Теломерная теория старения кратко
Обновлено: 30.06.2024
Если вы заинтересовались биохакингом, о котором мы писали в предыдущих статьях и хотите лучше владеть информацией на тему научных взглядов на проблемы старения и долголетия, эта статья для вас.
Разберемся с основными гипотезами и известными на сегодня способами продлить активное долголетие.
Виталистская теория или гипотеза “скорости жизни”
Еще Аристотель и другие древнегреческие ученые мужи древности полагали, что во всем живом присутствует некая жизненная сила (vita). Постепенно она иссякает, подобно тому как догорает пламя свечи.
Роль этой жизненной силы часто приписывали сердцу. Считалось, что каждому организму отведено определенное число ударов сердца. Например, сердце крысы, живущей 2,5года, года бьётся с частотой 450 уд/мин, а слона, доживающего до 120 лет — 30 уд/мин.
Позднее эту теорию пришлось отбросить, хотя-бы потому, что не все организмы обладают сердцем. Были введены новые “часы старения”-митохондрии, некоторые гормоны и тд. Но суть оставалась той же, со временем в нас “что-то” заканчивается.
По сей день гормонозаместительная терапия достаточно популярна, особенно среди женщин в постменопаузу.
Но проблема этого подхода не в том, что гормонов становится мало, а в том что ткани и их рецепторы становятся менее восприимчивы к этим гормонам и поэтому повышение их концентрации в крови приводит к сильным побочным эффектам, не доходя до клеток-мишеней.
Да и само снижение гормонального фона является вторичным, а не первичным фактором, поэтому такая борьба уже будет лишь попыткой устранения симптома, а не причины.
Энтропийная теория старения
Все в нашем мире подвержено старению, даже горы становятся ниже, озера мельчают, дома рассыпаются. Звёзды становятся красными гигантами, а затем гаснут, галактики постепенно превращаются в звёздную пыль. Второй закон термодинамики гласит, что энтропия(беспорядок) в любой закрытой системе всегда возрастает.
И, хотя наше тело не является в полном смысле закрытой системой, по достижении определенного возраста обменные процессы со средой замедляются, скорость восстановления уже значительно отстаёт от скорости разрушения.
Но как конкретно это происходит?
В рамках этого подхода к старению существует ряд теорий, например теория взаимопересечения и “склеивания” молекул, теория накопления отходов и теория повреждения молекул ДНК и другие.
Все они несут в себе долю здравого смысла. Проблема в том, что они указывают на процессы, а не на источник, главную причину, ПОЧЕМУ эти процессы происходят. Все живые организмы имеют колоссальную силу регенерации, клетки ежедневно умирают и рождаются и если эти процессы уравновесить, то в теории можно было бы жить вечно.
Что именно отвечает за то, с какой скоростью мы восстанавливаемся?
Реально ли ускорить этот процесс настолько, чтобы перевесить энтропийные процессы в теле?
Ответ скрывает в себе бессмертная медуза Turritopsis dohrnii, которая не только не стареет, но и умеет “молодеть” вплоть до состояния простейшего и может повторять этот процесс снова и снова.
Медуза Turritopsis dohrnii — единственное существо, стареющее вспять
Примеры не столь впечатляющих, но все же нестареющих организмов- голый землекоп, омар и гидра, которые не имеют никаких признаков ухудшения функционирования с возрастом.
Свободно-радикальная (митохондриальная) теория
Митохондрии — это энергетические станции нашего организма, именно в них происходит выделение энергии для функционирования каждой клетки нашего тела.
Но в результате производства ими энергии, происходит выделение “выхлопов”-свободных радикалов — положительно заряженных молекул, которые выводят из строя другие молекулы и порой “добираются” до главнейшей молекулы клетки — ее ДНК.
Хоть эта теория и убедительна, это палка о двух концах.
В молодой клетке процесс обезвреживания и утилизации свободных радикалов происходит достаточно быстро, да и вообще выделяется их мало, а энергии много, так что наносимый урон полностью аннигилируется. В старой же, напротив, низкое КПД и куча отходов.
Таким образом, опять неясно, почему вдруг начинается “перекос” баланса в сторону накопления свободных радикалов. При этом, интересно отметить, что ее во всех клетках происходят подобные процессы. Например, гаметы(половые клетки) вообще не повреждаются свободными радикалами.
Осложняет ситуацию и то, что свободные радикалы -это не всегда плохо. Более того, они жизненно необходимы: помогают бороться с инфекциями и обеспечивают нормальный метаболизм.
Есть исследования, подтверждающие увеличение средней продолжительности жизни в результате подавления действия свободных радикалов, но нет никаких доказательств, что это увеличит максимальную продолжительность жизни.
