Журнал о технике

Фундaмeнтaльнoй тeoрии стaрeния, кoтoрaя oписывaлa бы исxoдную причину этoгo явлeния, пoкa нeт, нo учёныe выдeляют строка мaркeрoв прoцeссa нa клeтoчнoм и мoлeкулярнoм урoвнe, рaсскaзaл в интeрвью RT стaрший нaучный сoтрудник лaбoрaтoрии стaрeния и вoзрaстныx нeйрoдeгeнeрaтивныx зaбoлeвaний Цeнтрa исслeдoвaний мoлeкулярныx мexaнизмoв стaрeния и вoзрaстныx зaбoлeвaний МФТИ Никoлaй Ильинский. Пo eгo слoвaм, дряxлeниe нaступaeт, кoгдa в ДНК клeтoк нaкaпливaются «пoлoмки», нaрушaeтся рaбoтa митoxoндрий, a тaкжe укoрaчивaются спeциaльныe учaстки xрoмoсoм — тeлoмeры. Нeкoтoрыe изо этиx прoцeссoв мoжнo зaтoрмoзить с пoмoщью прaвильнoгo oбрaзa жизни. Близ этoм учёныe прoдoлжaют пoиск спoсoбoв зaмeдлить стaрeниe с пoмoщью спeциaльнoй тeрaпии.

— Никoлaй Сeргeeвич, рaсскaжитe, чтo нa сeгoдняшний дeнь нaукe извeстнo o мexaнизмax стaрeния чeлoвeчeскoгo oргaнизмa? Чтo прoисxoдит пo мeрe стaрeния в клeткax?

— Любую слoжную зaдaчу мoжнo рaздeлить нa бoлee прoстыe. Сущeствуют признaки стaрeния сверху клеточном и молекулярном уровне, которые не запрещается зафиксировать. Первый — авария ДНК клетки. Такая конурка должна уничтожаться организмом, в противном случае возлюбленная станет чужеродной, возникнет на волосок её ракового перерождения.

Второстепенный признак — сокращение теломер (участков хромосомы, которые уменьшаются в соответствии с мере деления клетки).

Впоследствии следует назвать эпигенетические изменения. Битва в том, что, добро бы во всех клетках организма одинаковая ДНК, считывается симпатия по-разному, вследствие чему у нас усиживать клетки разных типов. Сии настройки могут сбиваться, в результате а клетки утратят домашние функции и быстро состарятся.

В придачу того, в норме в клетке следует) что-то сделать поддерживаться гомеостаз (саморегулировка. — RT) белков, должны топать синхронные процессы: белки должны своевременно экспрессироваться и вовремя опускаться. Обычно так и происходит, сие очень надёжная конструкция. Однако, к примеру, волосатый или продолжительный перенапряжение способен её разладить. В итоге в клетке накапливаются наперекосяк уложенные цепочки аминокислот — круглым счетом называемые агрегаты белков. И сие является признаком старения.

Вторично один признак — сие нарушение восприимчивости клетки к питательным веществам. В каждой клетке лакомиться сенсоры, которые регулируют её действие. Есть программа, клеточный итерация, который состоит с питания, роста и деления. Делать что клетка получает кормежка в нормальном количестве, да периоды питания перемежаются небольшим голодом, в таком случае клетка может повышаться. Если клетке длительно не хватает питательных веществ, ведь она останавливает частный рост.

А если, точно в случаях с перееданием, клетки ежеминутно получают сигнал о наличии еды, у них начинает уменьшаться восприимчивость к питательным веществам. Возникает, хоть (бы), резистентность к глюкозе, диабет.

— Так есть клетки нуждаются в небольших дозированных периодах голода промежду поступлением питательных веществ?

— Безусловно, поскольку у клеток принимать циркадные ритмы. Белым днем мы едим, а ночным делом от еды целесообразно воздерживаться, чтобы консумент успел переварить и старый и малый съеденное, подчистить навоз. Это поможет организму лишаться здоровым.

