Почему необходимо изучать процесс старения. Ведущий специалист в изучении старения человека рассказал о поисках продления человеческой жизни. Как возникает старение

Изучение проблемы старения в современности

В настоящее время изучение проблемы старости и долголетия приобрело поистине научный характер. Только с тех пор, как стали тщательно изучаться условия жизни глубоких стариков (кому 90, 100 лет и более), появилась возможность подойти вплотную к разработке важных вопросов, связанных с долголетием.

Стало очевидным, что проблема продления жизни является не только биологической, медицинской, но и социальной. Это полностью подтверждают многочисленные научные наблюдения, а также результаты изучения долгожителей в нашей стране и за рубежом.

Как было выявлено в результате исследований, долгожители отличаются крепким физическим здоровьем, нормальной психикой. В 1953 г. в «Известиях» был напечатан очерк о старейшем жителе Абхазии Тлабгане Кецба, которому в то время исполнилось 132 года. В образе жизни, который он вел, казалось бы, нет ничего необычного. Все годы он занимался сельским хозяйством, употреблял разнообразную пищу. Несмотря на крайне преклонный возраст, старик продолжал работать в колхозе, а также управлялся на своем приусадебном участке. Он имел 7 детей, 67 внуков, более 100 правнуков.

Позднее в книге «Проблемы старения и долголетия» сообщалось, что ему уже 140 лет, но он по-прежнему здоров, работоспособен, отличается хорошей памятью (старик помнил события, которые произошли более 100 лет назад), к своей старости относится спокойно, охотно бывает в обществе, где его любят за веселый нрав.

Что нужно, чтобы прожить дольше

Имеются ли какие-либо характерные особенности в физическом и психическом состоянии долгожителей? Прежде всего обращает на себя внимание, что они отличаются невосприимчивостью к болезням. У многих из них можно обнаружить обычные возрастные изменения, но ни у кого не встречается тяжелых органических заболеваний, существенно ограничивающих их деятельность.

Может возникнуть вопрос: значит, до глубокой старости может дожить только тот, кому посчастливилось избежать тяжелых болезней? Да, именно так считают большинство ученых, занимающихся проблемой долголетия. Изучение образа жизни долгожителей показало, что они, как правило, никогда ничем не болели.

Это позволило говорить о нормальном функционировании у них всех органов и систем, позволяющем обеспечить состояние равновесия с окружающей средой.

Недаром специальными исследованиями у большинства долгожителей обнаружены явления нормальной физиологической старости. Было отмечено также, что долгожители очень активны, жизнерадостны, быстро восстанавливают свое настроение после тяжелых психических потрясений, не поддаются мрачным мыслям. Прав был Гуфеланд, писавший: «Между влияниями, укорачивающими человеческую жизнь, преимущественное место занимают такие душевные настроения, как печаль, уныние, страх, тоска». Та же самая мысль содержится в народных изречениях: «Смейся побольше -- проживешь подольше», «Хорошее настроение -- основа долголетия».

В достижении долголетия играют немалую роль индивидуальные особенности организма и личности. Обследованные геронтологами долгожители отличались спокойным характером, уравновешенностью, отсутствием суетливости. Многие из долгожителей вели тяжелую трудовую жизнь, испытывали серьезные лишения, но при этом сохраняли спокойствие, стойко переносили все невзгоды.

Ученые на Западе пишут о том, что большая часть долгожителей была ими обнаружена в малоразвитых странах, вдали от городской жизни и центров цивилизации. Как правило, это были люди, занимавшиеся сельским хозяйством, часто примитивным.

Кроме того, на основании проведенных исследований ученые приходят к выводу, что здоровая семья -- одно из важных условии, благоприятствующих долголетию.

До сих пор существует мнение, что непременным условием долголетия является благоприятный климат. Сторонники этой точки зрения утверждают, что долгожители встречаются лишь среди жителей гор и их жизнь продолжается долго благодаря горному климату (избыток кислорода, ультрафиолетовых лучей). В какой-то степени это верно. Горный климат благоприятствует долголетию, но если бы оно зависело только от климатических условий, то долгожителями были бы все живущие в горах. Однако этого нет. Кстати, исследования, проводившиеся в Грузии, Армении, Северной Осетии, показали, что долгожителей чаще можно встретить не в горах, а в долинах, где в большей степени по сравнению с горными местностями развиты сельское хозяйство и промышленность, сосредоточена основная масса населения и гораздо интенсивнее трудовая деятельность.

Здесь мы подошли к очень важному вопросу -- вопросу о труде как источнике творческих и физических сил человека, источнике долголетия. Многочисленными исследованиями доказано, что долгожители -- люди деятельные. Для них характерен высокий жизненный тонус, который достигается любым творческим трудом. А чем активнее нервная система человека, тем дольше он живет. Это подтверждается историческими примерами. Так, Софокл дожил до 90 лет.

Гениальное произведение «Царь Эдип» он создал в 75-летнем возрасте, а «Эдип в Колоне»-- несколько лет спустя. До глубокой старости сохранил ум и работоспособность Бернард Шоу, В 94 года он писал: «Проживите свою жизнь сполна, отдайте себя полностью своим собратьям, и тогда вы умрете, громко говоря: «Я выполнил свой труд на земле, я сделал больше того, что полагалось». Награда его была в сознании, что он щедро и без остатка отдал свою жизнь и свой гений на благо человечества.

Знаменитый немецкий мыслитель и поэт Гете закончил «Фауста» в возрасте 83 лет. Всему миру известны картины великого Репина, но немногие знают, что последние шедевры были созданы им в 86 лет! А Тициан, Павлов, Лев Толстой!

Перечисление имен выдающихся людей, проживших долгую, насыщенную творческим трудом жизнь, можно было бы продолжать бесконечно.

Человеку нужна жизнь не просто долгая, а обязательно плодотворная и созидательная. Постоянный, пусть даже очень напряженный труд -- одно из обязательных условий долголетия.

Некоторые ученые прошлого, исходя из механистического понимания биологических закономерностей, высказывали суждение, что к старости организм «срабатывается», подобно любой машине. Эта точка зрения оказалась неверной.

Если считать, что передающиеся по наследству «запасы» определенных веществ или энергии только расходуются в течение жизни, то остается прийти к выводу, что изначально они достались человеку от далеких-далеких предков.

