Алтернативи на смъртта: как да се защити от стареене

В съвременната молекулярна биология разглежда феномена на стареене? Като се опитва да учи стареене, има ли надежда за забавяне или дори да спре този процес? Тези въпроси фокусирани върху лекция биолог Александър Panchina, с което той направи в миналото в офиса Mail.Ru Group популярна наука лекции настроили.

Стареене - намаляване на възрастта на продължителността на живота. Като се започне от определена възраст всяка година увеличава вероятността от смърт на човек. След 20 години на всеки осем години от живота повишават риска от около половината. Хората умират от сърдечно-съдови заболявания, рак, инсулт, емфизем, пневмония, бъбречни заболявания, болестта на Алцхаймер, злополука. Но добрата новина е, че научно-техническия прогрес е позволил да спечели много болести и да удължи човешкия живот.

През последните 60 години във всички страни се увеличава продължителността на живота, а в някои хора започнаха да живеят около 20 години по-дълго. В Австралия, Канада, Япония и някои европейски страни, средната продължителност на живота е над 80 години. Това е въпросът за значението на доброто лекарство в страната, разумното използване на научните постижения, използването на ефективни лекарства, а не някои хомеопатията и така нататък. Но като цяло в световен мащаб се забелязва напредък.

Дори в края на XIX век е било предположено, теоретично безсмъртие хидра. През 1997 г. Даниел Мартинес се оказа хипотезата експериментално

Когато възниква въпросът дали ние можем да победим този нарастващ графика на нарастване на смъртността, си спомням думите на братята Райт, "Ако птици могат да летят, а след това може да се постигне при контролиран полет." Биолозите казват, че ако хидра с възрастта, рискът от смърт не се увеличава, то е вероятно, че това може да ни направи. Все още няма фундаментални ограничения, които не позволяват на един жив организъм да живее много дълго. Класически пример за дългогодишно организъм - просто сляпо куче, който живее десет пъти по-дълго, отколкото техните роднини - мишки и плъхове. Геномът на голата сляпо куче вече разследва учените се надяват да разберат какво го прави толкова специален и се дълголетен.

Ако се направи оценка на разнообразието на живота на планетата, средната продължителност на живота на бозайниците могат да се различават от почти сто пъти, и животни като цяло - от порядъка на десетки хиляди пъти. С какво може да се свърже? Очевидно е, че важна роля в стареене и дълголетие гени играят. Какво заядлива или полевка от еволюционна гледна точка, не са особено заинтересовани от това как да живеем по-дълго време. В природата, няколко членове на тези видове да оцелеят до напреднала възраст, тяхното достатъчно рано, за да се хранят хищници. Дори и да е имало някакъв вид мутация, удължаване на живота, от нея ще бъде от голяма полза по отношение на увеличаването на репродуктивното успех. И на видовете, за да се отървете от заплахата от хищници, ние просто виждаме увеличаване на продължителността на живота. Същата гола сляпо куче, което живее под земята, може да живее в продължение на 31 години. Друг пример за защита от хищници - способността да летят, какъвто е случаят с прилепите и птиците. Но хората могат да се защитават с помощта на науката и технологиите.

Има организми, чийто ген вече предвидените в програмата смърт. Например, някои видове женски сьомга умират скоро след хвърляне на хайвера. Но има един по-интересен пример - октопод:

Илюстрация: на охлюв ODYSSEY

Женската снася яйцата октопод, престава да се яде, а средно на месец умира. Това програмирана смърт. Но се оказа, че тази програма може да бъде отменено, с хирургично - просто изрежете чифт жлези, след което октопода не могат да живеят един месец, и 6-9 месеца.

Има примери на програмирана клетъчна смърт, когато отделни клетки да се самоубиват. Този процес се нарича апоптоза, когато клетките се натрупват голям брой мутации, които не стане ракова, не представляват заплаха за тялото, това е самата унищожаване, както и доста разумни - клетката не е просто пръски цялото му съдържание се, и се срива на отделения, които след това могат да бъдат уловени от съсед клетки и изхвърлен. Интересното е, че е налице преход от клетъчна смърт до смъртта на целия организъм. Gut кръглите червеи Caenorhabditis ЕЛЕГАНС (нематода) малко флуоресцира. И когато червея умира поради естествени причини или в резултат на някаква повреда, а след това един час преди смъртта си пред блясъка на червата задълбочи и вълна постепенно ще се проведе до края на дебелото черво. След това, червеят се движи в друг свят. Това явление се нарича "сини вълни на смърт." Вълна може да бъде индуциран изкуствено, например чрез замразяване и размразяване на червея. Също така, учените са намерили начин да се спре тази вълна. Продължителността на живота на червея не се увеличава, но ако е повреден, той няма да умре от. С появата на вълна започва процеса на клетъчна смърт, но след това е синьо сияние избледнява, а червеят продължава да живее. Излишно е сияние е само един показател и това наистина е на вълната на клетъчна смърт заедно червата, което води до смърт.

