Ви б хотіли, щоб людству радикально продовжили життя і молодість? На жаль надії побачити здійснення цієї мрії за нашого життя мізерні. Але на щастя, за останні роки наука про старіння зробила ряд дивовижних відкриттів, про які за межами вузького кола фахівців мало хто знає.
Ми приречені на старість
Що важливіше для тривалості життя: гени чи середовище?
Тривалість життя тварин різних видів відрізняється на порядки - від кількох днів до кількох століть. Зрозуміло, що вона генетично обумовлена і пов'язана з тривалістю дозрівання організму і масою тіла: чим більше тварина, тим довше вона зазвичай живе. Землерійка і кит - обидва ссавці, але землерийка живе рік, а кит - понад двісті років.
Поселіть муху, мишу, собаку та людину так, щоб вони дихали одним повітрям, їли ту саму їжу — щоб усі фактори навколишнього середовища були однаковими. І що б ви не робили, муха житиме максимум три місяці, миша – три роки, собака – п'ятнадцять років, а людина може сто років прожити. Тобто основа тривалості життя все ж таки генетична складова. Але якщо ми візьмемо окремий вид, наприклад, наш, то основну роль вже грає фактор навколишнього середовища.
На старіння нас прирікають власні гени
Якщо зірки світять, то комусь це потрібно. Автомобіль зробили не для того, щоб він старів, а щоб їздити на ньому. Але машина старіє, бо їздить. При цьому різні виробники виготовляють машини, які руйнуються з різною швидкістю. Мерседес залишається на ходу довше, ніж… не хочу наводити приклади короткоживучих машин, але такі є. Ось і людина старіє, бо живе.
У старіння немає мети — це неминучий процес. Але деякі організми таки знайшли спосіб обійти його. Бактерії діляться на два абсолютно симетричні організми, і так скільки завгодно разів. Гідри теж не старіють: вони постійно оновлюють свій організм, видаляючи старі клітини та виготовляючи молоді.
Таємниці тварин-супердовгожителів
Деяким ссавцям еволюція теж дозволяє жити надзвичайно довго.
Окремим видам вдалося дуже сповільнити старіння. Наприклад, багатьом кажанам. Або голому землекопу — це гризун розміром із звичайну мишу, але живе удесятеро довше.
У голого землекопа дивовижна несприйнятливість до раку. Результати деяких досліджень вражають: на шкіру тварин наносили канцероген – у 100% мишей рак, серед землекопів жодного випадку. Якщо посадити його на 20 хвилин у камеру без кисню, він виживе. При цьому землекоп - єдиний ссавець, який не контролює температуру тіла. Живе у своїх норах в Африці, і коли йому спекотно, просто спускається глибше, коли холодно піднімається.
Землекоп не єдиний супердовгожитель серед дрібних ссавців
Є й інші, зокрема багато кажанів. Візьмемо, наприклад, нічницю Брандта - один з найменших ссавців, важить близько 4-8 грамів. І при цьому літає, що взагалі унікально щодо тривалості життя, адже при польоті витрачається величезна кількість ресурсів. Вона живе понад 40 років.
Як природа це робить?
Вчені вивчили геном нічниці Брандта та знайшли кілька особливостей. Наприклад, у неї порушено два гени: рецептор гормону росту та рецептор інсулінового фактора. Ці гени добре відомі у зв'язку з вивченням старіння. Якщо впливати на ці ділянки геному - відключати їх, то організми стають меншими, а живуть при цьому довше. Лабораторна миша, якою заблокували ген рецептора гормону росту, стала карликовою, але живе вдвічі довше.
Але ця адаптація далеко не єдина, тобто йдеться про набір механізмів, що відсувають старіння. Організм еволюціонує в цьому напрямку, якщо знаходить нішу, де чомусь вигідно жити довго, наприклад, якщо йому не загрожують хижаки, як голому землекопу. А звичайним мишам, якими хто тільки не харчується, вигідно вкладати всі ресурси в швидке розмноження, і в них життя в міру еволюції коротшало.
Програми старіння немає, але деякі зміни в нашій генетичній програмі подовжують життя, інші вкорочують
З наукової точки зору, програми старіння не існує. Людина має програму життя. Ми живемо, і тому відбуваються якісь побічні процеси, виробляються шкідливі для організму речовини, накопичуються помилки. Згодом це призводить до втрати функцій, а в результаті – до смерті.
Якби в нас була генетична програма старіння, то порушення у роботі керуючого нею набору генів призводили б до зупинки старіння. Але ми не спостерігаємо таких випадків. Адже кожна людина має мутації, через які в середньому близько семи випадкових генів нездатні виконувати свою функцію. Але ми не знаємо прикладів ні в людей, ні в інших видів, коли через поломку генів хтось перестав би старіти.
У нашому геномі вже відомі сотні генетичних варіантів, які трохи впливають на тривалість життя. Але не відомо жодного гена, який вносив би до неї великий внесок.