Тогда получается, что ослабление процессов жизнедеятельности дает гарантию более благополучной и к тому же продолжительной жизни. На самом деле это не так. В отличие от неживой природы все структуры живого тела не только постепенно разрушаются, но и непрерывно восстанавливаются. Для нормального самообновления этих структур нужно, чтобы они интенсивно функционировали.

Поэтому все выключенное из действия обречено на вырождение и гибель.

Атрофия наступает от бездействия! «Ни один лентяй не достиг глубокой старости: все достигшие ее вели очень деятельный образ жизни» подчеркивал X. Гуфеланд.

Существует известный общебиологический закон: старение меньше всего поражает и позже всего захватывает тот орган, который больше всего работает.

Тогда можем ли мы заставить головной мозг работать больше, чтобы таким путем задержать, «отсрочить» его старение?

Да, можем. Всякая работа, требующая участия мозга, улучшает, укрепляет его функции. В результате его деятельность усиливается. Исследования последнего времени убедительно показывают, что у людей пожилого возраста, головной мозг которых находится в активном состоянии, не снижаются умственные способности, имеющие решающее значение для, жизни человека. А то незначительное ухудшение, которое порой все же приходится наблюдать, несущественно, оно не мешает нормальному функционированию. Результаты последних исследований дают основание полагать, что у физически и эмоционально здоровых людей развитие интеллекта (отдельных наиболее важных сторон) может продолжаться даже после 80 лет. Все это позволяет прийти к заключению, что в отдельных случаях снижение интеллекта обратимо и когда-то выдвигавшаяся гипотеза о наступающей с возрастом потере клеток является ошибочной.

Некоторые специалисты утверждают, что все еще бытующие старые представления о возрасте и интеллекте имеют подчас трагические последствия: большое число интеллектуально развитых людей обнаружило в старости снижение своих возможностей из-за неправильных суждений, что якобы преклонный возраст несет неизбежное ослабление интеллекта. «Снижение умственных способностей -- это самоисполняющееся пророчество,-- считает английский психолог У. Чей, занимающийся исследованием процесса старения. Тот, кто чувствует себя способным действовать в старости так же хорошо, как и в остальные периоды своей жизни, не становится интеллектуально беспомощным».

Утверждение о том, что активная деятельность будто бы ускоряет старение, в корне неверно, оно не имеет под собой никакой почвы. Наоборот, практикой установлено, что у людей, не желающих стареть, т. е. интенсивно работающих до глубокой старости, продолжительность жизни не сокращается, а увеличивается.

Дорогие коллеги и друзья!

В условиях глобального постарения населения становится все более очевидной необходимость безотлагательной разработки программ увеличения эффективности мер профилактики, лечения, реабилитации и медико-социальной помощи пожилым людям, невозможных без серьезной поддержки и развития всесторонних фундаментальных исследований в области геронтологии и гериатрии и подготовки высококвалифицированных специалистов. приглашает коллег объединить интеллектуальные усилия для научного прорыва к реальному продлению здорового периода жизни каждого человека .

Цели и задачи плана «Наука против старения»

Главная цель

Разработка и применение научных методов для существенного продления периода здоровой жизни человека

Приоритетные задачи:

· Исследование фундаментальных механизмов старения
· Разработка методов вмешательства в процесс старения с целью его замедления
· Практическое применение результатов научных разработок для существенного продления периода здоровой жизни человека

Поэтапные действия

1. Составление комплексного междисциплинарного плана исследований механизмов старения
2. Определение необходимых форм и методов международного сотрудничества для реализации плана
3. Получение гарантий финансирования исследований за счет национальных бюджетов и частных инвесторов
4. Заключение международного соглашения о сотрудничестве в исследовании старения
5. Реализация плана, решение его приоритетных задач

Приглашаются специалисты для разработки разделов плана «Наука против старения»

Фундаментальные исследования

Генетика
Клеточная биология
Биофизика
Биохимия
Онкология
Фармакология
Вирусология
Психология
Высшая нервная деятельность
Протеомика
Регуляторные системы
Криобиология
Иммунология
Демография
Экология
Математическое моделирование биологических процессов

Разработка технологий

Клеточная терапия и регенерация органов
Наномедицина
Нейромоделирование
Геропротекторы
Биомаркеры старения
Медицинское оборудование, материалы и манипуляционные методы
Системы поддержания жизнедеятельности и методы реанимации

Раздел 1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Наука постепенно приближается к пониманию основ процесса старения. Изучается старение на молекулярном (модификации ДНК, белков и липидов) и клеточном уровне (репликативное и стресс-индуцированное старение), роль дерегуляции апоптоза и генетической нестабильности в возрастных патологиях. Однако имеющиеся разрозненные факты часто приводят к противоречивым выводам, вклад тех или иных повреждений в старение клетки и организма постоянно пересматривается.

Для того чтобы прояснить эти вопросы, необходимы полномасштабные исследования на молекулярном, субклеточном, клеточно-тканевом и системном уровнях организации, конечная цель которых – создание всеобъемлющей математической модели старения человека, учитывающей вклад каждого фактора от молекулы до системы органов.

В настоящее время намечается переход от представлений о пассивном накоплении генетических ошибок к выявлению регуляторных эпигенетических изменений, влияющих на экспрессию генов (повреждение промоторов и энхансеров генов, деметилирование ДНК и гистонов, компенсаторный стресс-ответ).

В целом эти эпигенетические процессы уже не выглядят спонтанными, поскольку воспроизводятся от индивидуума к индивидууму (хотя и с поправкой на биологический возраст) и зачастую предшествуют возрастным проявлениям нарушения функций. Очень важно научиться отслеживать эти возраст-зависимые изменения для каждого гена, входящего в состав генома человека.

Сегодня, с появлением молекулярно-генетических методов работы с культурами клеток человека, возможности картирования локусов долгожительства столетних индивидуумов и сравнения экспрессии генов различных тканей (мозга, мышц, печени, почек) стареющих и молодых индивидуумов, эта задача может быть решена . Появляется оправданный оптимизм, что разработанных подходов уже достаточно, чтобы вскоре сделать человека главным генетическим объектом при исследовании механизмов старения .