Также дело обстоит и с окислением(взаимодействие молекул с кислородом с выделением энергии, двуокиси углерода и воды ). Сама наша жизнь строится на процессе окисления кислорода. Конечно, когда этот процесс становится избыточным, это приводит к проблемам, но опять же, нет никаких доказательств, что антиоксиданты способны замедлять старение. (А вот, что они способны провоцировать онкологию, есть)
Таким образом, ни окислительная, ни свободно-радикальная теория не проливают свет на причины старения.
Диетическая теория старения
Одна из самых мало подкрепленных научной базой теорий, на которой любят спекулировать блоггеры-пропагандисты той или иной системы питания. Кто-то становится сыроедом, считая, что термически обработанная пища есмь источник старости, болезней и прочих “жизненных невзгод”. Другие свято верят в Кето-диету, третьи вообще голодают по 18 и более часов ежесуточно, считая, что интервальное голодание замедлит старение(ведь мышам то, замедлило).
Как бы то ни было, нет ни серьезных исследований на эту тему (да и провести их довольно проблематично) ни реальных фактов-людей, в добром здравии преодолевших хотя-бы столетний рубеж.
В то же время, то, что мы можем ускорить приход “возрастных болезней”, потребляя высококалорийную и бесполезную пищу, сомнений уже ни у кого не вызывает.
Генетическая теория: поиск гена старения
Но всего за десять лет удалось сделать эту процедуру доступной среднему человеку, особо интересующемуся своим здоровьем. Это дало рост новому направлению бизнеса, а значит маркетингу, где как известно не всегда нужна чистота фактов. Таким образом, генетикой стало модно объяснять практически все аспекты здоровья, предсказывать по генам вероятности и риски того или иного заболевания и тд.
На самом деле вероятность его развития зависит не столько от генов, сколько от их экспрессии, а на нее влияет множество факторов — питание, образ жизни, социальный фактор. Поэтому, стоит ли делать генетическое тестирование, чтобы испугаться этих трёх процентов и лишиться нормального сна?
Теломерная теория старения
Итак, мы подобрались к наиболее интересной, теломерной теории старения.
Теломеры — это особые структуры на концах хромосом. Сами по себе они представляют последовательность повторяющегося генетического кода, не отвечающего ни за какие признаки в нашем организме. Поэтому долгое время ее относили к “мусорной днк”.
При каждом делении клеток, теломеры укорачиваются, достигая критических значений как раз к 80 годам у человека.
Есть люди с изначально такими короткими теломерами, что они становятся глубокими стариками еще не достигнув половой зрелости (такой синдром называют Прогерией).
Теломеры служат своеобразными “защитными колпачками” на концах хромосом и когда они “стираются”, клетка теряет способность делиться, а значит на замедляются все восстановительные, обменные и защитные процессы в организме.
Таким образом, количество делений, заложенных в клетке, изначально определено и обозначается как лимит Хейфлика. Для человеческих клеток предел делений находится в районе 50.
И, конечно же, и тут есть исключения , а значит и направление поиска ответа на вопрос “Как остановить старение?”. Как уже говорилось, нестареющие клетки существуют и это некоторые организмы(чаще одноклеточные), половые клетки(гаметы), а ещё стволовые и раковые. Их теломеры не укорачиваются. Но сам механизм деления как мы видели предполагает это укорочение. Следовательно, в них есть нечто, что “отращивает” теломеры, а именно особый фермент-теломераза. Клетки, с этим ферментом, способны жить и делиться вечно.
Как удлинить теломеры?
Клетки не стареют, потому что повреждаются, они повреждаются, потому что стареют.
Гены в молодой и старой клетке абсолютно одинаковы, как гены пальца ноги и радужки глаза, а паттерны их включения различны. Гены, совершенно безвредные в молодости, могут стать смертельно опасными в старости. По аналогии с плаванием по отмели, чем ниже уровень воды, тем более опасными становятся рифы-риск возникновения того или иного заболевания. Тут уже на сцену выходят генетические риски и другие факторы. Но если поддерживать теломеры, то вне зависимости от того, какая у вас наследственность, возрастные заболевания вам не страшны.
Таким образом, задача для учёных стала конкретна как никогда — как заставить клетки вырабатывать теломеразу? Как удлинить теломеры?
Но пока прошло немного времени и говорить о каких-либо внушительных результатах не приходится. К тому же пока это довольно дорогая и не изученная до конца технология.
Природные активаторы теломеразы
Некоторым растением издревле приписывали всевозможные чудодейственные свойства, в том числе способность обращать вспять процессы старения.
