Способы продления жизни

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 большинство 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 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 программа 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.

В процессе работы митохондрий в них образуются смертельно опасные соединения - активные формы азота и кислорода. Это свободные радикалы, обладающие неспаренным электроном. Они очень реакционно-способны 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».

...разрегуляция

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 свободных радикалов. В организме действует мощная система антиоксидантной защиты. Но с возрастом она слабеет, из-за чего повреждения, наносимые свободными радикалами, становятся все многочисленнее.

...неспособность клеток к делению

Первым, кто сказал об ограниченной способности клеток к делению, был Август Вайсманн (1889). эту идею развил леонард Хейфлик. он обнаружил, что клетки соединительной ткани (фибробласты) могут делиться ограниченное число раз (50 +/- 10), а потом стареют или умирают. это число назвали пределом Хейфлика. В 1971 году российский биолог Алексей Оловников понял, почему число делений ограниченно: с каждым делением клетки укорачиваются теломеры - повторяющиеся последовательности на концах хромосом. Когда их длина уменьшается до критической отметки, деление прекращается.

Оловников теоретически предсказал существование фермента, который надстраивает теломеры, - теломеразы. Она активна в раковых и стволовых клетках, поэтому они делятся неограниченно. Существование теломеразы в 1985 году экспериментально подтвердили Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джек Жостак, за что они получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2009 году.

...снижение способности к регенерации

Способность органов и тканей к восстановлению - регенерации - происходит благодаря тому, что в них присутствуют стволовые клетки, способные к делению. Но стволовые клетки тоже стареют. Тогда они делятся не так часто, как в молодости, а иногда при дифференцировке превращаются не в те клетки, в которые нужно. Это происходит из-за того, что стареет окружение стволовых клеток, так называемая стволовая ниша, и начинает посылать им неправильные сигналы.

...воспаление

Специалисты отмечают, что в старом организме происходят вялотекущие воспалительные процессы, которые разрушают ткани. Свой вклад вносят и сами клетки соединительной ткани - фибробласты, которые перестают делиться. В них начинают накапливаться вещества, вызывающие воспаление окружающих клеток и даже способные превратить их в раковые.

...гормональная перестройка

поскольку старение связано с потерей репродуктивных способностей, сам собой напрашивался способ омоложения при помощи половых гормонов. Еще в 20-х годах XX века русский врач Сергей Воронов, эмигрировавший во Францию, добивался краткосрочного омолаживающего эффекта, пересаживая людям ткани из семенников обезьян. Кстати, по мнению некоторых специалистов, эти операции и привели к переносу вируса иммунодефицита из популяции обезьян к человеку.

Есть теория, что с возрастом снижается активность мозговых гормональных центров - гипоталамуса и гипофиза. А российский геронтолог Владимир Анисимов отводит ведущую роль в старении эпифизу (шишковидной железе) - крошечному органу, расположенному между полушариями мозга. Эпифиз вырабатывает мелатонин - гормон, который регулирует суточные ритмы организма. В старости его вырабатывается намного меньше.

...интоксикация

Есть мнение, что старость наступает потому, что организм отравляется ядом - липофусцином, его еще называют пигментом старения. Это агрегат слипшихся белков и липидов, они забивают лизосомы - клеточные утилизаторы, которые не в состоянии переварить эту субстанцию.

...сбой сложной системы

Так говорят приверженцы системного подхода. Организм слишком сложен, состоит из большого числа элементов, и когда какой-то из элементов ломается, система дает сбой. Есть даже попытки математически объяснить старение с позиций теории фрактала, эту теорию развивает российский исследователь Алексей Москалев.

Это только основные теории. Так что ученым, желающим найти «эликсир бессмертия», увеличить продолжительность жизни или хотя бы замедлить старение, есть, где разгуляться. Главное - найти мишень, на которую можно воздействовать. Над этой задачей бьются геронтологи во всем мире, отрабатывая подходы на лабораторных животных: червях нематодах, дрозофилах, мышах. У некоторых кое-что получается.