Для проведения таких исследований необходима широкомасштабная программа, которая скоординировала бы индивидуальные усилия различных научных групп , которые соприкасаются с различными аспектами старения на молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, системном и популяционном уровне в рамках биохимических, генетических, экологических, демографических и медицинских исследований.

Наличие такой всеобъемлющей программы, рассматривающей все аспекты проблемы старения, даст возможность оценить размер необходимого финансирования научных исследований. А ее реализация позволит осуществить математическое моделирование процесса старения на всех уровнях организации жизни, научиться оценивать биологический возраст индивидуума (ожидаемую продолжительность жизни) и разработать комплекс практических мер по замедлению процесса старения.

Таким образом, будут решены три задачи:

1. Изучены механизмы старения человека,

2. Решены проблемы медицины антистарения,

3. Разработаны методы достижения активного долголетия.

1.1. ВЕРИФИКАЦИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

1.1.1. Модель старения и смертности
1.1.2. Теория запрограммированного старения
1.1.3. Теория темпа жизни
1.1.4. Теория накопления мутаций
1.1.5. Теория оксидативных повреждений
1.1.6. Теория антагонистической плейотропии
1.1.7. Пороговая теория
1.1.8. Теория одноразовой сомы
1.1.9. Митохондриальная теория старения
1.1.10.
1.1.11. Теломерная теория старения
1.1.12. Редумерная теория старения

1.2. ИССЛЕДОВАНИЯ НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ

1.2.1. НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ

1.2.1.1. Фундаментальные закономерности изменения метаболизма клетки при старении:

1.2.1.1.1. Характеристика «уязвимых реакций» метаболизма – точек перекреста метаболических путей
1.2.1.1.2. Формулировка критериев устойчивости живых систем
1.2.1.1.3. Поиск способов увеличения устойчивости обмена веществ при старении
1.2.1.1.4. Соотношение процессов устойчивости и лабильности метаболизма (механизмы биохимической адаптации)

1.2.1.2. Исследование обратимых и необратимых ошибок обмена веществ при старении

1.2.1.2.1. Модели in vitro
1.2.1.2.2. Разработка адекватных экспериментальных моделей in vivo
1.2.1.2.3. Метаболические цепи
1.2.1.2.4. Исследование порога чувствительности к факторам риска
1.2.1.2.5. Профессиональные болезни
1.2.1.2.6. Чувствительность к антропогенным факторам

1.2.1.3. Разработка адекватных биохимических моделей старения клетки и целого организма

1.2.1.3.1. Быстростареющие мыши и крысы в оценке действия факторов долгожительства
1.2.1.3.2. Пренатальная гипергомоцистеинемия

1.2.1.4. Изучение сигнальной и адаптационной функции свободных радикалов в клетке при старении

1.2.1.4.1. Факторы мобилизации (аутогемотерапия, радиотерапия, УФ, лазерное воздействие, температура) и начальные механизмы их действия

1.2.1.5. Исследование состояния антиоксидантной защиты тканей и клеток

1.2.1.5.1. Оценка интегрального антиоксидантного потенциала
1.2.1.5.2. Характеристика устойчивлсти биологических структур к индуцированному окислению
1.2.1.5.3. Разработка методов количественной оценки окислительного и карбонильного стресса в тканях (экспресс-методы измерения белковых карбонилов, малонового диальдегида, метилглиоксаля, гомоцистеина и др. метаболитов)

1.2.1.6. Анализ вклада повреждения белков в процессы старения и возраст-зависимые патологии , в том числе:

1.2.1.6.1. Окисленных аминокислотных радикалов белка (метионина, триптофана, гистидина и др.), накопление белковых карбонилов;
1.2.1.6.2. Межбелковых сшивок;
1.2.1.6.3. Активности гликозидаз и неферментативного гликирования белков.

1.2.1.7. Изучение роли спонтанных повреждений ДНК при старении:

1.2.1.7.1. 8-оксо-2’-деоксигуанозина в GC-богатых промоторных участках генов;
1.2.1.7.2. Сшивок ДНК-белок и ДНК-ДНК.

1.2.1.8. Исследование роли повреждений липидов в старении:

1.2.1.8.1. Диеновых конъюгатов;
1.2.1.8.2. Малонового диальдегида , метилглиоксаля;
1.2.1.8.3. Накопления липофусцина (цероида).

1.2.2. НА СУБКЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ:

1.2.2.1. Изучение изменений в ядре при старении:

1.2.2.1.1. Нарушения структуры ядра (ядерной ламины , нуклеоплазмы);
1.2.2.1.2. ;
1.2.2.1.3. Компактизации хроматина .

Брайан Кеннеди , один из ведущих специалистов в изучении старения человека, рассказал о том, существует ли предел жизни человека, и объяснил, почему борьба со старением является сегодня главной задачей для всех государств мира.

Профессор Кеннеди уже почти три десятилетия изучает различные процессы, заставляющие тело и клетки человека стареть, и пытается понять, как можно остановить этот процесс, экспериментируя на животных и добровольцах.

Два года назад его команде удалось обнаружить две сотни генов, возможно, связанных со старением, проводя эксперименты на дрожжах с частично человеческой ДНК. Эти опыты послужили основой для первых экспериментальных терапий по замедлению старения, которые в скором времени начнут проходить клинические испытания на добровольцах в лаборатории Кеннеди в Национальном университете Сингапура.

На прошлой неделе он выступил с публичной лекцией на конференции "ФизтехБиоМед", организованной МФТИ, в рамках которой рассказал о том, чего удалось добиться его лаборатории, как алкоголь влияет на скорость дряхления тела и почему правительства Сингапура и США ставят борьбу со старением населения всей Земли, "седым цунами", на одно из первых мест среди их национальных интересов.

— Брайан, в последние годы ваши коллеги часто спорят о том, есть ли предел жизни человека, через который нельзя перешагнуть. Существует он или нет?

— Эти споры оживились в последние годы по той причине, что недавно коллеги провели несколько исследований, посвященных продолжительности жизни самых пожилых людей на Земле. Они показали, что средняя продолжительность жизни на планете продолжала расти в последние годы, однако максимальные ее значения не менялись.

