Содержание
Возможно ли остановить старение?
Человечество всегда искало свой «философский камень», дарующий бессмертие. Вся наша культура — это «танец» вокруг жизни и смерти.
Организм человека одновременно хрупкая, но при этом на редкость крепкая и достаточно стабильная система.
Почему же одни живут до 80-90 лет, а другие умирают в 30-40 лет? Считается, что пик зрелости человека приходится на 25-30 лет. Именно в этот момент времени организм выходит на максимум своих физических способностей, а дальше обязательно следуют процессы естественного спада и медленного старения клеток.
Конечно в совокупности физические упражнения, правильное питание, отсутствие вредных привычек, могут продлить время и улучшить качество жизни, но по большей части процессы старения необратимы и обусловлены внутренними изменениями и генами.
У большинства людей возрастные изменения первоначально затрагивают самые «слабые места», при этом может незамеченным остаться те ресурсы, которые не использовались человеком по максимуму.
Например, если вы не профессиональный музыкант, то снижение различения высоких звуковых тонов пройдёт для вас изначально незаметно. Со временем вы, конечно, по мере нарастания заметите изменения, но это не будет самой страшной вещью. Возрастные изменения затрагивают все органы и ткани. Снижается способность организма удерживать воду, что приводит к ухудшению состояния кожи, сухости во рту, уменьшению количества слюны. Снижается выносливость и сила мышц, увеличивается количество жировой ткани. Снижается качество работы почек, печени и желудочно-кишечной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Сосуды становятся хрупкими, сердце и мозг хуже снабжаются кислородом и питательными веществами, снижается способность удерживать концентрацию, замедляются рефлексы, ухудшается память и т.д.
Негативных изменений действительно довольно много, чаще всего изменения «подкрадываются» незаметно.
Старение также считается инженерной проблемой — накоплением повреждений в организме (накопление организмом такого «мусора», вследствие повреждения клеток, накопления «мусора» вне клеток, образование лишних сшивок между внеклеточными молекулами, появление мутаций в ядерной ДНК, мутаций в митохондриальной ДНК и т.п.). Человек начинает накапливать повреждения ещё до рождения.
Большая часть теорий проверяется на мышах, но существует проблема переноса технологий с мыши на человека. Известно, что многие методы терапии, работающие на мышах, для людей неэффективны. Поэтому разрабатываются технологии, которые будут способны проводить исследования вне тела животного или человека.
Есть теория о том, что в клетках генетически заложен «предел прочности», достигнув которого клетки начинают разрушаться.
Но точного и универсального ответа или решения для каждого отдельно взятого человека пока нет.
В борьбе с возрастными изменениями не обходится без антиоксидантов, витаминов, минералов и различных БАДов (биологически активных добавок). Хотя и это далеко не всегда необходимо. Кажется, что пить таблетки проще, чем следить за режимом дня, за правильным питанием, заниматься спортом, но это не всегда так. Например, вернуть бодрость и хорошее настроение могут физические упражнения, т.к. способствуют выработке гормонов удовольствия, и повышают вашу энергию, а не горсть таблеток, которые в итоге разрушат печень и почки. А за бодростью тела придёт бодрость духа, и возрастные изменения окажутся не такими уж и страшными.
Человек часто имеет дело с адаптивными реакциями организма, и если в них вмешиваться (например, давать постоянно большую дозу антиоксидантов), то тем самым снижается собственная антиоксидантная активность, и активируется защита клетки раковых опухолей, особенно, если уже есть воспалительные маркеры. Сколько бы ни давали антиоксидантов мышам дикого типа, они не продлевают им жизнь. Так же, например, терапия гормоном роста повышает качество жизни только в краткосрочной перспективе, а в долгосрочной человек проигрывает.
Когда начинает стареть организм?
Также проводятся множественные исследования, изучающие возрастные изменения и то, что люди начинают стареть не с 50 лет, как это считалось ранее, а именно с 39 лет. Начало процесса старения в данном возрасте не зависит от образа жизни, веса или гендерных признаков человека. Учёные считают, что к 40 годам замедляется выработка вещества, которое отвечает за нормальное состояние нервных клеток – миелина (вещество, образующее миелиновую оболочку нервных волокон).
К 39 годам у человека начинается угасание памяти, нарушение нормальной работы опорно-двигательной системы, ухудшается концентрация внимания, появляются различные проблемы. Вызывается всё это механизмом прекращения на должном уровне выработки достаточного количества миелина, который удерживает нервные клетки в рабочем состоянии. Возможно, новейшие биотехнологии и современная медицина помогут найти способы побороть значительные потери миелина, что поможет продлить молодость.