Защо е този механизъм е възникнала? Очевидно е, че в резултат на такава "смърт за един час," червеят получава като храна за собственото си потомство. Worms бебета люпене умират и се превръщат в храна за следващото поколение. Символ на жертвата на майчинството.

При хората, поне при възрастни, са намерени такива механизми. Нашата стареене е съвкупност от много различни процеси. Един от тях - е застаряването на клетките.

Старите клетки могат да увредят съседни, може да освободи вещества, които водят до възпаление. По-стари клетки могат да станат ракови, така че би било добре да се отървете от тях. Резултатите от проучването бяха публикувани наскоро от отстраняването с помощта на специален медикамент старите клетки от определен тип в генетично модифицираните гризачи. И тези гризачи са живели по-дълго. Това е напълно възможно да се намери подход към застаряването на клетките.

скъсяването на теломерите

човешката хромозома замъглена теломери - бял

стареенето на клетките е свързан с определени процеси. Един от тях - скъсяване на теломерите. Начин естество, че с всеки клетъчно делене, ДНК молекулата се скъсява. В края на хромозомите са сегмента, наречени теломери, които са предмет на съкращаване, по този начин защитава останалата част от хромозомата. Теломерите съкратят от поколение на поколение, и те са стари клетки са много кратки. Това е стар и млад мъж клетки могат да бъдат разграничени от дължината на теломерите, като се вземат предвид някои отклонения от посочените стойности.

Проблемът обаче вече е решен в съкращаването на нашите стволови клетки. Те имат теломераза ензим, който е в състояние да завърши изграждането теломерите. Поради това, за някои от клетките се каже, че са безсмъртни.

Друга добра новина е, че можем да се удължи теломери чрез генна терапия. Експериментите бяха проведени в която вирус представено чрез специален теломераза при гризачи, и теломерите бяха завършени в клетките. Тези гризачи, като експерименти показват, живеят по-дълго.

44-годишната Елизабет Периш, ръководител на американската изследователска компания BioViva на, може би, стана първият човек, в която анти-стареене генна терапия е била тествана успешно

Подобни експерименти са били вдъхновени от Елизабет Периш опитаме да си представим такава генна терапия с. Ясно е, че го прави в рамките на PR-кампания, защото тя е собственик на най-голямата фирма за биотехнологии. Новината премина информацията, че е нещо като тя се удължава теломерите. Но това не е научен експеримент, няма контролна група, без сравнение. Въпреки, че тази история вдъхновява много и казва, че скъсяване на теломерите не е непреодолим проблем на стареене. натрупване щети

Друго нещо, което се случва в клетките - е натрупването на щети. Те са различни. Един от видовете щети - е натрупване в клетките на боклуци. Например, лоши схруска протеини, както това се случва в случай на болестта на Алцхаймер. Или неправилно работа органели като митохондриите повредени. На всяко клетъчно делене тези наранявания обичат се разреждат, и всеки от получените две клетки, те трябва да бъде два пъти по-малък. Това означава, че разделението на активната клетка може да се подмлади.

Но разделението има тъмна страна - рак. Има генетични мутации, които не са разредени. Рак клетка - клетка е натрупал голям брой мутации, които могат да доведат до разделите за неопределено време, блокирането на апоптоза. Днес има по-модерни методи за борба с рака. Преди това той е напълно нелечимо заболяване, в момента е в редица случаи се третират.

гладно

Един от най-красивите експерименти, за да удължи живота е свързана с изследване на ефекта на частичен глад. Експериментът се провежда при гризачи. Това е диаграма на смъртност:

В зелен цвят е оцветена тези, които ядат от корема, синьо смърч е с 25% по-малко, виолетово - 55% по-малко, и червено - 65%. Както можете да видите, максималната продължителност на живота се е увеличила с около 1, 5 пъти. Green умира някъде през последните три години, а останалите са живели значително по-дълго. Когато всички зеленото е починал, армейците са все още живи. Впечатляващ резултат. Оказа се, че механизмът на удължаване на живота чрез глад, свързана с много различни организми, но не за всички. Има и такива, в които частично лишаване намалява продължителността на живота. Но в много видове работи. Например, Elegans на кръгъл червей Caenorhabditis, плъхове, някои щамове на мишки, кучета, има противоречиви данни относно макаци. В публично, че е много трудно да се сложи такива експерименти. Когато разбрах, като частичен глад удължава живота на червея, той открил хормон, който се секретира в отговор на приема на храна. Тези хормони действат върху рецептора DAF-2 разположен на клетъчната повърхност, и че по някакъв начин насърчава стареене. Ако това вреди рецептор, тези червеи живеят около два пъти по-дълги.