Одно из таких растений Астрагал -многолетнее травянистое растение, известное в китайской медицине. В корнях этого растения были обнаружены особые молекулы астрагалозиды, которые активируют теломеразу.
Астаргал перепончатый — Astragalus membranaceus
Фармакологические исследования показывают , что компоненты экстракта Astragalus membranaceus может повышать активность теломеразы и обладает антиоксидантным, противовоспалительным, иммунорегуляторным, противоопухолевым, гиполипидемическим, антигипергликемическим, гепатозащитным, отхаркивающим и мочегонным действием.
Это не призыв покупать БАДы с астрагалом, так как их количество в оных оказалось ничтожно малым, чтобы оказать хоть какой-то эффект.
Потому был разработан способ извлечения и очистки астрагалазидов и в продаже в США уже появились первые активаторы теломеразы- пилюли ТА-65 от ТА Science .
Пока они достаточно дороги, чтобы стать доступными среднему человеку, но поколение дженериков не за горами и если технология окажется эффективной, то это будет означать если не победу над старением, то большой шаг в этом направлении.
Влияние питания на теломеры
Основной нуклеотид теломер гуанин обладает повышенной чувствительностью к свободным радикалам, поэтому основной инструмент борьбы с укорочением теломер — потребление продуктов, богатых антиоксидантами: свежей зелени, фруктов и овощей.
Влиянию питания на длину теломеров было посвящено не одно исследование . Выяснилось, что избыточное общее потребление жиров, в особенности насыщенных, приводит к сокращению теломеров. В то же время полиненасыщенные омега-3 жирные кислоты, в том числе содержащиеся в морепродуктах, защищают теломеры от укорачивания.
Примером рациона, сочетающего практически все, что благоприятно воздействует на длину теломеров, может служить средиземноморская диета, богатая полиненасыщенными жирными кислотами и антиоксидантами:оливковым маслом, рыбой и морепродуктами, свежей зеленью и орехами.
Физическая нагрузка
Группа немецких ученых под руководством профессора Ульриха Лауфса (Ulrich Laufs) обнаружила, что регулярные интенсивные физические нагрузки предотвращают укорочение теломер, активируя фермент теломеразу.
Профессор Ларри Такер из Университета Бригама Янга (США) обнаружил, что именно аэробная нагрузка особенно коррелирует с длиной теломер в хромосомах человека.
Таким образом лучшие упражнения для удлинения теломер — длительный бег, ходьба в гору, велосипед и другие упражнения на выносливость. Для получения эффекта выполнять их следует не менее трех раз в неделю по 45 минут. Также эффективны высокоинтенсивные интервальные тренировки, но они подходят лишь здоровым людям, так как дают сильную нагрузку на организм. Силовые же виды спорта, например бодибилдинг, не показали какого-либо влияния на теломеры.
Выводы по теориям старения
Самая актуальная и многообещающая на сегодняшний день — теломерная теория старения.
Использование активаторов фермента теломеразы, способной восстанавливать теломеры — средство, имеющее потенциал значительно увеличить продолжительность здоровой жизни.
Известные до сих пор средства “борьбы со старением” способны лишь облегчить его проявления, но не замедлить и тем более обратить вспять.
Теломерная теория и использование теломеразы открывает возможность искоренить проблему старения в целом, вместо того, чтобы бороться с симптомами отдельных возрастных заболеваний, чем сейчас занимается современная медицина.
Одно средство, одинаково эффективное против болезни Альцгеймера, инсультов и инфарктов, атеросклероза и остеопороза.
Это означает грядущий переворот в системе лечения возрастных заболеваний, переход к интегративной превентивной медицине.
Остается надеятся и, по возможности, способствовать тому, чтобы это произошло как можно скорее.
В чём заключается идея теломерной теории старения? Кто и когда сформулировал основные понятия этой теории? Почему наши клетки перестают делиться? Доктор биологических наук, главный научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского Южного Федерального Университета, Владимир Чистяков расскажет, что объясняет и как применяется теломерная теория старения, каковы успехи её применения на практике и насколько она актуальна сегодня.
«Генетическая информация, которая определяет смерть и жизнь человека, записана в хромосомах. Хромосомы – это такие длинные, сложным образом упакованные нити ДНК, а на конце у них есть участки, называемые теломерами.
