Здоровье: почему происходит старение и что делает наука, чтобы обратить его вспять

НЬЮ-ЙОРК - По некоторым оценкам, потребители тратят 62 миллиарда долларов в год на "антивозрастные" процедуры. Но хотя кремы, краски для волос и ботокс могут создать впечатление молодости, ни один из них не может повернуть время вспять. "Ученые работают над пониманием биологических причин старения в надежде однажды создать средства, способные замедлить или остановить его видимые признаки и, что еще важнее, связанные с ним заболевания. Эти глубинные механизмы часто называют "отличительными признаками старения". Многие из них делятся на две большие категории: общий износ на клеточном уровне и снижение способности организма избавляться от старых или нефункциональных клеток и белков. Самое главное в "отличительных признаках" - это то, что в процессе старения в организме происходят сбои, которые можно обратить вспять", - говорит Линда Партридж, профессор-исследователь из отдела биологических наук Университетского колледжа Лондона, которая помогала разработать схему "отличительных признаков старения". До сих пор исследования проводились в основном на животных, но постепенно эксперты распространяют их и на людей. Тем временем понимание того, как происходит старение, может помочь нам контекстуализировать советы и информацию о последних "прорывах", говорит Венки Рамакришнан, биохимик и нобелевский лауреат, который написал о многих отличительных признаках старения в своей новой книге Why We Die: The New Science of Aging and the Quest for Immortality. "New York Times спросила экспертов об отличительных признаках старения, о том, как они могут вызвать болезни и как ученые пытаются их изменить. Хотя перечислены не все из них, ниже выделены две основные темы: износ и проблемы с устранением. "Многие возрастные изменения связаны с тем, что наши клетки и даже гены с возрастом повреждаются и ведут себя неправильно. "Хотя мы считаем, что наши гены заложены с рождения, ДНК накапливает изменения с годами. Иногда ошибки возникают при делении клетки, а спонтанные опечатки - при копировании и вставке ДНК из одной клетки в другую. Мутации также могут возникать в результате воздействия окружающей среды, например ультрафиолетового излучения солнца. В наших клетках есть механизмы для исправления этих генетических мутаций, но с возрастом их эффективность снижается, а значит, ошибки могут накапливаться. Ученые не знают, почему именно ухудшается работа механизмов восстановления ДНК. "Это вопрос на миллиард долларов", - говорит Эндрю Диллин, профессор молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета в Беркли. "Единственное, что мы знаем, - это то, что эффективность снижается с возрастом. Главное следствие этого - клетки перестают функционировать должным образом и помечаются как ненужные (о чем мы поговорим позже). В худшем случае могут произойти мутации в генах, подавляющих опухоли, что приведет к раку". "Каждый раз, когда клетка реплицируется и копируется ее ДНК, концы хромосом становятся немного короче. Эти особые участки генома называются теломерами и часто сравниваются с пластиковыми колпачками на концах шнурков, которые не дают им распутаться. "Когда теломеры клетки становятся слишком короткими, она перестает делиться. В молодости этот процесс полезен, поскольку не позволяет клеткам размножаться вечно и превращаться в раковые. Но с возрастом укорачивание теломер становится проблемой, особенно для стволовых клеток, которые организм использует для пополнения запасов кожи, крови и других тканей. "У стволовых клеток есть специальный инструмент для борьбы с этим, но со временем даже они теряют свои теломеры. Когда это происходит, "они больше не могут делиться, и популяция стволовых клеток теряется", - говорит Диллин. "Истощение стволовых клеток является основным фактором некоторых физических признаков старения, таких как седые волосы и более тонкая, менее эластичная кожа". Некоторые средства по уходу за кожей утверждают, что они восстанавливают стволовые клетки, но доказательств того, что они работают, мало". "Другие изменения происходят благодаря так называемой эпигенетике: химическим модификациям генома, которые влияют на то, какие гены включаются или выключаются в клетке. Некоторые эпигенетические изменения происходят естественным образом по мере развития организма, в то время как другие вызываются окружающей средой. Некоторые эксперты утверждают, что эпигенетические изменения можно