НАУЧНАЯ МЫСЛЬ. Почему мы стареем?

Дорогие друзья! В рубрике "Научная мысль" мы планируем рассказывать вам о новостях из мира науки. Вселенная и космос, открытия и нанотехнологии станут чуть ближе и понятнее для нас. Мы говорим — чуть, потому что устройство вселенной настолько сложное, что мы можем постичь лишь ее небольшую часть. Но мы попробуем!

Более 150 тысяч человек умирают на планете ежедневно. Понятно, что какая-то часть этих смертей происходит из-за несчастных случаев, но бОльшая часть - это смерть в результате старения. Давайте поробуем разобраться, почему мы стареем и есть ли возможность это остановить.

Источник фото

На Земле живут организмы, которые могут доживать до очень преклонных лет. Ученые пытаются разобраться, как им это удается. Они изучают механизмы отмирания клеток, стараются понять, как гены заставляют нас стареть и как наше поведение влияет на наше старение. Все мы - очень сложные наборы клеток, которые могут воспроизводить себе подобных. Смерть - это то, что объединяет всех людей и почти всех животных. Она в большинстве случаев становится результатом старения. На биологическом уровне наше тело начинает стареть, когда достигает половой зрелости. После этого мы постепенно теряем способность бороться с физическим напряжением и удерживать гомеостаз. Также мы теряем способность справляться с болезнями.

Технически нет такого понятия, как смерть от старости. У каждого есть какая-то причина смерти, но постепенно дряхлеют все. В животном мире есть существа (речь идет о холоднокровных животных, которые переживают так называемое пренебрежимое старение или старение, которое невозможно наблюдать), которые не теряют способность к репродукции с течением времени и уровень смертности не увеличивается с возрастом. По факту эти животные остаются на одном уровне физического состояния, пока с ними не происходит что-нибудь ужасное: болезнь или нападение хищника. Например, галапагосские черепахи могут жить до 170 лет.

Ученые начали изучать старение на клеточном уровне и выяснили, что наши клетки запрограммированы на увядание и смерть. Любая соматическая, то есть неполовая клетка, постоянно делится, создавая копию самой себя. В начале 60-х годов прошлого века молодой ученый Леонард Хейфлик занимался изучением фетальных клеток. Он открыл ограничение числа деления клеток человека. Клетки умирают приблизительно после 50 делений и имеют признаки старения при достижении данной границы. Это происходит примерно за 9 месяцев, но у других животных этот лимит может быть больше или меньше.

Ученые заинтересовались вопросом: если есть лимит, то каковы его причины? Возможный ответ на этот вопрос - это хромосомы. Человеческая клетка перестает делиться, когда больше не может воссоздавать свои теломеры - концевые участки хромосом, которые защищают гены от ошибок. Теломеры создаются при помощи фермента, который называется теломераза. После каждого деления клеток теломеры становятся короче, чем у материнской клетки. В этом и заключается ограничение делений. Клетки делятся, пока теломеры имеют достаточную длину, чтобы защищать хромосомы. Так почему же ученые не делают ничего для того, чтобы заставить клетки делиться вечно?

Теломеры

На самом деле клетки, обладающие такими свойствами, встречаются в нашем организме. Это раковые клетки. Эти клетки могут создавать свою собственную теломеразу так, что они могут делиться сколько угодно, не повреждая свои хромосомы. Именно из-за их активного деления образуются опухоли.

Причина старения заложена в наших генах. Здесь исследования коснулись маленького кольчатого червя под названием Caenorhabditis elegans. Эти черви - отличный объект для изучения, так как их жизненный цикл составляет всего 14 дней и они имеют около 20000 генов.

Caenorhabditis elegans

В 1993 году Синтия Кеньон, биолог из Калифорнийского университета, обнаружила, что эти черви стареют всего из-за одного гена. Он называется DAF-2. Синтия вывела из строя этот ген, и этот червь прожил вместо 14 целых 28 дней. Исследователь обнаружила другой ген, который имеет противоположную функцию. Он называется DAF-16. Этот ген контролирует выработку антиоксидантов и других патогенов. Кеньон также выяснила, что ген старения действует через ограничение действия гена долголетия: если один поврежден, то другой начинает действовать активнее. Но какое это отношение имеет к нам?

Что касается человека и других млекопитающих, тут речь идет о так называемом гене роста, который называется - инсулиноподобный фактор роста 1. Когда ученые приглушили активность этого гена у мышей, то в клетках стало меньше повреждений, вызываемых окислением. Органы стали менее подвержены болезням, связанным со старением, но, к сожалению, эти опыты пока проводились только на мышах.

Еще одна причина старения - калории. Несмотря на то, что нам нужны калории, чтобы жить, они также активируют процесс старения. Причиной их пагубного влияния на организм является стимуляция работы инсулиноподобного фактора роста 1. Но пока в этих исследованиях много темных пятен и еще многое придется тщательно изучить.

Источник фото