Альтернативи смерті: як перемогти старіння

alt = "Альтернативи смерті: як перемогти старіння" title = "Альтернативи смерті: як перемогти старіння" / gt;

Людські хромосоми виділені сірим кольором, теломери - білим

Старіння клітин пов`язано з деякими процесами. Один з них - це укорочення теломери. Так влаштована природа, що при кожному діленні клітини молекула ДНК коротшає. На кінцях хромосом є ділянки, звані теломерами, які і піддаються укорочення, захищаючи тим самим іншу хромосому. Теломери коротшають з покоління в покоління, і у старих клітин вони стають дуже короткими. Тобто клітини старого і молодого людини можна відрізнити по довжині теломери, з урахуванням деяких варіацій в цих ознаках.

Однак проблема укорочення вже вирішена в наших стовбурових клітинах. У них є фермент теломераза, який уміє добудовувати теломери. Тому про деякі клітини кажуть, що вони безсмертні.

Ще одна чудова новина полягає в тому, що ми можемо подовжувати теломери за допомогою генної терапії. Проводилися досліди, в яких за допомогою спеціального вірусу доставляли в гризунів теломерази, і теломери добудовувалися в клітинах. Такі гризуни, як показують експерименти, живуть довше.

44-річна Елізабет Перріш, керівник американської науково-дослідної компанії BioViva, можливо, стала першою людиною, на якому була успішно випробувана омолоджує генна терапія

Подібні експерименти надихнули Елізабет Перріш спробувати на собі таку генну терапію. Зрозуміло, що вона робить це в рамках PR-кампанії, тому що володіє великою біотехнологічної фірмою. У новинах проходила інформація, що ніби як у неї подовжилися теломери. Але це не зовсім науковий експеримент, немає контрольної групи, немає з чим порівнювати. Хоча ця історія багатьох надихає і говорить про те, що укорочення теломер не є непереборною проблемою старіння.

накопичення пошкоджень

Ще одна річ, яка відбувається в клітинах, - це накопичення пошкоджень. Вони бувають різні. Один з типів ушкоджень - це накопичення в клітинах будь-якого сміття. Наприклад, погано згорнутих білків, як це буває у випадку з хворобою Альцгеймера. Або неправильно працюючих органел начебто зіпсованих мітохондрій. При кожному діленні клітини ці ушкодження як би розбавляються, і на кожну з двох одержані клітин їх доводиться в два рази менше. Тобто при активному діленні клітини могли б омолоджуватися.

Але у поділу є і темна сторона - рак. Існують генетичні мутації, що не розбавляються. Ракова клітина - це клітина, що накопичила велику кількість мутацій, які можуть призводити до необмеженого поділу, відключення апоптозу. Сьогодні з`являється все більше сучасних методів, спрямованих на боротьбу з раком. Раніше він був абсолютно невиліковним захворюванням, тепер в ряді випадків він лікується.

Відео: Ліки від старості.Как зупинити процес старенія.Документальний проект

голодування

Один з найкрасивіших експериментів по продовженню життя був пов`язаний з дослідженням впливу часткового голодування. Експеримент проводився на гризунах. Це графік смертності:

Зеленим кольором показані ті, хто їв від пуза, сині ялини на 25% менше, фіолетові - на 55% менше, а червоні - на 65%. Як бачите, максимальна тривалість життя збільшилася приблизно в 1,5 рази. Зелені гинули десь на три роки, а решта жили значно довше. Коли все зелені вже померли, червоні ще живі. Вражаючий результат. Виявилося, що механізм продовження життя через голодування актуальний для дуже різних організмів, хоча і не для всіх. Є такі, у яких часткове голодування скорочує тривалість життя. Але у багатьох видів це працює. Наприклад, у круглих черв`яків Caenorhabditis elegans, щурів, деяких ліній мишей, собак, є суперечливі дані щодо макак. На людях дуже складно ставити такі експерименти.

Коли з`ясовували, як часткове голодування продовжує життя хробакові, у нього знайшли гормони, які виділяються у відповідь на споживання їжі. Ці гормони впливають на рецептор DAF-2, розташований на поверхні клітини, і це якимось чином сприяє старінню. Якщо цей рецептор зіпсувати, то такі черв`яки живуть приблизно вдвічі довше.

