Механизмы старения

Всего 100 лет назад человек в среднем жил 40 лет, а каждый третий ребенок не проходил рубеж в 5 лет. Сейчас ситуация значительно изменилась. Наибольший вклад в увеличение продолжительности жизни внесло эффективное лечение детских заболеваний: сегодня детская смертность составляет меньше 5%. Но бороться с возрастными изменениями мы по-прежнему не умеем. По данным ВОЗ, 70% всех смертей вызваны заболеваниями, которые развиваются в процессе старения (сердечно-сосудистые, онкологические, нейродегенеративные).

Старение — это увеличение вероятности умереть с возрастом. Согласно статистике, наши шансы не дожить до следующего дня рождения удваиваются каждые 8 лет. К слову, эти данные актуальны и для пандемии Covid-19. Если бы не один из механизмов старения, вирус не смог бы принести такой урон человечеству.

Механизмы старения. Источник: cell.com
Механизмы старения. Источник: cell.com

Существует 9 основных механизмов старения, вот несколько самых важных:

Повреждение ДНК. Оно приводит к мутациям, которые являются самой частой

причиной развития всех онкозаболеваний.

Укорочение теломер. Теломеры — это кончики наших хромосом. При каждом делении клетки хромосомы удваиваются, ДНК копируется, а теломеры становятся короче. Они не несут никакой информационной нагрузки, но если теломеры становятся слишком короткими, то тогда могут пострадать функциональные гены, которые находятся дальше на хромосомах.

В таком случае клетка не может продолжать рост и деление, к тому же слишком короткие теломеры повышают риск мутаций. Доказано, что, чем быстрее укорачиваются теломеры, тем меньше живет животное. Причем, важна именно скорость, а не изначальная длина теломер.

Например, мышь живет в среднем 4 года из-за быстрой скорости сокращения теломер, хотя при рождении их длина больше, чем у человека. Слишком короткие теломеры не позволяют делиться стволовым клеткам, которые из-за этого либо умирают, либо уходят в режим сенесцентности (не функционируют, но и не погибают). Такая клетка выделяет факторы воспаления, что как следствие ― пробуждает следующий механизм старения — хроническое воспаление.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Хроническое воспаление — признак практически всех возрастных заболеваний. Это тот случай, когда иммунитет может не защищать, а убивать собственного хозяина. Слишком сильное воспаление (цитокиновый шторм) способно вызвать повреждение здоровых тканей.

Если рассматривать этот фактор на примере Covid-19: у молодых людей коронавирус вызывает умеренный иммунный ответ, в итоге вирус просто уничтожается иммунной системой. А у пожилых пациентов воспалительный ответ гиперактивен, поэтому коронавирус провоцирует сильное воспаление, которое фактически убивают не только сам вирус, но и всю легочную ткань.

Окислительный стресс — то есть увеличение количества свободных радикалов в клетках. Хроническое воспаление вызывает окислительный стресс, а он в свою очередь приводит в том числе к укорочению теломер — таким образом, цикл замыкается.

На этом примере видно, что проблема старения не только в том, что существует множество механизмов, которые запускают этот процесс, но и в том, что все они тесно связаны друг с другом — и работают по принципу домино.

Способы борьбы со старением: тогда и сейчас

Картина Виктора Васнецова «Кощей Бессмертный». Источник: wikipedia.org
Картина Виктора Васнецова «Кощей Бессмертный». Источник: wikipedia.org

Люди всегда хотели остановить процессы старения и сохранить молодость. Еще в эпоху Клеопатры существовал такой способ, как ванны с ослиным молоком. В 19 веке ходили слухи, что экстракт семенников животных может победить старение. Самый радикальный и опасный метод изобрели в 20 веке. После открытия радиоактивности казалось, что эта необузданная энергия способна восполнить ресурсы человеческого организма и омолодить его. В продаже были крема с радием и радиоактивная вода. Кстати, напиток Radithor стал первым энергетиком в истории человечества — пока не начал убивать своих последователей. Конечно, эффект всех этих методов был не доказан наукой.

Сегодня существует три основных подхода к борьбе со старением: замедлять разрушения в клетках (более проработан, но ограничен 150 годами жизни), периодически избавляться от накопленных разрушений (потенциально не ограничен годами жизни, но менее изучен), не ускорять старение (отказ от вредных привычек).