Теломеры – концевые участки хромосом
Эти участки в делящихся клетках с возрастом укорачиваются – это приводит к тому, что клетки просто прекращают делиться. То, что клетки со временем перестают делиться, так называемый предел Хейфлика, был открыт Леонардом Хейфликом в 70-е годы, а сам теломеразный механизм, обеспечивающий прекращение деления клеток, был предложен нашим соотечественником Алексеем Матвеевичем Оловниковым. Его работа была опубликована в 1973 году, а примерно через 28 лет был открыт и сам этот механизм, за что ряд американских исследователей получили Нобелевскую премию, однако в состав Нобелевских лауреатов Алексея Матвеевича не включили, несмотря на то, что идея принадлежала ему.
Алексей Матвеевич Оловников – российский биолог-теоретик, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН
Леонард Хейфлик – американский биолог, профессор анатомии Калифорнийского университета
Теломерная теория старения несколько модифицировалась. Вначале, когда Алексей Матвеевич Оловников её разработал, он считал, что идёт недорепликация. Идея эта посетила его в метро. Он думал, как клетка может считать время и число делений, и глянул на рельсы Московского метро. По этим рельсам ездит тележка, которая печатает копии. Но если у тележки центр, который печатает, и центр, который узнаёт конец, разнесены в пространстве, то она остановится, не допечатав, и поедет печатать назад, где опять немного не допечатает.
Хромосома и ДНК
Это была первая верная модель, но тогда полагали, что из-за того, что теломеры укорачиваются, они доходят до жизненно важных генов и из-за этого перестают работать, отчего останавливается деление клеток. На самом деле, это не совсем так – укорочение теломер ведёт к тому, что хромосомы начинают ломаться и слипаться и становятся более ломкими. Вообще же, теломерная теория объясняет важный, но не единственный аспект старения. Она призвана объяснить, почему клетки делятся ограниченное число раз.
Хромосомы – структуры ядра клетки, содержащие наследственную информацию
Нейроны – единицы нервной системы, хранящие и передающие информацию при помощи электрических и химических сигналов
Предел деления клеток человека был обнаружен именно на фибробластах. Самое главное, что постмитотичны клетки большинства желёз. Например, тимус не делится, и что ни делай с теломеразами, он делиться не будет, он будет только уменьшаться с возрастом.
Поэтому теломеразная теория старения – это очень интересная теория, она объясняет некоторые важные аспекты старения, связанные с тем, что клетки перестают быстро делиться, но для старения в целом, для такой системы, которая состоит в основном из постмитотических клеток, это не очень актуально.
Одна мысль про “Теломерная теория старения”
Добавить комментарий Отменить ответ
Научно-просветительский проект НаукаPRO
А если Вы предпочитаете читать - иллюстрированными статьями можно насладиться на Яндекс.Дзен
В 1961 году доктор Леонард Хейфтлик опубликовал очень интересные результаты своих экспериментов по делению клеток, которые легли в основу так называемой теории предельного деления клеток или теории клеточной смерти (15). Как известно в человеческом организме существует около 3 трлн клеток, из которых состоят все системы и органы человека. Клетки постоянно делятся, на смену старым приходят новые, благодаря чему наш организм имеет возможность обновляться и восстанавливаться. За определенный отрезок жизни каждый орган человека несколько раз как бы рождается заново, то есть становится вновь молодым. Однако эта способность к обновлению с возрастом постепенно затухает. Доктор Хейфтлик заметил, что как легочные, так и соматические клетки отмирают после того, как они поделились строго определенное количество раз. Он предположил, что в клетках существует определенный молекулярный счетчик, который фикситрует то, сколько делений уже было сделано и не дает клетке делиться сверх определенного генетически заданного предела.
В 1969-1977 годах ученый продолжил свои исследования, но в этот раз уже на клетках человеческого эмбриона. Хейфтлик установил, что основные клетки соединительной ткани- фибробласты могут делиться примерно 50 плюс-минус 10 раз, после чего процесс деления прекращается. Причем у новорожденных клетки могут делиться в 3 раза дольше, чем у стариков. И даже в культуре ткани вне организма клетки делятся тоже не больше 50 раз, после чего они отмирают.
Ученый видоизменил эксперимент и использовал клеточные культуры, которые были заморожены после того, как они уже разделились 25 раз. После оттаивания клетки продолжали делиться, пока не достигли предела в 50 делений, после чего погибли. Когда клетки приближались к своему пределу деления, который получил название "порог Хейфтлика", то они напоминали старую ткань с возрастными пигментами, как например в постаревших клетках сердца или нервной системы. Гибель клеток или ослабление функции в тех клетках, которые не подвержены делению приводили к ослаблению отдельных органов и всего организма. В результате утраты способности к обновлению организм не может восстановиться и его органы и системы необратимо стареют. Оставалось неясным, отчего зависит вышеописанный предел деления, что ограничивает дальнейшее деление клеток.
