Наука о старении: что наука знает о продлении жизни — все самое интересное на ПостНауке

Геронтология – изучение естественных процессов старения. Изменение в клетках, тканях, системах и органах

Старение – естественный процесс, который, по сути, начинается с момента рождения. Однако геронтология рассматривает не все этапы жизни, а лишь период между достижением зрелости и смертью человека. Кроме того, она изучает факторы, влияющие на возрастные изменения.

Геронтология – наука о старении

Геронтология – это наука, которая занимается аспектами здоровья и болезней пожилых людей, а также изучает процессы естественного старения. Это, в частности, изменения, происходящие  со временем в тканях, клетках, системах и органах. 

Проблемы геронтологии делятся на несколько основных категорий: 

1. 
   Социальные и экономические проблемы, вызванные увеличением числа пожилых людей в популяции.

2. 
   Психологические аспекты старения, которые включают интеллектуальную деятельность и личностную адаптацию.

3. 
   Физиологические основы старения, наряду с патологическими отклонениями и развитием заболеваний.

Цель геронтологических исследований — узнать больше о процессе старения, но не ради увеличения продолжительности жизни, а с целью минимизировать инвалидность в пожилом возрасте. Иногда геронтологию путают с гериатрией, но это узкая отрасль, занимающаяся профилактикой и лечением заболеваний у пожилых людей. 

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине

Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров — увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают

Узнать подробнее

До XIX века, когда большинство людей умирали, не дожив до старости, не было особой потребности во врачах, специализирующихся на уходе за пожилыми людьми —  ухудшение здоровья считалось неизбежным сопровождением старости.  

Первым, кто подчеркнул важность специальных исследований болезней в зрелом возрасте, был французский врач Жан-Мартен Шарко в 1881 году. Правда, до начала 20 века подобные исследования были единичными. 

Однако позже было замечено, что среди пожилых людей произошло большое количество патологических изменений и что понимание процесса старения может привести к меньшему количеству заболеваний у этой возрастной категории. Так началось изучение геронтологии.

Марджори Уоррен из Великобритании в 1930-х годах продемонстрировала, что особый уход за хронически больными пожилыми пациентами, которые ранее считались неизлечимыми, могут предотвратить многие опасные последствия старения.

Поскольку в 20-м веке люди старше 65 лет стали составлять значительную часть населения в развитых странах, стало очевидно, что необходимы специализированные врачи, специализирующиеся на лечении болезней, связанных с пожилым возрастом.

Научный взгляд на причины старения организма

Геронтология предполагает научное понимание процессов старения, которые происходят одновременно на нескольких уровнях: биологическом, физическом, психологическом и социальном.  

Например, с возрастом снижается способность клеток к самовоспроизведению, а дыхательная и сердечно-сосудистая системы становятся менее эффективными. Старение также обычно сопровождается снижением скорости обработки информации или в изменениях кратковременного воспоминания.

Кроме того, старение – это еще и социальный процесс, отражающий последовательность ролей, выполняемых на протяжении всей жизни, и переход от одной роли к другой (например, от работника к пенсионеру, от родителя к бабушке и дедушке, от супруги к вдове). 

Поскольку старение – это многоуровневый переход в другую категорию, его изучение основывается на вкладе разных научных дисциплин. Поэтому геронтология считается междисциплинарной  областью исследований.

Из фундаментальных наук, которые занимаются биологическими аспектами старения, можно выделить биохимию, клеточную и молекулярную биологию, эндокринологию, генетику, иммунологию, патологию, фармакологию и физиологию. 

Социальные и поведенческие исследования в геронтологии – это вклад  ученых из самых разных дисциплин: антропологии, демографии, экономики, географии, истории, политологии, психологии, общественного здравоохранения, социологии и статистики. 

Кроме того, понимание старения и опыта пожилого человека также становится глубже благодаря работе ученых, занимающихся гуманитарными дисциплинами: искусство, литература, музыка, философия и религия. 

Онлайн обучение

Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Узнать подробнее

Социальная геронтология

Социальная геронтология — это раздел геронтологии, в центре внимания которого — социально-экономические, этические, психологические и демографические проблемы пожилых людей. В частности, это адаптация человека к жизни после выхода на пенсию, а также к переменам в финансовом и семейном положении.

Считается, что социальные аспекты взросления начали изучать в США, еще во времена “великой депрессии”. Тогда финансовый кризис показал, что социальные и психологические трудности старшего поколения — острая проблема для американского общества. 

В 1928 году появилась Американская ассоциация защиты старости, а в середине 60-х в Мичиганском университете разработали программу новой дисциплины — социальной геронтологии.  

Социальные геронтологи могут иметь степени или опыт в области социальной работы, сестринского дела, психологии, социологии, демографии или других дисциплин. 

Социальная геронтология изучает следующие вопросы:

• 
  Изучение старости как совокупности биологических и психологических процессов.

• 
  Изучение социально-экономических проблем престарелых.

• 
  Трудоспособность и социальная активность людей в возрасте.

• 
  Причины раннего профессионального старения.

• 
  Психологические сложности и адаптация пожилых мужчин и женщин. 

Среди прикладных исследований большое внимание уделяется, например, бытовым, экономическим, юридическим и моральным составляющим. 

Социальная геронтология призвана решать проблемы,  которые способны повысить качество жизни пожилых людей. Например, такие: изменения пенсионного законодательства, создание рабочих мест, организация служб здоровья и волонтерских организаций. 

Достижения геронтологов

Население всего мира стремительно стареет. Только в Соединенных Штатах к 2050 году число людей старше 85 лет увеличится с 5,3 миллиона до 21 миллиона. Поэтому подготовка специалистов по социальной работе с пожилыми людьми и практикующих врачей, становится все более актуальной.

В России, например, действует Общество молодых исследователей проблем старения. Его работа направлена на объединение молодых специалистов в области гериатрии и геронтологии, внутренних болезней, биологии, фармакологии, а также всех клинических и фундаментальных дисциплин, изучающих процессы старения.

Знания, накопленные в результате научных исследований биологических, физиологических, психологических и социальных процессов, связанных со взрослением, дополняют наше базовое понимание состояния человека.  

Но геронтологические исследования служат другой важной цели. Чем больше мы узнаем о природе старения и  особенностях старческого периода жизни, тем больше шансов использовать эти знания для  повышения его качества.

Например, исследование барьеров и препятствий, с которыми люди сталкиваются при доступе к различным услугам и программам, позволяют найти способы, позволяющие поставщикам медицинских и социальных услуг лучше удовлетворять потребности самой возрастной части населения.

В центре внимания геронтологии не увеличение количества лет, отведенных человеку, а повышение качества жизни в преклонном возрасте.

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Узнать подробнее

Краткие выводы

• 
  Социальная геронтология — это раздел геронтологии, в центре внимания которого — социально-экономические, этические, психологические и демографические проблемы пожилых людей.

• 
  Геронтология считается междисциплинарной  областью исследований.

Список использованной литературы

Остановить время. Ученые назвали простые способы замедлить старение

https://ria.ru/20210426/starenie-1729636888.html

Остановить время. Ученые назвали простые способы замедлить старение

Остановить время. Ученые назвали простые способы замедлить старение — РИА Новости, 26.04.2021

Остановить время. Ученые назвали простые способы замедлить старение

Судя по научным данным, человек стареет не постепенно, а рывками. Трижды организм перестраивается, и это отражается на качественном составе крови. Циркулирующие РИА Новости, 26.04.2021

2021-04-26T08:00

2021-04-26T08:00

2021-04-26T08:03

наука

сша

нидерланды

новая зеландия

стэнфордский университет

сколковский институт науки и технологий

здоровье

биология

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/07e4/08/12/1575939493_245:305:1600:1067_1920x0_80_0_0_5fe8502ff200946b2847b390bcac2a30.jpg

МОСКВА, 26 апр — РИА Новости, Альфия Еникеева. Судя по научным данным, человек стареет не постепенно, а рывками. Трижды организм перестраивается, и это отражается на качественном составе крови. Циркулирующие в ней белки указывают, какие процессы продолжаются нормально, а какие затухают. Однако есть возможность отодвинуть старение. Возраст старенияНесколько лет исследователи из Стэнфордского университета (США) изучали образцы плазмы крови более четырех тысяч человек в возрасте от 18 до 95 лет. В первую очередь интересовал протеом — совокупность содержащихся белков: по их концентрации можно судить о состоянии здоровья и ходе тех или иных процессов в организме. Выяснилось, что с возрастом значительно меняются уровни 1379 белков. Происходит это не постепенно, а скачкообразно, в три этапа — на 35-м году жизни, 61-м и 79-м. Вероятно, в это время организм существенно перестраивается. «Белки — «рабочие лошадки» клеток организма. Когда их уровни значительно меняются, меняемся и мы. Изучая тысячи белков в плазме, получаешь представление о том, что происходит по всему телу. <…> Так, концентрация отдельных белков может указывать на состояние здоровья человека, например, липопротеины отвечают за сердце», — отмечают в интервью пресс-службе Медицинской школы Стэнфорда авторы работы. Ученые подчеркнули: даже по 373 основным белкам можно определить биологический возраст. Однако почему уровни этих веществ на определенном этапе падают или растут, неизвестно. Авторы работы не уточняют, есть ли шансы как-то отсрочить такие скачки. Однако сразу несколько исследований выявили корреляцию между образом жизни и скоростью старения организма. Здоровый жир — молодой мозгЕще в 2017-м американские и испанские ученые обнаружили, что кетодиета — много жиров, белков и отказ от углеводов — улучшает работу мозга и заметно увеличивает шансы прожить долгую и здоровую жизнь. Правда, эксперименты ставили на мышах. Но результаты впечатляли — пожилые грызуны, которые питались по такой системе, демонстрировали отличную память, были сообразительнее и выбирались из лабиринта быстрее, чем молодые особи на обычном рационе. Дело в том, что при кетодиете главный источник энергии для мозга и других органов — не глюкоза, а жирные кислоты и кетоны. Мышцы и клетки мозга переходят тогда в особый режим «сбережения энергии», из-за чего первые становятся более выносливыми, а вторые — медленнее стареют. Три года спустя с помощью метода нейровизуализации биологи из Университета Стоуни-Брук (США) получили похожие результаты и для людей. В исследовании приняли участие около тысячи добровольцев от 18 до 88 лет. Выяснилось, что глюкоза — основной источник энергии при традиционной диете — со временем уменьшает устойчивость связей между разными областями мозга. А вот кетоны, наоборот, ее укрепляют. Как отмечают авторы работы, эти данные свидетельствуют, что рацион с низким содержанием углеводов способен обратить вспять возрастные изменения в мозге. Меньше ешь, моложе выглядишьПо мнению ученых из Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) и Гарвардской медицинской школы (США), старение организма замедляет любая длительная низкокалорийная диета. К таким выводам они пришли, наблюдая за лабораторными мышами. У подопытных, которые долгое время ежедневно съедали небольшое количество пищи, замедлялись процессы старения. Речь идет о динамике метилирования ДНК — изменениях, которые не затрагивают последовательность генетического кода, но могут влиять на работу генов. Эти процессы проявляются в более позднем возрасте и указывают на увядание организма. В экспериментах ученых у мышей, питавшихся небольшим количеством корма, метильные группы в ДНК накапливались медленнее. А вот у их сородичей, которые несколько дней ели мало, а потом возвращались к обычному рациону, возрастные изменения, наоборот, ускорялись. Впрочем, как установили сотрудники Института биологии старения Общества Макса Планка (Германия), «молодильный» эффект дает не само уменьшение калорийности, а сокращение употребляемых белков и определенных аминокислот. Самоконтроль и никаких стрессовУченые из США, Нидерландов и Новой Зеландии считают, что медленнее стареют и дольше живут люди, которые умеют держать себя в руках. Несколько лет исследователи наблюдали за группой добровольцев, родившихся в Новой Зеландии в 1972 и 1973 годах. Оценивали здоровье, работу мозга и психологические особенности — участники эксперимента раз в два-три года проходили собеседования, анкетирования, комплексные обследования и сканирования. Кроме того, специалисты опрашивали их родителей, учителей и друзей. Анализ данных показал, что волевые, сдержанные и не очень импульсивные люди эффективнее справляются с финансовыми и социальными трудностями, меньше болеют и выглядят младше сверстников. Более того, тело и мозг у добровольцев с высоким уровнем самоконтроля биологически моложе. При этом умение контролировать чувства и эмоции — особенность не врожденная, отмечают авторы работы. Ее можно развить с помощью когнитивно-поведенческой терапии или программ эмоциональной регуляции. Люди научатся лучше планировать будущее и переживать меньше стрессов, а значит, и медленнее стареть. В душе всегда 17По мнению британских исследователей, дольше выглядят молодыми те, кто чувствует себя младше биологического возраста. Ученые проанализировали результаты 19 лонгитюдных исследований — таких, когда за добровольцами наблюдают несколько десятков лет. Оказалось, у тех, кто молод душой, ниже риск депрессий, деменций и возрастных проблем со здоровьем. Кроме того, у них, как правило, замедлены процессы старения мозга. Это установили исследователи из Сеульского университета (Южная Корея), изучив данные МРТ-сканирования мозга 68 здоровых людей в возрасте от 59 до 84 лет и сопоставив их с анкетированием. Добровольцы рассказывали, чувствуют они себя старше или моложе своих лет, и оценивали общее состояние своего здоровья. Все участники прошли тесты на когнитивные способности.Выяснилось, что люди, чей психологический возраст меньше биологического, лучше справляются с заданиями на память, реже жалуются на депрессии и в целом считают себя более здоровыми. МРТ-сканирования показали, что в ключевых областях их мозга больше серого вещества. Иными словами, у тех, кто не чувствует себя старым, и мозг «молодой». А вот у добровольцев, относящих себя к пожилым, когнитивные функции ниже, что отражается и на структуре мозга.

https://ria.ru/20210218/starenie-1597941154.html

https://ria.ru/20210202/geny-stareniya-1595707498.html

https://ria.ru/20210218/molodost-1597928447.html

https://ria.ru/20210220/dolgoletie-1598358659.html

сша

нидерланды

новая зеландия

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria. ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/08/12/1575939493_421:351:1375:1067_1920x0_80_0_0_cc23525d64f1e7cd41c98e3a7369b983.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, нидерланды, новая зеландия, стэнфордский университет, сколковский институт науки и технологий, здоровье, биология, днк, старение, долголетие

Наука, США, Нидерланды, Новая Зеландия, Стэнфордский университет, Сколковский институт науки и технологий, Здоровье, биология, ДНК, Старение, долголетие

МОСКВА, 26 апр — РИА Новости, Альфия Еникеева. Судя по научным данным, человек стареет не постепенно, а рывками. Трижды организм перестраивается, и это отражается на качественном составе крови. Циркулирующие в ней белки указывают, какие процессы продолжаются нормально, а какие затухают. Однако есть возможность отодвинуть старение.

Возраст старения

Несколько лет исследователи из Стэнфордского университета (США) изучали образцы плазмы крови более четырех тысяч человек в возрасте от 18 до 95 лет. В первую очередь интересовал протеом — совокупность содержащихся белков: по их концентрации можно судить о состоянии здоровья и ходе тех или иных процессов в организме.

Выяснилось, что с возрастом значительно меняются уровни 1379 белков. Происходит это не постепенно, а скачкообразно, в три этапа — на 35-м году жизни, 61-м и 79-м. Вероятно, в это время организм существенно перестраивается.

«Белки — «рабочие лошадки» клеток организма. Когда их уровни значительно меняются, меняемся и мы. Изучая тысячи белков в плазме, получаешь представление о том, что происходит по всему телу. <…> Так, концентрация отдельных белков может указывать на состояние здоровья человека, например, липопротеины отвечают за сердце», — отмечают в интервью пресс-службе Медицинской школы Стэнфорда авторы работы.

18 февраля 2021, 07:31Наука

Японские ученые нашли лекарство для остановки старения

Ученые подчеркнули: даже по 373 основным белкам можно определить биологический возраст. Однако почему уровни этих веществ на определенном этапе падают или растут, неизвестно. Авторы работы не уточняют, есть ли шансы как-то отсрочить такие скачки. Однако сразу несколько исследований выявили корреляцию между образом жизни и скоростью старения организма.

Здоровый жир — молодой мозг

Еще в 2017-м американские и испанские ученые обнаружили, что кетодиета — много жиров, белков и отказ от углеводов — улучшает работу мозга и заметно увеличивает шансы прожить долгую и здоровую жизнь. Правда, эксперименты ставили на мышах. Но результаты впечатляли — пожилые грызуны, которые питались по такой системе, демонстрировали отличную память, были сообразительнее и выбирались из лабиринта быстрее, чем молодые особи на обычном рационе.

Дело в том, что при кетодиете главный источник энергии для мозга и других органов — не глюкоза, а жирные кислоты и кетоны. Мышцы и клетки мозга переходят тогда в особый режим «сбережения энергии», из-за чего первые становятся более выносливыми, а вторые — медленнее стареют.

© Иллюстрация РИА НовостиПри традиционной системе питания, включающей много углеводов, источником энергии становится глюкоза. При кетодиете, подразумевающей высокое потребление жиров и отказ от углеводов, источник энергии — кетоновые тела. Считается, что в этом случае мышцы и клетки мозга переходят в режим «сбережения энергии». Благодаря этому первые становятся более выносливыми, а вторые — медленнее стареют. Однако кетодиета подходит не всем. Для людей, имеющих проблемы со здоровьем — например, заболевания щитовидной железы — переход на такой рацион может плохо закончиться

© Иллюстрация РИА Новости

При традиционной системе питания, включающей много углеводов, источником энергии становится глюкоза. При кетодиете, подразумевающей высокое потребление жиров и отказ от углеводов, источник энергии — кетоновые тела. Считается, что в этом случае мышцы и клетки мозга переходят в режим «сбережения энергии». Благодаря этому первые становятся более выносливыми, а вторые — медленнее стареют. Однако кетодиета подходит не всем. Для людей, имеющих проблемы со здоровьем — например, заболевания щитовидной железы — переход на такой рацион может плохо закончиться

Три года спустя с помощью метода нейровизуализации биологи из Университета Стоуни-Брук (США) получили похожие результаты и для людей. В исследовании приняли участие около тысячи добровольцев от 18 до 88 лет. Выяснилось, что глюкоза — основной источник энергии при традиционной диете — со временем уменьшает устойчивость связей между разными областями мозга. А вот кетоны, наоборот, ее укрепляют.