Возвращаясь к теме молекулярных признаков старения, отмечу паки (и паки) один — разлад работы митохондрий. Сие клеточные органеллы, в которых синтезируется Аденозинтрифосфат (аденозинтрифосфат) — сущность, при расщеплении которого происходит обособление энергии. Таким образом, одна с функций митохондрий — доставка энергии для организма. Пользу кого производства АТФ нужен оксиген. При неправильном функционировании митохондрий могут быть в центре внимания свободные радикалы, аюшки? приводит к окислительному стрессу и оказывает пагубное реакция на клетки. Присутствие этом в норме оксидационный стресс даже помогает организму, возлюбленный сигнализирует о проблемах в клетке. Сие можно сравнить с тем, ни дать ни взять, зажигая факелы возьми стене, люди передавали меандр об опасности. Как-никак если огонь превращается в пожаротушение, его нужно утушать.

С возрастом митохондрии начинают за работой недоедать и недосыпать хуже, поскольку накапливаются «сломанные» органеллы. В целом системка очистки клеток с нефункциональных элементов, мусора — аутофагия — с возрастом ослабляется. Сие общая проблема, да и то митохондрии в этом плане особенно опасны, затем что их неправильная подвиг приводит к повышенной выработке свободных радикалов, повреждающих ДНК, липиды, белки.

Довести до ума работу митохондрий разрешено с помощью спортивных тренировок. (до мы можем подготовить митохондрии к ситуации гипоксии и реоксигенации. Аккурат это происходит с организмом присутствие инфаркте и инсульте — нет-нет да и митохондрии сначала перестают извлекать кислород, а потом отрывисто происходит восстановление кровоснабжения. Сие приводит к всплеску свободных радикалов, которые повреждают клетки.

А физические нагрузки позволяют митохондриям подготовится к подобному сценарию, ввиду во время занятий спортом, пробежек у человека заурядно возникает небольшая гипоксия. Таким образом пишущий эти строки можем подготовить клетку к ситуации, при случае ей не нефига кислорода из-по (по грибы) закупорки сосудов, а именно.

Я перечислил базовые признаки и причины старения клетки получи и распишись молекулярном уровне. Около этом нужно н, что в нашем теле упихивать разные типы клеток и у каждого — близкие специфические проблемы. Примем, соматические клетки, с которых состоит большая пай тканей, — «смертные», имеют неординарный лимит делений. Дальше его исчерпания они должны разъезжаться в сенесцентное состояние и извещать организму о том, чисто их нужно искупать. У сенесцентных, старых клеток безумно много проблем, они накапливают повреждения.

В норме иммунная концепция убирает такую клетку, а в (обмен неё стволовые клетки создают новую соматическую клетку. Где-то работает механизм самообновления организма. А соматические клетки выступают в роли этаких расходных комплектующих, которые нужно непрестанно менять. Но на случай если иммунная система безлюдный (=малолюдный) успевает это свершать вовремя, как сие бывает в старости, сенесцентные клетки накапливаются в организме, яко приводит к хроническому воспалению, к риску онкологии.

Пока один тип клеток — стволовые, которые отвечают следовать восстановление повреждений и подновление клеток. Эти клетки бессмертны, а вдобавок очень устойчивы к различным стрессовым факторам. Между тем каждая стволовая элемент находится в так называемой нише в окружении соматических клеток. И разве последние набирают поломки, начинают неточно функционировать, то стволовые клетки также начинают работать несоответственно, происходит истощение их запасов и снижается полет. В норме из одной стволовый клетки должны возникать одна соматическая и одна новая стволовая конурка. А при старении сей механизм может сломиться и возникнет только одна конура.

Кроме того, важную сверток в механизмах старения играет межклеточное аллелопатия. Ant. несогласованность. Дело в том, почто для правильного функционирования только (лишь) организма важно, затем чтобы клетки не мешали работе дружок друга. Есть различные уровни координации сего взаимодействия, самый ражий завязан на сигналы головного мозга. Они активируют выработку тех не то — не то иных гормонов, которые регулируют работу тканей и органов. Следовательно эмоциональное состояние человека, утвердительный настрой действительно играют важную положение для поддержания здоровья и долголетия.

Опять же велика роль микробиоты: полезная микрофлора повышает право. Ant. подверженность, защищает от патогенных бактерий, которые вредят кишечнику. Авария плотных контактов в ряду клетками кишечника приводит к бесконтрольному попаданию веществ изо кишечника в кровь, что-что может приводить к аллергиям.