использовать для определения "биологического возраста" человека: "Ученые обнаружили, что многие эпигенетические механизмы, которые помогают контролировать активность и даже идентичность наших клеток, с возрастом начинают разрушаться. Если это происходит в большом количестве клеток, это может повлиять на здоровье и работу органов". Например, эпигенетические изменения в клетках сердца иногда способствуют утолщению артерий или снижению способности сердца положительно реагировать на физические нагрузки. "Сейчас проводится много исследований эпигенетических изменений, потому что они более легко обратимы, чем мутации ДНК, - говорит Эрик Вердин, президент Института исследований старения Бака. - Фундаментальным компонентом клеточного здоровья является производство энергии, которая поступает из митохондрий - энергетического центра клетки. С возрастом митохондрии перестают работать так же хорошо, как раньше, становятся менее эффективными и вырабатывают меньше энергии. "Если вы не вырабатываете достаточно энергии, все остальные клеточные процессы не будут работать так же эффективно", - сказал Вердин, который участвует в двух компаниях, занимающихся поиском лекарств против старения. "Изменения в клеточной энергии также повлияют на другие аспекты клеточного здоровья, такие как эпигенетика, - сказал Диллин. Поврежденные митохондрии могут также вытекать из клетки и вызывать воспаление - еще один аспект старения, связанный со многими хроническими заболеваниями. "Регулярные физические упражнения - главная рекомендация экспертов для хорошего старения - являются одним из лучших способов улучшить здоровье митохондрий. "С возрастом не только накапливаются дефектные клетки из-за вышеупомянутых проблем, но и разрушаются способы избавления от них. Один из самых важных способов борьбы со сбойными клетками - перевести их в состояние, известное как сенисценция. Эти клетки перестают делиться и начинают выделять воспалительные химические вещества, которые дают сигнал иммунной системе избавиться от них. "Обычно это не является проблемой - более того, это необходимая часть нормального оборота клеток, - но с возрастом происходят две вещи. Во-первых, становится больше клеток, от которых нужно избавляться. Во-вторых, система элиминации начинает давать сбои. В результате накапливаются стареющие клетки, вызывая все большее воспаление". "Ученые изучают способы ускорить уничтожение стареющих клеток с помощью класса препаратов, известных как сенолитики, хотя исследования пока находятся на ранних стадиях. "Большинство клеток выполняют свои функции благодаря белкам, которые они создают. Если ДНК - это чертеж дома, а клетки - строители, то белки - это дерево, гвозди и гипсокартон. "Это нормально, когда белки приходят в негодность (их часто называют неправильными), и существует множество способов их исправить. Но, опять же, с возрастом эти процессы начинают нарушаться, и неправильно сформированные белки накапливаются и создают проблемы". Одним из заболеваний, связанных с неправильным формированием белков, является болезнь Альцгеймера, при которой амилоид и тау образуют бляшки и клубки в мозге. "Один из способов, с помощью которого организм избавляется от неправильного формирования белков, а также других частей клеток, которые дают сбой, - это процесс, известный как аутофагия, что в переводе с греческого означает "поедание самого себя". "Аутофагия - это процесс, в ходе которого уничтожаются все дефектные компоненты клетки", - говорит Рамакришнан. И если вы вмешиваетесь в этот механизм, в клетке накапливается, проще говоря, хлам, который, в свою очередь, вызывает стресс и старение". С возрастом аутофагия снижается. Некоторые препараты, которые изучаются на предмет их влияния на старение, в частности рапамицин, усиливают этот процесс. Однако в высоких дозах рапамицин подавляет иммунный ответ (в основном он используется для предотвращения отторжения при трансплантации органов), поэтому некоторые исследователи опасаются, что препарат могут принимать здоровые люди. "Эксперты согласились с тем, что экспериментальные методы борьбы со старением еще не готовы к широкому применению, но они с оптимизмом смотрят на будущее этой области. "Пока, я бы сказал, ветер дует не очень быстро, но прогресс будет", - сказал Партридж. Пока же, добавил он, лучшее, что могут сделать люди, чтобы хорошо стареть, - это придерживаться здорового образа жизни, например, заниматься спортом и правильно питаться. "By Dana G. Smith"