Відео: Як перемогти старіння? Розповідає біолог Максим Скулачов

Коли рецептор DAF-2 активується, він запускає каскад клітинних процесів, що приводить до інактивації білка, який називається DAF-16. DAF-16 - це дуже важливий білок, який регулює роботу клітини в такий спосіб. Якщо їжа в наявності і DAF-16 инактивирован, то клітина думає: «О, зашибісь, їжі повно, все добре, можна розслабитися, мені нічого не загрожує, можна розмножуватися, ділитися - все прекрасно». Якщо цього сигналу немає, тобто DAF-2 зіпсований, або якщо немає їжі, то активується DAF-16, клітина думає: «Який жах, я вмираю, стрес, кошмар! Потрібно рятувати себе! »- І запускає купу механізмів захисту: від мутацій, від окисного стресу, теплового шоку, всього підряд. Тобто DAF-16 змушує працювати сотні інших генів, що захищають клітину від різних проблем.

Виявилося, що у людини є білки, схожі на DAF-16 і DAF-2. Але в схожому на DAF-16 білку була виявлена мутація. Є люди з одним варіантом цього білка, і є люди з іншим варіантом. Власники першого варіанту (FOXO3) набагато частіше доживають до 90 років і більше. Тобто, вивчаючи молекулярний механізм старіння у черв`яків, ми краще розуміємо, як влаштовані механізми старіння у людини.

Звичайно, не все, що ми дізнаємося про черв`яків, можна транслювати на людей. Наприклад, якщо ми видалимо статеві клітини з гонад хробака, то це теж активує DAF-16 і він проживе довше. Але якщо ви себе кастріруете, це ваше життя не продовжить.

Маса тіла

Карликові кажани можуть жити до 40 років. Організми з більшою масою тіла живуть довше. Але є такі, чия тривалість життя сильно перевищує розрахункову виходячи з їх маси тіла. Наприклад, людина живе набагато довше інших видів з тією ж масою. Карликові кажани і їх родичі теж відносяться до довгожителів. У цих кажанів виявився схожий на DAF-2 білок, але зі специфічними мутаціями.

Відео: СМЕРТЬ в The Sims 4

Крім модельних організмів, вчені досліджують і мутації, що виникають у людей.

Цей молодий чоловік помер в 17 років, у нього був синдром передчасного старіння, який називається «прогерія». Це генетичне захворювання, яке викликає рання поява ознак старіння. В юному віці виникають старечі захворювання, і такі люди в середньому живуть 13 років. До цього захворювання призводить мутація в гені, який відповідає за синтез білка ламина. Цей білок відповідає за організацію ядра, так званого ядерного матриксу, структури ядра. У хробаків з віком ядерний матрикс руйнується в клітинах, і чим повільніше це відбувається, тим довше живуть черв`яки. Може бути, руйнування ядерного матриксу грає важливу роль в старінні людини.

Гормон росту

Гормон росту побічно призводить до посилення сигналу, який передається через наш аналог DAF-2. Якщо сильно спростити, то у карликів клітини відчувають певний ефект голодування. Ось карликовий мишеня Йода і його подружка Принцеса Лея:

Відео: Вчені виграють битву зі старінням. Смерть наступна?

У Йоди був зіпсований ген, що регулює синтез гормону росту. Він прожив в лабораторії чотири роки - в перекладі на людську вік це більше ста років.

В Еквадорі є популяція людей з певною формою карликовості, яка називається синдром Ларона, їх близько ста чоловік. Ми поки не знаємо, скільки вони живуть. Вчені спостерігають за ними більше 20 років, і була публікація про те, що у цих людей знижений ризик деяких старечих захворювань, в тому числі раку і діабету. Може бути, вони дійсно живуть довше, у порівнянні з іншими жителями того ж регіону.

Бог TOR, повелитель сміття

Ілюстрація: The Ban Lab

Наші клітини вміють видаляти з себе сміття не тільки при розподілі. Вони можуть поглинати його. Це називається аутофагія - клітини переварюють всяку гидоту всередині себе, потім це якось утилізують і викидають. Цей процес може сприяти омолодженню клітин, але йому заважає білок TOR.

Що він робить? Він каже: «Все стане в нагоді. Цей тухлий бутерброд, який у вас тут лежить, стане в нагоді. Буде голодно, буде блокада, і він піде в справу ». Наші предки жили в умовах регулярної нестачі їжі. Не було генно-модифікованих організмів, не було зеленої революції, нормального сільського господарства, нічого не було. Голод міг настати коли завгодно, і тому TOR відігравав важливу роль. Але тепер це сміття накопичується і пошкоджує клітини. На щастя, є речовини-інгібітори, які можуть задавити цей білок.

Інгібітори TOR запускають Аутофагія через цей білок. Сам TOR названий на честь рапаміціна: Target Of Rapamycin (мішень рапаміціна). Рапаміцин - це антибіотик, який виробляють гриби, його також використовують в якості імунодепресанта. Ця речовина застосовується при трансплантації органів, щоб знизити ризик відторгнення. Також рапаміцин продовжує життя різним організмам, зокрема мишам, причому досить сильно.