При этом учёные считают, что данный процесс не зависит от образа жизнедеятельности человека, его гендерных признаков и веса. Хотя в индивидуальных случаях с современным ритмом жизни, общей экологической обстановкой и из-за множества других факторов старение организма может начаться гораздо раньше, человек может ускорить этот процесс своим образом жизни.
Возникновение многих болезней носит случайный характер и никакой здоровый образ жизни не гарантирует, например, 100% защиту от онкологических заболеваний. Огромную и часто недооцененную роль играет экология.
Реально ли замедлить старение?
Люди боятся старости, болеют, умирают, ищут пути отдалить старение и излечить болезни. Сейчас уже существует множество способов избавиться от внешних признаков старения, но наука всё ещё ведёт борьбу с внутренним и пока неизбежным старением организма.
Кстати, потеря желания жить — это тоже проявление старения, депрессия обусловлена именно этим. Старение имеет множество лиц, оно может проявиться в относительно молодом возрасте.
Также сегодня существует глобальная нехватка органов для трансплантации, что является одной из ведущих причин смерти в некоторых странах. Решением этой проблемы может стать возможность печатать человеческие ткани с жизнеспособными капиллярами, которые в итоге можно будет использовать для трансплантации.
В современном мире, особенно в развитых странах, старение является не только гуманитарной, но и колоссальной финансовой проблемой. Стареющее население утрачивает работоспособность и требует огромных средств для лечения нарастающих с возрастом заболеваний. В ближайшие десятилетия это приведёт к физической (финансовой или чисто технической, на уровне недостаточного количества медицинского персонала) невозможности многих правительств справиться со своими социальными обязательствами.
А по мнению группы американских учёных, старение победить невозможно, оно заложено в нас на клеточном уровне. На уровне математики они доказали, что попытка исправить эволюцию может лишь всё усугубить.
Считается, что очищение организма от «мусора» извне может навредить. По мере старения организма большинство клеток теряют свои функции и перестают расти. Но некоторые из клеток растут как сумасшедшие. Поэтому существует вероятность, что избавляясь от старых клеток, создаётся система процветания раковых, если избавиться от раковых, то организм наполнят старые клетки. Невозможно избавить от тех и других одновременно.
«Старение математически неизбежно, причем, похоже, что совсем», — говорит Джоанна Масел, профессор экологии и эволюционной биологии в Университете Аризоны. Свои доводы вместе с коллегой Полом Нельсоном она изложила в новом исследовании под названием «Межклеточное соревнование и неизбежность многоклеточного старения», опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Возможно, вы сможете замедлить старение, но вы не можете остановить его, — говорит Масел. — У нас есть математическая демонстрация того, почему невозможно решить обе проблемы. Вы можете исправить одну проблему, но застрянете в другой. Либо ваши клетки будут становится более старыми, либо у вас будет рак. И основная причина в том, что все неизбежно ломается».
Будущее туманно, но всё движется, а технологии не стоят на месте: криозаморозка, нанороботы, клонирование, оцифровка личности и т.п. могут стать не просто сюжетами фантастических романов, а реальностью. Реальностью с «двумя сторонами медали».
Будьте молоды душой и живите активно!
Если вам понравилась статья, то оставляйте свой отклик. А может быть вы хотите дополнить информацию в статье или возразить? Мы приветствуем комментарии, предложения или возражения. В статье использована информация из открытых источников и научных публикаций.
Как победить старение: теории и перспективы
Биолог, научный журналист и автор книги «Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться» Полина Лосева рассказала HiPO, какие есть теории старения и почему «эликсир молодости» до сих пор не изобретен.
Что считают старением
Старение — это биологический процесс износа, деградации и изменения тела, который начинается на молекулярном уровне и затрагивает все системы организма.
Есть теории, которые рассматривают старение как результат отдельных химических реакций. Представим, что клетка — бульон, в котором плавают молекулы. Время от времени они встречаются, вступают в различные реакции и оставляют побочные продукты своей жизнедеятельности. Ни одна химическая и биологическая система не работает безотходно.
Например, молекулы глюкозы девяносто девять раз из ста соединятся правильно, а один раз соединятся не так или с тем, с чем не должны. Этот сбой вызывает образование небольшого процента «мусора» в клетке. И таких реакций бесконечно много. Какие-то клетки больше подвержены стрессовым факторам, ускоряющим накопление дефектов, а какие-то меньше.
Молекулярный состав нашего организма постоянно меняется до самой смерти.
Интересно, что одноклеточные организмы умеют самоочищаться. Они замедляют старение за счет способа и скорости размножения: быстрое деление клеток снижает концентрацию мусора и накопленных дефектов. Из одной старой клетки получается несколько молодых. Увы, но в многоклеточных организмах этого не происходит — они устроены намного сложнее.
