Как выйти за предел Хейфлика, или все способы продления жизни

Как выйти за предел Хейфлика, или все способы продления жизни

Текст: Надежда Маркина    

ПОКА ЛУЧШЕ ВСЕГО ЭТО ПОЛУЧАЕТСЯ У КРУГЛЫХ ЧЕРВЕЙ-НЕМАТОД. УЧЕНЫЕ УВЕЛИЧИЛИ СРОК ИХ ЖИЗНИ В ДЕСЯТЬ РАЗ. 

Исследования демографов убедительно показывают: продолжительность жизни человека зависит главным образом от социальных факторов – уровня жизни и состояния медицины в стране, где он живет. В Японии, например, средняя продолжительность жизни за последние 20 лет выросла до 82,15 года, а в Королевстве Свазиленд тоже выросла – до 32,3. Поэтому подсчитать биологический «срок эксплуатации» человека трудно, тем более что боль-

шинство пожилых людей умирает от болезней, а не от старости. Большинство, но не все. В XIX веке ученые открыли закон, который носит имена Гомперца и Мейкхема и описывает зависимость смертности от возраста. Поначалу с увеличением возраста смертность растет экспотенциально. Кажется очевидным, что 70-летних умирает больше, чем 60-летних, а 80-летних – больше, чем 70-летних. Но в описывающей закон кривой есть одна загадка – после рубежа в 90 лет она выходит на плато. Это означает, что если человек перешагнул

(Родившаяся сегодня девочка может прожить в среднем 71 год. В начале XXI века этот показатель составлял 68 лет. Мужчины по-прежнему живут меньше женщин – в среднем на 5 лет. Самые высокие показатели продолжительностижизни в Японии: 86 лет для женщин и 79 лет для мужчин.)

этот возраст, то вероятность смерти – в 90, в 100 и более лет для него примерно одинакова. Этот феномен долгожителей ученые объяснить не могут. Скорее всего, на плато выходят счастливчики, которым удалось избежать старческих болезней. А можно предположить и то, что процессы старения в этом преклонном возрасте как бы останавливаются. Впрочем, старение задает исследователям еще больше загадок, чем долгожительство. Об этом свидетельствует в первую очередь само количество теорий старения.

Старение – это... ...программа

Такой постулат лежит в основе теории одного из главных специалистов по старению в России Владимира Скулачева. Он ввел понятие «феноптоз» – запрограммированная смерть организма, по аналогии с апоптозом, запрограммированной смертью клетки. Казалось бы, зачем нужна прграмма на смерть? Затем, что это выгодно популяции и виду. По выражению Скулачева, в природе действует «самурайский закон биологии», который гласит: «Лучше умереть, чем ошибиться». Это означает, что организм, который уже не нужен Но раз старение – это программа, считает Владимир Скулачев, значит «её можно отменить». В подтверждение своей теории он приводит примеры нестареющих организмов в природе, у которых смерть происходит без старения.

Другие ученые – приверженцы эволюционной теории старения подчеркивают, что организм делает выбор между ремонтом и размножением. Ремонт клеток и тканей требует много энергии – дешевле побыстрее размножиться.

...накопление повреждений

Так как с возрастом организм начинает хуже работать, значит, в нем что-то портится. Вопрос, что именно. Одни специалисты считают самым главным то, что портятся белки. Например, в молекулах коллагена, а это около трети всех структурных белков в организме, между длинными спиральными нитями образуются поперечные «мостики», которые сшивают нити между собой, в результате ткани утрачивают эластичность. На уровне клетки портятся митохондрии

– клеточные энергетические подстанции. Это может вести к тому, что клетка встает на путь запрограммированной смерти. Теломеры – это ДНК-участки на концах хромосом. Состоят они из серии повторяющихся последовательностей нуклеотидов, причем у всех позвоночых эти повторы имеют одно и то же строение (ТТА ГГГ). Теломеры укорачиваются при каждом делении клетки и таким образом служат счетчиком числа клеточных делений. Счетчик работает потому, что фермент ДНК – полимераза, удваивающий ДНК при делении клетки, не может считывать информацию с ее конца, так что каждая

следующая копия ДНК становится короче, чем предыдущая. По данным Дэвида Синклера из Гарварда, ключевую роль в механизмах генной регуляции играют белки сиртуины. Это ферменты, участвующие в процессе упаковки молекулы ДНК в белковую оболочку в ядре клетки в виде хроматина. В таком виде гены неактивны. Чтобы с них считалась генетическая информация, они должны распаковаться.

