Манипуляции процессами старения могут помочь увеличить продолжительность жизни

Жоао Педро де Магалхаес

Когда я был моложе, примерно 10 лет назад, я понимал, что все люди стареют, а затем умирают. И при этом я задавался вопросом, почему же так происходит? Можем ли мы вмешаться в этот процесс? В итоге я решил, что так и сделаю. Я начну изучать старение и выясню, что же лежит в его основе. Я постараюсь найти решение этого вопроса, чтобы людям больше не пришлось стареть и умирать. Именно этим я сегодня и занимаюсь.

Старение – это процесс ослабления жизнеспособности и повышения уязвимости. То есть, ослабляются различные функции организма и способность реагировать на внешние раздражители, в результате чего повышается уязвимость к разным заболеваниям. Между прочим, одна из главных причин смерти в пожилом возрасте – это обычный вирус гриппа.

При этом старение протекает на самых разных уровнях – молекулярном, клеточном, гормональном и физиологическом, – задействуются разные органы и системы, ввиду чего изучение данного вопроса становится весьма комплексным.  На самом деле мы ничего не знаем о механизмах старения, то есть, о том, как и почему мы стареем. Кроме того, мы все еще имеем относительно слабое представление о том, что же запускает этот процесс. Если посмотреть на это с эволюционной точки зрения, то продолжительность жизни человека увеличилась лишь недавно.

Ожидаемая продолжительность жизни зависит от многих факторов, таких как уровень питания и доступность вакцин. Каких-то 150 лет назад она составляла примерно 40 лет, а 1000 лет назад – около 25 лет (а вообще цифры разнятся в зависимости от учета детской смертности и случаев смерти при родах). Однако даже несмотря на то, что мы неумолимо приближаемся к своим пределам продолжительности жизни, вероятно, что окончательный предел все еще впереди.

Почему мы стареем?

Существует гипотеза о том, что повреждения ДНК могут нарушать процесс регенерации клеток, что в свою очередь ослабляет восстановительные способности организма и его жизнеспособность. Также есть теория, объясняющая процесс старения действием свободных радикалов, которая заключается в том, что митохондрии наших клеток сжигают энергию вместе с кислородом, а это способствует генерации крайне высокореактивных соединений, вызывающих окислительный стресс и, следовательно, повреждения, которые аккумулируются с возрастом и приводят к старению. Также есть такая вещь как теломеры, уменьшающиеся при каждом делении клеток концевые участки хромосом. Данный процесс помимо всего прочего происходит и с возрастом (и к тому же связан с риском развития рака), поэтому некоторые связывают его с процессом старения.

Между прочим, после 30 лет риск умереть возрастает вдвое каждые восемь лет. Это стандартный показатель для всех популяций, неважно, где вы живете. Конечно, страны третьего мира могут отличаться более высокой изначальной смертностью, однако, данное экспоненциальное увеличение риска смерти неизменно.

Продолжительность жизни можно изменить

Между тем, в природе существуют крайне уникальные создания. Например, птицы. Сегодня птицы живут дольше, чем может показаться глядя на их маленькие размеры, ввиду способности летать и избегать тем самым хищников. Также интересным случаем является такое животное, как голый землекоп, живущий более 30 лет ввиду того, что он обитает в защитной среде. Однако помимо этого здесь также имеет место давление эволюционного отбора. Один интересный момент насчет голых землекопов заключается в том, что он обладает очень сильным иммунитетом к раку. В ходе научных исследований ученые не обнаружили ни одного землекопа с онкологией из нескольких сотен испытуемых.

Таким образом, продолжительность жизни – величина переменная. В природе существуют не только виды, живущие дольше нас, но и те, кто, по всей видимости, не стареет, например, некоторые виды сухопутных черепах.

При этом вероятно самым выдающимся прорывом в данной области является то, что манипуляция разными генами может существенно влиять на процесс старения. К примеру, нам известно, что манипуляция ДНК-системой, отвечающей за восстановление у мышей, иногда дает эффект ускоренного старения. С другой стороны выключение одного единственного гена, такого как рецептор гормона роста, увеличивает их продолжительность жизни на 40 процентов.

Манипуляция системой

Помимо всего прочего также существуют непрямые методы управления старением. Один из самых популярных – это уменьшение общего калоража. Давным-давно известно, что уменьшение количества потребляемых калорий (при неизменном получении незаменимых нутриентов, таких как витамины или минералы с целью поддержания здоровья), увеличивает продолжительность жизни грызунов до 50 процентов, а также обеспечивает более длительное поддержание здоровья. Между прочим, это один из тех моментов, которые мы изучаем в своей лаборатории, поскольку, если мы узнаем, какой из генов обеспечивает этот эффект, то можно будет воздействовать на него посредством лекарственных препаратов и получать тот же самый результат без необходимости садиться на диету, которая, как известно, многих отпугивает.

Наша работа – это смесь биоинформатики и экспериментов. Мы пытаемся найти общие паттерны генов для того, чтобы выделить среди них новые, способные управлять продолжительностью жизни, а также другими генами. Стоит отметить, что вопрос старения является очень дорогостоящим и затратным по времени для проведения экспериментов. Это одна из проблем, которыми страдают посвященные процессу старения научные исследования.

Между тем, путем подсчета было установлено, что замедление процесса старения всего лишь на семь лет может сократить число случаев возрастных заболеваний вдвое в каждом поколении. Безусловно, это могло бы иметь очень значительный эффект на продолжительность жизни и уровень здоровья людей.

Лично я в качестве аналогии люблю приводить пример с братьями Райт, которые первыми построили летательный аппарат и полетели на нем. Братья Райте вдохновлялись птицами, которые «тяжелее воздуха, но все равно летают. А если птицы могут летать, то значит, мы можем строить аэропланы». Нет никаких законов природы, утверждающих, что старение является неизменным. Наоборот, мы знаем, что процесс старения является на удивления гибким, поскольку им можно управлять посредством генов, эволюции и даже с помощью определенного питания.