Почему мы стареем и роль теломер в этом процессе

Что такое старение? Насколько это естественный процесс? От чего он зависит и можно ли его замедлить или обратить?

Если вы заинтересовались биохакингом, о котором мы писали в предыдущих статьях и хотите лучше владеть информацией на тему научных взглядов на проблемы старения и долголетия, эта статья для вас.

Разберемся с основными гипотезами и известными на сегодня способами продлить активное долголетие.

Виталистская теория или гипотеза "скорости жизни"

Еще Аристотель и другие древнегреческие ученые мужи древности полагали, что во всем живом присутствует некая жизненная сила (vita). Постепенно она иссякает, подобно тому как догорает пламя свечи.

Роль этой жизненной силы часто приписывали сердцу. Считалось, что каждому организму отведено определенное число ударов сердца. Например, сердце крысы, живущей 2,5года, года бьётся с частотой 450 уд/мин, а слона, доживающего до 120 лет - 30 уд/мин.

Позднее эту теорию пришлось отбросить, хотя-бы потому, что не все организмы обладают сердцем. Были введены новые "часы старения"-митохондрии, некоторые гормоны и тд. Но суть оставалась той же, со временем в нас "что-то" заканчивается.

По сей день гормонозаместительная терапия достаточно популярна, особенно среди женщин в постменопаузу.

Но проблема этого подхода не в том, что гормонов становится мало, а в том что ткани и их рецепторы становятся менее восприимчивы к этим гормонам и поэтому повышение их концентрации в крови приводит к сильным побочным эффектам, не доходя до клеток-мишеней.

Да и само снижение гормонального фона является вторичным, а не первичным фактором, поэтому такая борьба уже будет лишь попыткой устранения симптома, а не причины.

Энтропийная теория старения

Все в нашем мире подвержено старению, даже горы становятся ниже, озера мельчают, дома рассыпаются. Звёзды становятся красными гигантами, а затем гаснут, галактики постепенно превращаются в звёздную пыль. Второй закон термодинамики гласит, что энтропия(беспорядок) в любой закрытой системе всегда возрастает.

И, хотя наше тело не является в полном смысле закрытой системой, по достижении определенного возраста обменные процессы со средой замедляются, скорость восстановления уже значительно отстаёт от скорости разрушения.

Но как конкретно это происходит?

В рамках этого подхода к старению существует ряд теорий, например теория взаимопересечения и "склеивания" молекул, теория накопления отходов и теория повреждения молекул ДНК и другие.

Все они несут в себе долю здравого смысла. Проблема в том, что они указывают на процессы, а не на источник, главную причину, ПОЧЕМУ эти процессы происходят. Все живые организмы имеют колоссальную силу регенерации, клетки ежедневно умирают и рождаются и если эти процессы уравновесить, то в теории можно было бы жить вечно.

Что именно отвечает за то, с какой скоростью мы восстанавливаемся?

Реально ли ускорить этот процесс настолько, чтобы перевесить энтропийные процессы в теле?

Ответ скрывает в себе бессмертная медуза Turritopsis dohrnii, которая не только не стареет, но и умеет "молодеть" вплоть до состояния простейшего и может повторять этот процесс снова и снова.

Медуза Turritopsis dohrnii - единственное существо, стареющее вспять

Примеры не столь впечатляющих, но все же нестареющих организмов- голый землекоп, омар и гидра, которые не имеют никаких признаков ухудшения функционирования с возрастом.

Свободно-радикальная (митохондриальная) теория

Митохондрии - это энергетические станции нашего организма, именно в них происходит выделение энергии для функционирования каждой клетки нашего тела.

Но в результате производства ими энергии, происходит выделение "выхлопов"-свободных радикалов - положительно заряженных молекул, которые выводят из строя другие молекулы и порой "добираются" до главнейшей молекулы клетки - ее ДНК.

Хоть эта теория и убедительна, это палка о двух концах.

В молодой клетке процесс обезвреживания и утилизации свободных радикалов происходит достаточно быстро, да и вообще выделяется их мало, а энергии много, так что наносимый урон полностью аннигилируется. В старой же, напротив, низкое КПД и куча отходов.

Таким образом, опять неясно, почему вдруг начинается "перекос" баланса в сторону накопления свободных радикалов. При этом, интересно отметить, что ее во всех клетках происходят подобные процессы. Например, гаметы(половые клетки) вообще не повреждаются свободными радикалами.

Осложняет ситуацию и то, что свободные радикалы -это не всегда плохо. Более того, они жизненно необходимы: помогают бороться с инфекциями и обеспечивают нормальный метаболизм.

Есть исследования, подтверждающие увеличение средней продолжительности жизни в результате подавления действия свободных радикалов, но нет никаких доказательств, что это увеличит максимальную продолжительность жизни.

Также дело обстоит и с окислением(взаимодействие молекул с кислородом с выделением энергии, двуокиси углерода и воды ). Сама наша жизнь строится на процессе окисления кислорода. Конечно, когда этот процесс становится избыточным, это приводит к проблемам, но опять же, нет никаких доказательств, что антиоксиданты способны замедлять старение. (А вот, что они способны провоцировать онкологию, есть)

Таким образом, ни окислительная, ни свободно-радикальная теория не проливают свет на причины старения.

Диетическая теория старения

Одна из самых мало подкрепленных научной базой теорий, на которой любят спекулировать блоггеры-пропагандисты той или иной системы питания. Кто-то становится сыроедом, считая, что термически обработанная пища есмь источник старости, болезней и прочих "жизненных невзгод". Другие свято верят в Кето-диету, третьи вообще голодают по 18 и более часов ежесуточно, считая, что интервальное голодание замедлит старение(ведь мышам то, замедлило).