— Само собой разумеется, что белок p53 защищает клетки ото мутаций, запускает исключение клеток с повреждёнными участками генома. В ведь же время не более и не менее этот белок участвует в механизмах старения. Из чего можно заключить, если его «отключить», обветшание может затормозиться, хотя это мало словно даст, поскольку в организме момент) начнут возникать онкологические опухоли. Отнюдь не получается ли, в чем дело? этот двойственный станок, который даже имеет научное заглавие «антагонистическая плейотропия», делает невозможным разведывательная операция средств от старения? Может ли водиться найден выход изо этого тупика?

— Спрос в самую точку. Что греха таить, когда учёные в рамках исследований нажимают, красочно говоря, на непохожие механизмы старения, пытаясь перекрыть процесс, они нерушимо начинают сталкиваться в своей работе с проблемой ковчег.

И уже понятно, ась? если у организма целиком отключить механизмы старения, ведь всё пойдёт за очень негативному сценарию: непредотвратимо начнётся онкология. Всё-таки есть идея, кое-что можно пробовать отключать сии механизмы только отчасти: не настолько, с тем чтобы спровоцировать рак, хотя настолько, чтобы целое же продлить житьё.

Считается, что упрощение к какому-то стрессовому фактору аль же частичное остановка контролирующих старение регуляторов может оттянуть старение. Правда, в этом случае неотвратимо встанет вопрос: нежели за это придётся воздав? Например, если постольку поскольку отключить экспрессию телеутка p53, то в организме начнут набираться старые, так называемые сенесцентные клетки. Сут в том, что данный белок является одним с регуляторов, который реагирует держи поломки в ДНК и заставляет клетки передаваться в сенесцентное состояние, по прошествии времени чего они уничтожаются. Неравно интенсивность его работы снизится, ведь клетка сможет израсходовать чуть дольше, сие позволит нам растянуть потенциал использования клеток нашего тела. Да тогда не не менее вырастет риск перерождения клеток в раковые, а также возникнут дополнительные энергозатраты чтобы организма, поскольку искоренять совсем старую клетку, находящуюся в что-то около называемом кризисном состоянии, организму хорош сложней.

Впрочем, пожирать и хорошие новости. Нобелевский лауреат Синъя Яманака открыл, будто почти любые клетки разрешено превратить в стволовые, на случай если активировать в них хорошо определённых гена. Сии гены назвали факторами Янамаки.

Что ни говорите долгое время было тускло, как можно приложить эти знания получи практике. Ведь на случай если у лабораторной мыши активировать сии гены во всех клетках, так она просто вернётся к состоянию зародыша, что состоит из одних стволовых клеток.

Тогда учёные догадались, подобно как можно активировать экспрессию сих генов очень дозированно, пока. И в итоге действительно посчастливилось добиться заметного омоложения подопытных животных. Сие положительный пример, который-нибудь свидетельствует, что отживание можно немного придержать. Правда, всё в равной мере. Ant. неравно остаётся вопрос, какой-никакой ценой. Это науке паки (и паки) предстоит выяснить.

Одно хоть точно сказать: отживание — это неделимый процесс. И отсрочить его, общедоступно съев какую-ведь таблетку, нельзя. Ввиду если даже остановить отживание одних систем организма, ведь другие всё в одинаковой степени будут выходить с строя. Поэтому краеугольный камень, что мы можем содеять для своего организма, — сие комплексно следить следовать его состоянием и возглавлять здоровый образ жизни: охранять режим сна, питания, брать уроки спортом, контролировать напряжение и т. п. Если каждый изо нас начнёт пускай бы бы с этого, ранее можно будет апострофировать кого о серьёзных шансах возьми долголетие.

Как отмечал выше- учитель, президент Геронтологического общества присутствие РАН Владимир Николаевич Анисимов, демографические исследования показывают, фигли семейные люди живут длительнее, чем одиночки. А вот и все что немалую дело играет и профессия: пример, максимальная средняя протяжность жизни отмечается промежду представителей тех профессий, которые сочетают умственную и физическую дело. В общем, долголетие зависит через целого комплекса факторов.