Таким образом А.М.Оловников высказал гениальную гипотезу, что ограниченное количество делений клетки может быть связано с механизмом укорачивания ДНК. У хромосом имеются особые концевые участки- теломеры, которые после каждого удвоения хромосом становятся немного короче, и в какой-то момент укорачиваются настолько, что клетка уже не может больше делиться. Она постепенно теряет жизнеспособность, и именно в этом, согласно теломерной теории, состоит старение клеток. А.М.Оловникова его опппоненты называли "гением одной статьи". В обзорной статье анализирующей механизмы присуждения международной нобелевской премии с горечью констатируется, что Россия известна тем, что разбрасывается гениальными идеями, которые на лету подхватываются зарубежными будущими лауреатами этой престижной премии (4).
Таким образом теория А.М.Оловникова получила блестящее подтверждение. Установлено, что фермент теломераза, который восстанавливает концы ДНК способен достраивать укороченные концы хромосомы в клетках опухолей, что делает их бессмертными. Поэтому предел в 50 делений справедлив не для всех клеток- раковые, а также стволовые клетки могут делиться бессчисленное количество раз. Этот фермент всякий раз заводит внутренние часы заново при слиянии женской и мужской половых клеток. Благодаря ему дети проживают свой срок сполна, а не получают в наследство кусок жизни, как это, например, произошло с клоном овечки Долли.
Позднее А.М.Оловников пришел к выводу, что данная теория не объясняет полностью причины старения и внес в неё уточнения. Он предложил новую редусомную теорию старения. Редусома- это маленькая ядерная частица, располагающаяся в субтеломерных частях хромосомы. Оловников считал, что линейная молекула ДНК редусомы, постепенно укорачивается из-за уменьшения её линейной молекулы ДНК, покрытой белками, что приводит к уменьшению содержащихся в ней генов. Именно это укорочение молекул ДНК редусомы является отсчетом биологического времени и причиной старения. Однако эта последняя теория не получила того же одобрения со стороны ученых-геронтологов, как теломерная теория.
Ох, как всё просто и не просто в нашем мире под Луной и Солнцем.
*Если просто: то тело творят родители, а душа, пришедшая в тело - руководит сроком жизни этого многострадального агрегата.
*А если НЕ просто: то мозги сломаешь на пути изучения себя.
С улыбкой и наилучшими пожеланиями, ибо опять у вас капельку информации нашла в (пока) запутанном научном океане точных знаний:)))))
Дорогая Людмила, спасибо большое за ваш интерес в моим публикациям. И за замечательные отзывы. Давайте вместе искать путь к Истине, к знаниям о здоровье и долголетии.
С самыми теплыми пожеланиями!
Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.
© Все права принадлежат авторам, 2000-2022. Портал работает под эгидой Российского союза писателей. 18+
Что такое старение? Насколько это естественный процесс? От чего он зависит и можно ли его замедлить или обратить?
Если вы заинтересовались биохакингом, о котором мы писали в предыдущих статьях и хотите лучше владеть информацией на тему научных взглядов на проблемы старения и долголетия, эта статья для вас.
Разберемся с основными гипотезами и известными на сегодня способами продлить активное долголетие.
Виталистская теория или гипотеза "скорости жизни"
Еще Аристотель и другие древнегреческие ученые мужи древности полагали, что во всем живом присутствует некая жизненная сила (vita). Постепенно она иссякает, подобно тому как догорает пламя свечи.
Роль этой жизненной силы часто приписывали сердцу. Считалось, что каждому организму отведено определенное число ударов сердца. Например, сердце крысы, живущей 2,5года, года бьётся с частотой 450 уд/мин, а слона, доживающего до 120 лет - 30 уд/мин.
Позднее эту теорию пришлось отбросить, хотя-бы потому, что не все организмы обладают сердцем. Были введены новые "часы старения"-митохондрии, некоторые гормоны и тд. Но суть оставалась той же, со временем в нас "что-то" заканчивается.
По сей день гормонозаместительная терапия достаточно популярна, особенно среди женщин в постменопаузу.
Но проблема этого подхода не в том, что гормонов становится мало, а в том что ткани и их рецепторы становятся менее восприимчивы к этим гормонам и поэтому повышение их концентрации в крови приводит к сильным побочным эффектам, не доходя до клеток-мишеней.
Да и само снижение гормонального фона является вторичным, а не первичным фактором, поэтому такая борьба уже будет лишь попыткой устранения симптома, а не причины.
