Сила молодости. Как настроить ум и тело на долгую и здоровую жизнь
Шрифт:
• Истощение «запасов» стволовых клеток, являющихся «заготовками» для функциональных клеток различных органов.
• Ухудшение межклеточной коммуникации – обмена сигналами между клетками, обеспечивающего согласованную работу организма.
Существует такое понятие, как биомаркеры старения – совокупность физиологических и биохимических показателей, позволяющих судить о биологическом возрасте человека. Таблица с перечнем базовых биомаркеров старения приведена в конце главы.
Теории старения
Несмотря на то что люди с самой древности пытались понять, что такое биологическое старение и как его предотвратить, ученые до сих пор не пришли к единому пониманию природы старения. На сегодняшний день существует множество
Старение как процесс, запрограммированный природой
Эволюционные теории старения подразумевают, что старение – это результат следования организма биологическому «расписанию», регламентирующему обязательные этапы жизни человека: рождение, рост и развитие, замедление роста, стагнация, биологическая деградация, смерть.
С точки зрения сторонников такого подхода, старение дает преимущество в выживании той или иной популяции и является «выгодным» для вида с точки зрения эволюции. В первую очередь речь идет о распределении ресурсов: особи, утратившие способность к воспроизведению, должны стареть и умирать, чтобы не конкурировать за ресурсы с молодым поколением.
К эволюционным теориям старения относятся, например, такие.
• Теория запрограммированного долголетия. На протяжении жизни происходит предопределенное природой «включение» одних генов и «выключение» других, то есть регуляция процессов старения «вшита» на уровне ДНК.
• Нейроэндокринная теория. Она предполагает, что старение является процессом нарушения гормонального баланса. Данная теория появилась еще в XIX веке, а в начале XX столетия обрели популярность эксперименты по пересадке различных эндокринных желез (яичников и семенников, надпочечников, гипофиза) от молодых животных пожилым особям. Сегодня некоторые ученые связывают старение с изменением передачи сигналов гормона инсулина и инсулиноподобного фактора роста (IGF) [3].
• Иммунологическая теория старения. Она рассматривает старение как следствие эволюционно запрограммированного процесса «иммунологического спада», который наблюдается с возрастом. Эффективность работы иммунитета достигает пика в подростковом возрасте. С годами снижается способность противостоять вторжению инфекций, уничтожать вредоносные микробы, распознавать мутировавшие клетки, реагировать на вакцины. Все это делает организм уязвимым к действию негативных внешних и внутренних факторов, ведет к болезням и смерти. Одним из ключевых аспектов, лежащих в основе иммунологического старения, является инволюция тимуса [4] – возрастные изменения вилочковой железы, отвечающей за обучение иммунных клеток [4].
4
Возрастная инволюция тимуса начинается с 5–7 лет и завершается к пубертатному периоду, однако небольшие фрагменты активной ткани железы сохраняются на протяжении всей жизни человека. – Прим. ред.
Старение как результат накопления повреждений (ошибок)
Если сторонники теорий «запрограммированного старения» рассматривают неблагоприятные возрастные изменения как результат неизбежной эволюционной программы, то последователи «теории повреждений» не считают старение «генетическим роком». Они полагают, что с возрастом в организме накапливается множество «поломок», обусловленных воздействием внешних факторов, стрессов и т. д. Именно постепенная аккумуляция таких повреждений и приводит к развитию возрастных болезней и в конечном счете – к смерти.
К числу теорий накопления повреждений относятся следующие.
• Теория повреждений ДНК. При делении клеток и копировании молекул ДНК всегда существует риск генетических ошибок (мутаций), которые с возрастом
• Теория генетической нестабильности. Речь идет не о мутациях, связанных с повреждением, а скорее о различных изменениях в геноме, происходящих в процессе деления хромосом. Например, такое явление, как анеуплоидия – изменение числа хромосом в клетке, – наблюдается в мозге плода на всех этапах внутриутробного развития. После рождения число таких нейронов значительно сокращается, однако некоторое количество остается и может стать причиной развития рака мозга [6].
• Теория свободных радикалов. Приверженцы этой теории утверждают, что причиной нарушения функционирования клеток являются свободные радикалы (частицы, которые содержат кислород с одним недостающим электроном). Они необходимы для многих биохимических процессов и постоянно образуются в организме в процессе дыхания. Случайно покинув то место, где нужна их работа, они как бы «забирают» электрон у нашего организма – такая реакция называется окислительной. Повреждая белки и липиды, свободные радикалы являются серьезной угрозой для жизнедеятельности клеток [7].
Среди множества теорий старения сегодня также особое внимание уделяется следующим концепциям.
• Теория апоптоза. Ткани организма постоянно обновляются: «износившиеся» клетки, функция которых ухудшается, равно как и клетки, поврежденные инфекцией, с возникшими генетическими мутациями, регулярно совершают «самоубийство». Процесс запрограммированного самоуничтожения клеток называется апоптозом. В переводе с греческого означает «листопад»: старые клетки гибнут, как осенние листья, чтобы освободить место для молодого поколения. В ДНК каждой клетки присутствует ген апоптоза, который запускает процесс самоуничтожения клетки в ответ на молекулярные сигналы. Проблема в том, что с годами чувствительность клетки к сигналам, которые должны активировать ее «самоубийство», снижается, что приводит к накоплению поврежденных, низкофункциональных клеток. Именно снижение способности тканей к очищению от постаревших клеток и лежит в основе процесса старения [8].
• Элевационная (онтогенетическая) теория старения. В середине XX века советский геронтолог В. М. Дильман связал старение и онтогенез [5] (индивидуальное развитие) гомеостатических систем организма. Ключевым механизмом старения ученый назвал повышение порога чувствительности гипоталамуса – «дирижера» эндокринной системы – к гомеостатическим сигналам. В ходе серии экспериментов было доказано, что этот механизм лежит в основе негативных изменений в репродуктивной, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе, которая обеспечивает необходимый уровень глюкокортикоидных гормонов в крови (так называемых гормонов стресса) и повышение их секреции при стрессе, что в итоге приводит к развитию гиперадаптоза, то есть состояния чрезмерной адаптации организма к стрессам. Вследствие работы того же механизма в системе метаболического гомеостата происходит накопление жира в теле, снижение чувствительности тканей к инсулину и развитие атеросклероза. Дильман установил, что трансформации, возникающие с возрастом в результате онтогенеза гомеостатических систем, создают условия для формирования злокачественных образований. Таким образом, ученый пришел к выводу о том, что старение не запрограммировано, а является побочным продуктом генетической программы развития. Отсюда возникло предположение, что старение можно затормозить, если стабилизировать гомеостаз на уровне, достигаемом к окончанию развития организма.
5
Онтогенез – индивидуальное развитие организма. – Прим. ред.