Когато се активира DAF-2 рецептор, той задейства каскада от клетъчни процеси, водещи до протеин инактивиране, който се нарича DAF-16. DAF-16 - това е един много важен протеин, който регулира клетъчната работа, както следва. Ако наличната храна и DAF-16 е инактивирана, клетката си мисли: "О, zashib храна е пълна, всичко е добро, можете да се отпуснете, не съм в опасност, че е възможно да се размножават, деление -. Всичко е наред" Ако този сигнал не е налице, т.е. DAF-2 е счупен, или ако няма храна, тя се активира DAF-16, клетката си мисли: "Каква бъркотия, аз умирам, стрес, кошмар! Трябва да си спестите "- и ще продължи един куп защитни механизми: от мутации на оксидативния стрес, топлинен удар, всички в един ред. Т.е. DAF-16 прави работни стотици други гени, които защитават клетките от различни проблеми.

Оказа се, че един човек е протеин, подобен на DAF-16 и DAF-2. Но подобно на DAF-16 протеин мутация е намерен. Има хора с един вариант на този протеин, а има и хора с друга опция. Собствениците на първото изпълнение (FOXO3) са много по-склонни да живеят до 90 години или повече. Това означава, че чрез изучаване на молекулярен механизъм на стареене в червеи, ние можем да разберем по-добре как механизмите на стареене при хората.

Разбира се, не всичко, което научаваме за червеите, може да се преведе на хората. Например, ако премахнем зародишните клетки на гонадата на червея, той също така активира DAF-16 и той ще живее по-дълго. Но ако се кастрират, животът ви не е голяма.

Телесното тегло

Джудже прилепи могат да живеят до 40 години. Организми с по-голямо телесно тегло живеят по-дълго. Но има и такива, чиято продължителност на живота е много по-голяма от, изчислена въз основа на телесната им маса. Например, хората живеят много по-дълго, отколкото други видове, с една и съща маса. Джудже прилепите и техните роднини също са дълготрайни. Тези прилепи се появиха като DAF-2 протеина, но със специфични мутации.

Отделно от моделни организми, учените проучват и мутации, които се случват при хората.

Този млад мъж е починал на 17 години, той трябваше преждевременно стареене синдром, наречен "Progeria". Това генетично заболяване, което причинява ранна поява на признаци на стареене. В ранна възраст има старчески болести, както и хора на средна живи 13 години. За това заболяване предизвиква мутация в гена, който е отговорен за синтеза на протеин ламин на. Този протеин е отговорен за организацията на ядрото, така наречената ядрена матрица, ядрена структура. Worms с стареене ядрената матрица се унищожават в клетките, и толкова по-бавно се случи, червеите живеят по-дълго. Може би унищожаването на ядрената матрица играе важна роля в човешкото стареене.

Растежният хормон

Растежният хормон косвено води до усилване на сигнала, който е преминал през нашата аналог DAF-2. Ако много по-лесно, а след това на джуджета клетки чувстват някакъв ефект от глад. Тук пигмей мишка Йода и приятелката му принцеса Лея:

В Йода е развалена ген регулирането на синтеза на хормона на растежа. Той живее в лабораторията в продължение на четири години - от гледна точка на човешката възраст е повече от сто години.

В Еквадор, има популация от хора с определена форма на нанизъм, наречена синдром Laron има около сто хора. Ние не знаем как живеят те. Учените ги гледат повече от 20 години и е публикацията, че тези хора са намалили риска от някои старчески болести, включително рак и диабет. Може би те наистина живеят по-дълго в сравнение с други хора от същия регион.

Бог ТСР, господар на остатъци

Илюстрация: Lab забраната

Нашите клетки са в състояние да се премахне от отломките не само в разделението. Те могат да го погълне. Това се нарича автофагия - клетки да усвояват най-мръсните в себе си, а след това по някакъв начин се възстанови и да се хвърлят. Този процес може да допринесе за подмладяване на клетките, но предотвратява ТСР протеин.

Какво прави той? Той казва: "Всичко, което е полезно. Тази остаряла сандвич, че имате тук е под ръка. Тя ще бъде гладен, ще блокира и ще отидат за каузата. " Нашите предци са живели в рамките на редовна недостиг на храна. Не е имало генетично модифицирани организми, не е имало зелена революция, нормално селското стопанство, нямаше нищо. Гладът може да се случи по всяко време, и, следователно, TOR е играл важна роля. Но сега този боклук се натрупва и уврежда клетките. За щастие, има вещество инхибитори, които могат да потиснат протеина.