Энтропийная теория старения
Все в нашем мире подвержено старению, даже горы становятся ниже, озера мельчают, дома рассыпаются. Звёзды становятся красными гигантами, а затем гаснут, галактики постепенно превращаются в звёздную пыль. Второй закон термодинамики гласит, что энтропия(беспорядок) в любой закрытой системе всегда возрастает.
И, хотя наше тело не является в полном смысле закрытой системой, по достижении определенного возраста обменные процессы со средой замедляются, скорость восстановления уже значительно отстаёт от скорости разрушения.
Но как конкретно это происходит?
В рамках этого подхода к старению существует ряд теорий, например теория взаимопересечения и "склеивания" молекул, теория накопления отходов и теория повреждения молекул ДНК и другие.
Все они несут в себе долю здравого смысла. Проблема в том, что они указывают на процессы, а не на источник, главную причину, ПОЧЕМУ эти процессы происходят. Все живые организмы имеют колоссальную силу регенерации, клетки ежедневно умирают и рождаются и если эти процессы уравновесить, то в теории можно было бы жить вечно.
Что именно отвечает за то, с какой скоростью мы восстанавливаемся?
Реально ли ускорить этот процесс настолько, чтобы перевесить энтропийные процессы в теле?
Ответ скрывает в себе бессмертная медуза Turritopsis dohrnii, которая не только не стареет, но и умеет "молодеть" вплоть до состояния простейшего и может повторять этот процесс снова и снова.
Медуза Turritopsis dohrnii - единственное существо, стареющее вспять
Примеры не столь впечатляющих, но все же нестареющих организмов- голый землекоп, омар и гидра, которые не имеют никаких признаков ухудшения функционирования с возрастом.
Свободно-радикальная (митохондриальная) теория
Митохондрии - это энергетические станции нашего организма, именно в них происходит выделение энергии для функционирования каждой клетки нашего тела.
Но в результате производства ими энергии, происходит выделение "выхлопов"-свободных радикалов - положительно заряженных молекул, которые выводят из строя другие молекулы и порой "добираются" до главнейшей молекулы клетки - ее ДНК.
Хоть эта теория и убедительна, это палка о двух концах.
В молодой клетке процесс обезвреживания и утилизации свободных радикалов происходит достаточно быстро, да и вообще выделяется их мало, а энергии много, так что наносимый урон полностью аннигилируется. В старой же, напротив, низкое КПД и куча отходов.
Таким образом, опять неясно, почему вдруг начинается "перекос" баланса в сторону накопления свободных радикалов. При этом, интересно отметить, что ее во всех клетках происходят подобные процессы. Например, гаметы(половые клетки) вообще не повреждаются свободными радикалами.
Осложняет ситуацию и то, что свободные радикалы -это не всегда плохо. Более того, они жизненно необходимы: помогают бороться с инфекциями и обеспечивают нормальный метаболизм.
Есть исследования, подтверждающие увеличение средней продолжительности жизни в результате подавления действия свободных радикалов, но нет никаких доказательств, что это увеличит максимальную продолжительность жизни.
Также дело обстоит и с окислением(взаимодействие молекул с кислородом с выделением энергии, двуокиси углерода и воды ). Сама наша жизнь строится на процессе окисления кислорода. Конечно, когда этот процесс становится избыточным, это приводит к проблемам, но опять же, нет никаких доказательств, что антиоксиданты способны замедлять старение. (А вот, что они способны провоцировать онкологию, есть)
Таким образом, ни окислительная, ни свободно-радикальная теория не проливают свет на причины старения.
Диетическая теория старения
Одна из самых мало подкрепленных научной базой теорий, на которой любят спекулировать блоггеры-пропагандисты той или иной системы питания. Кто-то становится сыроедом, считая, что термически обработанная пища есмь источник старости, болезней и прочих "жизненных невзгод". Другие свято верят в Кето-диету, третьи вообще голодают по 18 и более часов ежесуточно, считая, что интервальное голодание замедлит старение(ведь мышам то, замедлило).
Как бы от ни было, нет ни серьезных исследований на эту тему(да и провести их довольно проблематично) ни реальных фактов-людей, в добром здравии преодолевших хотя-бы столетний рубеж.
В то же время, то, что мы можем ускорить приход "возрастных болезней", потребляя высококалорийную и бесполезную пищу, сомнений уже ни у кого не вызывает.
Генетическая теория: поиск гена старения
Но всего за десять лет удалось сделать эту процедуру доступной среднему человеку, особо интересующемуся своим здоровьем. Это дало рост новому направлению бизнеса, а значит маркетингу, где как известно не всегда нужна чистота фактов. Таким образом, генетикой стало модно объяснять практически все аспекты здоровья, предсказывать по генам вероятности и риски того или иного заболевания и тд.