Рапаміцин дуже дорогий, тому в багатьох випадках використовують набагато дешевший інгібітор TOR - кофеїн. Дослідженнями на тварин підтверджено, що він покращує Аутофагія і продовжує життя. Також є результати епідеміологічних досліджень, згідно з якими в людських популяціях, де прийнято пити по кілька чашок кави в день, смертність знижена на 10%.

Існує поняття «французький парадокс»: французи довго живуть і рідко хворіють на серцево-судинними захворюваннями. У свій час це пояснювали споживанням ресвератрола, що міститься в червоному вині. Гризунам ця речовина продовжувало життя. Але потім перерахували, скільки потрібно споживати вина людині, щоб ресвератрол надав такий же ефект, - дві бочки в день. Мабуть, французький парадокс скоріше пов`язаний з самим етанолом, який в певній невеликій концентрації подовжував життя нематод. У людей, які п`ють келих вина на добу, також знижується ризик серцево-судинних захворювань, на зразок ішемічної хвороби серця, коронарної хвороби серця і так далі. Але у етанолу є негативні побічні боку: алкоголізм, цироз печінки, зростає ризик деяких ракових захворювань. Тому можна рекомендувати етанол як геропротектори - це питання спірне.

Викликає інтерес вчених і метформін - ліки від діабету. Він має деякі побічні ефекти, пов`язані з шлунково-кишковим трактом. Є дослідження, яке підтверджує, що метформін продовжує життя черв`якам.

Але найдовше - на 50% - нематоди живуть завдяки альфа-кетоглутаратом. Він чудовий тим, що присутня в людях у великій кількості і має низьку токсичність. Але до сих пір не проведені дослідження на гризунах, тому що вченим дуже складно отримати фінансування на вивчення цих ліків від старіння, адже старіння хворобою не вважається. Альфа-кетоглутарат, до слова, спортсмени використовують як харчову добавку для прискорення росту м`язової маси. Але є дуже суперечливі дані, чи дійсно він допомагає в цьому.

Молода кров

Ілюстрація: Popular Science

В одному з досліджень вчені хірургічно з`єднували тіла двох гризунів - старого і молодого, об`єднуючи їх кровоносні системи. У цих умовах старий гризун живе довше, а молодий - менше, при цьому у старих гризунів підвищується пластичність нервової системи, тобто здатність нервових клітин утворювати нові нервові зв`язки. У них навіть поліпшується регенерація м`язової тканини. Зрозуміло, що ніхто не пропонує зшивати разом пенсіонерів і маленьких дітей, щоб пенсіонери жили довше. Але, може бути, ми знайдемо якісь фактори, які присутні в молодої плазмі крові, або виявимо клітини, які продовжують життя, і зможемо їх синтезувати і давати як ліки літнім людям. Про це чудово розповів Тоні Вісс-Корей (Tony Wyss-Coray). Зараз проводять технічні випробування використання плазми молодих організмів для лікування хвороби Альцгеймера. Подивимося, що у них вийде.

жити довго

Ще одна історія пов`язана з дослідником Обрі ді Греєм (Aubrey de Grey), він теж виступав на Ted Talk. Обрі розповідав: «Деякі люди кажуть:" Ну, продовжимо ми життя на 20 років, помремо не в 80, а в 100. Але це все одно не дуже втішно. Чи можемо ми розраховувати на щось більше? "». Обрі відповідав: «Так, можемо». Чому? Він наводить метафору зі всесвітнім тяжінням. Якщо візьмете м`яч і підкине його, то він впаде. Якщо підкине його сильно, то він впаде трохи пізніше. Але якщо ви підкине його так, що він досягне першої космічної швидкості, то м`яч полетить в космос і більше ніколи не повернеться на Землю. «Дивіться, науково-технічний прогрес розвивається все швидше і швидше, і, може бути, за ті 20 років, що ви ще проживете, придумають препарат, який подовжує життя ще на 25 років, а за ці 25 років придумають препарат, який подовжує життя ще на 30 років, і так далі. І може бути, починаючи з певного віку деякі люди зможуть прожити дуже довго, тисячі років ». Багато вчених ставляться до цього скептично. Але немає ніяких серйозних аргументів, чому це в принципі неможливо.

Ми бачимо, що науково-технічний прогрес продовжує життя людям, причому по всій планеті, у всіх країнах, навіть в найбідніших, і тривалість життя стабільно росте. А це означає, що заради продовження життя потрібно розвивати науку.

Наостанок хочу порекомендувати чудовий сайт geroprotectors.org - там зібрані публікації про результати досліджень різних речовин з точки зору продовження життя піддослідним тваринам організмам.