Я смотрю на эту проблему с несколько другой стороны, так как работаю в основном не с людьми, а с животными. С каким бы организмом мы ни работали, во всех случаях нам удалось увеличить максимальную продолжительность жизни. Нет оснований полагать, что это нельзя сделать и для человека.

С другой стороны, этот вопрос, на самом деле, заключается в несколько другом: мы пока не знаем, по каким причинам раньше росла максимальная продолжительность жизни, были это какие-то природные факторы или же какие-то действия самого человека. В будущем, когда мы начнем применять лекарства, продлевающие жизнь, я уверен, что они будут действовать и на самых долгоживущих людей.

— Многие ваши коллеги в России считают, что существует генетическая "программа старения", заставляющая животных дряхлеть и уступать место новому поколению. Согласны ли вы с ними?

— Здесь затрагиваются два разных вопроса. С одной стороны, те данные, которые у нас имеются на сегодняшний день, указывают на то, что подобной программы не существует и что дряхление тела происходит само по себе.

Причиной этого является естественный отбор — его влияние на то, как работает организм человека и животного, ослабевает после того, как они уже оставили потомство и прекратили размножаться. С точки зрения эволюции жизнь человека заканчивается уже в 30-40 лет, и это было правдой на протяжении большей части истории человечества, так как почти все наши предки крайне редко доживали до этой отметки.

По этой причине те ошибки в ДНК, которые влияют на нашу жизнь после завершения данного периода, практически не исправлялись в ходе нашей эволюции, что стало мешать человечеству только в последние 200 лет, после появления медицины и начала резкого роста сроков жизни. Появились хронические болезни, уносящие жизни все большего числа людей.

С другой стороны, даже если этой программы нет, нельзя говорить о том, что воздействие на одиночные гены или группы генов не может повлиять на темпы старения. Несмотря на то что старение тела является во многом случайным процессом, некоторые его черты являются общими для человека и множества других животных, и этим можно пользоваться.

К примеру, ограничение калорий продлевает жизнь многим животным не потому, что оно напрямую замедляет старение, а по той причине, что недостаток энергии "включает" наборы генов, связанных со стрессом и недостатком пищи. Эти гены появились в нашей ДНК и в геномах животных не потому, что они связаны со старением, а из-за того, что они помогали им выживать в тяжелых ситуациях. Эта же защита от стресса, как оказалось, помогает организму лучше сопротивляться старению.

— Если говорить о животных, то сегодня ученые пытаются найти ключ к старению, экспериментируя на самых разных существах, начиная с дрожжей и заканчивая голыми землекопами. Какое из них быстрее всего приблизит нас к решению этой загадки?

— На самом деле, ответа на этот вопрос нет, так как каждое животное вносит свой собственный вклад в изучение старения. К примеру, дрожжи и мушки-дрозофилы совершенно не похожи на человека, но их короткий жизненный цикл позволяет нам быстро изучать работу отдельных генов в их ДНК. Как оказалось, многие из этих генов, связанных со старением, имеют свои аналоги в ДНК мышей и, возможно, человека.

С другой стороны, действительно долгоживущие существа, такие как голые землекопы, помогают нам изучать другие процессы, которые крайне сложно уловить или заметить в опытах на дрожжах или мушках. В общем, мы должны проводить исследования на всех модельных организмах, пользуясь различиями в их жизнедеятельности.

Голый землекоп

— Удалось ли вам достичь новых успехов в изучении генов старения на примере ваших дрожжей с человеческими генами?

— Мы уже очень много времени исследуем дрожжи, и сейчас можно сказать, что эти грибки сыграли ключевую роль в изучении старения, так как они помогли нам найти гены SIRT2 и mTOR, воздействие на которые помогло нам заметно продлить жизнь мышам и другим животным.

Сейчас мы пытаемся составить полную картину старения — то, как на этот процесс влияет не один, а все 230 генов, которые мы открыли два года назад, и как они взаимодействуют друг с другом. Это очень долгий процесс, но мы надеемся на то, что дрожжи помогут нам впервые полностью описать то, что происходит при дряхлении тела человека.

— Если вам удастся замедлить старение, не приведет ли это к тому, что клетки тела подобного "бессмертного" человека со временем потеряют способность делиться или станут предрасположены к развитию рака?

— Как мне кажется, такой проблемы не возникнет, так как омоложение клеток должно привести и к тому, что они сохранят нормальную способность к делению. Пока наши опыты показывают то, что все экспериментальные методики продления жизни не только увеличивают сроки жизни животных, но и позволяют им оставаться здоровыми гораздо дольше, чем обычно.

Это является главной целью всей моей работы — мне все равно, смогу ли я сделать человека бессмертным, но при этом бесконечно больным. Мне хотелось бы, чтобы люди оставались здоровыми максимально долгое время, и если им при этом удастся прожить дольше, это будет приятным, но дополнительным бонусом.

— Относительно недавно ваши коллеги из Калифорнии смогли омолодить мышей, временно включив в их клетках гены, связанные с работой стволовых клеток. Не вызовут ли подобные "экстремальные" формы борьбы со старостью протестов со стороны политиков и публики и можно ли будет их применять на практике в обозримом будущем?

— Как мне кажется, и этот подход, и многие другие методы омоложения необходимо проверить в опытах на добровольцах, однако большинство из них пока не готовы для работы с человеком. Помимо этических причин, есть целый ряд технических проблем, из-за которых результаты тестов на мышах и других грызунах крайне сложно перенести на людей.

Уже сейчас существуют препараты, а также различные диеты и образы жизни, которые должны сильно влиять на скорость старения человека. И если нам удастся доказать, что эти простые и сравнительно безопасные меры действительно продлевают жизнь, то тогда, как мне кажется, публика будет готова и для более смелых шагов.

Конечно, кому-то могут не понравиться манипуляции с генами и работой клеток, но как, на самом деле, отличаются лечение рака и борьба со старением? С точки зрения медицины возраст и старение являются главными факторами риска в развитии злокачественных опухолей и целого ряда хронических болезней, и поэтому победа над старением будет означать и победу над ними.

По сути, лекарство от старения будет работать и как средство по предотвращению развития рака, болезней сердца и прочих проблем со здоровьем, которые сегодня уносят жизни большинства пожилых людей. Вряд ли у кого-то возникнут этические претензии в наш адрес, если они будут понимать эту связь.