В 90-е годы ученые предлагали около 300 теорий старения, но за последние 30 лет их появилось еще столько же. Старение — многоуровневый процесс. Стареют отдельные молекулы, клетки, ткани, органы и сама система взаимосвязи между органами. С возрастом появляются характерные болезни. И у каждого уровня изменений есть свои характеристики и особенности. Их бесконечно много, поэтому исследования теорий старения требуют огромных финансовых вложений.
Каждая команда ученых, фокусирующаяся на конкретном возрастном изменении, хочет верить, что она нашла основную причину старения. Однако эти ожидания пока не оправдываются.
Все теории старения можно разделить на четыре группы:
1) Стресс как основная причина увядания
К этой группе относятся все теории, описывающие изнашивание организма. Согласно им, старение — хаотичный процесс, запущенный стрессом и различными раздражителями. Механизмы в нашем теле неизбежно начинают давать сбои в течение жизни, иногда это происходит с каскадным эффектом — то есть одна поломка влечет за собой другие.
2) Старение как запрограммированный процесс
В этой группе — теории о неслучайном старении. Их сторонники убеждены, что в организме есть ключевой орган или молекулярная система, которая запускает программу деградации, а все остальные поломки — лишь следствие этого процесса.
3) Старение как защитный механизм
Некоторые ученые считают, что старение — это защита организма от образования опухолей. Если клетка будет постоянно активно делиться, размножаться, строить белки и работать, то рано или поздно произойдет сбой. В случае поломки мы получим множество новых клеток с дефектами и повышенный риск возникновения раковой опухоли. Старение же останавливает деление клеток, а значит, снижает вероятность развития онкологии.
4) Старение как побочный эффект
Согласно этой группе теорий, процесс старения — особенность организма, которая работает сначала во благо, а потом во вред. Множество вещей полезны для организма в молодости. Они работают на разных уровнях — от строения клетки до общего поведения особи. Например, молодому человеку необходимо полноценное питание, гарантирующее рост, откладывание жиров и успешное продолжение рода. Такой же рацион в старости может привести к ожирению и проблемам с внутренними органами, так как организм не растет и не нуждается в большом количестве еды. С точки зрения эволюции естественный отбор действует в основном на молодых особей. Они живут, оставляют потомство (а значит, передают свои гены) и по каким-то причинам погибают. На тех, кто сумел дожить до старости, естественный отбор с такой силой уже не действует, поэтому наследственно в организме закрепляется то, что было полезно для молодой особи.
Ученые выявили множество генов, связанных с различными возрастными болезнями. И оказалось, что в юности эти гены давали положительный эффект для организма. Например, есть вариант гена, который часто обнаруживают у людей с повышенным риском развития болезни Альцгеймера. В среднем у носителей этого гена выше фертильность, а значит, больше детей.
Все эти теории рассматривают одно и то же под разными углами. Они красивые и цельные, в них есть баланс между причинами. Но большинство теорий противоречат друг другу.
Болезнь или патология?
Нет успешных исследований и экспериментов, посвященных борьбе со старением, которые были бы проведены на человеке. Клинически испытывать на людях подобные препараты пока запрещено, потому что старение не признано болезнью. Хотя ему однозначно нужен какой-то статус.
Признать старение заболеванием невозможно, потому что это будет неудачным административным решением. Появится множество «больных», и врачи обязаны будут что-то с ними делать. Как минимум ставить диагноз на бумаге и давать рекомендации.
В какой период начинается эта «болезнь» — тоже непонятно. Есть основания считать, что первые зачатки проблемы появляются на эмбриональном этапе. Ставить всем диагноз при рождении? С бюрократической точки зрения это настоящий кошмар.
Возможно, стоит признать старение патологией, чтобы можно было проводить комплексную работу. Пока все клинические испытания направлены на борьбу против отдельных возрастных болезней: Альцгеймера, воспаления коленки, диабета. Как их лечение влияет на организм в целом — мы пока не понимаем, потому что разработанные препараты применяют местно и они показывают ограниченный спектр реакций.
Сложно сказать, какие есть результаты борьбы со старением человека, однако уже разработаны методы, с помощью которых удалось в несколько раз продлить жизнь мышам, мухам и червям.
Методы борьбы со старением
Прицельное изменение генома показало высокую эффективность. Например, среди грызунов (наиболее близкий к нам объект исследований) есть долгожители — это генетически модифицированные карликовые мыши.
Попробуем разобраться, как это работает. Если у клеток есть энергия и нужные сигналы, они растут и делятся, накапливая мутации и мусор. В этом процессе участвует гормон роста — он и отправляет клеткам сигнал: «Растите и делитесь». Есть еще инсулин и пути, с ним связанные, — они посылают сигнал к захвату еды.
