты — ДНК-полимеразы. Однако полимераза может воспроизводить последовательность только в одном направлении, и ей необходима небольшая часть хромосомы для старта. Таким образом, она не может воспроизвести всю хромосому целиком, и с каждым делением клетки теряются небольшие участки ДНК. Именно теломеры оказываются той частью, за которую цепляется полимераза. В итоге с каждым делением клетки длина теломер уменьшается, пока не достигнет критического минимума.Некоторые клетки, такие как одноклеточные организмы и гаметы, не подвержены старению. Это доказывает существование механизма восстановления длины теломер. Этот механизм осуществляется благодаря ферменту теломеразе, который восстанавливает утраченную длину теломер и позволяет клеткам продолжать делиться бесконечно долго.Большинство соматических клеток не вырабатывают теломеразу, и их теломеры укорачиваются с каждым делением. Лишь стволовые клетки сохраняют способность производить теломеразу, поддерживая длину теломер независимо от количества делений.Экспрессия генов в клетках меняется с возрастом. Молодые клетки проявляют высокий уровень активности и регенеративных способностей, тогда как старые клетки начинают терять функциональность. Постепенно клетки теряют способность восстанавливать повреждённую ДНК и мембраны, что приводит к их дегенерации и ухудшению состояния тканей.Процесс старения происходит в клетках, которые продолжают делиться, вызывая болезни в клетках, которые не стареют или не делятся вовсе. В конечном счёте, эти процессы ведут к общему поражению тканей и заболеваниям.Каждое укорочение теломер замедляет активность генов, что нарушает нормальное функционирование клеток. Симптомы старения, такие как морщины и повышенный риск болезней, связаны с накопившимися изменениями в клетках.
Итак, старость вызывается изменениями внутри клеток, которые, в свою очередь, являются результатом плохого ремонта и восстановления, что приводит к переменам в организме и росту вероятности развития некоторых типичных заболеваний.
Но, точнее всего будет сказать, что укорочение теломер скорее даже не вызывает старение, а постепенно делает нас все менее защищенными от наших генетических слабостей или предрасположенности к болезням. Само по себе старение не вызывает болезней, но оно повышает вероятность того, что проявится, например, генетически унаследованный риск сердечных заболеваний, который приведет к патологии или даже смерти. Старость не вызывает сердечных приступов, но делает их более вероятными. В каком-то смысле можно сравнивать укорочение теломер – или старение – с плаванием по озеру, глубина которого постепенно уменьшается, так что камни и отмели оказываются все ближе к поверхности. Чем ближе к поверхности эти отмели (или генетические риски), тем больше вероятность, что вы потерпите кораблекрушение.
Возможно, вам повезло, и вы не рискуете заболеть, к примеру, атеросклерозом, но вас ждет еще какая-нибудь коварная отмель.Удлинение теломер останавливает старение не только клеток, но и человеческих тканей.
В последние годы ученые добились невероятного прогресса в понимании процесса генетического старения. Их исследования привели нас на порог настоящего медицинского прорыва – возможности замедлить и обратить вспять процесс старения и вылечить множество заболеваний, связанных с возрастом.
Удлинение теломер – самая эффективная точка для медицинского вмешательства в возрастные болезни и старение – обращение его вспять.
Препараты, способные воздействовать на длину теломер, предлагают реальный шанс на продление молодости и здоровья. Однако, хотя возможности воздействия на теломеры впечатляют, остаётся много вопросов относительно того, насколько далеко наука сможет зайти в борьбе со старением.