Более того, борьба со старением поможет нам решить или отсрочить главную проблему будущего, "седое цунами", настоящий экономический конец света, порожденный тем, что сегодня на Земле становится все меньше молодых людей и все больше пожилых, которым нужно платить пенсию и за которыми нужно ухаживать.

Мало кому известно, но в XVIII веке средняя составляла всего 24 года. Через 100 лет это число увеличилось вдвое - до 48 лет. Сейчас новорожденный может в среднем прожить 76 лет. С учетом последних открытий в биологии, ученые считают, что эта цифра будет еще долго неизменна.

Введение

Сегодня поиски «молодильных яблок» и ответа на вопрос о том, почему сконцентрированы в области изучения генетической структуры клеток, и при этом все меньше обращается внимание на роль стрессов и диет в жизни людей. Желающие достичь бессмертия обращаются в антивозрастные клиники, выплачивая каждый год по 20 000 долларов за гормональную терапию, анализ ДНК и космическую хирургию. Однако эти экспериментальные методы не дают никаких гарантий бессмертия - просто специалисты обещают продлить жизнь.

Давайте вместе узнаем, когда и почему стареет человек, какие бывают признаки и причины старения и как замедлить процесс старения.

Понятие «старения»

Слово «старость» в настоящее время ассоциируется с омолаживающими косметическими средствами и хирургическими операциями. Это связано с тем, что современная наука больше нацелена на изучение космических пространств и изобретение новейших технологий. О бессмертии просто забыли.

Но доктор Джон Ленгмор, профессор университета Мичиган, и его группа «заглянули» внутрь клеток, в самую сущность человеческой жизни. В частности, он изучил молекулу ДНК и обнаружил на ее концах цепь повторяющихся пар ферментов, которые были впоследствии названы «теломерами». Они работают в качестве защитных «колпачков» на конце хромосом, которые со временем не дают возможность молекулам разделиться пополам, что и приводит к старению и умиранию человека.

Что такое «теломеры»

Ученые отмечают, что, когда человек становится старше, длина теломерных цепей уменьшается. В конце концов они становятся настолько короткими, что репликация клеток вызывает смертельные ошибки или недостающие фрагменты в последовательности ДНК, препятствуя способности клетки заменить себя. Эта точка предела, когда клетка потеряла жизненный код ДНК и не может воспроизвести себя, называется пределом Хейфлика. Это мера того, сколько раз клетка может копировать себя, прежде чем умрет.

Некоторые клетки в нашем организме имеют очень высокий предел Хейфлика. Например, клетки, которые находятся внутри нашего рта и в кишечнике, постоянно стираются и заменяются. Действительно, они появляются, чтобы иметь возможность вырастить теломеры даже в зрелом возрасте. Тогда ученые заинтересовались, почему некоторые клетки препятствуют росту теломер с возрастом, а некоторые нет.

«Запрограммированные» клетки

Доктор Ленгмор, используя физические, биохимические и генетические методы для изучения структуры и функции теломеров, разработал бесклеточную систему для восстановления функциональной модели теломеров с использованием синтетической ДНК. А также выявил механизм, с помощью которого теломеры могут «стабилизироваться», и условия, которые приводят к их нестабильности.

Белковые факторы, «ответственные» за стабилизацию концов хромосом, были клонированы и изучены. дала возможность непосредственно визуализировать структуру модели теломер. Это интересное исследование привело ко многим перспективным открытиям.

Ученые обнаружили важный фермент, который может «выключить» теломеры, чтобы молекула ДНК смогла бесконечно раздваиваться. Он называется теломераза. Но, когда мы становимся старше, количество теломераз в клетках уменьшается. Это и есть ответ на вопрос о том, почему стареет организм человека.

Пять основных теорий

Итак, ученые доказали, что смерть наступает в связи с потерей большого количества клеток. Существует несколько теорий, которые объясняют, как предел Хейфлика выражается в клетках нашего организма. Рассмотрим их подробнее:

1. Гипотеза об ошибке. Данная теория определяет ошибки, которые могут возникнуть в химических реакциях при производстве ДНК и РНК, так как метаболический механизм не является точным на 100 %. Гибель клеток может быть результатом этих неустраненных ошибок.

2. Теория свободных радикалов. Отвечает на вопрос о том, почему стареет человек, по-своему. Неконтролируемые могут повредить мембраны, которые окружают клетки и клеточные молекулы ДНК и РНК. Этот ущерб в конечном итоге приводит к гибели клетки.

В настоящее время эта теория горячо исследуется. Опыты на мышах показали, что снижение на 40 % потребления калорий приводит к удвоению их продолжительности жизни и уменьшению количества свободных радикалов. К тому же ученые выявили, что витамины Е и С хорошо их поглощают.

3. Теория сшивания утверждает, что старение живых организмов обусловлено случайным образованием (путем сшивания) «мостиков» между молекулами белка, которые затем препятствуют процессу производства РНК и ДНК. Это сшивание может быть вызвано многими химическими веществами, появляющимися обычно в клетках в результате метаболизма, а также с помощью загрязняющих веществ (например, свинца и табачного дыма).

4. Мозговая гипотеза отвечает на вопрос о том, почему люди быстро стареют, по-иному. Это происходит из-за «поломки» в гомеостазе функций организма, особенно в контроле гипоталамуса над гипофизом, который, в свою очередь, вызывает расстройство в контроле над эндокринными железами.

5. Аутоимунная теория. Она была предложена доктором Рой Валфордом в Лос-Анджелесе, который предполагает, что два типа белковых кровяных клеток иммунной системы (В и Т) теряют свою энергию из-за «нападения» бактерий, вирусов и раковых клеток. А когда В- и Т-клетки становятся неисправными, они заражают здоровые клетки организма.

Почему стареет человек: причины и признаки

В какой-то момент жизни, часто ближе к 30 годам, сигнальные признаки старения начинают быть очевидными. Их можно увидеть во всем: на коже появляются морщины, снижается прочность и гибкость костей и суставов, сердечно-сосудистая, пищеварительная и нервная системы подвергаются изменениям.

Пока никто не может точно сказать, почему стареет человек. Но определенно выявлено, что генетика, диеты, физические упражнения, болезни и другие факторы влияют на этот процесс.