Странствующие альбатросы (Diomedea exulans). живут в среднем 50 лет, не старея, откладывают яйца. А потом умирают, внезапно, по неизвестной причине.

Гигантские черепахи (Megalochelys gigantea). живут до 150 лет, сохраняют способность к размножению. умирают оттого, что их панцирь становится слишком тяжелым.

Чтобы победить старение, можно...

...манипулировать с генами

Роберт Шмуклер Рис, профессор Университета Арканзаса, выключил в геноме нематоды C.elegans один ген - Age-1. И таким способом ему удалось увеличить жизнь червя в 10 раз! Нематода довольно простой организм, и ожидать такого впечатляющего результата на иных объектах не приходится. Российский исследователь Алексей Москалев таким способом продлил жизнь мухе дрозофиле всего на 10%.

...надстроить теломеры

Преодолеть старение органов и тканей у мышей путем надстройки теломер в стволовых клетках удалось ученым из медицинского факультета Гарварда. Правда, они работали не с обычными мышами, а с мутантами, которые ускоренно старели. Фермент теломераза, который надстраивает теломеры до нормальной длины, у этих мышей не работал даже в стволовых клетках, там, где он должен обеспечивать длительное деление. А у самих мышей во вполне молодом возрасте появлялись признаки старения: деградировали семенники, селезенка, мозг, нарушалось обоняние.

Дегенерацию удалось повернуть вспять, когда ученые биохимически восстановили в клетках активность теломеразы. Это привело к удлинению теломер и возобновлению клеточных делений. У мышей при этом стали восстанавливаться ткани семенников, селезенки и мозга, и они снова стали ощущать запахи.

... устроить атаку антиоксидантов

Про антиоксиданты слышали все. И многие знают, что эти полезные вещества содержатся в зеленом чае, виноградных косточках, красном вине и некоторых других продуктах. Но ученые, в том числе Владимир Скулачев, считают, что эффективность природных антиоксидантов невелика, так как они работают не в самых «горячих точках» не в митохондриях. Скулачев изобрел свои антиоксиданты, которые в честь него получили название «ионы Скулачева». Это положительно заряженные ионы, свойства которых позволяют им проникать внутрь митохондрий. Там-то они и нейтрализуют активные формы кислорода.

Ионы Скулачева испытываются на животных. Правда, радикально продлить жизнь подопытным мышам пока не удалось - всего лишь на 30%, зато удалось отодвинуть их старость. «Животные остаются активными почти до самой смерти, не проявляя типичных признаков старения, - говорит Владимир Скулачев. - Мы смогли бороться именно с возрастными изменениями, а не со смертностью в очень преклонном возрасте».

...ограничить калорийность питания

Это очень популярный способ, который много раз проверялся на животных. Снижение потребляемыми крысами и мышами калорий на 30% в среднем на 30% увеличивает продолжительность жизни.

Пытаясь объяснить это явление, ученые сначала решили, что ограничение калорий замедляет скорость аэробного дыхания, которое служит источником активных форм кислорода. Но потом выяснилось, что дыхание при ограничении калорий усиливается, а значит, повышается и уровень активных форм кислорода. Другая гипотеза приравнивает ограничение калорий к умеренному окислительному стрессу, который как бы приспосабливает организм к последующему высокому окислительному стрессу. То есть когда с возрастом активных форм кислорода становится много, тренированный на малых дозах организм с ними легче справляется.

Однако другое исследование на мышах показало, что голодание продлевало жизнь не всем животным, а только тем мышам, которые были генетически склонны к ожирению и в организме которых наблюдался энергетический дисбаланс. Ученые полагают, что это в полной мере можно отнести и к людям. Они предостерегают людей с нормальным телосложением от того, чтобы сидеть на диетах и всячески себя ограничивать, им это не нужно. А вот толстякам ограничение рациона пойдет на пользу.