Сиртуины препятствуют тому, чтобы распаковывались гены, которые в данном месте и в данный момент работать не должны. Сиртуины выполняют роль надзирателей: следят за тем, чтобы молчащие гены молчали и не вздумали возникать там, где не надо. Но помимо регулировки они участвуют и в ремонте поврежденной ДНК. Совмещение двух должностей – регулировщика и ремонтника – не идет во благо клетке. С возрастом повреждения ДНК накапливаются, сиртуины оказываются перегружены ремонтом и уже не справляются с генной регуляцией. По мере того, как организм стареет, повреждений ДНК становится больше, и сиртуинам приходится все чаще бросаться на ремонт. Если регулировщик все время отлучается со своего поста, чтобы чинить автомобили, вместо того чтобы регулировать движение, ничем хорошим это не кончится. Генная регуляция разлаживается. Распакованные без надзора гены уже не могут запаковаться и замолчать.

Гиганские черепахи (Megalochelys gigantea).

Живут до 150 лет, сохраняют способность

к размножению. Умирают оттого, что их

панцирь становится слишком тяжелым.

Атлантический лосось (Salmo salar).

Обычно ускоренно стареет «по програм-

ме» – сразу после нереста, а его разлага-

ющиеся остатки привлекают рачков, кото-

рые служат пищей малькам лосося.

Он «приносит себя в жертву».

Странствующие альбатросы (Diomedea

exulans). Живут в среднем 50 лет, не

старея, откладывают яйца. А потом

умирают, внезапно, по неизвестной

причине.

В процессе работы митохондрий в них образуются смертельно опасные соединения – активные формы азота и кислорода. Это свободные радикалы, обладающие неспаренным электроном. Они очень реакционноспособны и нападают на первую попавшуюся молекулу без разбора, будь то ДНК или белок. Конечно, после такого насилия молекулы становятся неадекватными и работают неправильно.

...порча генов

Наконец, в старости появляются генетические повреждения. После того как организм перестал размножаться, он накапливает вредные мутации. Уже нет риска передать их потомству, значит, можно «портиться» сколько угодно. Вредные мутации могут вести и к нарушению синтеза белков, и к раку, например. К генетическим факторам старения многие относят и пока еще загадочные мобильные элементы – короткие последовательности, которые перемещаются по молекуле ДНК и влияют на работу генов. С возрастом их становится больше. А есть мутации, непосредственно вызывающие преждевременное старение – прогерию или, наоборот, «вечную молодость»....ра зрегуляция

Около десяти лет назад американские ученые выяснили, почему стареют дрожжи – у них ломается механизм регуляции генов. Новое исследование показало: у млекопитающих все точно так же. Это причина универсальна, говорят ученые. Значит, причины старения могут быть не генетическими, а эпигенетическими, то есть лежащими рядом с генами.

...порча «упаковки » ДНК

В ядре клетки молекула ДНК намотана на белки-гистоны. Эти белки могут видоизменяться, от чего зависит плотность упаковки. С возрастом хроматин в ядре становится более рыхлым, а это приводит к тому, что начинают работать ненужные и вредные гены. Упаковка плотная – гены не работают, упаковка

рыхлая – гены работают.

...окисление свободными радикалами

Одна из самых популярных теорий старения – свободнорадикальная. Ее автор Дэнхен Харман в 1956 году предположил: мы стареем потому, что наши молекулы подвергаются действию вылетающих из митохондрий действует мощная система антиоксидантной защиты. Но с возрастом она слабеет, из-за чего повреждения, наносимые свободными радикалами, становятся все многочисленнее.

Корни эволюционного подхода к старению лежат в работах немецкого биолога

Августа Вайсманна.

Он первый предположил, что старение происходит по эволюционной

программе, которая удаляет из популяции старых и ненужных особей.

Ключом к этому Вайсманн считал ограниченную способность клеток

к делению.