З роками ми старіємо все повільніше
Людина починає старіти від народження
Відповідно до результатів наукових досліджень, старіння починається в період ембріонального розвитку. Коли яйцеклітина з'єднується зі сперматозоїдом і утворюється зигота, вік цієї зиготи не нульовий, адже зародкові лінії клітин і у чоловіка, і у жінки до того, як їх статеві клітини з'єдналися, жили в них в організмі і старіли. А потім відбувається омолодження ембріона – у мишей приблизно через тиждень після запліднення, у людини – через 2-3 тижні. У цей момент ми досягаємо мінімального біологічного віку, а далі починається старіння, яке продовжується все життя.
Чим старшими ми стаємо, тим повільніше старіємо!
На початку життя ми старіємо швидше, поступово швидкість сповільнюється. Особливо це видно після закінчення періоду розвитку, після 20 років. Причому після 60 років це стає ще очевидніше через загальне уповільнення метаболізму. Але це питання вивчено не до кінця. Різні методи показують, що загальні закономірності є старіння поступово сповільнюється.
Під цокання біологічного годинника
Як виміряти швидкість старіння
Є так звані біомаркери старіння — вони дозволяють визначити наш біологічний вік, який, до речі, може відрізнятися від хронологічного. Ще років десять тому не було можливості стежити за старінням — хіба тільки за якимись зовсім непрямими даними на кшталт укорочення тіломер.
Тіломери - некодуючі ділянки ДНК на кінцях хромосом, що коротшають при кожному розподілі клітини.
Але останніми роками у цій галузі відбулася практично революційна зміна. Виникли методи, найвідоміший з яких — епігенетичний годинник. У 2013 році професор Стів Хорват з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі склав список мітильних міток на ДНК, за наявністю або відсутністю яких можна визначити, наскільки клітина близька за властивостями до ембріональної або, навпаки, сенесцентної, тобто вмирає від старості. Це і був перший епігенетичний годинник.
Зараз цей напрямок активно розвивається, на основі метилювання ДНК вже зроблено багато різних годинників. Деякі з них вказують на біологічний вік, інші — на ймовірність хвороб або швидкої смерті, але загалом усі вони пов'язані з різними складовими старіння та дозволяють стежити за тим, як воно відбувається.
Метилювання ДНК та його функціонал
Метилювання ДНК закріплює епігенетичні зміни. Коли певні ділянки генів метильовані, ці гени відключаються - організму потрібно, щоб у клітинах кожної з тканин працювали відповідні для неї гени, інші були б виключені. Метильованих ділянок у геномі дуже багато, мільйони. Деякі з якихось причин корелюють з процесами старіння, але жоден не робить це досить добре, тому потрібно застосувати методи машинного навчання і серед мільйонів метильованих ділянок знайти кілька сотень відповідних. А потім побудувати математичну модель, в якій кожен з них робить свій внесок з певною вагою в показник біологічного віку.
Що впливає на роботу біологічного годинника
На біологічний вік впливають різні умови, отже, його можна міняти. Наприклад, якщо людина кинула палити, через деякий час її біологічний вік може зменшитися. Це гіпотеза — даних поки що недостатньо.
Даних небагато. Все ще немає жодного доведеного геропротектора. Є геропротектори для модельних організмів. Існує багато способів збільшити тривалість життя мишей, наприклад, на чверть можна легко! Мухам можна життя продовжити втричі, а хробакам навіть у десять.
Геропротектори - ліки, що уповільнюють старіння та збільшують тривалість життя. Поки щоправда, більшість таких препаратів продовжує життя лабораторним тваринам, а щодо людей, жодних гарантій немає.
Звичайно, мають бути методи, які спрацюють і для нас. Але щоб їх знайти, потрібно провести експерименти за участю людей, а це дуже дорого! Сьогодні, наприклад, ліки від діабету метформін збираються перевірити на здатність підвищувати тривалість життя. Коштує експеримент 70 мільйонів доларів. А оскільки більшість кандидатів у геропротектори — давно відомі з'єднання, які вже не можна запатентувати, компаніям невигідно вкладати гроші у дослідження.
Чарівний коктейль Яманаки
Перспективні способи подовження життя
Дуже цікавий напрямок у біології старіння - вивчення омолодження. Ідеться про фактори Яманаки, за відкриття яких японський учений отримав Нобелівську премію. Він зміг повернути клітини дорослої людини в ембріональний стан, тобто омолодити їх.
Сам Яманака не вивчає старіння, але це найважливіше фундаментальне відкриття для нашої сфери. В одному з подальших досліджень гени цих чотирьох білків вбудували в організм дорослої миші, і коли їх включили на деякий час, вони омолодили мишу, а точніше цілу популяцію.
Тобто, як мінімум, частково організм піддається омолодженню! Старіння не можна зупинити, але можна «освіжити» окремі системи та зменшити загальний біологічний вік організму. На скільки саме зменшити і чи можна зробити це кілька разів, поки що не відомо, але загалом факт видається дуже цікавим.
Можна сподіватися, що тривалість життя людини значно зросте незабаром, але, наскільки, поки що судити складно.
Фото: GOOGLE.COM