ТСР инхибитори предизвикват автофагия чрез протеина. Самата TOR е кръстен на рапамицина: Целева рапамицин (мишена на рапамицин). Рапамицинът - е антибиотик, който произвежда гъби, се използва също като имуносупресант. Това вещество се използва в трансплантацията на органи, за да се намали рискът от отхвърляне. Рапамицинът също удължава живота на различни организми, като мишки и доста силно.

Рапамицинът е много скъпо, така че в много случаи се използва много по-евтино инхибитор на TOR - кофеин. Проучванията при животни са потвърдили, че тя подобрява и удължава живота на автофагия. Също така ние имаме резултатите от епидемиологични проучвания, според която хората, къде да пият няколко чаши кафе на ден, нивото на смъртността е била намалена с 10%.

Налице е концепцията за "френски парадокс": Френската дълголетни и рядко страдат от сърдечно-съдови заболявания. По едно време, това обяснява консумацията на ресвератрол се съдържа в червеното вино. Гризачи веществото удължава живота. Но след това брои колко да консумират вино човек да ресвератрол е имал същия ефект - два барела на ден. Очевидно е, че френски парадокс скоро свързана със себе си етанол, който в някои ниски концентрации удължава живота на нематоди. Хората, които пият по чаша вино на ден намалява риска от сърдечно-съдови заболявания като исхемична болест на сърцето, коронарна болест на сърцето и така нататък. Но етанол има отрицателен страничен страна: алкохолизъм, цироза на черния дроб, увеличава риска от някои видове рак. Поради това, дали е възможно да се препоръча как geroprotector етанол - е спорно. То предизвиква интереса на учени и метформин - лек за диабет. Той има някои странични ефекти, свързани с гастро-интестиналния тракт. Има изследвания, които потвърждават, че метформин удължава живота на червеи.

Но най-дългият - 50% - на нематоди, дължащи се на алфа-кетоглутарат. Той е забележително, че има хора, в големи количества, и е с ниска токсичност. Но досега нито едно изследване върху гризачи, учени, защото е много трудно да се получи финансиране за проучване на това лекарство против стареене, защото стареенето не се смята за болест. Алфа-кетоглутаратът, между другото, спортисти използват като хранителна добавка за ускоряване на растежа на мускулна маса. Но има противоречиви съобщения дали тя наистина помага в това.

Young кръв

Илюстрация: Popular Science

В едно проучване, изследователите по хирургичен път се присъединиха към телата на двама от гризачи - стари и млади, съчетаващ кръвта им система. При тези условия, стари гризачи живеят по-дълго и младите - по-малко, докато при по-възрастни гризачи увеличава пластичността на нервната система, т.е. способността на нервните клетки да образуват нови невронни връзки. Те дори подобрява регенерацията на мускулната тъкан. Ясно е, че никой не предлага да шият заедно възрастните хора и малките деца до възрастни хора живеят по-дълго. Но може би ще намерим някои фактори, които се намират в млад серум, или да намерят клетки, които удължават живота и да ги синтезират и дават като лекарство за по-възрастните хора. Този прекрасен каза Тони Вис и Корея (Тони Вис-Coray). В момента провеждането на техническите изпитвания се използват плазма на младите организми за лечение на болестта на Алцхаймер. Да видим какво ще излязат.

За да живеят дълго време

Друга история включва изследовател, той също се представиха на Ted Talk Обри де Грей (Обри де Грей). Обри заяви: "Някои хора казват:" Е, ние ще се удължи живота на 20 години, няма да умре в 80 и 100. Но това все още не е много вкусно. Можем ли да разчитаме на нещо повече? "". Обри отговори: "Да, ние можем". Защо? Той цитира метафора за всемирното привличане. Ако ще отнеме топката и се хвърли в него, той ще падне. Ако се хвърли в него много, тя ще падне по-късно. Но ако се хвърли в нея, така че тя да достигне до първата космическа скорост, а след това топката ще лети в космоса, никога да не се върне на Земята. "Вижте, научно-техническия прогрес се развива по-бързо и по-бързо, и, може би, за тези 20 години, все още ще живее, ще излезе с едно лекарство, което удължава живота за още 25 години, и през тези 25 години ще излезе с едно лекарство, което удължава живота за още 30 години, и така нататък. И може би, тъй като определена възраст, някои хора могат да живеят в продължение на дълъг период от време, преди хиляди години. " Много учени са скептично настроени. Но няма сериозни аргументи, поради които е невъзможно по принцип. Ние виждаме, че научно-техническия прогрес удължава живота на хората, с целия свят, във всички страни, дори и най-бедните, а продължителността на живота се увеличава постоянно. Това означава, че в името на удължаване на живота трябва да развием науката.

Накрая бих искал да препоръчам страхотен сайт geroprotectors.org - там се събират публикуването на резултатите от изследвания на различни вещества от гледна точка на удължаване на живота на опитно животно организми на.