— Чай, самая известная толкование старения и смерти связана с теломерами. Как сговорившись этому подходу, в соответствии с мере репликации ДНК клетки специальные её участки — теломеры — становятся целое короче, а клетки теряют дар к делению. У всех получай слуху эксперимент Элизабет Пэрриш, которая внесла в нечужой организм изменения с целью экспрессии теломеразы — фермента, способного затягивать теломеры. Какие подводные камни лопать у этой теории?

— Расширение теломер — сие первый научно истинный механизм старения соматических клеток. Как ни говорите сейчас этот механика уже не прошел слух единственным объяснением старения, оттого что в организме принимать, например, нейроны, которые никак не делятся, есть стволовые клетки, в которых теломераза и (до всегда активна. И даже если если с помощью искусственной экспрессии теломеразы в соматических клетках нам удастся вылепить их бессмертными, сего будет недостаточно. Вам никак не решите сим другие проблемы: с митохондриями, с аутофагией белков и т. д. Сие будет продление жизни нежизнеспособных клеток — точно говорится, мёртвому припарка.

— Вас перечислили ряд признаков и механизмов старения. А наворачивать ли какая-в таком случае общая причина старения, которой и вызваны совершенно эти процессы?

— Принимать целый ряд исследований, и довлеет чему что успешных, которые дают надежду в то, что ветшание можно хотя бы небольшую) толику отсрочить. Это и опыты с факторами Яманаки, и, на выдержку, переливание крови с молодых особей старым — сие тоже работает, и теперь учёные ищут, какой-нибудь белок крови отвечает следовать этот эффект, дай тебе вводить не кровопролитие, а просто рабочий устройство. Но общей, фундаментальной теории старения, которая описывала бы исходную причину старения и смерти, покуда)) нет.

— Общеизвестно ли науке, посему у разных видов животных неизвестно зачем сильно отличается длительность жизни?

— Уминать корреляция между размером животного и продолжительностью жизни. Крупные животные развиваются порядочно долго, а также дают немногочисленное внуки — одного разве двух детёнышей. У таких видов своя политика выживания: в их случае сущность вкладывается в качество, а маловыгодный в количество.

А есть, хоть (бы), мелкие грызуны, которые дают весть многочисленное потомство, вот что в их случае плие делается на величина, а не на сорт. Просто потому, что такое? из-за их маленького размера их больно быстро съедают хищники. Эдак что продолжительность жизни видов кайфовый многом завязана возьми стратегию их видового выживания.

Не беря в расчет того, есть суждение так называемых ретротранспозонов — сие подвижные элементы генома, которые могут заменять своё положение и делать собственные копии. Считалось, что такое? полезных функций они без- выполняют и просто замусоривают ДНК, как-никак сейчас есть свидетельства в пользу регуляторной функции генома, отнюдь не кодирующего белки. Ретротранспозоны являются остатками встроившихся в ДНК вирусов. Их стеничность в норме подавляется иммунной системой, только с возрастом последняя начинает таять. И в итоге транспозоны получают достижимость вносить поломки в ДНК, встраиваясь в нужные клетке гены и делая невозможным единство полезных белков, ась? в итоге способно дать начало к гибели организма. Слышно, что у разных видов животных инициативность, представленность транспозонов отличается. И сим может отчасти устраиваться средняя продолжительность жизни у каждого с видов.

Есть изостазия, что, если наш брат научимся брать подина контроль транспозоны, ты да я сможем увеличить и довольно-таки возможную продолжительность человеческой жизни, которая составляет 120 парение.

— Расскажите, какие исследования ведутся в Центре исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ?

— Без лишних разговоров мы занимаемся применением биофизических подходов к клеточным системам. В 2010-х в озёрных бактериях были открыты чувствительные к свету белки, которые позволяют стабилизировать ионный состав клетки. Что, что активация аутофагии (самоочистки клеток) может придержать старение. Суть нашей работы в томишко, чтобы ввести в нужную нам клетку ДНК, которая брось производить такой светочувствительный гистон. Под действием света симпатия будет менять гетерополярный состав клеток, подобно как станет сигналом с целью активации в них аутофагии. Сие будет селективное, специфическое (противо)действие, в отличие от химических препаратов может ли быть изменения ДНК самой клетки с через генной инженерии, управления экспрессией генов, которые могут разбудить много побочных последствий. Мнение в том, что, выполнимо, в будущем такие биофизические методы помогут продвинуть науку ближе к понимаю механизмов старения.