Внимательно ознакомимся с признаками и причинами старения основных систем организма:

1. Клетки, органы и ткани:

Теломеры, которые находятся на концах хромосом внутри каждой клетки, со временем препятствуют раздвоению молекулы ДНК;

Накапливаются отходы в клетках;

Соединительная ткань становится более жесткой;

Максимальная функциональная способность многих

2. Сердце и кровеносные сосуды:

Стенка сердца становится толще;

Сердечные мышцы начинают работать менее эффективно, перекачивая то же количество крови;

Аорты становятся толще, жестче и менее гибкими;

Артерии медленнее снабжают кровью сердце и мозг, что является причиной того, почему стареет человек, признаки очевидны.

3. Жизненно важные функции:

Телу становится труднее контролировать температуру;

Частота сердечных сокращений занимает больше времени, чтобы вернуться к нормальному состоянию после тренировки.

4. Кости, мышцы, суставы:

Кости становятся тоньше и менее сильными;

Суставы - более жесткими и менее гибкими;

Хрящи в костях и суставах начинают ослабевать;

Мышечная ткань также теряет свою силу, это объясняет, почему стареет человек, причины данного процесса.

5. Пищеварительная система:

Желудок, печень, поджелудочная железа и тонкая кишка вырабатывают значительно меньше пищеварительных соков;

Движение пищи через пищеварительную систему замедляется.

6. Мозг и нервная система:

Число нервных клеток в головном и спинном мозге уменьшается;

В головном мозге могут образоваться аномальные структуры, такие как «бляшки» и «клубки», что приводят к ухудшению его работоспособности;

Число соединений между нервными клетками уменьшается.

7. Глаза и уши:

Сетчатка становится тоньше, а зрачки - жестче;

Линзы менее четкими;

Стены слухового прохода становятся тоньше, а барабанные перепонки - толще.

8. Кожа, ногти и волосы:

Кожа с возрастом станет тоньше и менее эластичной, что является причиной того, почему люди стареют внешне;

Потовые железы производят меньше пота;

Ногти растут медленнее;

Волосы получают серый окрас, а некоторые даже перестают расти.

Симптомы старения

Существуют общие симптомы старения, которые включают в себя такие:

Повышенная восприимчивость к инфекциям;

Незначительное снижение роста;

Повышенный риск получения теплового удара или гипотермии;

Кости легче ломаются;

Сутулость;

Замедленное движение;

Снижение общей энергии;

Запор и недержание мочи;

Незначительное замедление процесса мышления и ухудшение памяти;

Снижение координации;

Ухудшение остроты зрения и уменьшение периферического зрения;

Потеря слуха;

Провисание и сморщивание кожи;

Поседение волос;

Влияние сахара

Людям, которые любят сладкое, будет неприятно узнать, что сахар «ускоряет» нашу старость. Если вы потребляете его в большом количестве, то в скором времени быстро наберете вес, а ваше тело станет более восприимчивым к хроническим заболеваниям. Они, конечно же, будут медленно «внедряться» в жизнь человека в течение длительного времени. Однако каждое хроническое заболевание негативно влияет на все клетки в организме. Что и становится причиной того, почему человек медленно стареет.

Курение

Даже ребенку известно, что курение вредно для здоровья. В Новой Зеландии, например, ежегодно умирает 5 000 человек из-за неблагоприятных последствий курения (в том числе и пассивного). Это 13 человек в день!

Каждая выкуренная сигарета будет прибавлять морщины на вашем лице. А в сочетании с большим количеством солнечного света еще и способствовать появлению отмирающих клеток на коже.

Развод

Да, вы не ошиблись! Разрыв с тем, кого вы сильно любили, безусловно, оказывает негативное воздействие не только на ваше психологическое состояние, но и на внешность и здоровье.

В 2009 году ученые провели исследования с идентичными близнецами, в результате которых выяснилось, что разлученные пары выглядят намного старше, чем те, которые всегда были вместе.

Воздействие солнца

Солнечные лучи положительно влияют на организм человека, но до определенной степени. Они могут стать причиной появления морщин на коже, тогда станет понятно, почему одни люди стареют быстрее других.

Избыток солнца может привести к эластозу (снижению эластичности кожи) и к появлению многочисленных пигментных пятен на лице.

Фобии и стрессы

В недавних исследованиях было установлено, что личные фобии и переживания ускоряют старение и прибавляют несколько лет к вашему внешнему виду. Хронический стресс приводит к постоянному высвобождению которые оказывают негативное воздействие на внутренние органы и ткани. А также способствуют образованию свободных радикалов, что и становятся причиной того, почему люди быстро стареют.

Как замедлить биологические часы

1. Научитесь управлять своими страхами и справляться с переживаниями.

2. Ограничение потребления калорий существенно замедляет вашу старость. Предварительные результаты исследований на обезьянах показали, что рациональные диеты могут «притормозить» возрастные физиологические изменения.

3. Регулярно делайте физические упражнения. Ведь именно они способствуют выделению гормонов роста.

4. Старайтесь каждый день высыпаться. Только во время сна мы можем полностью восстановить все свои силы.

5. Расслабляйтесь. Выберите подходящий для вас способ релаксации. Возможно, это будут танцы, чтение книг, слушание музыки или просто приемы горячих ванн.

И в заключение можно сказать, что все мы будем стареть, нравится нам это или нет. Но мы теперь знаем, как замедлить этот процесс, даже на клеточном уровне. Нужно не только вести здоровый образ жизни, но и свести к минимуму все факторы, которые негативно влияют на наш организм.

Текст: Карина Сембе

Средняя продолжительность жизни человека зависит от условий этой самой жизни, и в ходе истории эта цифра постоянно менялась - от войны к войне, от открытия к открытию. Современный житель развитой страны живёт куда дольше, чем его предки. В Средние века сложно было встретить человека старше 30–35 лет, а не так давно, ещё в конце XIX века, продолжительность жизни в среднем составляла всего 40 лет (в России - 30–40, в Великобритании - 41–50). Теперь среднестатистический человек живёт около 67 лет, это связано с изменением общественных укладов, развитием медицины, общим повышением уровня жизни.