... увеличить физическую активность

Экспериментальные мыши, которых заставляли бегать на беговой дорожке и в колесе, дольше сохраняли молодость и здоровье, чем их малоподвижные сородичи. Ученые считают, что физическая активность увеличивает количество и качество митохондрий. Исследователи из Университета Макмастера (Канада), например, работали с мышами, склонными к преждевременному старению из-за высокого уровня мутаций в митохондриальной ДНК. Одна группа мышей жила в обычных условиях, другая три раза в неделю занималась спортом. Через три месяца оказалось, что мыши-спортсмены сохранили молодость и здоровье, сравнимое с показателями диких животных. Их митохондрии оставались функционально полноценными. Судьба контрольной группы оказалась печальной.

Как прожить сто лет

Напомним, на Земле живут десятки тысяч столетних старцев. Чтобы понять, в чем причина такого долголетия, генетики прочитали геном долгожительницы, которая умерла в возрасте 115 лет. До самой смерти она сохраняла бодрость духа, относительную физическую активность и трезвость ума, она не страдала от болезни Альцгеймера. Тестирование показало, что в возрасте 113 лет ее интеллект соответствовал возрасту 65-70 лет. Долгожительница никогда не сталкивалась с проблемами сердца и сосудов. Ученые надеются, что анализ ее генома позволит найти полезную мутацию, которая замедляет старение.

Найти генетические мутации, которые позволяют человеку прожить свыше ста лет, пытаются многие ученые. В июле 2011 года, например, генетики под руководством Паолы Себастиани (Paola Sebastiani) из Университета Бостона обнародовали через Science 150 мутаций, которые в комбинации помогают прожить до ста и более лет.

Специалисты проанализировали ДНК 1055 человек в возрасте 100 лет и более. Контрольную группу составили 1267 человек, не вступивших в преклонный возраст. Ученые утверждали, что найденные ими маркеры могут предсказать долгожительство человека с 77-процентной вероятностью. Зато по маркерам возрастных болезней достоверные отличия между долгожителями и контрольной группой найти не удалось. Возможно, предполагают авторы, мутации долгожительства в правильном сочетании и в достаточном количестве противостоят мутациям, связанным с болезнями. И потому болезни и немощь отодвигаются на самый конец долгой жизни.

Все бы хорошо, но другие ученые обнаружили в методике исследования погрешности, из-за которых уже опубликованная статья была отозвана из Science.

Жизнерадостный оптимизм - не поможет?

Леонид Гаврилов, который занимается проблемами старения и продолжительности жизни в Университете Чикаго, к поискам «гена долгожительства» относится скептически. Хотя, безусловно, это явление носит семейный характер, и дети долгоживущих родителей в среднем живут дольше, чем дети короткоживущих. Но многое зависит от условий рождения и самой жизни.

Результаты исследований, которые Леонид и Наталья Гавриловы провели в США с использованием архивных данных учета рождений и смертей, оказались неожиданными для них самих. «Мы думали, что вероятность человека дожить до ста лет будет связана с образом жизни, с образованием и т.д., - говорит Леонид Гаврилов, - но оказалось, для долгожительства ребенка важен возраст матери». Дети 20-летних матерей имеют на 40% больше шансов дожить до 100 лет, чем дети 40-летних матерей. Этому есть биологическое объяснение: у молодых женщин в ход идут самые качественные яйцеклетки - они оплодотворяются первыми.

Высокий рост не показал никакой связи с долгожительством, а вот телосложение у тех, кто хочет жить долго, должно быть средним. У толстых в молодом возрасте людей в 2,6 раза меньше шансов перешагнуть за 100 лет, чем у людей среднего телосложения. Впрочем, мнение насчет живучести очень худых тоже не подтвердилось.

Изучение образа жизни показало, что стать долгожителем больше шансов у фермера, чем у городского жителя. А вот дети не помеха: в число самых вероятных кандидатов в долгожители попали люди даже с четырьмя детьми.

Как ни странно, ученые нашли корреляцию долгожительства даже с чертами личности. Вопреки распространенному мнению перешагнуть 100-летний рубеж имеют больше шансов не жизнерадостные оптимисты, а люди серьезные и добросовестные с детства. В общем, как подытожил Леонид Гаврилов, дольше живут зануды.

Определить свой биологический возраст

Статьи разных авторов
Статьи П.Лейман и Л.Лейман
Каталог статей