Из-за нарушения работы гормона роста у мышей хуже функционирует программа активной жизнедеятельности в молодом возрасте. Когда эта система нарушена, организм растет медленнее и живет дольше. Однако на людях подобные испытания не проводятся по этическим причинам.
Этот метод исследует возможность отключения каких-то генов не с рождения, а примерно в середине жизни. Для этого во взрослый организм вводят генные конструкции: доставляют либо лишние копии генов в клетки, либо, наоборот, блокаторы генов. Такие испытания проводились на мухах и показали неплохие результаты: продолжительность жизни росла.
Ученые прогнозируют, что генную терапию скоро можно будет исследовать на людях, но пока подходящие средства не разработаны.
Как остановить деление, рост и развитие клеток без вмешательства в гены? Самое простое решение — ограничение питания.
Эта теория стала причиной появления множества диет с лимитом калорий, интервального голодания, кетогенной диеты и других. Их эффективность доказали исследования многих организмов — от дрожжей до обезьян. Ученым удалось значительно продлить их жизнь.
Кроме прямого сокращения количества потребляемой пищи можно имитировать ограничение калорий. То есть блокировать в клетке определенный механизм, после чего ей будет «казаться», что еда не поступает. Изобретены имитаторы ограничения калорий — рапамицин и метформин. Их уже клинически испытывают на людях.
Это ни в коем случае не рекомендация — без рецепта эти препараты купить нельзя. Они дают неизбежные побочные эффекты, и ученые заняты поиском аналогов и безопасной дозировки.
Замена органов и тканей
Вышеперечисленные методы направлены на то, чтобы остановить клетку еще в начале развития и не дать ей стареть. Но это не единственное решение против старения. Например, можно найти то, что уже постарело, удалить и заменить.
Есть теории, согласно которым замены можно будет проводить на уровне органов. Однако мы пока не готовы целиком искусственно выращивать сердца и почки. При нынешнем уровне развития технологий это небезопасно и дорого.
Еще можно вычищать отдельные клетки от мусора — такие препараты изобретены и уже сейчас проходят клинические испытания. Задача этих средств — удалить состарившиеся клетки из тканей, чтобы оставшиеся стволовые клетки заполнили освободившееся пространство клетками помоложе.
Самый эксцентричный метод — заставить помолодеть то, что постарело. Исследованием этой технологии сейчас занимается стартап Altos Labs Джеффа Безоса и Юрия Мильнера.
Для клеточного программирования нужна уже взрослая дифференцированная клетка, у которой есть своя «профессия» и которая уже не может размножаться, потому что отрастила нужные органеллы. Далее ее омолаживают до уровня стволовой. Тут можно останавливаться на разных этапах в зависимости от метода. Есть даже способ, позволяющий превратить старую клетку в эмбриональную или в клетку той же «профессии», но помоложе. Последний метод — это частичное репрограммирование.
В 2012 году Джон Гердон и Синья Яманака получили Нобелевскую премию за открытия в этой области. Благодаря их работе появилась возможность взять клетки из кожи, размножить их, омолодить до эмбриональной стадии и вырастить нечто новое.
Например, кусочек ткани глаза, поджелудочной железы или нервные клетки для имплантации людям.
Теоретически так можно целиком омолодить человека, но есть множество рисков: надо правильно сфокусировать терапию и контролировать изменения, происходящие с клетками. Результаты экспериментов на мышах выглядят многообещающе. В журнале Science вышла статья об эксперименте, где с помощью такой технологии вылечили мышей, перенесших инфаркт. Ученые заставили клетки сердца немного помолодеть, и шрамы заросли полностью.
Слабое место этой технологии в том, что ученые пока не научились останавливать омоложение клетки. Более того, нет способа, который позволил бы применить клеточное программирование в действующих органах человека. Одно дело, когда клетки разложены в чашках, и другое — когда речь идет о работающем сердце. Мы не знаем, как доставить препарат и проверить, что все клетки в равной степени омолодились.
Есть и вероятность, что помолодевшие клетки будут бесконтрольно размножаться, образовывать опухоли и специализироваться в разных процессах в одном органе. Испытания пока идут на животных. Есть успехи в исследовании преждевременно стареющих мышей, но о здоровых пока ничего не слышно.
Сложно делать какие-либо прогнозы, потому что все зависит от вопроса. Придумаем ли мы одну таблетку, которая раз и навсегда избавит людей от старения? Нет, почти точно нет. Найдем ли мы способ жить дольше? Да, определенно да. Скорее всего, это будет не единая таблетка, а сложный микс из препаратов и медицинских процедур. Каждый метод будет получать одобрение постепенно, один за другим. Сначала в контексте возрастных болезней, а потом сам по себе. Продолжительность жизни в ближайшее время будет постепенно расти, но без резких скачков.