Первый метод, или как замедлить процесс старения

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Почти 40 лет назад появился первый научно-доказанный способ борьбы с характерными для старения разрушениями клеток — низкокалорийная диета. Ученые выяснили, что всего несколько лет проведенных в таком режиме питания уже улучшают физиологические показатели живых организмов (грибов, грызунов, обезьян и даже человека).

Ключевой процесс в этом методе — путь распознавания питательных веществ, который запускается в клетке, когда мы едим. Клетка чувствует поступление питательных элементов и начинает «вести разгульную жизнь»: расти и размножаться. Но если этот путь не активирован, другими словами мы недоедаем, то клетка переходит в режим выживания. Она перестает делиться и размножаться, следит за повреждениями, снижает их количество, чтобы дожить до хороших времен, когда она вновь получит пищу. Фактически этот переход клетки в режим выживания и замедляет старение.

Затем ученые начали изучать возможности имитации «выживания», не прибегая к строгой диете. Во время этих исследований они отметили, что снижение факторов роста также борется с процессами старения. Эксперимент показал, что дефицит гормона роста продлил жизнь мышей в 1,5 раза, для сравнения — диета помогает прожить на 20-40% дольше.

Но не каждый согласится становиться карликом на диете, чтобы дольше жить, потому что не менее важно — сохранить качество жизни. И в этом случае самый простой способ — изобрести лекарство, которое могло бы имитировать эффекты от диеты и недостатка гормона роста. Пока такой разработки нет, но есть другие вещества, которые косвенно продлевают наш век.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Среди них: глицин, экстракт зеленого чая (больше 10 чашек в день) и куркума, рапамицин (лекарство продлевает жизнь разным организмам, но на человеке применение опасно; рапамицин используется в медицине как средство для подавления иммунитета, например, при трансплантации органов. Однако весь эффект от продления жизни сходит на нет, если при этом организм перестает бороться даже с простейшими инфекциями) и метформин (помогает животным жить дольше, применяется в медицине для лечения диабета второго типа, однако как лекарство против старения не используется).

На сегодняшний день нет ни одного доступного лекарства против старения. Даже метформин, который помогал людям с диабетом жить дольше, чем здоровым — вы не сможете купить без рецепта. Проблема в том, что чисто юридически старение не является заболеванием, а значит, ни одна фармкомпания не имеет права выпустить лекарство против старения.

Второй метод: периодическая чистка организма

Этот подход менее изучен и пока звучит достаточно футуристично: человек не будет принимать меры для постоянной борьбы с разрушениями внутри клеток, но раз в несколько лет станет полностью от них избавляться: снова копить и снова избавляться. В теории именно этот подход может дать людям вечную жизнь, но пока из идей «как осуществить глобальную чистку» есть всего несколько, и то маловероятных.

Во-первых, можно удалять сенесцентные клетки лекарствами, пока эффект есть, но он умеренный, меньше, чем от диеты. Во-вторых, можно выращивать и пересаживать органы — но это пока в отдаленной перспективе.

Третий метод: не ускорять разрушения

Вредные привычки. Источник: shutterstock.com
Вредные привычки. Источник: shutterstock.com

Человек ищет способы замедлить старение, но при этом всячески пытается приблизить собственную смерть. В первую очередь, речь идет о вредных привычках: курении, злоупотреблении алкоголем, переедании.

Сухая статистика: каждый год от курения умирает 7 миллионов человек. Для сравнения, согласно отчету ООН, от всех последствий чернобыльской аварии с 1986 года и до 2066 умрет 4 тысячи человек, а по самым пессимистичным прогнозам не больше 20 тысяч.

В среднем вы прибавите себе 10 лет жизни, отказавшись от курения — и это больше, чем могут предложить любые лекарства от старения.

С алкоголем ситуация выглядит немного иначе: умеренное потребление даже идет на пользу. В небольших количествах он снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, которые лидируют среди причин смерти.

Третий пункт — это питание. Несмотря на плюсы низкокалорийной диеты, учёные все же рекомендуют поддерживать умеренный индекс массы тела: не голодать и не переедать.

Пока для борьбы со старением не предложены конкретные лекарства или методы защиты от разрушений — мы все равно можем продлевать собственную жизнь, соблюдая режим дня, поддерживая умеренную активность, стабильную массу тела, и отказавшись от вредных привычек.

Александр Тышковский ― кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории изучения старения в Медицинской школе Гарварда и МГУ, автор и ведущий научно-популярного YouTube-канала «Real Scientists».

Организаторы акции ― ОХТА LAB и Библиотека им. В.В. Маяковского. Полностью видео можно посмотреть здесь.

Перейти к содержанию