На самом деле вероятность его развития зависит не столько от генов, сколько от их экспрессии, а на нее влияет множество факторов - питание, образ жизни, социальный фактор. Поэтому, стоит ли делать генетическое тестирование, чтобы испугаться этих трёх процентов и лишиться нормального сна?
Теломерная теория старения
Итак, мы подобрались к наиболее интересной, теломерной теории старения.
Теломеры - это особые структуры на концах хромосом. Сами по себе они представляют последовательность повторяющегося генетического кода, не отвечающего ни за какие признаки в нашем организме. Поэтому долгое время ее относили к "мусорной днк".
При каждом делении клеток, теломеры укорачиваются, достигая критических значений как раз к 80 годам у человека.
Есть люди с изначально такими короткими теломерами, что они становятся глубокими стариками еще не достигнув половой зрелости (такой синдром называют Прогерией).
Теломеры служат своеобразными "защитными колпачками" на концах хромосом и когда они "стираются", клетка теряет способность делиться, а значит на замедляются все восстановительные, обменные и защитные процессы в организме.
Таким образом, количество делений, заложенных в клетке, изначально определено и обозначается как лимит Хейфлика. Для человеческих клеток предел делений находится в районе 50.
И, конечно же, и тут есть исключения , а значит и направление поиска ответа на вопрос "Как остановить старение?". Как уже говорилось, нестареющие клетки существуют и это некоторые организмы(чаще одноклеточные), половые клетки(гаметы), а ещё стволовые и раковые. Их теломеры не укорачиваются. Но сам механизм деления как мы видели предполагает это укорочение. Следовательно, в них есть нечто, что "отращивает" теломеры, а именно особый фермент-теломераза. Клетки, с этим ферментом, способны жить и делиться вечно.
Как удлинить теломеры?
Клетки не стареют, потому что повреждаются, они повреждаются, потому что стареют.
Гены в молодой и старой клетке абсолютно одинаковы, как гены пальца ноги и радужки глаза, а паттерны их включения различны. Гены, совершенно безвредные в молодости, могут стать смертельно опасными в старости. По аналогии с плаванием по отмели, чем ниже уровень воды, тем более опасными становятся рифы-риск возникновения того или иного заболевания. Т
ут уже на сцену выходят генетические риски и другие факторы. Но если поддерживать теломеры, то вне зависимости от того, какая у вас наследственность, возрастные заболевания вам не страшны.
Таким образом, задача для учёных стала конкретна как никогда - как заставить клетки вырабатывать теломеразу? Как удлинить теломеры?
Но пока прошло немного времени и говорить о каких-либо внушительных результатах не приходится. К тому же пока это довольно дорогая и не изученная до конца технология.
Природные активаторы теломеразы
Некоторым растением издревле приписывали всевозможные чудодейственные свойства, в том числе способность обращать вспять процессы старения.
Одно из таких растений Астрагал -многолетнее травянистое растение, известное в китайской медицине. В корнях этого растения были обнаружены особые молекулы астрагалозиды, которые активируют теломеразу.
Астаргал перепончатый - Astragalus membranaceus
Фармакологические исследования показывают , что компоненты экстракта Astragalus membranaceus может повышать активность теломеразы и обладает антиоксидантным, противовоспалительным, иммунорегуляторным, противоопухолевым, гиполипидемическим, антигипергликемическим, гепатозащитным, отхаркивающим и мочегонным действием.
Это не призыв покупать БАДы с астрагалом, так как их количество в оных оказалось ничтожно малым, чтобы оказать хоть какой-то эффект.
Потому был разработан способ извлечения и очистки астрагалазидов и в продаже в США уже появились первые активаторы теломеразы- пилюли ТА-65 от ТА Science .
Пока они достаточно дороги, чтобы стать доступными среднему человеку, но поколение дженериков не за горами и если технология окажется эффективной, то это будет означать если не победу над старением, то большой шаг в этом направлении.
Влияние питания на теломеры
Основной нуклеотид теломер гуанин обладает повышенной чувствительностью к свободным радикалам, поэтому основной инструмент борьбы с укорочением теломер - потребление продуктов, богатых антиоксидантами: свежей зелени, фруктов и овощей.
Влиянию питания на длину теломеров было посвящено не одно исследование . Выяснилось, что избыточное общее потребление жиров, в особенности насыщенных, приводит к сокращению теломеров. В то же время полиненасыщенные омега-3 жирные кислоты, в том числе содержащиеся в морепродуктах, защищают теломеры от укорачивания.