Как отмечают авторы работы, эти данные свидетельствуют, что рацион с низким содержанием углеводов способен обратить вспять возрастные изменения в мозге.

Меньше ешь, моложе выглядишь

По мнению ученых из Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) и Гарвардской медицинской школы (США), старение организма замедляет любая длительная низкокалорийная диета.

К таким выводам они пришли, наблюдая за лабораторными мышами. У подопытных, которые долгое время ежедневно съедали небольшое количество пищи, замедлялись процессы старения. Речь идет о динамике метилирования ДНК — изменениях, которые не затрагивают последовательность генетического кода, но могут влиять на работу генов. Эти процессы проявляются в более позднем возрасте и указывают на увядание организма.

2 февраля 2021, 17:52Наука

Российский ученый прокомментировал опыты китайцев по замедлению старения

В экспериментах ученых у мышей, питавшихся небольшим количеством корма, метильные группы в ДНК накапливались медленнее. А вот у их сородичей, которые несколько дней ели мало, а потом возвращались к обычному рациону, возрастные изменения, наоборот, ускорялись.

Впрочем, как установили сотрудники Института биологии старения Общества Макса Планка (Германия), «молодильный» эффект дает не само уменьшение калорийности, а сокращение употребляемых белков и определенных аминокислот.

Самоконтроль и никаких стрессов

Ученые из США, Нидерландов и Новой Зеландии считают, что медленнее стареют и дольше живут люди, которые умеют держать себя в руках. Несколько лет исследователи наблюдали за группой добровольцев, родившихся в Новой Зеландии в 1972 и 1973 годах. Оценивали здоровье, работу мозга и психологические особенности — участники эксперимента раз в два-три года проходили собеседования, анкетирования, комплексные обследования и сканирования. Кроме того, специалисты опрашивали их родителей, учителей и друзей.

Анализ данных показал, что волевые, сдержанные и не очень импульсивные люди эффективнее справляются с финансовыми и социальными трудностями, меньше болеют и выглядят младше сверстников.

18 февраля 2021, 02:13

Геронтолог назвал способы продлить молодость и жизнь

Более того, тело и мозг у добровольцев с высоким уровнем самоконтроля биологически моложе. При этом умение контролировать чувства и эмоции — особенность не врожденная, отмечают авторы работы. Ее можно развить с помощью когнитивно-поведенческой терапии или программ эмоциональной регуляции. Люди научатся лучше планировать будущее и переживать меньше стрессов, а значит, и медленнее стареть.

В душе всегда 17

По мнению британских исследователей, дольше выглядят молодыми те, кто чувствует себя младше биологического возраста. Ученые проанализировали результаты 19 лонгитюдных исследований — таких, когда за добровольцами наблюдают несколько десятков лет. Оказалось, у тех, кто молод душой, ниже риск депрессий, деменций и возрастных проблем со здоровьем.

Кроме того, у них, как правило, замедлены процессы старения мозга. Это установили исследователи из Сеульского университета (Южная Корея), изучив данные МРТ-сканирования мозга 68 здоровых людей в возрасте от 59 до 84 лет и сопоставив их с анкетированием. Добровольцы рассказывали, чувствуют они себя старше или моложе своих лет, и оценивали общее состояние своего здоровья. Все участники прошли тесты на когнитивные способности.

20 февраля 2021, 15:32Наука

Найден главный фактор долголетия мозга

Выяснилось, что люди, чей психологический возраст меньше биологического, лучше справляются с заданиями на память, реже жалуются на депрессии и в целом считают себя более здоровыми. МРТ-сканирования показали, что в ключевых областях их мозга больше серого вещества. Иными словами, у тех, кто не чувствует себя старым, и мозг «молодой». А вот у добровольцев, относящих себя к пожилым, когнитивные функции ниже, что отражается и на структуре мозга.

За последние годы наука заметно продвинулась в решении проблемы старения

Мы обречены на старость?

Что важнее для продолжительности жизни: гены или среда?

Продолжительность жизни животных разных видов различается на порядки — от нескольких дней до нескольких столетий. Ясно, что она генетически обусловлена и связана с продолжительностью созревания организма и массой тела: чем больше животное, тем дольше оно обычно живёт. Землеройка и кит — оба млекопитающие, но землеройка живёт год, а кит — больше двухсот лет.

Вадим Гладышев Фото: belozersky.msu.ru

Поселите муху, мышь, собаку и человека так, чтобы они дышали одним воздухом, ели одну и ту же еду — чтобы все факторы окружающей среды были одинаковыми. И что бы вы ни делали, муха будет жить максимум три месяца, мышь — три года, собака — пятнадцать лет, а человек может сто лет прожить. То есть основа продолжительности жизни всё-таки генетическая составляющая. Но если мы возьмём отдельный вид, например наш, то основную роль уже играет фактор окружающей среды.

Получается, на старение нас обрекают собственные гены. Но зачем?

Если звёзды светят, кому это нужно? Автомобиль сделали не для того, чтобы он старел, а чтобы на нём ездить. Но машина стареет — потому что ездит. При этом разные производители делают машины, которые разрушаются с разной скоростью. Мерседес остаётся на ходу дольше, чем… не хочу приводить примеры короткоживущих машин, но такие есть.

Вот и человек стареет, потому что живёт. У старения нет цели — это неизбежный процесс. Но некоторые организмы всё-таки нашли способ обойти его. Бактерии делятся на два абсолютно симметричных организма, и так сколько угодно раз. Гидры тоже не стареют: они постоянно обновляют свой организм, удаляя старые клетки и производя молодые.

В 2017 году Вадим Гладышев стал победителем конкурса грантов Правительства РФ. На средства мегагранта он создал в МГУ, своей альма-матер, лабораторию системной биологии старения. А когда это интервью было уже свёрстано, мы узнали, что Гладышеву присуждена Премия имени Георгия Гамова, учреждённая Российско-Aмериканской ассоциацией учёных RASA, — за исследование молекулярных механизмов старения.

Тайны животных-супердолгожителей

Некоторым млекопитающим эволюция тоже позволяет жить необыкновенно долго.

Да, отдельным видам удалось очень сильно замедлить старение. Например, многим летучим мышам. Или голому землекопу — это грызун размером с обычную мышь, но живёт в десять раз дольше. Мы изучаем как раз такие пары видов, близкие друг к другу эволюционно. У голого землекопа удивительная невосприимчивость к раку. Результаты некоторых исследований поражают: на кожу животных наносили канцероген — у 100% мышей рак, среди землекопов ни одного случая. Если посадить его на 20 минут в камеру без кислорода, он выживет. При этом землекоп — единственное млекопитающее, которое не контролирует температуру тела. Живёт в своих норах в Африке, и когда ему жарко, просто спускается поглубже, когда холодно — поднимается.

Turritopsis dohrnii — одна из разновидностей бессмертных медуз. Они иногда гибнут в пасти хищника, но не умирают от старости. Достигнув зрелости, медуза садится на дно и превращается в полип, покрытый хитином, под которым образуются почки — будущие медузы Фото: iStock

Первых землекопов привезли в лаборатории больше 30 лет назад, и многие живы по сей день! Умирают они в основном в драках с другими землекопами, хотя иногда и от других, не всегда понятных причин. Самому старому 38 лет, и пока мы не знаем, какая у них максимальная продолжительность жизни.

И ведь землекоп не единственный супердолгожитель среди мелких млекопитающих?

Есть и другие, в частности многие летучие мыши. Возьмём, например, ночницу Брандта, она водится и в России. Это одно из самых маленьких млекопитающих, весит порядка 4-8 грамм. И при этом летает, что вообще уникально в плане продолжительности жизни, ведь при полёте тратится огромное количество ресурсов.

Она живёт больше 40 лет. То есть на самом деле неизвестно, сколько она живёт, просто была программа окольцевания животных — её окольцевали, а через 40 лет поймали. Летучих мышей трудно содержать в лаборатории, да и кто же будет делать это 40 лет — дольше, чем длится карьера учёного?

Как природа делает это?

Мы изучили геном ночницы Брандта и нашли несколько особенностей. Например, у неё нарушены два гена: рецептор гормона роста и рецептор инсулинового фактора. Эти гены хорошо известны в связи с изучением старения. Если воздействовать на эти участки генома — отключать их, то организмы становятся меньше, а живут при этом дольше. Лабораторная мышь, которой заблокировали ген рецептора гормона роста, стала карликовой, но живёт в два раза дольше. Видимо, у ночницы Брандта была такая адаптация: чем меньше летучая мышь, тем легче ей летать и ловить насекомых — и тем больше у неё продолжительность жизни.

Ночница Брандта. Никто ещё точно не знает, какова продолжительность жизни у этого вида летучих мышей Фото: wikimedia.org

Но эта адаптация далеко не единственная, то есть речь идёт о наборе механизмов, отодвигающих старение. Организм эволюционирует в этом направлении, если находит нишу, где почему-то выгодно жить долго, — например, если ему не угрожают хищники, как голому землекопу. А обычным мышам, которыми кто только не питается, выгодно вкладывать все ресурсы в быстрое размножение, и у них жизнь по мере эволюции укорачивалась.

Получается, программы старения нет, но некоторые изменения в нашей генетической программе удлиняют жизнь, а другие укорачивают?

С моей точки зрения, программы старения не существует. Знаю, в России популярна идея, что старение и смерть запрограммированы. Но в целом в области биологии старения эту идею поддерживает мало людей. У человека есть программа жизни. Мы живём, и из-за этого происходят какие-то побочные процессы, вырабатываются вредные для организма вещества, накапливаются ошибки. Со временем это приводит к потере функций, а в итоге — к смерти.

Если бы у нас была генетическая программа старения, то нарушения в работе управляющего ею набора генов приводили бы к остановке старения. Но мы не наблюдаем таких случаев. А ведь у каждого человека есть мутации, из-за которых в среднем около семи случайных генов неспособны выполнять свою функцию. Но мы не знаем примеров ни у людей, ни у других видов, когда из-за поломки генов кто-то перестал бы стареть.

В нашем геноме известны уже сотни генетических вариантов, немного влияющих на продолжительность жизни. Но не известно ни одного гена, который вносил бы в неё большой вклад.

С возрастом мы стареем всё медленнее

Когда человек начинает стареть? С самого рождения?

Этот вопрос активно изучается. Пару месяцев назад у нас вышла статья как раз на эту тему. Согласно результатам наших исследований, старение начинается в период эмбрионального развития. Когда яйцеклетка соединяется со сперматозоидом и образуется зигота, возраст этой зиготы не нулевой, ведь зародышевые линии клеток и у мужчины, и у женщины до того, как их половые клетки соединились, жили в их в организмах и старели. А потом происходит омоложение эмбриона — у мышей приблизительно через неделю после оплодотворения, у человека — через 2-3 недели. В этот момент мы достигаем минимального биологического возраста, а дальше начинается старение, которое продолжается всю жизнь.

Если другие лаборатории подтвердят наши результаты, это будет означать, что найден первый естественный способ омоложения. Нужно только понять, в каких конкретно клетках и как именно это происходит. Тогда, быть может, клетки взрослого человека удастся изменить так, чтобы они омолодились.

Скорость старения всю жизнь одинакова или как-то меняется?

Пока точно не знаем. Но похоже, что в начале жизни мы стареем быстрее, потом скорость замедляется и становится более-менее постоянной. Особенно это видно по окончании периода развития, после 20 лет.

Неплохая новость: чем старше мы становимся, тем медленнее стареем!

В целом так оно и есть. Причём после 60 лет это становится ещё очевиднее из-за общего замедления метаболизма. Но этот вопрос изучен не до конца. Разные методы показывают, что общие закономерности есть — старение постепенно замедляется. Но точно определить эту скорость на разных этапах пока не получается, нужны дальнейшие исследования и новые методы.

Под тиканье биологических часов

Как измерить скорость старения?

Есть так называемые биомаркеры старения — они позволяют определить наш биологический возраст, который, кстати, может сильно отличаться от хронологического. Ещё лет десять назад мы не имели возможности следить за старением — разве только по каким-то совсем уж косвенным данным вроде укорочения теломер*.

Но в последние годы в этой области произошло практически революционное изменение. Возникли методы, самый известный из которых — эпигенетические часы. В 2013 году профессор Стив Хорват из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе составил список метильных меток на ДНК, по наличию или отсутствию которых можно определить, насколько клетка близка по свойствам к эмбриональной или, наоборот, сенесцентной, то есть умирающей от старости. Это и были первые эпигенетические* часы.

Сейчас это направление активно развивается, на основе метилирования ДНК уже сделано много разных часов. Некоторые из них указывают на биологический возраст, другие — на вероятность болезней или скорой смерти, но в целом все они связаны с разными составляющими старения и позволяют следить за тем, как оно происходит.

А что такое метилирование ДНК? Какую функцию оно выполняет?

Метилирование ДНК закрепляет эпигенетические изменения. Когда определённые участки генов метилированы, эти гены отключаются — организму нужно, чтобы в клетках каждой из тканей работали подходящие для неё гены, а другие были бы выключены.

Метилированных участков в геноме очень много, миллионы. Некоторые из них по каким-то причинам коррелируют с процессами старения, но ни один не делает это достаточно хорошо, поэтому нужно применить методы машинного обучения и среди миллионов метилированных участков найти несколько сот подходящих. А потом построить математическую модель, в которой каждый из них вносит свой вклад с определённым весом в показатель биологического возраста. Скажем, берём мы кровь, выделяем из неё ДНК, анализируем на метилирование несколько сот конкретных участков и применяем разработанную формулу для определения биологического возраста.

Стив Хорват Фото: ewsroom.ucla.edu

Можно учитывать разный набор участков и строить разные модели, поэтому биологических часов можно придумать много — важно, чтобы они были достаточно точными.

Разные системы организма стареют с разной скоростью?

Да, Стив Хорват, например, обнаружил, что мозжечок человека стареет медленнее, чем другие части мозга. По нашим данным, быстрее остальных стареет репродуктивная система. Это видно, в частности, по вероятности возникновения рака: с возрастом для репродуктивной системы она растёт быстрее, чем для других. Мне кажется, это объясняет, почему в человеческой популяции у женщин есть менопауза. Это такая смерть репродуктивной системы. Она слишком быстро стареет и в какой-то момент умирает, а организм продолжает жить. Он может существовать и без неё.

Что влияет на работу биологических часов? Когда они ускоряют ход, а когда замедляют?

Очень хороший вопрос — мы сейчас его изучаем. У нас в лаборатории даже обсуждается вопрос, утром человек моложе или вечером? Мы не знаем.

Раньше думали, что возраст всегда только увеличивается. Но, допустим, человеку сорок лет, он заболел ковидом и из-за этого постарел на пять лет, условно говоря. А потом выздоровел — и помолодел на четыре года.

На биологический возраст влияют разные условия, а значит, его можно менять. Например, если человек бросил курить, через некоторое время его биологический возраст может уменьшиться. Это гипотеза — данных пока недостаточно, но смысл, мне кажется, тут есть. Сейчас мы изучаем, как меняется биологический возраст в разных ситуациях: после болезни, при беременности и так далее.

Что ещё может повлиять на биологический возраст?

Данных немного. Всё ещё нет ни одного доказанного геропротектора* — не верьте, если кто-то утверждает обратное. Есть геропротекторы для модельных организмов. Мы знаем много способов увеличить продолжительность жизни мышей, на четверть можем запросто! Мухам можно жизнь продлить в три раза, а червям — даже в десять.

Конечно, должны быть методы, которые сработают и для нас. Но чтобы их найти, нужно провести эксперименты с участием людей, а это ох как дорого! Сейчас, к примеру, лекарство от диабета метформин собираются проверить на способность увеличивать продолжительность жизни. Стоит эксперимент 70 миллионов долларов. А поскольку большинство кандидатов в геропротекторы — давно известные соединения, которые уже нельзя запатентовать, компаниям невыгодно вкладывать деньги в исследования.

Нужны какие-то очень богатые спонсоры или государственные структуры, которые финансировали бы изучение геропротекторов. Если мы проверим с десяток самых перспективных, парочка из них сработает, я уверен.

Неужели это невыгодно? Самый большой рынок в мире будет — каждый захочет отодвинуть старость.

Тот же метформин стоит копейки, но его никто не может запатентовать, поэтому инвестировать в его проверку не спешат. И кстати, вряд ли все будут использовать геропротекторы. Очевидно, что прививка от коронавируса защищает пожилых людей, но многие предпочитают не прививаться и умирать — для меня это загадка. Известно, что курение сильно ускоряет старение и на 10 лет укорачивает жизнь, но люди по какой-то непонятной причине курят.

Волшебный коктейль Яманаки

Какие методы вам кажутся особенно перспективными для продления жизни?

Очень интересное направление в биологии старения — изучение омоложения. Я говорю о знаменитых факторах Яманаки, за открытие которых японский учёный получил Нобелевскую премию. Он смог вернуть клетки взрослого человека в эмбриональное состояние, то есть омолодил их.

Сам Яманака не изучает старение, но это важнейшее фундаментальное открытие для нашей области. В одном из последующих исследований гены этих четырёх белков встроили в организм взрослой мыши, и когда их включили на некоторое время, они омолодили мышь, а точнее, целую популяцию.

Недавно вышла статья, где мы были соавторами, об эксперименте, в ходе которого мы смогли омолодить зрительную систему: разрушили мышам оптический нерв, а потом задействовали факторы Яманаки — и произошла регенерация, зрение восстановилось. То есть как минимум частично организм поддаётся омоложению! Старение нельзя остановить, но можно «освежить» отдельные системы и уменьшить общий биологический возраст организма. На сколько именно уменьшить и можно ли сделать это несколько раз, мы пока не знаем, но в целом факт представляется очень интересным.

Синъя Яманака Фото: NobelPrize.org

В 2012 году Синъя Яманака получил Нобелевскую премию за то, что превратил клетки кожи в неспециализированные, подобные тем, из которых состоит зародыш в первые дни развития.

Оказалось, для «коктейля Яманаки» нужны всего четыре белка: Oct4, c-Myc, Sox2 и Klf4.

Под действием этих факторов многие закрытые из-за метилирования участки ДНК развернулись, позволив включиться генам, работавшим ещё на эмбриональной стадии.

Из клеток, вернувшихся в эмбриональное состояние, можно вырастить другие типы клеток, например нейроны.

При омоложении клетка может сменить специализацию?

Когда мы перепрограммируем клетки, нам важно уменьшить биологический возраст, но не изменить функцию. Мы хотим, чтобы нейрон оставался нейроном, а не превращался в эмбриональную клетку. Поэтому факторы Яманаки должны присутствовать в клетке не постоянно, а временно — например, в течение суток. Как это сделать? Сначала мы вводим гены этих белков в геном мыши, а потом выстраиваем систему так, что эти гены экспрессируются только в присутствии определённого вещества, которое мы подмешиваем животному в еду. Берём мышь и раз в неделю на один день активируем в её клетках факторы Яманаки. Потом даём неделю отдыха, снова один день экспрессируем и снова даём отдохнуть. И делаем так долго. То есть мы пытаемся возбудить клетки мыши так, чтобы они частично омолодились, но при этом не успели утратить свою функцию.

Возможно, этот способ подходит не для всех клеток: пока большая часть исследований выполнена на фибробластах*. На них воздействуют по разным схемам факторами Яманаки, а потом определяют биологический возраст с помощью эпигенетических часов. Это работа, которая ведётся прямо сейчас, на острие науки.

Сможет ли наука в обозримом будущем существенно замедлить старение или вовсе его остановить?

Я не вижу фундаментальных причин, которые могли бы помешать замедлить старение, это вопрос времени и ресурсов. Для начала нужно просто проверять разные вещества — потенциальные кандидаты в геропротекторы, такие как метформин или рапамицин. При этом вряд ли старение удастся остановить полностью: по-видимому, омоложению поддаются не все части организма.

Очень надеюсь, что продолжительность жизни человека значительно вырастет, но насколько, пока судить не берусь.

* Теломеры — некодирующие участки ДНК на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки.

* Эпигенетические механизмы регулируют работу генов, не меняя структуру ДНК. Метилирование ДНК — способ выключить ген, подавить его активность. Для этого к азотистому основанию цитозину (одна из четырёх букв генетического кода, из последовательности которых состоит ДНК) присоединяется метильная метка — молекула метильной группы, которая подавляет активность гена, не давая считывать с него информацию.

* Геропротекторы — лекарства, замедляющие старение и увеличивающие продолжительность жизни. Пока, правда, большая часть таких препаратов продлевает жизнь лабораторным животным, а что касается людей, никаких гарантий нет.

* Фибробласты — самый распространённый тип клеток соединительной ткани и кожи у животных.

ПАРАДОКСЫ СТАРЕНИЯ | Наука и жизнь

Нет человека,
который не задумывался бы о
старости, о смерти. Это вечная тема
для размышлений и лучших умов
человечества, и самых обычных
людей. Ученые пытаются найти
универсальные причины механизма
старения, нащупать пути управления
этими процессами. Многие вопросы
так и остаются открытыми, на
некоторые из них нашелся ответ
совсем недавно.

Клетки, взятые от эмбриона, растут в стерильных сосудах до тех пор, пока они не покроют его дно.

Тридцатиграммовая мышь, которая дышит с частотой 150 раз в минуту, за свою трехлетнюю жизнь делает около 200 миллионов дыханий.

Американская исследовательница Толмазофф и ее коллеги установили, что продолжительность жизни прямо пропорциональна отношению активности фермента.

‹

›

Открыть в полном размере

…Уж если медь,
гранит, земля и море

Не устоят, когда придет
им срок,

Как может уцелеть, со
смертью споря,

Краса твоя —
беспомощный цветок?

В. Шекспир.

Старение
— уступка энтропии?

Изредка встречаются
люди, к которым неприменимы обычные
законы и правила — они могут
обходиться без сна, не заражаются
опасными инфекциями во время самых
страшных эпидемий. Однако нет
человека, который неподвластен
старению. Все живое стареет,
разрушается и погибает. И даже
неживая природа: здания, камни,
мосты и дороги — тоже постепенно
ветшают и приходят в негодность.
Очевидно, что старение — это некий
обязательный процесс, общий для
живой и неживой природы.

Немецкий физик Р.
Клаузис в 1865 году впервые пролил
свет на глубинные причины этого
явления. Он постулировал, что в
природе все процессы протекают
асимметрично, однонаправ ленно.
Разрушение происходит само собой, а
созидание требует затраты энергии.
За счет этого в мире постоянно
происходит нарастание энтропии —
обесценивание энергии и увеличение
хаоса. Этот фундаментальный закон
естествознания называется также
вторым началом термодинамики.
Согласно ему, для создания и
существования любой структуры
необходим приток энергии извне,
поскольку сама по себе энергия
имеет тенденцию рассеиваться в
пространстве (этот процесс более
вероятен, чем создание
упорядоченных структур). Живые
организмы относятся к открытым
термодинамическим системам:
растения поглощают солнечную
энергию и преобразуют ее в
органические и неорганические
соединения, животные организмы
разлагают эти соединения и таким
образом обеспечивают себя
энергией. При этом живые существа
находятся в термодинамическом
равновесии с окружающей средой,
постепенно отдают или рассеивают
энергию, поставляя энтропию в
мировое пространство.

Оказалось, однако, что
существование живых организмов не
полностью исчерпывается вторым
началом термодинамики.
Закономерности их развития
объясняет третий закон
термодинамики, обоснованный
выдающимся бельгийским ученым И.
Пригожиным, выходцем из России:
избыток свободной энергии,
поглощенный открытой системой,
может приводить к самоусложнению
системы. Существует определенный
уровень сложности, находясь ниже
которого система не может
воспроизводить себе подобных.

Живые организмы
в каком-то смысле противостоят
нарастанию энтропии и хаоса во
Вселенной, образуя все более
сложные структуры и накапливая
информацию. Этот процесс
противоположен процессу старения.
Такая борьба с энтропией возможна,
по-видимому, благодаря
существованию неустаревающей
генетической программы, которая
многократно переписыва ется и
передается следующим поколениям.
Живой организм можно сравнить с
книгой, которая постоянно
переиздается. Бумага, на которой
написана книга, может износиться и
истлеть, но содержание ее вечно.

Бессмертные
бактерии

Когда мы говорили о том,
что все живое подвержено старению,
то допустили неточность: есть
ситуации, к которым это правило
неприменимо. Например, что
происходит, когда живая клетка или
бактерия в процессе размножения
делится пополам? Она дает начало
двум другим клеткам, которые в свою
очередь снова делятся, и так до
бесконечности. Клетка, давшая
начало всем остальным, не успела
состариться, фактически она
осталась бессмертной. Вопрос о
старении у одноклеточных
организмов и непрерывно делящихся
клеток, например половых или
опухолевых, остается открытым. А.
Вейсман в конце ХIХ века создал
теорию, которая постулировала
бессмертие бактерий и отсутствие у
них старения. многие ученые
согласны с ней и сегодня, другие же
подвергают ее сомнению.
Доказательств хватает у тех и
других.

А как обстоит дело с
многоклеточными организмами? Ведь
у них большая часть клеток не может
постоянно делиться, они должны
выполнять какие-то другие задачи —
обеспечивать движение, питание,
регуляцию внутренних процессов.
Это противоречие между
необходимостью специализации
клеток и сохранением их бессмертия
природа разрешила путем разделения
клеток на два типа. Соматические
клетки поддерживают жизненные
процессы в организме, а половые
клетки делятся, обеспечивая
продолжение рода. Соматические
клетки стареют и умирают, половые
же практически вечны.
Существование огромных и сложных
многоклеточных организмов,
содержащих триллионы соматических
клеток, в сущности направлено к
тому, чтобы обеспечить бессмертие
половых клеток.

Как же происходит
старение соматических клеток?
Американский исследователь Л.
Хейфлик установил, что существуют
механизмы, ограничивающие число
делений: в среднем каждая
соматическая клетка способна не
более чем на 50 делений, а затем
стареет и погибает. Постепенное
старение целого организма
обусловлено тем, что все его
соматические клетки исчерпали
отпущенное на их долю число
делений. После этого клетки
стареют, разрушаются и погибают.

Если
соматические клетки нарушают этот
закон, они делятся непрерывно,
многократно воспроизводя свои
новые копии. Ни к чему хорошему это
не приводит — ведь именно так
появляется в организме опухоль.
Клетки становятся “бессмертными”,
но это мнимое бессмертие в конечном
счете покупается ценой гибели
всего организма.

От мыши
до слона

Проблема старения
напрямую связана с вопросом о
разной продолжительности жизни у
разных организмов. Немецкий
физиолог М. Рубнер в 1908 году первым
обратил внимание ученых на то, что
крупные млекопитающие живут
дольше, чем мелкие. Например, мышь
живет 3,5 года, собака — 20 лет, лошадь
— 46, слон — 70. Рубнер объяснил это
разной интенсивностью обмена
веществ.

Суммарная затрата
энергии у разных млекопитающих в
течение жизни примерно одинакова —
200 ккал на 1 грамм массы. По мнению
Рубнера, каждый вид способен
переработать лишь определенное
количество энергии — исчерпав ее,
он погибает. Интенсивность обмена
веществ и общее потребление
кислорода зависят от размеров
животного и площади поверхности
тела. Масса возрастает пропорцио
нально линейным размерам тела,
взятым в кубе, а площадь — в
квадрате. Слону для поддержания
своей температуры тела необходимо
гораздо меньше энергии, чем такому
же по весу количеству мышей — общая
поверхность тела всех этих мышей
будет значительно больше, чем у
слона. Поэтому слон может себе
“позволить” гораздо более низкий
уровень обмена веществ, чем мышь.
Этот высокий расход энергии у мыши
и приводит к тому, что она быстрее
исчерпывает отведенные на ее долю
энергетические запасы, чем слон, и
срок ее жизни намного короче.

Таким образом,
существует обратная зависимость
между интенсивностью обмена
веществ у животного и
продолжительностью его жизни.
Малая масса тела и высокий обмен
веществ обусловливают небольшую
продолжительность жизни. Эта
закономерность была названа
энергетическим правилом
поверхности Рубнера.

Несмотря на
убедительную простоту открытого
Рубнером правила, многие ученые не
согласились с ним. Они усомнились в
том, что правило объясняет причины
старения всех живых организмов —
из него существует немало
исключений. Например, человек не
подчиняется этому закону:
суммарная затрата энергии у него
очень высокая, а продолжительность
жизни в четыре раза больше, чем
должна бы быть при таком обмене. С
чем же это связано? Причина стала
ясна лишь совсем недавно.

С
кислородом нужно обращаться
осторожно

Есть еще один фактор,
определяющий продолжительность
жизни, — это парциальное давление
кислорода. Концентрация кислорода
в воздухе составляет 20,8 процента.
Уменьшение или увеличение этой
цифры возможно только в узких
рамках, иначе живые организмы
погибают. То, что нехватка
кислорода губительна для живого,
хорошо известно. А вот об опасности
его избытка осведомлены немногие.
Чистый кислород убивает
лабораторных животных в течение
нескольких дней, а при давлении 2—5
атмосфер этот срок сокращается до
часов и минут. Так что этот газ не
только необходим для жизни, он
может быть и страшным
универсальным ядом, убивающим все
живое. Многие ученые считают, что
атмосфера Земли в ранний период ее
развития не содержала кислорода, и
именно это обстоятельство
способствовало возникновению
жизни на нашей планете. По
приблизительным оценкам
специалистов, насыщенная
кислородом атмосфера Земли
образовалась около 1,4 миллиарда лет
назад в результате
жизнедеятельности примитивных
организмов, способных к
фотосинтезу. Они поглощали
солнечную энергию и углекислый газ
и выделяли кислород. Их
существование и создало
предпосылки для возникновения
других видов живых организмов —
потребляющих кислород для дыхания.
Однако живым существам нужно было
позаботиться о том, чтобы
нейтрализовать токсичность этого
вещества.

Сама по себе молекула
кислорода и продукт ее полного
восстановления водородом — вода —
не токсичны. Однако восстановление
кислорода протекает таким образом,
что почти на всех ступеньках
процесса образуются продукты,
повреждающие клетки: супероксидный
анион-радикал, перекись водорода и
гидроксильный радикал. Их называют
активными формами кислорода.
Организмы, использующие кислород
для дыхания, с помощью ферментов и
белковых катализаторов
предотвращают выработку этих
веществ или снижают их вредное
действие на клетки.

Американские биохимики
Дж. Мак Корд и И. Фридович в 1969 году
обнаружили, что основную роль в
такой защите играет фермент
супероксиддисмутаза. Этот фермент
превращает супероксидные
анион-радикалы в более безобидную
перекись водорода и в молекулярный
кислород. Перекись водорода тут же
разрушается другими ферментами —
каталазой и пероксидазами.

Открытие
механизма обезвреживания активных
форм кислорода дало ключ другим
исследователям к пониманию проблем
радиобиологии, онкологии,
иммунологии и геронтологии.
Английский исследователь Д. Харман
выдвинул так называемую
свободнорадикальную теорию
старения. Он предположил, что
возрастные изменения в клетках
обусловлены накоплением в них
повреждений, вызываемых свободными
радикалами — осколками молекул,
которые имеют неспаренный электрон
и в силу этого обладают повышенной
химической активностью. Такие
свободные радикалы могут
образовываться в клетках под
действием радиации, некоторых
химических реакций и перепадов
температуры. Но главным источником
свободных радикалов в организме
является восстановление молекулы
кислорода. Поэтому можно сказать,
что старение в целом — это
следствие разрушительного,
ядовитого действия кислорода на
организм, которое постепенно
нарастает с возрастом.

Биохимия
старения

После того как стало
ясно, что супероксиддисмутаза
играет роль “фермента
антистарения” в клетке,
исследователи задались вопросом:
не является ли активность этого
фермента ключевой причиной
возрастных изменений и различий в
продолжительности жизни? Следовало
ожидать, что с возрастом активность
фермента падает, а разрушительное
влияние кислорода увеличивается.
Оказалось, однако, что активность
супероксиддисмутазы в большинстве
случаев меняется с возрастом
весьма незначительно.

Накопление возрастных
изменений в клетках зависит от
соотношения двух процессов:
образования свободных радикалов и
их обезвреживания. “Фабриками”
свободных радикалов служат
маленькие продолговатые тельца
внутри клетки — митохондрии, ее
энергетические станции. Эти
структуры Д. Харман назвал
молекулярными часами клетки: чем
быстрее идет в них выработка
радикалов, тем быстрее крутятся
стрелки на часах и тем меньше
времени остается жить клетке. У
видов с низкой продолжительностью
жизни митохондрии работают очень
активно, больше образуется
радикалов и быстрее накапливаются
повреждения структур клетки,
приводя к ее преждевременному
старению. Например, у комнатной
мухи митохондрии вырабатывают
радикалы в 24 раза интенсивнее, чем у
коровы. Исследователи провели опыт:
комнатных мух содержали в
атмосфере чистого кислорода (это
значительно ускоряет старение) и
наблюдали, что происходит с
митохондриями. Система защиты от
активных форм кислорода работает
достаточно надежно, но через нее
все же постоянно проскальзывают
отдельные радикалы, которые не
успели вступить во взаимодействие
с антиокислительными ферментами.
Причиной такой неполадки служит,
по-видимому, второй закон
термодинамики, который исключает
стопроцентную эффективность
энергетических процессов.
Возникнув в клетке, радикалы
повреждают ее внутренние
структуры, а также оболочки самих
митохондрий, что усиливает утечку.
В результате становится все больше
и больше активных форм кислорода, и
они постепенно разрушают клетку.
Происходит то, что мы называем
старением.

Скорость
“поставки” радикалов в клетку
увеличивается и в разных органах
млекопитающих по мере старения
организма. Количество свободных
радикалов, образующихся в клетке,
по-видимому, тем больше, чем выше
уровень потребления кислорода, или
интенсивность обмена веществ.
Американский геронтолог Р. Катлер и
его сотрудники показали, что
продолжительность жизни животных и
человека определяется
соотношением активности
супероксиддисмутазы к
интенсивности обмена веществ.
Стало ясно, почему у некоторых
видов с высоким уровнем затраты
энергии, в том числе и у человека,
продолжительность жизни не
укладывается в энергетическое
правило поверхности Рубнера.
Высокий уровень активности
супероксиддисму тазы защищает
человека и животных с интенсивным
обменом веществ от
преждевременного старения.

Ответы
на вопросы

Новая теория старения
позволила найти объяснение
некоторым фактам, хорошо известным
геронтологам, но остававшимся
непонятыми. Например, почему
животные, которых кормили
малокалорийной, но
сбалансированной пищей, живут
дольше, чем те, что питались
вдоволь? Ответ напрашивался сам
собой — потому что ограниченное
питание уменьшает интенсивность
обмена и соответственно замедляет
накопление повреждений в клетках.
Стала ясна и зависимость скорости
старения от температуры окружающей
среды у животных, не способных
регулировать температуру тела.
Высокая температура поддерживает у
них высокий уровень обмена веществ.
Так, плодовая мушка дрозофила при
температуре 10 градусов вылупляется
из личинки и развивается до
взрослого насекомого, стареет и
умирает в течение 177 дней, а при
температуре 20 градусов — в течение
15 дней. У дождевого червя при
повышении температуры его тела с 15
градусов до 30 в 2,5 раза повышается
потребление кислорода. При этом на
28 процентов возрастает активность
супероксиддисмутазы, но жизнь
червя все равно укорачивается.

Большая
продолжительность жизни женщин по
сравнению с мужчинами (в среднем на
10 лет) оказалась связана с более
низкой интенсивностью обмена
веществ у прекрасной половины
человечества. Феномен
долгожительства в горных районах
тоже хорошо объясняется меньшей
интенсивностью обмена веществ у
людей, живущих в разреженном
воздухе: содержание кислорода там
меньше, чем на равнине.

Оказалось, что разный
срок отпущен и клеткам внутри
одного человеческого организма:
чем больше в клетках
супероксиддисмутазы, тем меньше
степень повреждения клетки
активными формами кислорода, тем
дольше живут клетки. Поэтому
некоторые клетки крови, например,
живут несколько часов, другие —
несколько лет.

Удалось объяснить и
любопытное явление, которое
достаточно давно обнаружили
исследователи: изменения организма
при естественном старении похожи
на действие ионизирующей радиации.
Причина стала очевидной: ведь при
воздействии радиации происходит
разложение воды с образованием
активных форм кислорода, которые
начинают повреждать клетки.

Все это позволило
выработать стратегию поиска
средств против старения. Например,
удалось увеличить в полтора раза
жизнь лабораторных животных, вводя
в их рацион сильные антиоксиданты.
Особенно эффективно должны
действовать антиоксиданты типа
супероксиддисмутазы, являющиеся
ферментами. Введение в организм
животных супероксиддисмутазы
защищало их от токсического
действия кислорода и увеличивало
продолжительность их жизни. Это
дает надежду, что антиоксиданты
могут быть использованы и в борьбе
против старения человека. Возможно,
через некоторое время пожилые люди
будут принимать их так же, как
витамины, чтобы улучшить свое
самочувствие и замедлить процессы
старения.

Литература

Амосов Н. Моя система
здоровья. “Наука и жизнь” №№
5—7, 1998.

Фролькис В. Геронтология
на рубеже веков. “Наука и жизнь”
№ 11, 1998.

Виленчик М. М. Биологические
основы старения и долголетия. М.,
“Знание”, 1987.

Гладышев Г. П. Термодинамика
старения. “Известия Академии
наук. Серия биологическая”

№ 5, 1998.

См. в номере на ту же тему

А. ЛУШНИКОВА — Найден ген старения.

Карта сайта

Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение

Республики Башкортостан

«Салаватский медицинский колледж»

453261 Республика Башкортостан
г.Салават, ул. Фурманова, д. 4
Телефон/факс: (3476)-38-78-83
e-mail: slv. [email protected]

• Сведения о колледже
  • Основные сведения
  • Структура и органы управления колледжем
  • Документы
  • Образование
  • Образовательные стандарты и требования
  • Руководство. Педагогический состав
  • Материально-техническое обеспечение и оснащенность образовательного процесса
  • Стипендии и иные виды материальной поддержки
  • Платные образовательные услуги
  • Финансово-хозяйственная деятельность
  • Вакантные места для приема (перевода)
  • Обработка персональных данных
  • Противодействие коррупции
  • Правовые основы противодействия экстремизму и терроризму
  • Вакантные должности
  • Информационная безопасность
  • Олимпиада
  • Наставничество
  • Доступная среда
  • Международное сотрудничество
• Абитуриенту
  • Абитуриенту
  • Контрольные цифры приема граждан
  • Правила приема
  • Положение об индивидуальных достижениях
  • Локальные нормативные акты
  • Перечень специальностей
  • График приема документов
  • Условия приема по договорам об оказании платных образовательных услуг
  • Информация о необходимости прохождения поступающими обязательного предварительного медицинского осмотра (обследования)
  • Примерные тесты вступительных испытаний
  • Особенности проведения вступительных испытаний для инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья
  • Информация о возможности подачи документов по почте
  • Подача документов по электронной почте
  • Перечень и сроки подачи документов
  • Информация о наличии общежития и количестве мест в общежитиях, выделяемых для иногороднх поступающих
  • Приказы о зачислении
  • Количество поданных заявлений
  • Подача и рассмотрение апелляций
  • Заявление на поступление в колледж
  • Обращение граждан по вопросам приёма
  • Целевое обучение
  • Согласие на обработку персональных данных
  • Вступительные испытания
  • Рейтинг абитуриентов
• Студенту
  • Основные положения
  • Нормативные документы
  • Культура и спорт
  • Общежитие
  • Студенческий совет
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Учебно-методические материалы
  • Трудоустройство выпускников
  • Аккредитация выпускников
  • Страница педагог-психолога
  • Студенческий профсоюз
  • Стипендия Главы Республики Башкортостан
• Преподавателю
  • Справочная информация
  • Учебно-методическая работа
  • Дополнительное образование
  • Республиканские информационно-обучающие педагогические семинары
• Дистанционное обучение
• Конкурсы и олимпиады
• Контакты
  • Горячая линия
  • Обратная связь
  • Контакты контролирующих организаций

Такой страницы не существует.

наука о старении, старости и долголетии

Каждый человек рано или поздно начинает размышлять о старости. Для кого-то мысли о преклонных годах омрачены страхами, другие готовы встретить пенсионный возраст во всеоружии. Однако, нет никого, кто не мечтал бы замедлить процессы старения и как можно дольше оставаться активным умственно и физически.

Наука, изучающая аспекты старения и способы продления молодости, называется геронтология. Многолетние исследования позволили выявить факторы, ускоряющие износ внутренних органов и важнейших систем жизнедеятельности человека. Опираясь на имеющуюся информацию, можно не только удержать молодость, но и увеличить продолжительность жизни.

История геронтологии уходит своими корнями в античные времена, когда Гиппократ и Гален систематизировали развивающиеся с возрастом болезни. В советское время большой вклад в развитие науки сделал биолог Илья Ильич Мечников, он же впервые использовал термин «геронтология» и описал основные факторы старения.

В современном мире исследованием и решением проблем здоровья, связанных с пожилым возрастом, занимаются в геронтологических/гериатрических центрах, которые ведут научную работу, а также оказывают социальные услуги гражданам старших возрастных групп в условиях постоянного (стационарного), или дневного/почасового (полустационарного) пребывания.

Геронтология — наука о старении, старости и долголетии

Основная задача геронтологии — разобраться в механизмах старения. Учёные анализируют процессы, происходящие на молекулярном и генетическом уровнях, чтобы выявить связь между ними и возрастными изменениями.

Старение с точки зрения науки — это разрушительный процесс, наступающий в связи с замедлением физиологических процессов в организме под влиянием внешних и внутренних факторов. Износ органов необратим и ведёт к закономерной смерти. Однако, продолжительность жизни индеферрентна и наступает у отдельных индивидов в возрасте от 70 до 100 лет.

Выделяют три формы старения:

• Преждевременное, ускоренное под действием разрушающих факторов;
• Естественное — соответствует возрастным нормам;
• Замедленное — слабо выражены возрастные изменения.

Показателем состояния человека является его биологический возраст. Это характеристика, отражающая степень физиологического развития с учётом скорости обменных процессов. Если биологический возраст превышает реальный, есть повод задуматься над изменением образа жизни, внесением правок в режим питания, сна и отдыха.

Цель геронтологов — выявить и предотвратить факторы, провоцирующие старение частей и систем организма. Различают медицинскую и социальную область науки.

Причины старения организма

В 2018 году средняя продолжительность жизни россиянина превысила отметку в 74 года. Несмотря на то, что за последние пару столетий показатель вырос почти вдвое, остаётся масса факторов, провоцирующих старение.

По мнению геронтологов запрограммированная продолжительность жизни составляет около 120 лет. Приблизиться к столь высокой отметке можно, предотвращая хронические заболевания, а также улучшая уровень жизни стариков. Создание благоприятной социальной и экономической обстановки — неотъемлемый этап борьбы за долголетие.

Системы органов изнашиваются под влиянием следующих процессов.

Внешнее разрушение клеток. Обстоятельства, влияющие извне: стрессы, тяжкий физический труд, нарушенная экология, отравление токсичными веществами. Данные раздражители подконтрольны человеку, что позволяет работать над замедлением старения под действием внешней среды.

Внутреннее разрушение клеток. Изнашивание структурных единиц под влиянием факторов:

• Интоксикация организма;
• Кислородная недостаточность;
• Нарушения метаболизма;
• Гормональные изменения;
• Хронические заболевания;
• Генетическая предрасположенность.

Прекращение самообновления клеток и апоптоз. Жизненный цикл клетки запрограммирован с рождения. Процессы деления и обновления активно протекают в юношеском возрасте. Чем старше становится индивид, тем медленнее обмен веществ.

Социальная геронтология

В середине XIX века учёные выяснили, что социальные факторы влияют на продолжительность жизни не меньше, чем генетические и биологические. Уровень образования, успешная карьера и духовый потенциал стали предметом тщательного изучения геронтологов.

Под исследования социальной отрасли науки попадают:

• Участие пенсионеров в общественной деятельности;
• Отношения в группах: семья, коллеги, друзья;
• Социальная политика государства;
• Уровень медицины;
• Уровень доходов;
• Социальная защита населения.

Соцработник — лицо, обеспечивающие уход за престарелым человеком. В задачи специалиста входит оказание моральной и материальной поддержки одиноким пенсионерам, вовлечение в общественную деятельность и разработка программ реабилитации.

На сегодняшний день изучение социальных, экономических и демографических условий является первоочередной задачей государства. Требуется мотивация органов власти к оказанию индивидуальной помощи старикам. Для увеличения роли государства в жизни пожилых людей необходим контроль со стороны социальных органов и постоянный анализ обстановки в данном сегменте.

Гериатрия — отрасль геронтологии

Исследования факторов, провоцирующих старение, привели к обособлению такой науки, как гериатрия. Это отрасль медицины, которая специализируется на болезнях, характерных для людей пожилого возраста.

У врачей-гериатров на первый план выходит борьба с такими недугами:

• Остеохондроз и остеоартроз;
• Атеросклероз;
• Гипертония;
• Нарушение обмена веществ;
• Деменция и болезнь Альцгеймера.

У пожилых людей сложно выявить болезни из-за диагностических ошибок. Взрослые люди меньше обращают внимание на симптомы, так как списывают их на характерные возрастные изменения.

Хронические болезни возникают на фоне сниженного иммунитета и общего ослабления организма. Задача гериатров — изучить природу возрастных болезней и предотвратить их, тем самым замедлив процессы угасания.

Современные исследования

Геронтологи активно работают над увеличением продолжительности жизни. Тщательно изучая молекулярные, генетические, биологические процессы, ученые создают информационную базу для создания лекарств и профилактических методик. Активно разрабатываются меры по поддержанию молодости и физической формы.

Изучение генетических показателей позволяет работать над созданием индивидуальной диеты, блокирующей раннее старение и развитие патологий.

Выявлена зависимость между воспалительными заболеваниями организма в молодости и проблемами с памятью в зрелом возрасте.

Исследования показали: хронические патологические процессы во многих случаях указывали на наличие когнитивного расстройства.

Американские учёные установили, что женщины чаще мужчин подвержены болезни Альцгеймера в следствии накопления вредных белков в клетках мозга. Ведутся работы по выявлению причин и способов предотвращения данного явления.

Доказано положительное влияние сна на состояние клеток. Организм спящего вырабатывает гормон мелатонин, который борется с раковыми опухолями и способствует омоложению кожи.

Как предотвратить старение

Профилактические меры для тех, кто мечтает о долголетии, рекомендуют предпринимать с 30 лет. Институт геронологии разработал для пожилых людей советы, помогающие продлить молодость:

• Умеренная физическая активность, прогулки на свежем воздухе, скандинавская ходьба;
• Правильное питание: минимальное количество жирных продуктов, сбалансированный рацион с достаточным содержанием клетчатки и витаминов;
• Снижение суточной калорийности пищи;
• Соблюдение режима дня, здоровый сон продолжительностью не менее 8 часов;
• Интеллектуальная активность, тренировка памяти и реакции;
• Минимум стрессов и психологических нагрузок;
• Коммуникабельность, социальная активность;
• Наличие хобби, вовлечённость в общественную деятельность.

Старость часто ассоциируется с болезнями, слабостью, умственной и физической недостаточностью. Современная наука активно работает над тем, чтобы изменить негативные представления о пожилом возрасте. Вклад в долголетие нации может совершить каждый, независимо от возраста. Надлежащий уход за пожилыми людьми, забота и внимание — главные инструменты на пути к здоровой и активной старости.

Важно! Информация, представленная в статье, носит исключительно ознакомительный характер. Опубликованные материалы не призывают к самостоятельному лечению. Поставить диагноз и назначить адекватное лечение может только врач. Посещение и консультация квалифицированного специалиста строго обязательны!

Наука о старении и борьбе со старением

Резкое увеличение продолжительности жизни, которое промышленный мир испытал на протяжении двадцатого века, сделало старение, или, скорее, стремление к продлению и здоровой продолжительности жизни, важной темой, требующей изучения. межкультурное, а также историческое понимание. Основная цель междисциплинарной конференции EMBL/EMBO «Наука и общество» 2004 г. «Время и старение — механизмы и значения», которая составляет фон для этого специального выпуска Отчеты EMBO , таким образом, должны были оценить и проанализировать разработки в тех областях наук о жизни, которые сосредоточены конкретно на природе «времени» и «старения». Мы также хотели исследовать широкий спектр значений, возникающих, когда вопросы фундаментальной науки проецируются в общество и рассматриваются многими как современные проявления безжалостной человеческой склонности бросать вызов природе в стремлении продлить жизнь и обмануть смерть.

«Все живые организмы имеют устройства для измерения времени, которые влияют на их развитие, время генерации, продолжительность жизни и образ жизни» (Шиблер, стр. S9). Помимо этой кажущейся универсальности физиологического времени, люди воспринимают время и течение времени по-разному, опосредованно их культурами (Helman, стр. S54). Таким образом, ценность «долгой жизни» в значительной степени приписывается коллективно, но по-разному в каждое время и в каждом месте. В глобальном масштабе «старение населения» — процесс, в результате которого пожилые когорты становятся относительно заметными в данном населении, — было одним из наиболее характерных демографических событий, ознаменовавших двадцатый век, и, несомненно, останется важной тенденцией в этом столетии (Организация Объединенных Наций). , 2001). Старение населения, изначально ограниченное более технологически развитыми странами, в последнее время стало очевидным и в большинстве развивающихся стран. В ближайшем будущем практически все страны столкнутся со старением населения, хотя и с разной степенью интенсивности и в разные временные рамки.

На рубеже двадцатого века ожидаемая продолжительность жизни в большинстве промышленно развитых стран составляла менее 50 лет. На рубеже двадцать первого века он вырос примерно на 50% и превысил 75-летний предел. Этот резкий рост произошел в основном в результате улучшения практики гигиены, успехов в предотвращении эпидемий и инфекционных заболеваний и резкого снижения младенческой смертности. Совершенно очевидно, что современные технологии сыграли важную роль в улучшении здоровья человека и позволили большему числу людей дожить до старости. Не только биомедицинские науки, но и инновации, такие как чистая вода и санитария, очистка и утилизация отходов, улучшенное питание и антибиотики, позволили нам в значительной степени контролировать инфекционные и паразитарные заболевания, которые в прошлом унесли бесчисленное количество жизней, особенно детей. В результате хронические дегенеративные заболевания, с которыми очень немногие люди жили достаточно долго, чтобы страдать в прошлом, заменили инфекционные и паразитарные заболевания в качестве основной причины смерти в более богатых частях мира. Но хотя эта тенденция наблюдается во всем мире, ожидаемая продолжительность жизни при рождении остается явно неравной не только по оси север-юг, но и между социальными средами в «богатых» частях мира (Морон, стр. S67).

Старение относится к различным процессам износа, которые постоянно воздействуют на нас. Даже если люди спорят о том, что движет любыми или всеми этими процессами, все они, кажется, согласны с тем, как они влияют на нас: как ощутимо, так и незаметно, они делают нас склонными к распаду. Неудивительно, что поиск средств против процесса старения и изучение самого старения человека имеют долгую историю в многочисленных культурных традициях по всему миру. Традиционная китайская медицина всегда проявляла большой интерес к искусству продления жизни человека и обретения бессмертия во плоти. Лекарства от «фонтана молодости» изобилуют китайской медициной, а легенды о бессмертных, живущих на вершинах гор, постоянно присутствуют в ее фольклоре. Западная наука также давно занимается искусством продления жизни человека (Gruman, 2003). Одним из примеров ранних протонаучных попыток в западном мире разработать эффективные, систематические средства продления жизни является Макробиотик немецкого врача Кристофера Хуфеланда (Hufeland, 1798), в котором содержались советы по диете и образу жизни, рекомендованные автором для продления жизни.

Геронтология, в современном значении этого термина, сформировалась примерно столетие спустя, когда французский врач Жан Мартен Шарко опубликовал свои знаменитые клинических лекций о болезнях старости (Charcot, 1881). Он положил начало геронтологии как изучению телесных изменений и патологий, сопровождающих старение. Но если медицинский взор конца девятнадцатого века и представил систематическое исследование физиологических и биологических процессов, связанных со старением, это, тем не менее, не положило конец вековым поискам волшебных снадобий «фонтана молодости», часто замаскированных под научные средства от старения. восстановление молодости и жизненных сил. По иронии судьбы, примерно во время лекций Шарко другой уважаемый французский медицинский исследователь, Шарль Эдуард Броунсекар, утверждал, что употребление экстрактов из измельченных яичек собак позволит пожилым мужчинам восстановить свою потенцию (Gosden, 19).96).

Вековое стремление к долгой жизни, возможно, достигло беспрецедентных высот в нашу эпоху заметного старения населения, когда стремление к здоровью и облегчение страданий были приоритетными. Исторический отчет Грумана (Gruman, 2003) показывает, как люди всегда были очарованы стремлением к радикальному увеличению продолжительности жизни: «чем больше она меняется, тем больше она остается неизменной». Однако на протяжении большей части задокументированной истории эти поиски были прерогативой аскетов, поэтов и философов. В последнее время относительное долголетие стало всеобщим благом, и на социальной арене появились новые игроки, которые удовлетворяют особые потребности и желания новых «бессмертных»: представителей нынешнего третьего и четвертого веков — старый и очень старый. Другой взгляд на исторический процесс воспринимает его не как линейное развитие, а скорее как влекущее за собой множественные отклонения и случайные разрывы. Так, Карин Кнорр Цетина (стр. S76) постулирует растущую поляризацию между двумя радикально различными менталитетами и соответствующими социальными практиками. С одной стороны, мы имеем знакомое просветительское мировоззрение, в котором Homo sapiens фигурирует как мера всех вещей, а с другой стороны, формирующаяся «культура жизни», которая является темой эссе Цетины. По словам Цетины, именно из этой новой культурной матрицы современные антивозрастные проекты черпают свое окончательное значение.

Наиболее заметным аспектом этого изменения является успех антивозрастной индустрии, которая удовлетворяет потребности пожилых людей. Подобно альтернативной медицине, она во многом обязана своим успехом своим фундаментальным, хотя и неоднозначным отношениям с наукой. Этот конкретный сектор потребительского общества окутан аурой науки, которая используется для продвижения различных товаров. Он процветает за счет символического использования науки, игнорируя при этом свои требования к экспериментальным данным, экспертной оценке и официальным правилам. Аура и дискурс науки умело применяются для улучшения продукта в ответ на быстрорастущий спрос со стороны стареющей публики (см. McConnel & Turner, стр. S59).).

Рынок антивозрастных средств изобилует продуктами: йогуртовые препараты, схемы клизм, клеточные инъекции, магнитные устройства, кремы для кожи, травяные эликсиры, экстракты желез, гормональная терапия, витаминные добавки, причудливые диеты и программы упражнений. Они дают нам антиоксиданты для нейтрализации свободных радикалов кислорода; хелаторы для связывания ионов тяжелых металлов, таких как медь и железо; дегидроэпиандростерон для омоложения иммунной системы, улучшения работы мозга и снятия стресса; гормон роста для увеличения мышечной массы и функции; ретиноевая кислота для уменьшения морщин на коже и многое другое. В последнее время ученые начали возражать против того, что они считают излишествами в растущем бизнесе «ложных обещаний» и коммерциализации науки (Ольшанский и др. , 2002). Эти критики подчеркивают различие между индустрией борьбы со старением и научной областью «биогеронтологии». Биогеронтология превратилась в раздел биологии, в котором исследователи изучают не только сложные причины физиологической неспособности поддерживать гомеостаз, но также способы и средства замедления, остановки или даже обращения вспять дегенеративных процессов в живых организмах.

Следовательно, в биологических исследованиях старения выделяются три основные парадигмы или исследовательские направления (Juengst et al, 2003): «сжатая заболеваемость», «замедленное старение» и «остановленное старение». Сжатая заболеваемость относится к наиболее традиционным из этих программ исследований. Его цель — предотвратить все хронические недуги старости, вмешиваясь в лежащие в их основе молекулярные процессы. В этой модели конечной целью является поиск увеличения средней продолжительности жизни человека, но не максимальной продолжительности жизни человека. Реализация этой парадигмы должна привести к тому, что в обществе будет гораздо больше пожилых людей, играющих активную роль до их окончательного, стремительно фатального упадка.

Будучи значительно более амбициозной программой, подход замедленного старения направлен на замедление фундаментальных процессов старения до такой степени, что увеличивается средняя и максимальная продолжительность жизни. Наконец, самый радикальный из трех исследовательских подходов направлен на «лечение» старения. Целью остановки старения является постоянное восстановление жизненных сил и функций организма путем устранения повреждений, неизбежно вызванных метаболическими процессами.

Обоснование и методы получения сжатой заболеваемости не вызывают разногласий в исследовательском сообществе. Те, кто придерживается любой из двух других парадигм, могут считать ее чрезмерно консервативной, но никоим образом не вызывающей возражений. Более того, все представители общественности, которые открыты для идеи, что наука может быть использована для улучшения условий жизни человека, легко поддерживают сжатую повестку дня по заболеваемости. Таким образом, значительный объем фундаментальных исследований, финансируемых государством, был проведен и планируется в США, Японии и Европе.

Поэтому в этом специальном выпуске ряд эссе посвящен вопросам воплощения времени и того, как оно приводит к «старению» организма. Они указывают на то, как эти процессы могут быть изучены научно. Жизнь — это форма метаболизма с потенциально опасными побочными эффектами, и эти побочные эффекты со временем накапливаются в нашем организме. Многие из этих изменений становятся патогенными, и вместе они запускают процесс старения, который делает нас слабыми и в конечном итоге убивает. Первая часть спецвыпуска 9Таким образом, отчет EMBO 0003 содержит всестороннее представление о том, как в настоящее время ученые-биологи изучают природу этих изменений и возможные средства противодействия ущербу, причиняемому старением.

Приверженцы метода задержанного старения хотят довести потенциал продления жизни до логического завершения. Если раньше нигилисты сетовали на то, что «жизнь — это болезнь, единственным лекарством от которой является смерть», то теперь кажется, что все больше и больше людей всерьез предлагают перевернуть этот депрессивный лозунг, утверждая, что физическое старение — это в основном излечимая болезнь. По их мнению, для преодоления пагубных последствий старения и выполнения обещаний науки необходимо изменить образ мышления лиц, принимающих решения, и представителей общественности (де Грей, стр. S49).; Каплан, стр. S72). Но не всех устраивает такая радикальная программа биогеронтологии по разным причинам, что и отражено во второй части этого номера.

Критики видят несколько проблем, присущих концепциям и проектам продления жизни. Например, если бы результатом было «добавление дней к жизни, а не жизни к дням», это было бы контрпродуктивно для отдельных «бенефициаров» таких новых технологий, а также для общества в целом (Брюс, стр. S63). Использование человеческой слабости для коммерческой эксплуатации также выделяется как прискорбная характеристика современных омолаживающих лекарств и рынка (McConnel & Turner, стр. S59).). Многие критики также выдвигали принципиальные возражения против биотехнологических проектов продления жизни, потому что их реализация неизбежно привела бы к дальнейшему неравенству между имущими и неимущими: жизнь бедняков оставалась бы «короткой и жестокой», тогда как жизнь богатых могла бы выглядеть вперед к расширенному пользованию своими привилегиями (Маурон, стр. S67; Брюс, стр. S63; McConnel & Turner, стр. S59).

Из эссе в этом выпуске отчетов EMBO мы можем узнать, как биологическое воздействие времени распространяется как на циклические, так и на линейные механизмы, которые вместе превращаются в сложные процессы физического старения. Можно предположить, что более глубокое понимание основ биологии выдвинет измерение времени и старения на передний план нашего понимания здоровья и болезней. Несмотря на социальные и этические проблемы, знания и технологии, полученные в результате биологических исследований в этой области, вероятно, окажут радикальное влияние на качество и, возможно, продолжительность жизни человека в будущем.

Биология старения | Национальный институт старения

Старение сопровождается постепенными изменениями в большинстве систем организма. Исследования в области биологии старения сосредоточены на понимании клеточных и молекулярных процессов, лежащих в основе этих изменений, а также процессов, сопровождающих возникновение возрастных заболеваний. По мере того, как ученые узнают больше об этих процессах, могут быть разработаны эксперименты, чтобы лучше понять, когда и как начинаются патологические изменения, что даст важные подсказки для разработки вмешательств для предотвращения или лечения заболеваний. Многое известно о структурных и функциональных изменениях, происходящих в различных системах организма, и прогресс продолжается. Исследования также расширили наши знания о биологических факторах, связанных с увеличением продолжительности жизни у людей и животных. В этом разделе повествования NIA обсуждаются некоторые последние достижения в области биологии старения, клонирования и трансплантации, а также самой продолжительности жизни. Также описаны избранные направления будущих исследований, в том числе продолжающиеся усилия по поиску биологических вмешательств, способствующих здоровому старению, пониманию генетической основы старения и изучению потенциала взрослых стволовых клеток и замены клеток для уменьшения заболеваний и улучшения функции.

Стратегии клонирования и трансплантации

Существует огромный интерес к потенциальному использованию клонирования, генной терапии и трансплантации взрослых стволовых клеток, а также трансплантации тканей для борьбы с болезнями старения. Клонирование клеток или животных может привести к новым достижениям в медицине и сельском хозяйстве, и каждый из этих новых методов может привести к стратегиям замены тканей и органов, утраченных в результате болезни.

Клонирование Сбрасывает теломерные часы крупного рогатого скота. Важный вопрос в исследованиях клонирования заключается в том, будут ли клонированные клетки или организмы, созданные из старых или стареющих клеток, биологически старше, чем их нормальные аналоги. Теломеры представляют собой повторяющиеся последовательности ДНК, расположенные на концах хромосом, а длина теломер связана с возрастом клетки. По мере деления клеток длина теломер становится все короче, пока, в конце концов, пролиферация полностью не прекращается. Такие клетки, переставшие делиться, называются стареющими. В недавнем исследовании ядра стареющих бычьих фибробластов были перенесены в яйцеклетки, из которых было удалено ядро. Ядра реактивировали, а яйцеклетки имплантировали коровам. Родились здоровые телята, у которых была обнаружена длина теломер, более характерная для молодых, чем для старых животных. Таким образом, длина теломер сбрасывалась во время беременности. Повлияет ли это на продолжительность жизни клонированных телят, неизвестно еще много лет; однако из этих данных следует, что клонированное потомство некоторых, если не всех видов, не будет биологически старше нормального потомства. Такая информация будет полезна при разработке стратегий вмешательства по замене клеток для восстановления клеток, поврежденных или утраченных в результате болезни.

Трансплантация клеток и старение. Альтернативой трансплантации тканей или органов, которая, по-видимому, имеет большой потенциал, является формирование функциональной ткани из клеточных трансплантатов. Недавние исследования показали, что изолированные клетки надпочечников коровы или человека, введенные мышам с иммунодефицитом, образуют функциональную ткань надпочечника, которая напоминает нормальный надпочечник. Этот подход потенциально может быть использован для любого органа как для изучения его функциональной регенерации в живом организме с возрастом, так и для терапевтической регенерации утраченной функции, как, например, в случае, когда дефектные гены могут быть заменены в клетках, выделенных от больного, а затем помещают обратно тому же пациенту для регенерации тканей. Этот метод также может снизить потребность в иммуносупрессивной терапии и предлагает альтернативу терапии стволовыми клетками взрослых.

Понимание и увеличение продолжительности жизни

Чтобы понять процесс старения, важно определить те факторы, которые влияют на общую продолжительность жизни организма. У млекопитающих с возрастом наблюдается прогрессирующее физиологическое снижение, которое часто сопровождается болезнями и инвалидностью. Понимание ответственных физиологических механизмов и, кроме того, определение способов замедления возрастных изменений имеет важное значение. Помимо увеличения продолжительности жизни, исследования в этой области в большей степени направлены на разработку мер, направленных на то, чтобы пожилые люди оставались здоровыми и свободными от болезней и/или инвалидности как можно дольше. Эксперименты на ряде моделей животных дают ценную информацию.

Увеличение средней продолжительности жизни нематод путем фармакологического вмешательства. Широко признано, что окислительный стресс является фактором старения. Однако на сегодняшний день не было убедительно продемонстрировано, что природные антиоксиданты, такие как витамины С и Е или ß-каротин, увеличивают продолжительность жизни в модельных экспериментах с мышами, дрозофилами или нематодами (разновидность червей). Различные результаты были получены у генетически измененных плодовых мушек с повышенной экспрессией либо супероксиддисмутазы (СОД), либо СОД и каталазы, ферментов, которые уменьшают окислительное повреждение. Было показано, что искусственное соединение EUK-134, которое имитирует активность как SOD, так и каталазы, увеличивает среднюю продолжительность жизни нематод примерно на 50%. EUK-134 также обращал вспять преждевременное старение штамма нематод, подверженного повышенному окислительному повреждению. Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что окислительный стресс является основным фактором скорости старения нематод и что эту скорость можно замедлить с помощью фармакологического вмешательства. Возможно, подобные соединения могут уменьшить окислительный стресс у людей и отсрочить или уменьшить возрастную патологию.

Генетическая имитация ограничения калорийности (CR) значительно увеличивает продолжительность жизни дрожжей. Было показано, что CR значительно увеличивает продолжительность жизни различных организмов. У изученных на сегодняшний день организмов (дрожжи, нематоды, плодовые мушки, мыши и крысы) CR увеличивал как среднюю, так и максимальную продолжительность жизни, а также значительно уменьшал признаки болезни. У всех исследованных видов увеличение продолжительности жизни и здоровья животных сопровождалось изменением регуляции энергетического обмена. Недавние исследования показали, что генетические манипуляции с доступностью глюкозы, метаболизмом и сигнальными путями могут имитировать эффекты CR, увеличивающие продолжительность жизни, в модели дрожжей. Это открытие делает дрожжевую модель старения и долголетия мощным инструментом для раскрытия основных клеточных и молекулярных механизмов, ответственных за увеличение продолжительности жизни и здоровья, с целью разработки эффективных вмешательств.

CR Увеличивает выработку нейротрофических факторов в головном мозге и защищает нейроны. Помимо увеличения продолжительности жизни, CR также снижает развитие возрастных раковых заболеваний, иммунных и нейроэндокринных изменений и моторной дисфункции у грызунов. Недавние модельные исследования нейродегенеративных расстройств на животных предоставили первые доказательства того, что CR также может повышать устойчивость нейронов к возрастным и специфическим для заболевания стрессам. Один из возможных механизмов заключается в том, что мягкий метаболический стресс, связанный с CR, побуждает клетки продуцировать белки, которые повышают клеточную устойчивость к патологическим процессам. Действительно, CR увеличивает производство одного из таких белков, фактора выживания нейронов, BDNF. Передача сигналов BDNF, в свою очередь, играет центральную роль в нейропротекторном эффекте CR. Эта работа предполагает, что CR может быть эффективным подходом к уменьшению повреждения нейронов и нейродегенеративных расстройств при старении, что дает представление о разработке подходов, которые могут имитировать полезные последствия CR.

Использование микрочипов экспрессии генов в исследованиях старения. Старение обычно сопровождается изменениями в экспрессии или активности большого количества генов, но неясно, какие из этих изменений являются критическими в процессе старения. Микрочипы экспрессии генов, которые позволяют профилировать активность многих тысяч генов одновременно, дают возможность получить более полную картину того, что представляют собой эти изменения, и разработать тесты на то, связаны ли эти изменения причинно-следственной связью со старением. В трех недавних исследованиях исследователи изучили различия в паттернах экспрессии генов в скелетных мышцах, печени и мозговой ткани молодых и старых мышей, а также сделали несколько наблюдений за изменениями, вызванными ограничением калорий. Хотя анализ данных сложен, некоторые первоначальные наблюдения таковы: (1) старение приводит к более низким уровням активности метаболических и биосинтетических генов; (2) старение сопровождается паттернами экспрессии генов, которые указывают на реакцию на стресс, включая воспалительный и окислительный стресс; (3) многие, но не все возрастные изменения в экспрессии генов в печени и скелетных мышцах мышей замедляются при ограничении калорий; и (4) ограничение калорийности, по-видимому, увеличивает экспрессию генов для восстановления и/или предотвращения повреждения клеточных макромолекул. Технология микрочипов оказалась эффективным подходом к ответам на давние важные вопросы о молекулярных механизмах старения и о том, как ими можно управлять, например, путем ограничения калорий. Профилирование изменений в активности генов может в конечном итоге предоставить полезные биомаркеры самого процесса старения, маркеры, которые могут быть важны при оценке эффективности стратегий замедления процессов, связанных со старением.

Избранные будущие направления исследований в области биологии старения

Биологические вмешательства для содействия здоровому старению. Противодействие эффектам старения с помощью гормональных и пищевых добавок, включая эстроген, тестостерон, гормон роста человека, мелатонин и ДГЭА (дегидроэпиандростерон), является областью активных исследований. Есть опасения, что многие люди среднего и пожилого возраста могут принимать такие средства до того, как будут адекватно оценены безопасность и эффективность этих веществ для так называемых «антивозрастных» целей. Хотя уровни некоторых гормонов могут снижаться с возрастом, поддержание нормальных уровней в более молодом возрасте может оказаться ненужным или даже желательным по мере взросления человека. Даже если они эффективны, добавки могут повлечь за собой риски. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, как биологическое действие этих гормонов меняется у пожилых людей, и оценить, улучшит ли здоровье замена этих гормонов.

CR — еще одно биологическое вмешательство, которое может способствовать здоровому старению. Некоторые из эффектов CR на продолжительность жизни были связаны с изменениями в определенных метаболических путях. В настоящее время запланированы исследования для определения роли энергетического метаболизма и метаболической регуляции в старении млекопитающих, долголетии и возрастных заболеваниях, а также для выявления клеточных и молекулярных механизмов, которые могут регулировать процессы старения, в том числе затронутые CR. Совсем недавно исследователи выявили изменения в физиологических функциях у макак-резусов с ограниченным потреблением калорий, которые предполагают задержку ухудшения, связанного со старением. На данный момент влияние добровольного ОК на продолжительность жизни и развитие возрастных заболеваний у людей неизвестно. Предварительные интервенционные исследования на людях разрабатываются, чтобы определить, различаются ли ОК и физическая активность по их долгосрочному влиянию на ожирение, состав тела, профилактику и восприимчивость к возрастным заболеваниям.

Понимание генетических основ старения, долголетия, болезней и поведения. Взаимодействия между генетическими факторами и факторами окружающей среды являются основными детерминантами старения и долголетия у многих видов, включая человека. Исследования NIA начали выявлять биологические факторы, связанные с увеличением продолжительности жизни у людей и животных моделей, причастные многочисленным генам к нормальным процессам старения, возрастным патологиям и заболеваниям и долголетию. Некоторые из этих генов связаны с резким увеличением продолжительности жизни. Используя передовые технологии, NIA планирует активизировать свои усилия по обнаружению дополнительных генов, связанных со старением и долголетием, и по характеристике их биологической функции. Новая исследовательская инициатива расширит исследования генов, связанных с долголетием, изменений в паттернах экспрессии генов и генетической эпидемиологии долголетия человека. Конечной целью этих усилий является разработка мероприятий по уменьшению или замедлению возрастных дегенеративных процессов у людей. Кроме того, революционные достижения в области количественной и молекулярной генетики открывают большие перспективы в поиске генетических детерминант сложного поведения. Исследования на людях могут помочь определить относительный вклад окружающей среды и наследственности в деменцию, когнитивные способности, физическое функционирование, благополучие и социальное старение. Новые методы могут отслеживать ход развития генетического вклада в поведение, выявлять генетическую гетерогенность и исследовать генетические связи между нормальным и ненормальным. Фундаментальные исследования будут изучать накопление ошибок в ДНК с возрастом и то, как клетка восстанавливает такие повреждения.

Изучение потенциала взрослых стволовых клеток и замены клеток при старении. Стволовые клетки в тканях взрослого человека сохраняют способность к самообновлению и способность превращаться во многие типы клеток в организме человека. Эта способность обладает огромным потенциалом для терапии замены клеток или восстановления тканей при многих дегенеративных заболеваниях старения, включая AD, PD, инсульт, инфаркт миокарда, скелетно-мышечные нарушения, дисфункцию иммунной системы и диабет. Новые результаты исследований показывают, что можно использовать мультипотенциальную природу взрослых стволовых клеток для поддержания структуры и функции тканей при старении. Однако многое еще предстоит узнать об основах биологии стволовых клеток на животных моделях, прежде чем можно будет реализовать эффективную клеточную терапию. NIA разрабатывает инициативу по исследованию изменений в стволовых клетках и окружающей их среде при старении на животных моделях и в неплодных тканях человека. Эта исследовательская инициатива будет дополнять, а также поощрять сотрудничество с другими компонентами NIH.

Наука о старении |

Frontiers

Жанна Кальман, француженка, родившаяся в 1875 году, оставалась физически активной и умственно активной, пока не скончалась в возрасте почти 123 лет. Она пережила свою дочь и внука и была признана самым долгоживущим человеком. Она регулярно каталась на велосипеде, пока в возрасте 100 лет не сломала ногу; ежедневно выкуривал сигарету до 117 лет; и наслаждалась «значительным» количеством шоколада до самой смерти.

Помимо Кальмана, горстка людей во всем мире дожила до 110 лет. Исследователи внимательно изучили привычки этих долгожителей, но у таких долгожителей на удивление мало общего, если не считать наблюдения, что женщины, как правило, живут дольше мужчин.

Так в чем их секрет?

Что мы знаем о долголетии на данный момент: Минимизация курения, ожирения и переедания при максимальных физических нагрузках и социальных взаимодействиях, похоже, способствует более долгой и здоровой жизни, но не всегда. В то время как многие факторы преподносились как панацеи для продления жизни — от соблюдения средиземноморской диеты до регулярного употребления красного вина — «фонтан молодости» упорно оставался неуловимым.

«Старение — это очень глубокая часть не только человеческого опыта, но и всей жизни на Земле», — говорит Солк, вице-президент и главный научный сотрудник Мартин Хетцер. «Это одна из больших неиспользованных возможностей в биомедицинских исследованиях, особенно в отношении вопросов о том, какую роль играют упражнения, питание и когнитивная стимуляция в поддержании здоровья на протяжении всей жизни. Важно не забывать, что взросление тоже приносит пользу; мы хотим целостно взглянуть на здоровье человека в любом возрасте и понять его со всех сторон».

Ученые хотят ответить на интригующие вопросы: почему некоторые люди могут «хорошо стареть», поднимаясь в горные хребты или сплавляясь по бурной реке в свои девяносто, в то время как другие живут так же долго, не болея, но становятся необъяснимо слабыми на десятилетия раньше ? Что еще хуже, почему преклонный возраст иногда снижает когнитивные способности или даже приводит к слабоумию?

При многих заболеваниях сам возраст является основным фактором риска. Рак, болезнь Альцгеймера, болезни сердца и многие другие недуги становятся все более вероятными по мере того, как мы становимся старше. Помимо увеличения продолжительности жизни, ученые хотят знать, как мы можем продлить свое здоровье в пожилом возрасте. Из исследований следует, что старение — в общих чертах определяемое как общесистемное ухудшение наших клеток, органов и генетического материала, которое приводит к болезни или повреждению, — это коллективный и сложный процесс в организме.

«Хотя мы знаем, что физические упражнения и ограничения в питании обычно увеличивают продолжительность жизни организма, молекулярные механизмы до сих пор неизвестны», — говорит профессор Ян Карлседер, директор Центра биологических исследований старения имени Пола Ф. Гленна в Солке. «Похоже, что многие факторы взаимодействуют друг с другом и влияют на всю систему организма в отношении старения. Здесь, в Солке, мы располагаем хорошими возможностями для того, чтобы добраться до сути этих «взаимных помех» старения, потому что лаборатории разных специальностей тесно сотрудничают».

Исследователи из Института Солка налаживают новые партнерские отношения в различных областях — информатике, генетике, эпигенетике, неврологии, иммунологии и других областях молекулярной биологии — чтобы возглавить амбициозные исследования, чтобы выяснить, как мы можем жить дольше и здоровее. Эти ученые погружаются в молекулярные, генетические, клеточные и общесистемные процессы в организме; вглядываясь в фундаментальные работы клеток; и разработка передовых методов замены и восстановления поврежденных органов и тканей. Вместе ученые Солка прокладывают путь к новому взгляду на возрастные заболевания и указывают на методы лечения, позволяющие продлить нашу здоровую продолжительность жизни.

Теломеры – тикающие часы в клеточном старении

Теломеры, защитные кончики на концах хромосом, являются центральным элементом в области старения. Длина теломер, состоящих из повторяющихся фрагментов ДНК, заключенных в белки, связана с благополучием клетки и организма.

Когда клетки реплицируют свою ДНК и делятся, небольшая часть каждой теломеры стирается. Это сокращение действует как тикающие часы для клеток, побуждая клетки прекращать деление, чтобы предотвратить дублирование поврежденной ДНК. Это плохая новость, когда речь идет о поддержании наших легких, кожи, печени и некоторых других органов, которые должны постоянно пополняться стволовыми клетками на протяжении всей нашей жизни. К счастью, стволовые клетки производят фермент теломеразу, который может частично противодействовать эрозии теломер. Но даже стволовые клетки не могут полностью избежать этих часов клеточного деления, поэтому они в конечном итоге поддаются последствиям потери теломер.

Если мы сможем остановить эрозию теломер, рассуждают ученые, возможно, мы сможем добавить время к тикающим часам, влияющим на здоровье наших клеток.

«Все мы слышали истории о родственнике или соседе, который выпивал бурбон и сигару каждый вечер в свои 90 и чувствовал себя прекрасно», — говорит профессор Солка Вики Лундблад, обладательница премии Бекки и Ральфа С. О’Коннор. Стул. «Это не сказки; некоторые люди нарушают все так называемые правила и живут здоровой и долгой жизнью. Мы хотим знать, укорачиваются ли теломеры у этих людей медленнее, что позволяет им жить на десятилетия дольше, чем у кого-то другого с таким же образом жизни».

Лундблад, заместитель директора Центра Гленна Солка, недавно разработал новую методологию наблюдения с очень высоким разрешением за изменением длины теломер. Используя этот метод, ее группа обнаружила обширную категорию генов, ранее не вовлеченных в биологию теломер, которые изменяют скорость, с которой теломеры укорачиваются. Кроме того, Лундблад получил представление о механизмах, которые способствуют эрозии 90–141 теломер.

Исследователи из Солка показывают, как нарушение защиты концов хромосом (синие), называемых теломерами (зеленые), во время клеточного деления вызывает гибель клеток. Это происходит, когда белок, защищающий теломеры, TRF2, ингибируется.

«Наше исследование показывает, что хрупкий баланс между активностью, удлиняющей теломеры, такой как теломераза, и недавно открытыми генами эрозии, которые мы обнаружили, может определять, сможем ли мы все дожить до девяноста, даже с ночной порцией бурбона», Lundblad говорит.

Другое исследование Солка показало, что длинные теломеры не всегда хорошо.

«В недавней работе мы обнаружили, что принуждение клеток генерировать слишком длинные теломеры может привести к стрессу и, вероятно, возникновению рака, что указывает на необходимость лучшего понимания сложности теломер», — говорит Карлседер, владелец исследования Дональда и Дарлин. Шайли Стул. Если теломера не имеет правильного белкового состава независимо от длины, клетка страдает, а это указывает на то, что удлинение теломер для устранения признаков старения не так просто, как может показаться.

В дополнение к изучению того, как функция теломер и другие действия по восстановлению ДНК меняются с возрастом, Карлседер сотрудничает с профессором Солка Джеральдом Шейделем, экспертом по митохондриям, энергетическим фабрикам клетки (см. статью «Наблюдения» в этом выпуске, чтобы узнать больше о исследования Шаделя). Дуэт хочет изучить потенциальные перекрестные помехи между клеточными процессами, связанными с повреждением клеточной ДНК и ее митохондрий.

«Каким-то образом сигналы от ядра, которое распознает, что оно стареет за счет укорочения теломер, попадают в митохондрии, чтобы изменить энергетический метаболизм, наблюдаемый в стареющих клетках», — говорит Карлседер. Он также изучает активность теломер в клетках головного мозга. «Это совершенно неизученная область, лучшее понимание которой может помочь в лечении ряда возрастных заболеваний, включая деменцию», — говорит он.

Ученые из Солка обнаруживают детали оптимальной длины теломер плюрипотентных стволовых клеток, индуцированных человеком (на фото), открытие, которое может помочь продвинуть основанные на стволовых клетках методы лечения старения.

Расшифровка и обращение вспять признаков старения в органах

В то время как одна из важнейших областей исследования в области старения включает изучение теломер в делящихся клетках, тело полно клеток, которые редко реплицируются, например, в мозге, сердце , кости и поджелудочная железа. Эти долгоживущие клетки имеют разные пути старения и должны защищать свою ДНК от повреждений и угроз.

«Оказывается, органы стареют с разной скоростью, отчасти потому, что у них есть уникальные стратегии сохранения своей целостности с течением времени», — говорит Хетцер, председатель Фонда Джесси и Кэрил Филипс.

Hetzer изучает изменения в этих клетках, особенно в их ядрах и митохондриях, по мере их старения. Он смотрит на защитную мембрану вокруг ядра и на то, почему она дает сбой и ошибочно пропускает опасные молекулы по мере старения клетки, а также на то, как компоненты, называемые долгоживущими белками, со временем способствуют здоровью и дегенерации клетки.

Недавно компания Hetzer объединилась с ученым-компьютерщиком и доцентом Солка Сакетом Навлахой, чтобы определить возраст людей на основе биомаркеров в их клетках. В исследовании, опубликованном в журнале Genome Biology в декабре 2018 года, были взяты образцы долгоживущих клеток кожи более чем 100 человек в возрасте от 1 до 94 лет. алгоритмы машинного обучения; и технология под названием RNA-Seq, команда смогла определить возраст человека на основе изменений экспрессии в клеточных геномах.

Зеленым цветом показана стволовая клетка человека, которая интегрируется и развивается в окружающие клетки эмбриона мыши. Новый тип стволовых клеток обещает за один день вырастить замещающие ткани.

Затем исследователи планируют искать биомаркеры в других типах клеток и посмотреть, можно ли использовать этот анализ для прогнозирования возрастных состояний здоровья, определения возрастных изменений во время стресса и даже для разработки целевых вмешательств.

В рамках еще одного подхода к борьбе со старением органов и тканей профессор Солка Хуан Карлос Изписуа Бельмонте разрабатывает методы на основе стволовых клеток для создания методов лечения, которые могут остановить, а в некоторых случаях даже обратить вспять признаки старения.

Стволовые клетки способны превращаться практически в любую клетку тела. После развития мы сохраняем ограниченные запасы специализированных стволовых клеток на протяжении всей взрослой жизни, чтобы помочь восстановить наши ткани и органы, но ученые считают, что использование силы стволовых клеток может привести к способам восстановления или замены стареющих органов.

Команда Изписуа Бельмонте начала с индуцированных плюрипотентных стволовых клеток — клеток, взятых из органа (как правило, кожи) и уговоренных вернуться в состояние, подобное стволовым клеткам, с помощью смеси сигнальных белков, называемых факторами Яманаки. С момента открытия факторов Яманаки лаборатории по всему миру использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки для исследований, потому что, подобно эмбриональным стволовым клеткам, они способны делиться неограниченное количество раз и превращаться практически в любой тип клеток.

Но, как и в случае с теломеразой, слишком много предположительно хорошего может быть плохим. Попытки ввести факторы Яманаки в клетки организма, чтобы побудить их приобретать свойства, подобные стволовым клеткам, и регенерировать ткани, до недавнего времени не увенчались успехом.

В декабре 2016 года лаборатория Izpisua Belmonte опубликовала знаменательное исследование в журнале Cell, в котором впервые показано, что, подвергая клетки воздействию факторов Яманаки в течение коротких периодов времени, исследователи смогли сохранить стабильность клеток, обратив вспять возрастные признаки. У мышей с синдромом прогерии Хатчинсона-Гилфорда (генетическое заболевание, которое также встречается у людей и вызывает ускоренное старение) результаты были поразительными: по сравнению с нелеченными мышами перепрограммированные мыши выглядели моложе; улучшилась их сердечно-сосудистая функция и функция других органов; и, что самое удивительное, мыши жили на 30 процентов дольше, но у них не развился рак. Кроме того, когда это циклическое введение факторов Яманаки было применено к мышам нормального возраста, команда обнаружила улучшение регенеративной способности поджелудочной железы и мышц.

Ученые Солка сравнивают нормальные клетки (слева) с клетками, связанными с генетическим заболеванием, которое приводит к преждевременному старению (справа). Ухудшение состояния связок ДНК наблюдается в преждевременно стареющих клетках, что дает новые подсказки к возрастным заболеваниям.

«Наша работа показала, что старение — это очень динамичный и пластичный процесс, и поэтому он более поддается терапевтическому вмешательству, чем мы думали ранее», — говорит Изписуа Бельмонте.

Лаборатория ищет другое решение для отказа органов, связанного со старением и болезнями: Izpisua Belmonte’s 2017 9Статья 0003 Cell , которая попала в заголовки международных газет, стала первым проверочным исследованием того, как функциональные органы одного вида могут быть выращены у другого, что стало ранним шагом в решении проблемы острой нехватки человеческих донорских органов, доступных для трансплантации. Его лаборатория добилась успеха как в выращивании крысиных органов в развивающейся мыши, так и в интеграции человеческих клеток и тканей в эмбрионы свиней и крупного рогатого скота на ранних стадиях развития, что стало первым шагом к созданию трансплантируемых человеческих органов с использованием крупных животных, чьи размеры органов, физиология и анатомия похожи на людей».

«Поскольку мы продолжаем разрабатывать модели старения человека и заболеваний, связанных со старением, на основе стволовых клеток и обнаруживаем новые факторы старения, мы с оптимизмом смотрим на потенциал нашей работы в плане увеличения продолжительности жизни и содействия здоровому старению», — говорит Изписуа Бельмонте.

В дополнение к этим подходам со стволовыми клетками лаборатория разрабатывает технологии, связанные с редактированием генома и эпигенома, которые позволяют активировать гены без создания разрывов в ДНК. В исследовании, опубликованном в декабре 2017 года в Cell, лаборатория Изписуа Бельмонте сообщила о новой технологии, которую можно использовать для лечения возрастных заболеваний, вызванных аномальной экспрессией генов. А в 2019 г. Nature Medicine , лаборатория использовала технологию CRISPR/Cas9 для предотвращения накопления прогерина, токсичной формы белка ламина А, у мышей с прогерией.

«Возрастные заболевания, особенно нейродегенерация, являются одной из самых насущных проблем, стоящих перед современным обществом… Я верю, что мы начнем видеть появление эффективных методов лечения».

-Rusty Gage

Спасение мозга от снижения когнитивных функций и болезни Альцгеймера

Создание новой ткани поджелудочной железы — это одно, но как восстановить стареющий или поврежденный мозг?

Болезнь Альцгеймера, например, представляет собой глобальный кризис в области здравоохранения, от которого страдают десятки миллионов людей, и ожидается, что число случаев будет расти. Помимо того, что болезнь является бременем для общественного здравоохранения во всем мире, эрозия ума пугает и изолирует тех, кто страдает, и разрушительна для семей. Согласно недавнему опросу AARP, снижение когнитивных функций является одним из главных страхов людей старше 50 лет.

В настоящее время не существует лекарства от болезни Альцгеймера и других возрастных деменций, но ученые Солка работают над тем, чтобы это изменить.

Профессор Дэвид Шуберт вместе со старшим научным сотрудником Памелой Махер, штатным научным сотрудником Антонио Курре и его коллегами разработали способ проверки растительных соединений на их способность защищать и восстанавливать поврежденные клетки мозга. С помощью этого метода лаборатория может просеивать тысячи молекул и выбирать соединения для лекарств, нацеленных на нейродегенеративные заболевания. Затем команда может сосредоточиться на этих молекулах и, в некоторых случаях, сделать их более терапевтическими, изменив их химические свойства с помощью медицинской химии.

Используя этот метод, команда Солка обнаружила несколько соединений, которые обещают улучшить здоровье нервной системы и защитить от слабоумия, включая физетин, содержащийся во фруктах и ​​овощах; куркумин из куркумы; и, совсем недавно, химическое вещество под названием стерубин из калифорнийского растения Yerba santa. Эти исследования приносят свои плоды: разработанное группой производное куркумина под названием J147 сейчас проходит клинические испытания для лечения болезни Альцгеймера. По словам Шуберта, J147 и другие кандидаты в лекарства, по-видимому, снижают многие токсические эффекты, возникающие при старении, и задействуют те же молекулярные пути, что и некоторые другие подходы к борьбе со старением (например, ограничение калорий).

«Мы обнаружили, что ряд молекул растительного происхождения обладают рядом защитных свойств, многие из которых приводят к улучшению когнитивных функций у животных, моделирующих болезнь Альцгеймера», — говорит Шуберт. «У них есть потенциал стать доступными и эффективными средствами для лечения болезни, и, что, возможно, наиболее важно, они увеличивают продолжительность жизни модельных организмов и могут отсрочивать или предотвращать болезни старения у людей».

Исследование Солка болезни Альцгеймера продолжает набирать обороты. В мае 2018 года Институт получил 1,5 миллиона долларов от корейской компании NANOS на создание комплекса NANOS для лечения болезни Альцгеймера стволовыми клетками. Это специальное лабораторное пространство позволяет ученым Солка собирать и хранить образцы и данные от большого числа людей, чтобы более точно определять процессы, такие как восстановление ДНК, которые идут наперекосяк при болезни Альцгеймера.

Кроме того, в ноябре 2018 года Инициатива Аллена Американской кардиологической ассоциации в области здоровья мозга и когнитивных нарушений выделила команде из 10 лабораторий Солка 19,2 миллиона долларов в течение восьми лет для исследования механизмов, лежащих в основе возрастного снижения когнитивных функций.

Ученые из Солка разработали метод выращивания состарившихся клеток мозга из кожи пациентов (на фото) с сохранением клеточных признаков старения. Новая методика позволит лучше изучать возрастные заболевания.

Исследователи из Солка обнаружили, что нейроны (серые) пожилых людей имеют поврежденные митохондрии (зеленые) и сниженное производство энергии, открытие, которое может раскрыть больше о связи между митохондриальной дисфункцией и возрастными заболеваниями головного мозга.

Эта беспрецедентная междисциплинарная работа, возглавляемая президентом Расти Гейджем, рассматривает возрастное снижение когнитивных функций как отказ сложных, взаимозависимых биологических сетей в нашем организме, которые со временем разрушаются. Эти системы включают метаболизм, иммунологию и воспаление, генетику и эпигенетику, а также взаимодействие белков. Понимая, почему сбой в одной из этих систем вызывает крах домино, приводящий к опустошительной деменции, команда стремится выявить новые цели для терапевтических исследований и биомаркеры ранней стадии снижения когнитивных функций.

Исследовательская группа Солка разрабатывает новые инструменты и методы для изучения этих взаимосвязанных сетей и сотовых перекрестных помех. Новые культуры клеток и органоиды мозга, новая модель когнитивного старения приматов и современные алгоритмы машинного обучения позволят ученым лучше понять, как стареет мозг.

«Мы надеемся, что, изучая роль воспаления и других клеточных процессов в развитии болезни Альцгеймера, мы сможем найти прорывы, в которых так отчаянно нуждается человечество», — говорит профессор Сьюзан Кеч, директор Центра иммунобиологии и микробного патогенеза NOMIS Солка, обладатель председатель NOMIS и член руководящей группы этого проекта.

Помимо Гейджа, Хетцера, Кеча, Карлседера, Навлахи и Шаделя, среди других исследователей Солка, получающих грант, Никола Аллен, эксперт по вспомогательным клеткам мозга, называемым астроцитами, Джозеф Экер, сделавший новаторские открытия в области эпигенетики, Джон Рейнольдс, который использует новые модели для составления карт мозга, и Рубена Шоу, который руководит Онкологическим центром Солка и является экспертом в области клеточного метаболизма.

«Возрастные заболевания, особенно нейродегенерация, являются одной из самых насущных проблем, стоящих перед современным обществом», — говорит Гейдж, заведующий кафедрой исследований возрастных нейродегенеративных заболеваний Ви и Джона Адлеров. «Изучая влияние этих биологических систем друг на друга, а также используя мощную вычислительную часть для анализа всех новых данных, я верю, что мы начнем видеть появление эффективных методов лечения».

С появлением новых технологий, смелых усилий и инновационного сотрудничества ученые Солка надеются, что эти и многие другие усилия приведут к более долгой и здоровой жизни.

Поддержите наследие, с которого начинается лечение.

Научные открытия в Институте Солка стали возможными благодаря вашим ежегодным взносам. Ваша поддержка ускорит прорывы в понимании болезней и проложит путь к новым лекарственным препаратам.

Примите участие

Избранные истории

• Джеральд Шейдел исследует стрессовые митохондрии Внутри Солк встретился с Шейделом, чтобы узнать, как он заинтересовался митохондриями, чем он руководствуется с научной точки зрения и что он узнал о старении на этом пути.
• Наука о старении Что мы знаем о долголетии на данный момент: Минимизация курения, ожирения и переедания при максимальном увеличении физических упражнений и социальных взаимодействий, похоже, способствует более долгой и здоровой жизни, но не всегда. В то время как многие факторы преподносились как панацеи для продления жизни — от соблюдения средиземноморской диеты до регулярного употребления красного вина — «фонтан молодости» упорно оставался неуловимым.
• Лилиан Эйхнер: поиск подсказок для борьбы с раком Эйхнер начала изучать рак, работая над докторской диссертацией в Университете Макгилла в Монреале. Она была привлечена в Институт Солка для получения докторской степени, потому что Рубен Шоу, директор Солкского онкологического центра и профессор лаборатории молекулярной и клеточной биологии Солка, применил новый подход к раку, изучая метаболические пути смертельных опухолей.

Наука о старении

В последние годы наука о долголетии резко расширилась, и ученые совершили значительный прорыв в понимании того, как мы можем прожить более долгую и здоровую жизнь.

Пока эти ученые продолжают выяснять, как и почему мы стареем, их исследования показывают, что старение на самом деле может быть в некоторой степени поддающимся изменению процессом. Поддерживаемые наукой вмешательства обещают замедлить процесс старения и увеличить продолжительность жизни. По мнению этих экспертов, старение не может быть неизбежным.

Что такое старение и когда оно начинается?

Старение — это постепенное снижение функции из-за накопления клеточных повреждений. [1] В более широком смысле старение — это кульминация физиологических изменений, происходящих на протяжении всей нашей жизни. Хотя некоторые из этих изменений кажутся безобидными (например, поседение волос и морщины), другие оказывают более глубокое влияние, влияя на такие аспекты здоровья, как подвижность, прочность костей и восприимчивость к болезням.

Старение представляет собой сложный нелинейный процесс, который, как считается, начинается на четвертом десятилетии жизни, в возрасте от до 30-39 лет . [2] Тем не менее, каждый человек стареет с уникальной скоростью. Некоторые люди сохраняют свои умственные способности и выносливость до глубокой старости, в то время как другие начинают проявлять признаки старения уже в возрасте 90 003 20-летнего возраста 90 004 . [3,4] Хотя ключевую роль играют генетика и биология, на скорость старения также существенно влияют поведенческие и психологические факторы, включая диету, физическую активность, курение, уровень стресса, режим сна и социальные связи. [5-8]

Почему мы стареем?

Первоначально считалось, что старение является эволюционным преимуществом человеческого вида — старение и возможная смерть предотвращают перенаселенность и позволяют сохранить полезные генетические черты. [7] Но успехи в исследованиях ясно показали, что этот сложный, многогранный процесс не может быть объяснен одной единственной причиной. Скорее, более широко распространенное объяснение состоит в том, что старение является результатом множества генетических, биологических и экологических процессов, сочетающихся, взаимодействующих и накладывающихся друг на друга на различных уровнях.[7,9]]

Теории старения

Учитывая присущую старению сложность, ученые годами теоретизировали о точных механизмах, лежащих в основе этого процесса, пытаясь понять причину, следствие и то, что сдерживает старение. В какой-то момент более 300 различных теорий пытались объяснить это явление. [7,9]

Успехи в исследованиях, направленных на раскрытие этого процесса, привели к преобладанию двух категорий старения: теории запрограммированного старения и повреждения теории старения .

Запрограммированная теория старения

Запрограммированные теории основаны на представлении о том, что старение является неотъемлемой частью биологии. Клетки запрограммированы на распад и преднамеренное ухудшение функций с течением времени. Другими словами, клетки имеют конечную продолжительность жизни. [7,9,10]

• Генетическая теория : Согласно этой теории, старение вызывается включением и выключением определенных генов.
• Эндокринная теория : Эта теория связывает скорость старения с уровнем гормонов. Уровни гормонов, которые контролируют такие процессы, как регуляция уровня сахара в крови, снижаются с возрастом и вызывают нарушение регуляции клеточных процессов.
• Иммунологическая теория : Эта теория основана на том факте, что иммунная система запрограммирована на пик активности в подростковом возрасте и на снижение с течением времени, что приводит к повышенной восприимчивости к болезням и заболеваниям.

Теория повреждений старения

Теории повреждений старения рассматривают старение не как неотъемлемое, а скорее как накопление повреждений, вызванных факторами окружающей среды. Согласно этой теории, износ является основной причиной старения. [7,9,10]

• Теория износа: Эта теория предполагает, что клетки и ткани не предназначены для вечной жизни, поскольку у них также есть жизненно важные части, которые изнашиваются при длительном использовании.
• Теория скорости жизни: Согласно этой теории, скорость метаболизма организма определяет продолжительность жизни, причем более быстрый метаболизм приводит к сокращению продолжительности жизни.
• Теория перекрестных связей: Согласно этой теории, старение происходит по мере того, как перекрестно связанные белки накапливаются и повреждают клетки и ткани.
• Теория свободных радикалов: Эта теория предполагает, что старение вызывается воздействием свободных радикалов из окружающей среды, которые повреждают ДНК, белки и липиды. Воздействие окружающей среды на сигаретный дым, загрязнение окружающей среды и ультрафиолетовые лучи способствуют образованию свободных радикалов.
• Теория нестабильности генома: Эта теория утверждает, что старение происходит из-за повреждения ДНК, особенно митохондриальной ДНК, которую организм не может восстановить. Со временем эта поврежденная ДНК накапливается и еще больше препятствует процессу восстановления ДНК.
• Теория информации Впервые предложенная доктором Дэвидом Синклером в его книге Продолжительность жизни: почему мы стареем и почему нам не нужно , эта теория связывает старение с потерей информации. Когда клетки повреждаются, они теряют информацию, кодирующую их идентичность. По мере накопления повреждений все больше клеток теряют свою идентичность, а функции тканей и органов начинают снижаться, что приводит к старению.[11] Ознакомьтесь с этой статьей, чтобы узнать больше об уроках доктора Синклера с момента публикации Lifespan 9.0004 .

Можно ли замедлить старение?

По мере развития исследований эксперты по старению переосмысливают процесс старения. Старение представляет собой не просто набор врожденных биологических процессов, которые приводят к необратимым молекулярным и клеточным изменениям, а сложное взаимодействие между генетикой и образом жизни. Хотя гены являются наследственными, исследования показывают, что люди могут продлить свою жизнь, изменив ключевые аспекты образа жизни, такие как диета, физические упражнения, стресс и сон. [12-14]

Подтвержденные наукой привычки против старения

Хотя долголетие может быть конечной целью, эти вмешательства направлены не только на увеличение продолжительности жизни, но и на увеличение продолжительности жизни — количества лет, в течение которых мы живем в добром здравии.

1. Ешьте ростки брокколи: Ростки брокколи богаты сульфорафаном, мощным антивозрастным соединением. Сульфорафан активирует в организме пути, которые подавляют воспаление, активируют детоксикацию и способствуют антиоксидантному действию.[15]
2. Качественный сон, но не слишком долгий : Пока мы спим, в организме запускаются механизмы восстановления. Одно исследование, посвященное изучению привычек сна 1,3 миллиона человек, показало, что те, кто спал от шести до девяти часов в сутки, имели самый низкий риск смертности от всех причин по сравнению с теми, кто спал менее шести или более девяти часов в сутки. [16]
3. Сокращение потребления красного мяса: Потребление красного и переработанного мяса связано с повышенным риском смертности от всех причин и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, основной причины смерти в Соединенных Штатах. [17,18] Согласно одному исследованию, замена красного мяса растительными источниками белка, такими как бобы или тофу, связана с уменьшением риска смертности на 13% у мужчин и на 15% у женщин.
4. Рассмотрим интервальное голодание: Периодическое голодание способствует долголетию, вызывая адаптивную реакцию организма на стресс — положительный тип физиологического стресса. Адаптивный стресс активирует различные пути в организме, которые помогают увеличить выработку антиоксидантов, стимулируют восстановление ДНК, уменьшают воспаление и удаляют мертвые и поврежденные клетки. [19]
5. Держите уровень стресса под контролем: Хорошо известно, что высокий уровень стресса отрицательно влияет почти на все аспекты здоровья, включая долголетие. Исследования показывают, что те, кто может справляться со стрессом и испытывать положительные эмоции, такие как счастье и радость, живут дольше и здоровее. [20]

Основные выводы

• Старение — это снижение функциональной способности с течением времени из-за накопленного клеточного повреждения.
• Не существует единого объяснения того, почему мы стареем. Скорее, старение является результатом сложных взаимодействий между нашей генетикой и окружающей средой.
• Существует две основные категории старения: запрограммированные теории и теории повреждений .
• Основываясь на последних научных достижениях, исследователи считают, что процесс старения можно замедлить.
• Хорошо сбалансированная диета, достаточное количество сна и управление уровнем стресса — три ключевых фактора, с которыми соглашаются эксперты по долголетию.

Ссылки

[1] Понимание динамики процесса старения. Национальный институт здоровья. По состоянию на 8 августа 2022 г.

[2] Дзеччяж М., Филип Р. Биологические психологические и социальные детерминанты старости: биопсихосоциальные аспекты старения человека. Энн Агрик Энвирон Мед . 2014;21(4):835-838.

[3] Старение и здоровье. Всемирная организация здравоохранения. По состоянию на 8 августа 2022 г. 

[4] Мельцер Д., Пиллинг Л.С., Ферруччи Л. Генетика старения человека. Nat Rev Genet . 2020;21(2):88-101.

[5] Кримминс Э.М. Социальные признаки старения: предложения по изучению героизма. Старение Res Rev . 2020;63:101136.

[6] Пассарино Г., Де Ранго Ф., Монтесанто А. Человеческое долголетие: генетика или образ жизни? Для танго нужны двое. Иммунное старение . 2016;13:12. Опубликовано 5 апреля 2016 г. 

[7] Kirkwood TB. Понимание странной науки о старении. Сотовый . 2005;120(4):437-447.

[8] ДиЛорето Р., Мерфи, Коннектикут. Клеточная биология старения. Мол Биол Селл . 2015;26(25):4524-4531.

[9] da Costa JP, Vitorino R, Silva GM, Vogel C, Duarte AC, Rocha-Santos T. Краткий обзор теории старения, механизмов и перспектив на будущее. Старение Res Rev . 2016;29:90-112.

[10] Джин К. Современные биологические теории старения. Старение Dis . 2010;1(2):72-74.

[11]. Синклер, Дэвид. Продолжительность жизни: почему мы стареем и почему нам это не нужно. Книги Атрии; 2019. 

[12] Мускат С.М., Баррьентос Р.М. Модификации образа жизни с противовоспалительными свойствами у стареющего населения. Опыт Геронтол . 2020;142:111144.

[13] Peskind ER, Li G, Shofer JB, et al. Влияние изменений образа жизни на возрастное повреждение головного мозга свободными радикалами. JAMA Нейрол . 2014;71(9):1150-1154.

[14] Мамалаки Э., Чарисис С., Анастасиу К.А. и соавт. Продольная связь образа жизни с когнитивным здоровьем и риском деменции: результаты исследования HELIAD. Питательные вещества . 2022;14(14):2818. Опубликовано 8 июля 2022 г.

[15] Giacoppo S, Galuppo M, Montaut S, et al. Обзор нейропротекторных эффектов изотиоцианатов для лечения нейродегенеративных заболеваний. Фитотерапия . 2015;106:12-21.

[16] [17] Виртанен Х.К., Вутилайнен С., Коскинен Т. Т. и др. Пищевые белки и источники белков и риск смерти: исследование факторов риска ишемической болезни сердца Куопио. Am J Clin Nutr . 2019;109(5):1462-1471.

[18] Alshahrani SM, Fraser GE, Sabaté J, et al. Красное и переработанное мясо и смертность среди населения с низким потреблением мяса. Питательные вещества . 2019;11(3):622. Опубликовано 14 марта 2019 г.

[19] Саад Р. Влияние периодического голодания на здоровье, старение и болезни. N Английский J Med . 2020;382(18):1773.

[20] Окели Дж. А., Вайс А., Гейл К. Р. Взаимодействие между стрессом и позитивным аффектом в прогнозировании смертности. J Психосом Res . 2017;100:53-60.

Наука долголетия — Медицина Вандербильта Медицина Вандербильта

Автор:
Ли Макмиллан на
Понедельник, 16 мая 2022 г. в
Особенности, весна 2022 г. .

Фото Эрин О. Смит

Когда кто-то спрашивает ее возраст, Эбри Пиллоу отвечает, что ей 10.

«Мне 82 года, но я в шутку сложила восемь и два», — смеется она.

Подушка энергична и занята, занимается садоводством и другими домашними проектами, волонтерской работой в церкви и обществе, семейными собраниями и ночевками правнуков. По ее словам, она и ее муж, 85-летний Джо Никерсон, хорошо стареют.

Она объясняет свое долголетие тем, что всегда следит за тем, что она ест, поддерживает здоровый вес, остается физически и умственно активной и посвящает свое время и энергию другим. Она и мужа занимает.

«Я еще не убедил ее, что я на пенсии», — шутит Никерсон.

Генетика тоже на их стороне. Мать Пиллоу умерла в прошлом году в возрасте 101 года; ее отец дожил до 70 лет. Родители Никерсона дожили до 90 и 95 лет.

Пиллоу и Никерсон делают то, что рекомендуется для поддержания хорошего здоровья в целом: едят здоровую пищу, занимаются спортом и остаются социально активными. Рецепт тот же, чтобы прожить долгую жизнь.

Чтобы хорошо стареть, «прямо сейчас, с точки зрения окружающей среды, все, что мы можем контролировать, — это наша диета и наши физические упражнения», — говорит Лаура Нидернхофер, доктор медицинских наук 98 и 96 лет, директор Института биологии старения и метаболизма в Университете Нью-Йорка. Миннесота и выпускница Медицинской школы Университета Вандербильта.

Но лекарства, которые нацелены на старение, чтобы отсрочить болезнь и продлить срок нашего здоровья — количество лет, в течение которых мы живем в добром здравии (не обязательно увеличение общей продолжительности жизни), — могут появиться на горизонте. Это цель исследователей, выдвигающих «гипотезу геронауки», идею о том, что старение само по себе является самым большим фактором риска для большинства хронических заболеваний.

«Разве не имеет смысла терапевтически воздействовать на что-то, связанное с биологией старения, а не на такие факторы риска, как артериальное давление и холестерин?» — спрашивает Нидернхофер. «Мы могли бы оказать очень сильное влияние и одновременно снизить риск многих заболеваний, если бы сосредоточились на биологии старения».

Потребность острая. Бюро переписи населения США называет 2030 год «демографическим поворотным моментом», когда всем бэби-бумерам будет 65 лет и старше, а к 2034 году Бюро переписи населения прогнозирует, что впервые в истории США число пожилых людей превысит количество детей. К 2060 году почти каждому четвертому американцу будет 65 лет или больше, по сравнению с примерно каждым шестым в 2020 году9.0005

«Наше общество будет меняться, и старение, как широкая область, требует участия людей, обладающих всеми знаниями … от этики до управления, политики, разработки лекарств и так далее», — говорит Нидернхофер. «Нам нужно действовать агрессивно».

 

Старение как модифицируемый процесс

Проще говоря, старение — это зависящее от времени снижение функции — клетки, ткани, всего организма.

Для людей «старение начинается тогда, когда заканчивается развитие, а это означает, что мы начинаем стареть, когда нам за 20», — говорит Лаура Дуган, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой медицины Альцгеймера и гериатрической медицины Абрама С. Шмерлинга в Вандербильте. для пожилых пациентов и руководит исследовательской лабораторией нейробиологии, занимающейся изучением стареющего мозга. «Старение, безусловно, увеличивает риск заболеваний, особенно заболеваний головного мозга. Биологически старение может начаться раньше, чем мы думаем».

Намек на то, что старение может быть регулируемым процессом, а не просто «изнашиванием» с течением времени, исходит из признания различий в старении у животных.

«Существует невероятный диапазон продолжительности жизни в животном мире: от мелких насекомых, живущих несколько дней, до видов китов и акул, которые живут более 200 лет», — говорит Кристофер Буркевитц, доктор философии, исследователь старения и доцент Клетка и биология развития в Вандербильте. «Процесс старения не происходит с фиксированной скоростью; она варьируется в широких пределах. Это был главный ключ к тому, что биологическое старение, не хронологическое, а биологическое старение, можно изменить».

Также ясно, что процесс старения сильно различается у особей одного и того же вида. Долгожителей, доживших до 100 лет, и долгожителей, доживших до 110 лет, изучают на предмет понимания генетических, биологических факторов и факторов образа жизни, которые увеличивают продолжительность жизни.

По словам Дугана, самым старым задокументированным человеком была Жанна Кальман из Франции, которая дожила до 122 лет. «Она каталась на велосипеде в возрасте 119 лет, что говорит нам о том, что есть потенциал увидеть улучшение старения у людей, если мы сможем это понять».

Даже для крошечного червя-нематоды C. elegans изменения в процессе старения являются нормой. В среднем червь живет в лаборатории около трех недель.

«В генетически идентичной популяции, где все черви являются клонами друг друга, и все они живут в одной и той же среде, маленькой чашке Петри, их продолжительность жизни варьируется от двух недель до четырех недель», — говорит Буркевитц, который использует C .elegans в качестве модельной системы для изучения механизмов старения. «Понимание источников этой изменчивости и способов ее прогнозирования является одним из передовых направлений в этой области».

Исследования C. elegans заложили основу концепции о том, что генетические и биологические сигнальные пути контролируют старение. В 1993 году Синтия Кеньон и ее коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Франциско сообщили в журнале Nature, что черви с мутациями в гене, кодирующем члена семейства рецепторов инсулина, жили более чем в два раза дольше червей дикого типа.

«Открытие того, что один ген может оказывать такое сильное влияние на процесс старения, было действительно шокирующим и вселило надежду на то, что мы можем что-то сделать, чтобы вмешаться в процесс старения», — говорит Буркевитц.

Нарушение чувствительности к питательным веществам (одним из аспектов является передача сигналов инсулинового рецептора) является одним из девяти «признаков старения» — процессов, которые характеризуют старение на клеточном уровне и являются активными областями исследований.

«Признаки старения взаимосвязаны, и мы не знаем, какие из них лучше всего подходят для борьбы со старением. Это может быть комбинация», — отмечает Нидернхофер.

 

Путь к сенолитикам

Нидернхофер связывает свой интерес к старению с первой работы, которую она получила в старшей школе в качестве помощника медсестры в доме престарелых, где она увлеклась тем, что помогает пожилым людям сохранять достоинство.

Во время учебы в колледже она заинтересовалась повреждением и восстановлением ДНК и в течение пяти лет работала научным сотрудником в Массачусетском технологическом институте, изучая влияние повреждения ДНК на структуру ДНК.

В рамках программы подготовки медицинских ученых в VUSM Нидернхофер продолжал исследовать повреждения ДНК — от эндогенных молекул, образующихся в результате окисления липидов в клетках — в лаборатории Лоуренса Марнетта, доктора философии. После получения докторской степени она решила отказаться от ординатуры, чтобы продолжить свои исследования в рамках постдокторской стипендии в Медицинском центре Эразма в Роттердаме, Нидерланды, где она изучала повреждения ДНК на моделях мышей.

Лаура Нидернхофер, MD’98, PhD’96

Именно там соединились ее исследовательский интерес к повреждению и восстановлению ДНК и ее прежняя страсть к пожилым людям.

«Я хотел понять, какое влияние на здоровье оказывает повреждение ДНК, если его не восстанавливать, и это прекрасно перетекает в старение. Повреждение ДНК является признаком старения. Что дает урон? Это вызывает клеточное старение (клетки перестают делиться, но не умирают), и это приводит к старению», — говорит Нидернхофер. «Все как-то совпало».

Нидернхофер и ее коллеги разработали модели мышей с генетическими дефектами в механизмах репарации ДНК и показали, что удаление механизмов репарации ДНК вызывает ускоренное старение.

«Было абсолютно ясно, что мыши, которые не могут восстанавливать повреждения ДНК, быстро стареют», — говорит она.

Мутации, влияющие на репарацию ДНК, также были выявлены у людей с прогероидными синдромами — редкими генетическими нарушениями, вызывающими клинические признаки старения, такие как выпадение волос, стянутость кожи, остеопороз и сердечно-сосудистые заболевания в молодом возрасте. Мышиные модели этих синдромов являются важным инструментом для исследования старения.

Повреждение ДНК

, которое не восстанавливается, или другие клеточные стрессоры запускают сигнальный каскад, который останавливает репликацию ДНК и деление клеток и устанавливает состояние постоянной остановки, называемое старением.

«Цель старения — предотвратить рак; это блестящая, эволюционно законсервированная стратегия», — говорит Нидернхофер.

Но стареющие клетки, которые «выглядят как жареные яйца», меняют паттерны экспрессии генов и секретируют провоспалительные и другие разрушительные молекулы. Их необходимо удалить, и это происходит в процессе, который легко происходит у молодых людей, но замедляется с возрастом.

Ученые из клиники Майо разработали модель мыши с индуцируемым лекарствами геном «самоубийства», который при активации убивал стареющие клетки. Их статья 2011 года в Nature продемонстрировала, что очистка стареющих клеток отсрочивает появление возрастных патологий на модели прогероидных мышей.

«Эти исследования вселили в нас уверенность в том, что стареющие клетки действительно вызывают старение», — говорит Нидернхофер. «Если мы могли очистить их и улучшить здоровье с помощью генетических трюков, то мы, безусловно, могли бы сделать это с помощью лекарств».

Niedernhofer и ее коллеги исследовали библиотеки лекарств в клетках с дефицитом репарации ДНК, которые стареют в культуре; их коллеги из клиники Мэйо использовали биоинформатический подход. В 2015 году они сообщили о новом классе препаратов: сенолитиках, которые избирательно убивают стареющие клетки. Комбинация противоракового препарата дазатиниба и натурального растительного продукта кверцетина убивала стареющие клетки и увеличивала продолжительность жизни у прогероидных мышей. Однократная доза улучшала показатели сердечно-сосудистой системы и переносимость физических нагрузок у нормальных старых мышей.

 

Омолаживающие препараты в течение десятилетия?

По словам Нидернхофера, в настоящее время проводится около 30 клинических испытаний сенолитиков. Проблема, отмечает она, заключается в том, что многие лекарства являются натуральными продуктами; ее фаворитом является физетин, которого много в клубнике.

Текущие испытания сенолитиков направлены на то, чтобы показать, что препараты уменьшают старение клеток, безопасны и, возможно, обеспечивают некоторое улучшение при таких заболеваниях, как идиопатический легочный фиброз, хроническое заболевание почек, остеоартрит и даже инфекция COVID. Тем временем Нидернхофер и ее коллеги работают над созданием новых сенолитиков, которые заинтересуют фармацевтические компании и подтолкнут к дальнейшим исследованиям.

И не только сенолитики. Многочисленные усилия направлены на другие признаки старения с помощью ресвератрола и родственных соединений, метаболитов, таких как НАД и рапамицин.

Но нынешние испытания не затрагивают напрямую важные вопросы геронауки: могут ли лекарства бороться со старением? Может ли одно лекарство отсрочить начало болезни или лечить сразу несколько болезней?

В настоящее время Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов не считает старость или слабость мишенью для приема лекарств. В рамках исследования Targeting Aging with Metformin (TAME) будет проверено, есть ли у людей, принимающих метформин, широко используемый препарат от диабета, задержка развития или прогрессирование возрастных хронических заболеваний, таких как болезни сердца, рак и нейродегенеративные заболевания. Метформин, по-видимому, влияет на несколько признаков старения, и было показано, что он замедляет старение в моделях на животных. После того, как оно будет полностью профинансировано, в испытании TAME планируется принять участие 3000 человек в возрасте 65–79 лет.на 14 площадках по всей стране.

«Я думаю, что в течение этого десятилетия мы получим ответ о том, действительно ли это сработает», — говорит Нидернхофер. «И тогда потребуется много тонкой настройки.

«Нам также понадобятся биомаркеры, чтобы определить, какой тип терапии старения кому-то нужен. Я думаю, что это станет подходом к персонализированной медицине, потому что мы все разные; мы все стареем по-разному».

главных прорывов в исследованиях старения

стареющие клетки могут быть удалены

Упражнения имеют клеточные и когнитивные преимущества

Ограничение определенных продуктов-без ограничения калорий. агрегация может сохранить здоровье

Обнаружены лекарства, продлевающие жизнь мышам

Джуди Кампизи, доктор философии


1990 Получатель исследовательского гранта AFAR для младших преподавателей Джуди Кампизи, доктор философии , возглавляла исследования старения, рака и старения. В качестве профессора биогеронтологии и директора лаборатории Кампизи в Институте исследований старения Бака, а также научного соучредителя Unity Biotech, Кампизи работает над тем, чтобы сенолитические препараты прошли клинические испытания при определенных заболеваниях, таких как остеоартрит и глаукома.

Д-р Кампизи также является соавтором исследования по удалению стареющих клеток для облегчения причин диабета у мышей с ожирением.

Натан ЛеБрассер, доктор философии

Стипендия Гленна/AFAR 2002 года за исследования в области биологии старения и лауреат премии Винсента Кристофало «Восходящая звезда» в области исследований старения 2019 года Натан Лебрассер, доктор философии , обнаружил, что физические упражнения помогают предотвратить последствия нездорового питания, а также уровни преждевременного накопления стареющих клеток.

Доктор ЛеБрассер — доцент и директор программы «Здоровое старение и независимая жизнь» в Центре старения «Когод» при клинике Майо.

Томас Рэндо, доктор медицины, доктор философии

Премия Пола Б. Бисона за развитие карьеры новых лидеров в области старения, 1990 г., и лауреат премии Гленна/AFAR «Прорывы в геронтологии» (BIG), 2008 г. и действующий член правления AFAR Томас Рандо, доктор медицины, доктор философии, из Стэнфордский университет первым исследовал роль молодой крови в замедлении процессов старения.

В исследовании доктора Рандо было изучено, что содержится в молодой крови, обладающей этим потенциальным терапевтическим эффектом, а также попытка понять, что на самом деле меняется в старых клетках на молекулярном уровне, благодаря чему они кажутся моложе.

Доктор Рандо — профессор кафедры неврологии и неврологических наук Медицинской школы Стэнфордского университета; директор Центра биологии старения Гленна Медицинской школы Стэнфордского университета; и заместитель директора Стэнфордского центра долголетия (SCL). Доктор Рандо также является членом правления AFAR.

Вальтер Д. Лонго, доктор философии

Исследовательский грант AFAR 1998 года для младших преподавателей и лауреат премии Винсента Кристофало «Восходящая звезда» в области исследований старения 2013 года Вальтер Д. Лонго, доктор философии, , впервые провел исследование «диеты, имитирующей голодание», которая включает периодическое снижение потребления калорий в течение пяти дней.

Его исследования показали, что диета, имитирующая голодание, путем периодического сокращения калорий снижает факторы риска возрастных заболеваний, таких как болезни сердца и рак, среди прочих.

Доктор Лонго — директор Института долголетия Университета Южной Калифорнии, профессор геронтологии Эдны М.Джонс и профессор биологических наук Школы геронтологии им. Леонарда Дэвиса Университета Южной Калифорнии. Автор книги «Диета долголетия».

Ana Maria Cuervo, MD, PhD

Получатель исследовательского гранта AFAR 2000 для младших преподавателей Ana Maria Cuervo, MD, PhD , является лидером в изучении агрегации белков, поскольку она связана с биологией старения, с акцентом при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и Хантингтона.

Доктор Куэрво получила широкое признание в этой области благодаря своим исследованиям в области аутофагии, процесса, используемого клетками для удаления или переработки продуктов жизнедеятельности, включая поврежденные белки и органеллы, а также роли отказа аутофагии в старении и возрастных заболеваниях.

Она является профессором биологии развития и молекулярной биологии, анатомии и структурной биологии, а также медицины и содиректором Института изучения старения Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна.

Matt Kaeberlein, PhD

Гранты Фонда Гленна для медицинских исследований и AFAR для младших преподавателей в 2006 г. Проектная, , в котором исследуется, как рапамицин может помочь укрепить здоровье собак и тем самым помочь нам лучше понять старение человека.

На мышах было показано, что препарат рапамицин отсрочивает начало болезни Альцгеймера и даже замедляет нормальное возрастное ухудшение памяти, сохраняет функцию сердца, предотвращает несколько видов рака и улучшает реакцию на вакцину у пожилых людей.

Доктор Кэберляйн — профессор кафедры патологии Вашингтонского университета в Сиэтле; директор Научно-исследовательского института здорового старения и долголетия Вашингтонского университета; и содиректор Центра передового опыта в области фундаментальной биологии старения Вашингтонского медицинского университета Натана Шока.

Дена Дубаль, доктор медицины, доктор философии

Исследовательский грант AFAR 2015 г. для младших преподавателей, Премия Пола Б. Бисона за развитие карьеры новых лидеров в области старения 2009 г. и стипендия AFAR 1998 г. для исследований в области биологии старения получатель Дена Дубаль, доктор медицины , PhD, , ведет исследования Х-хромосомы и старения.

Лаборатория доктора Дубала определяет, каким образом вторая Х-хромосома обеспечивает нейронную устойчивость при старении и болезнях посредством механизмов ускользания от инактивации Х— и от импринтинга Х-родителя.

Она изучала на мышах, как схема овариального цикла влияет на связанные с болезнью сети, познание и экспрессию патогенных белков; в переводе на людей это исследование может иметь отношение к молодым женщинам, подверженным риску болезни Альцгеймера.