Продолжительность нашей жизни возросла, но нам этого мало: учёные по всему миру ищут способы продлить молодость. Речь не о внешних проявлениях, а о здоровье: появляются новые способы бороться с болезнями, связанными со старением, и обеспечить здоровое долголетие - от пересадки сетчатки, выращенной в лаборатории, до изменения структуры ДНК при помощи генной терапии. В мало рационального: взросление - естественный, вполне интересный и познавательный процесс. Но кто из нас, будь такая возможность, не взял бы «дополнительное время», чтобы успеть узнать, увидеть и сделать немного больше? Разбираемся, на что сегодня способна наука, чтобы замедлить увядание тела, и каких прорывов ожидать в обозримом будущем.

В документальном фильме National Geographic под названием «Breakthrough: The Age of Ageing» биодемограф и геронтолог из Университета штата Иллинойс, доктор Джей Ольшански с оптимизмом рассказывает об исследованиях новых методов борьбы со старением: «Если мы сможем замедлить старение хотя бы самую малость, это станет монументальным достижением. Люди смогут чувствовать себя моложе, при этом будучи старше. В науке о старении уже совершено достаточно прорывов, чтобы подвести нас к мысли о том, что это правдоподобно и, более того, возможно. Это уже осуществляется в ходе испытаний с другими видами, и вполне вероятно, что всё то же самое можно проделать и для людей».

Пока американские учёные искали способы устранить внешние признаки старения, их японские коллеги произвели успешную имплантацию сетчатки глаза

В вопросах омоложения люди склонны доверять «революционным» методам, ведь они требуют куда меньше усилий с их стороны, чем сбалансированный рацион, подвижность и регулярные медосмотры. Один из новых трендовых способов - контролируемая адаптационная тренировка (CVAC) в условиях циклических изменений давления. Процедура в стиле сай-фай проводится в одноместной капсуле, куда поставляется свежий воздух, при этом давление и температура постоянно изменяются. Реакция организма на эти перепады сходна с реакцией на интервальные, круговые или силовые тренировки: фактически происходит тренировка без усилий. Сторонники CVAC утверждают, что пребывание в капсуле повышает концентрацию ума и выносливость организма, стимулирует процессы регенерации. По словам Дэна Хольца, владельца Центра омоложения Беверли-Хиллз, где предлагают эту услугу, для замедления процессов старения достаточно проводить в капсуле CVAC по 25 минут каждый день. Аппарат, стоимость которого - 65 тысяч долларов, якобы использует первая ракетка мира Новак Джокович, впрочем, американскому Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) этого факта пока недостаточно, чтобы одобрить использование CVAC.

Существуют и «местные» способы совладать с возрастом, в частности поддержать регенеративную функцию кожи. Помимо различных омолаживающих инъекций, теперь существует возможность на время обзавестись « » - невидимой плёнкой, которая наносится на кожу тонким слоем, придавая ей гладкость и эластичность: мешки под глазами исчезают, морщины разглаживаются. То, что звучит как фантастика, на самом деле результат исследований учёных из Гарварда и Массачусетского технологического института. В майском отчёте для журнала Nature Materials авторы проекта уверяют, что «вторая кожа» состоит из широко используемых и одобренных FDA силиконовых полимеров и никто из 170 людей, участвовавших в пилотных исследованиях, не жаловался на раздражение или аллергическую реакцию.

Рокс Андерсон, прославленный дерматолог из Гарвардской медицинской школы, сотрудничавший с разработчиками «второй кожи», биотехнологами из массачусетской компании Living Proof, утверждает, что к делу подошли со всей серьёзностью, следили за тем, чтобы материал был безопасным, легко распределялся и хорошо держался на коже, а главное, был полностью незаметен. Плёнку можно пропитывать и не опасаться, что пот или вода смоют средство. Изобретатели «второй кожи» также ожидают, что помимо эстетических целей её можно будет использовать для лечения экземы, псориаза, пересыхания и других проблем с кожей, введя в состав увлажняющие и успокаивающие ингредиенты. Правда, долго оставаться молодым в технологичной новой коже не получится - невидимая плёнка держится не более двух дней.

← Невидимый крем-плёнка разглаживает морщины и защищает от повреждений

Пока американские учёные искали способы устранить внешние признаки старения, в 2014 году их японские коллеги произвели успешную имплантацию сетчатки глаза, выращенной из искусственных (индуцированных) многофункциональных стволовых клеток (иСК). Спустя год теперь уже 72-летняя испытуемая сообщила, что стала видеть гораздо лучше. Безусловно, пересадка слоя толщиной в одну клетку - задача проще, чем создание «трёхмерного» сложного органа. Но уже сейчас полным ходом осуществляются опыты по пересадке почечной и печёночной тканей, выращенных из перепрограммированных иСК, - например в Центре прикладных исследований иСК (CIRA) Университета Киото, возглавляемом нобелевским лауреатом, профессором Синъя Яманакой , в Калифорнийском университете и Университете Джона Хопкинса (Балтимор, США).

Российские учёные тоже внесли свою лепту в развитие клеточной терапии. Например, исследователи из Института общей генетики РАН, Федерального научного клинического центра физико-химической медицины при участии сотрудников Московского физико-технического института провели сравнительный анализ эмбриональных стволовых клеток, трёх разных типов обычных (соматических) клеток, полученных из них, и трёх типов перепрограммированных стволовых клеток, полученных из соматических. Детальное изучение изменений активности генов привело к выводу о сходстве эмбриональных клеток с перепрограммированными и к созданию перечня из 275 ключевых генов, активность которых позволяет корректно представить результаты репрограммирования.

Учёными был сделан вывод, что сам по себе процесс репрограммирования и тип родительских клеток (из кожи, мочи или любого другого материала) не оставили каких-либо конкретных следов в ДНК. Такой опыт показал, что собственные клетки пациентов можно репрограммировать во многофункциональные стволовые для дальнейшего применения в медицинских целях и эмбриональные клетки больше не нужны. Это важный шаг в направлении выращивания внутренних органов и даже лечения некоторых болезней, в частности глиобластомы - наиболее часто встречаемой и наиболее агрессивной опухоли мозга.

Возможно, в обозримом будущем мы сможем «обновить» человека по частям с помощью выращивания органов из индуцированных стволовых клеток. Впрочем, это не решит фундаментальной проблемы гибели клеток в результате естественного механизма старения. Чтобы его замедлить, необходимы глобальные научные методы. Есть несколько биологических процессов , которые приводят к старению и болезням, с ним связанным. Среди таких факторов - прекращение деления клеток, скопление повреждений в митохондриальных ДНК , укорачивание теломер (концевых участков хромосом, выполняющих защитную функцию), отложение амилоида в тканях (разные типы амилоидоза связывают с болезнью Альцгеймера и диабетом второго типа). В исследованиях, направленных на увеличение продолжительности жизни, основные силы брошены как раз на вмешательство в эти процессы.

Прошлой зимой учёные в США приступили к масштабным исследованиям, по их словам, самого перспективного препарата, замедляющего старение и гипотетически способного положить конец болезням Альцгеймера и Паркинсона. Метформин, призванный увеличить количество поступающего в клетки кислорода, изначально предназначен для людей, страдающих диабетом второго типа, и стоит недорого: например, британским пациентам он обходится около 10 пенсов в день. В прошлом году учёные из Кардиффского университета обнаружили , что пациенты с диабетом, принимающие метформин, жили дольше, чем люди без диагноза, хотя по статистике первые должны были умереть в среднем на восемь лет раньше.

Даже частичное снижение симптомов старения значительно повысит качество жизни пожилых людей

Теперь исследователи надеются доказать, что у людей, принимающих метформин, замедляется процесс старения и прекращается развитие болезни. Ранее аналогичные результаты удавалось получить в опытах с животными. Бельгийские учёные выяснили, что у круглого червя Caenorhabditis elegans метформин существенно увеличивает продолжительность жизни и количество здоровых клеток, а у лабораторных мышей к тому же укрепляет кости. Учёные полагают, что препарат может продлить жизнь в среднем на 50 %, увеличив её до 110–120 лет. Похоже на научную фантастику, но в декабре 2015 года FDA дало зелёный свет на проведение испытаний препарата, чтобы узнать, распространяется ли новонайденный эффект на людей. Для тестирования препарата запланировали привлечь около трёх тысяч людей в возрасте 70–80 лет, у которых диагностированы рак, болезни сердца или слабоумие или у которых высоки риски их возникновения.

Профессор-геронтолог Гордон Литгоу из калифорнийского Института исследования старения имени Бака, один из советников в испытании метформина, признался, что одобрение FDA далось не без борьбы: на рынке технологий антиэйдж успело появиться много шарлатанов. Справедливости ради надо сказать, что в сводках новостей по теме порой не отличить реальные научные факты от спекуляции. Серьёзных заявлений против метформина пока не опубликовано.

← Нас убивает не старость, а болезни, вызванные «износом» организма

Ещё один класс лекарств, способных замедлить процесс старения, - так называемые сенолитики. Действие этих лекарств направлено против клеток, которые прекратили своё деление. По своему поведению эти клетки напоминают раковые, а значит, по мнению учёных, в работе с ними можно применять противораковые препараты. Группа учёных из разных научных учреждений взяла для испытаний дазатиниб, препарат противоопухолевой терапии (продаётся под названием Sprycel), и кверцетин, естественное соединение, содержащееся во многих фруктах, овощах, листьях и зерне и продающееся в виде пищевой добавки с антигистаминными и противовоспалительными свойствами (впрочем, не подтверждёнными клиническими испытаниями).

Опыты на культурах клеток, проведённые группой учёных из разных научных учреждений, показали , что сенолитики избирательно вызывают смерть старых клеток и при этом не оказывают воздействия на молодые и здоровые. Дазатиниб в составе уничтожает стареющие клетки - предшественники жировых клеток, а кверцетин оказался более действенен против стареющих эндотелиальных клеток человека и стволовых клеток костного мозга мышей.

По словам учёных, сочетание дазатиниба и кверцетина производит мощный антивозрастной эффект, а испытания на лабораторных мышах показали, что даже разовое их введение улучшает функции сердечно-сосудистой системы, повышает выносливость и укрепляет костную ткань. Учёные отмечают, что перед испытанием сенолитиков на людях требуется учесть множество факторов, но в целом полны оптимизма: препараты нужно будет принимать нечасто, к тому же даже частичное снижение симптомов старения значительно повысит качество жизни пожилых людей.

Ещё один шаг в направлении долгожительства был сделан в сентябре прошлого года, когда руководительница компании BioViva , 44-летняя Элизабет Пэрриш, стала первой, кто прошёл курс генной терапии против старения, разработанный её собственной компанией. Одна часть курса была направлена на предотвращение потери мышечной массы с возрастом, вторая - на увеличение уровня производства теломеразы. Упомянутые теломеры, оказывающие хромосомам защиту от изнашивания и разрывов, укорачиваются с каждым делением клетки. В конце концов предельно короткие теломеры теряют способность к защите хромосом, вследствие чего происходит дисфункция клеток и организм стареет.

О начале эксперимента Пэрриш сообщила на Reddit, призвав пользователей задать ей любые интересующие вопросы. Отметим, что Пэрриш прошла курс инъекций в Колумбии, препараты не были одобрены FDA и весь эксперимент не обошёлся без критических отзывов научного сообщества. Ранее методика уже испытывалась на культурах клеток и лабораторных животных, однако на людях опробована не была - Элизабет стала «нулевой» пациенткой собственной компании.

Авторы исследования заявляют, что им удалось остановить укорачивание теломер и запустить их рост. Уже к марту этого года теломеры Пэрриш, ранее составляющие около 6,71 Кб , выросли до 7,33 Кб, таким образом став на 20 лет «моложе». Эксперимент продолжается - исследователи планируют годами наблюдать за здоровьем Элизабет.

Сложно сказать, какое место во всех этих историях занимают интересы инвестиционных компаний, спонсирующих биотехнологии, и фармацевтическое лобби. В любом случае то, чем занимаются в лабораториях биологи всего мира, пока не поиски секретов вечной молодости, а исследование способов увеличения продолжительности жизни, улучшения физического состояния, борьбы с преждевременным старением и другими серьёзными заболеваниями, а значит, благая миссия. Медицина развивается не так медленно, как временами кажется, ведь человек способен на многое - и чем больше мы будем жить, тем на большее будем способны.