Примером рациона, сочетающего практически все, что благоприятно воздействует на длину теломеров, может служить средиземноморская диета, богатая полиненасыщенными жирными кислотами и антиоксидантами:оливковым маслом, рыбой и морепродуктами, свежей зеленью и орехами.
Физическая нагрузка
Группа немецких ученых под руководством профессора Ульриха Лауфса (Ulrich Laufs) обнаружила, что регулярные интенсивные физические нагрузки предотвращают укорочение теломер, активируя фермент теломеразу.
Профессор Ларри Такер из Университета Бригама Янга (США) обнаружил, что именно аэробная нагрузка особенно коррелирует с длиной теломер в хромосомах человека.
Таким образом лучшие упражнения для удлинения теломер - длительный бег, ходьба в гору, велосипед и другие упражнения на выносливость. Для получения эффекта выполнять их следует не менее трех раз в неделю по 45 минут. Также эффективны высокоинтенсивные интервальные тренировки, но они подходят лишь здоровым людям, так как дают сильную нагрузку на организм. Силовые же виды спорта, например бодибилдинг, не показали какого-либо влияния на теломеры.
Выводы по теориям старения
Самая актуальная и многообещающая на сегодняшний день - теломерная теория старения.
Использование активаторов фермента теломеразы, способной восстанавливать теломеры - средство, имеющее потенциал значительно увеличить продолжительность здоровой жизни.
Известные до сих пор средства "борьбы со старением" способны лишь облегчить его проявления, но не замедлить и тем более обратить вспять.
Теломерная теория и использование теломеразы открывает возможность искоренить проблему старения в целом, вместо того, чтобы бороться с симптомами отдельных возрастных заболеваний, чем сейчас занимается современная медицина.
Одно средство, одинаково эффективное против болезни Альцгеймера, инсультов и инфарктов, атеросклероза и остеопороза.
Это означает грядущий переворот в системе лечения возрастных заболеваний, переход к интегративной превентивной медицине.
Хотя тогда этого никто не понимал, но следующий важнейший теоретический шаг к пониманию роли теломер сделал российский ученый Алексей Оловников в 1971 году. Оловников, который жил (и до сих пор живет) в небольшой квартире в Москве, однажды ехал на метро, и его поразило сходство между хромосомами и поездами метро. Он задумался о том, как копируются хромосомы во время деления клетки, и понял, что там есть определенная проблема.
ХРОМОСОМЫ — ЭТО ПАРНЫЕ НИТИ ДНК, ИМЕЮЩИЕ ФОРМУ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ
Поскольку ДНК-полимераза может копировать только в одном направлении и должна всегда держаться за маленькую часть хромосомы, она не может вернуться и скопировать пропущенные нуклеотиды.
Доказательство существования теломеразы нашли в 80-х годах (тогда же фермент получил свое название). Ученые из Калифорнийского университета в Беркли Элизабет Блэкберн и Кэрол Грейдер изолировали фермент в ресничной инфузории тетрахимене – организме, похожем на очень маленькую и хрупкую медузу[9].
Вместе с профессором из Гарвардской школы медицины Джеком Шостаком они в 2009 году получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии за свои работы по теломеразе. Оловников в число лауреатов не попал.
Несмотря на очевидную корреляцию между длиной теломер и старением клеток, вопрос о причинно-следственной связи оставался открытым до 1999 года, когда в лаборатории удалось показать, что удлинение теломер останавливает старение клеток[10]. До этого все предположения, что теломеры играют главную роль в развитии возрастных болезней, немедленно отметались. Отчасти – потому, что данных, доказывающих причинно-следственную связь, было мало, отчасти – потому, что связь между укорочением теломер и старением клеток еще плохо понимали, отчасти – потому, что даже ученым бывает трудно принять радикально новую идею. В случае со старением нам пришлось медленно пересматривать все, что мы знали до этого.
СОМАТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ И ГАМЕТЫ
Все ткани животных и растений состоят из соматических клеток, за исключением половых клеток – гамет. У людей это сперматозоиды (у мужчин) и яйцеклетки (у женщин). Большинство соматических клеток не производят теломеразу, так что с каждым делением их теломеры укорачиваются. Исключение составляют стволовые и раковые клетки: они производят теломеразу, которая поддерживает длину теломер, несмотря на постоянное деление клеток.
Клетки с теломеразой могут поддерживать себя вечно. Клетки без теломеразы постепенно катятся под гору: они не могут отремонтировать повреждения, не могут восстановить молекулы и в конце концов утрачивают даже способность делиться. Неважно, умирают они или просто становятся неподвижными и неэффективными – результат один: поражение тканей и болезнь.
Читайте также: