Борьба со старостью или бесполезная трата времени?: UEFIMA.RU: Анна Шиховец : Вот что автор пишет в статье "Борьба со временем: какие стратегии используют ученые для изучения и замедления процесса старения", - Несмотря на все достижения современной науки, старение до сих пор не имеет точного определения.
В принципе, этот процесс связан с тем, что системы и органы организма теряют способность поддерживать постоянство параметров внутренней среды (гомеостаз), а также с потерей стрессоустойчивости и развитием хронических заболеваний.
"Например, многие онкологические заболевания напрямую связаны со старением, но не меньшее влияние на их развитие могут оказывать генетическая предрасположенность, пагубное влияние факторов окружающей среды и даже вирусные заболевания", - говорит Денис Кузьмин, заведующий кафедрой биомедицинской физики МФТИ. В связи с этим мы не можем выделить "более важные" причины многочисленных фенотипов старения".
Однако ученые не оставляют попыток объяснить этот неизбежный процесс. Один из возможных вариантов - объяснить его как системное аутовоспалительное заболевание. Такая концепция разрабатывается в Институте биологии старения Университета Лобачевского.
Эволюция создала механизм воспаления как защитную реакцию на вторжение инфекций в организм. Однако из-за наших собственных повреждений и возрастных изменений иммунная система активирует воспалительные процессы без какой-либо внешней атаки. В то же время мы знаем, что хроническое воспаление является причиной атеросклероза, рака и нейродегенеративных заболеваний. Если наша точка зрения верна, то старение - это хроническое аутовоспалительное заболевание, а болезни, связанные со старением, - его симптомы", - поясняет директор Алексей Москалев.
Многие процессы, связанные со старением, происходят на клеточном уровне. Один из них - укорачивание теломер. Теломеры расположены на концах хромосом и защищают их от повреждений и "склеивания" с другими хромосомами. Эта теория была предложена биологом А.М. Оловниковым в 1970-х годах. По его мнению, при каждом делении клетки концы хромосом укорачиваются и в конце концов становятся неспособными к делению.
Известно, что даже длинные теломеры приводят к остановке клеточного цикла. Важную роль играет не только степень укорочения теломер, но и скорость и тип укорочения теломер", - отмечает профессор Мария Зверева, заместитель декана химического факультета МГУ, доктор химических наук.
Действительно, существует множество теорий о клеточном старении. Одним из главных оппонентов теломерной теории считается теория окислительного стресса. Однако это не означает, что другие теории не состоятельны. Важный вопрос - каковы основные триггеры клеточного старения? По мнению экспертов, чтобы выяснить это, необходимы более фундаментальные исследования.
"На сегодняшний день накоплено огромное количество данных, некоторые из которых могут быть противоречивыми. Если говорить о развитии некоторых заболеваний и продолжительности жизни, то наиболее хорошо изучена длина теломер белых кровяных клеток. Однако лейкемические клетки - это лишь один из типов клеток в организме. Длина теломер, безусловно, является индикатором клеточного старения, но это не панацея, - говорит специалист.
Другой процесс связан со свободными радикалами. В большинстве клеток есть митохондрии, которые являются генераторами энергии и обеспечивают энергией все метаболические процессы в организме. В качестве побочного продукта этого процесса выработки энергии образуются свободные радикалы, которые могут повредить структуру клетки и даже сами митохондрии. С возрастом количество поврежденных митохондрий увеличивается. Это приводит к энергетическому кризису, в который вовлекаются почки, сердце, печень и мозг.
Поврежденные митохондрии выделяют факторы, которые вызывают воспалительную реакцию. Это связано с тем, что на заре эволюции митохондрии произошли от бактерий. Поэтому организм способен распознать фрагменты митохондрий как сигнал о бактериальной инфекции", - добавил Алексей Москалев, директор Института биологии старения Университета Лобачевского.
К счастью, существуют способы борьбы со свободными радикалами. Эффективны антиоксиданты. Наиболее активны витамины С, Е и А, полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 и омега-6, бета-каротин и коэнзим Q10. Эти молекулы легко взаимодействуют со свободнорадикальными формами кислорода и противостоят окислительным процессам.
Российские ученые также ищут эффективные средства в этом направлении. Недавно в Иркутском институте химии СО РАН было синтезировано соединение, способное замедлять разрушение клеточных структур.
Вещество создано на основе молекул селена и обладает антиоксидантными свойствами. В будущем это вещество будет использовано для разработки методов лечения сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, диабета, артрита, болезней Альцгеймера и Паркинсона.
"Однако проблемы старения кроются не только в клетках. Ученые полагают, что важную роль в этих процессах может играть так называемый внеклеточный матрикс - сложная взаимосвязанная сеть, в которую вплетены клетки. Компоненты внеклеточного матрикса определяют механические и биохимические свойства ткани, поддерживают внеклеточный гомеостаз, а также влияют на внутриклеточные процессы. Видимо, накопленные повреждения внеклеточного матрикса (состоящего из коллагена, эластиновых белков и т.д.) влияют на жизнеспособность клеток", - говорит Алексей Москалев.
В то же время другие эксперименты показали, что пересадка стволовых клеток от старых мышей к молодым восстанавливает их регенеративную способность. Животные, которым были пересажены клетки, живут более восьми лет, что почти в три раза превышает их максимальную продолжительность жизни.
Если посмотреть на ситуацию с точки зрения генетики, то все не так просто. На сегодняшний день известно более 1000 генов, вовлеченных в различные механизмы старения. Многие возрастные заболевания имеют генетическую предрасположенность.
Статистика показывает, что только в 10-15% случаев продолжительность жизни потомства зависит от продолжительности жизни родителей, - говорит Денис Кузьмин, директор департамента биомедицинской физики МФТИ: "Однако в генотипе долгожителей нельзя выявить единую закономерность".
"Одним из объяснений этого явления является гипотеза Медавара. Она гласит, что в дикой природе смертность от старения очень мала по сравнению со смертностью от внешних причин (например, болезней или хищников) у большинства видов. Поэтому мутации, увеличивающие продолжительность жизни, не закрепляются в популяции. Таким образом, большинство генетических факторов, увеличивающих продолжительность жизни, варьируют от особи к особи. Это происходит потому, что многие из них не являются генетическими, а возникают в результате случайных мутаций", - сказал докладчик.
Несмотря на то что механизмы старения в настоящее время во многом неизвестны, наука уже активно ищет подходы к влиянию на эти процессы. Ученые изучают, как организм распознает питательные вещества, исследуют активность гена mTOR, который играет ключевую роль в регулировании клеточного метаболизма, и изучают способы безопасного удаления стареющих клеток из организма с помощью индуцированного апоптоза (программируемой клеточной смерти).
Еще одна проблема - так называемые ретротранспозоны, вирусоподобные гены, которые могут перемещаться по геному и увеличивать число своих копий. На их долю приходится более 40 % хромосомного генома наших клеток. Хотя в соматических клетках эти процессы строго регулируются, специалисты обнаружили, что многие из этих генов активизируются в процессе старения.
"В этом