Как бы от ни было, нет ни серьезных исследований на эту тему(да и провести их довольно проблематично) ни реальных фактов-людей, в добром здравии преодолевших хотя-бы столетний рубеж.

В то же время, то, что мы можем ускорить приход "возрастных болезней", потребляя высококалорийную и бесполезную пищу, сомнений уже ни у кого не вызывает.

Генетическая теория: поиск гена старения

Генетика совершила колоссальный скачок когда в году был завершён проект Геном человека, в результате которого была полностью расшифрована последовательность ДНК человека. Она составляет 3 181 354 029 генетических «букв», столько содержится в 1262 томе “Война и мир”. Стоимость этого мероприятия составила 3,3 млрд долларов.

Но всего за десять лет удалось сделать эту процедуру доступной среднему человеку, особо интересующемуся своим здоровьем. Это дало рост новому направлению бизнеса, а значит маркетингу, где как известно не всегда нужна чистота фактов. Таким образом, генетикой стало модно объяснять практически все аспекты здоровья, предсказывать по генам вероятности и риски того или иного заболевания и тд.

Ежегодно находят группы генов, отвечающих за развитие болезни Альцгеймера или Атеросклероза, типичных возрастных заболеваний. Проблема в том, что эти гены составляют лишь 1-3% реальных причин и учёные продолжают искать остальные гены, считая, что если обнаружить все гены, «вызывающие» заболевание, то можно с уверенностью предсказать то или иное заболевание.

На самом деле вероятность его развития зависит не столько от генов, сколько от их экспрессии, а на нее влияет множество факторов - питание, образ жизни, социальный фактор. Поэтому, стоит ли делать генетическое тестирование, чтобы испугаться этих трёх процентов и лишиться нормального сна?

Теломерная теория старения

Итак, мы подобрались к наиболее интересной, теломерной теории старения.

Теломеры - это особые структуры на концах хромосом. Сами по себе они представляют последовательность повторяющегося генетического кода, не отвечающего ни за какие признаки в нашем организме. Поэтому долгое время ее относили к "мусорной днк".

При каждом делении клеток, теломеры укорачиваются, достигая критических значений как раз к 80 годам у человека.

Есть люди с изначально такими короткими теломерами, что они становятся глубокими стариками еще не достигнув половой зрелости (такой синдром называют Прогерией).

Теломеры служат своеобразными "защитными колпачками" на концах хромосом и когда они "стираются", клетка теряет способность делиться, а значит на замедляются все восстановительные, обменные и защитные процессы в организме.

Таким образом, количество делений, заложенных в клетке, изначально определено и обозначается как лимит Хейфлика. Для человеческих клеток предел делений находится в районе 50.

И, конечно же, и тут есть исключения , а значит и направление поиска ответа на вопрос "Как остановить старение?". Как уже говорилось, нестареющие клетки существуют и это некоторые организмы(чаще одноклеточные), половые клетки(гаметы), а ещё стволовые и раковые. Их теломеры не укорачиваются. Но сам механизм деления как мы видели предполагает это укорочение. Следовательно, в них есть нечто, что "отращивает" теломеры, а именно особый фермент-теломераза. Клетки, с этим ферментом, способны жить и делиться вечно.

Как удлинить теломеры?

Клетки не стареют, потому что повреждаются, они повреждаются, потому что стареют.

Гены в молодой и старой клетке абсолютно одинаковы, как гены пальца ноги и радужки глаза, а паттерны их включения различны. Гены, совершенно безвредные в молодости, могут стать смертельно опасными в старости. По аналогии с плаванием по отмели, чем ниже уровень воды, тем более опасными становятся рифы-риск возникновения того или иного заболевания. Т

ут уже на сцену выходят генетические риски и другие факторы. Но если поддерживать теломеры, то вне зависимости от того, какая у вас наследственность, возрастные заболевания вам не страшны.

Таким образом, задача для учёных стала конкретна как никогда - как заставить клетки вырабатывать теломеразу? Как удлинить теломеры?

Первый путь-методы генной инженерии. Все подходы к генной терапии старения делятся на те, где в организм доставляется ген долголетия, и на те, где «выключается» ген или путь старения. В сравнении с другими подходами к продлению жизни генную терапию достаточно провести только один раз за всю жизнь. Используя терапию с геном теломеразы (hTERT) удалось удлинить теломеры 42 летней американки Элизабет Пэрриш. С 2015 года теломеры удлинились примерно на 20%. Исследования утверждают, что состояние теломер ее лейкоцитов соответствует организму 30 летней женщины. Однако это еще не однозначное подтверждение, что все клетки ее организма соответствуют этому возрасту.

Но пока прошло немного времени и говорить о каких-либо внушительных результатах не приходится. К тому же пока это довольно дорогая и не изученная до конца технология.

Природные активаторы теломеразы

Некоторым растением издревле приписывали всевозможные чудодейственные свойства, в том числе способность обращать вспять процессы старения.

Одно из таких растений Астрагал -многолетнее травянистое растение, известное в китайской медицине. В корнях этого растения были обнаружены особые молекулы астрагалозиды, которые активируют теломеразу.

Астаргал перепончатый - Astragalus membranaceus

Фармакологические исследования показывают, что компоненты экстракта Astragalus membranaceus может повышать активность теломеразы и обладает антиоксидантным, противовоспалительным, иммунорегуляторным, противоопухолевым, гиполипидемическим, антигипергликемическим, гепатозащитным, отхаркивающим и мочегонным действием.

Это не призыв покупать БАДы с астрагалом, так как их количество в оных оказалось ничтожно малым, чтобы оказать хоть какой-то эффект.
Потому был разработан способ извлечения и очистки астрагалазидов и в продаже в США уже появились первые активаторы теломеразы- пилюли ТА-65 от ТА Science .

Пока они достаточно дороги, чтобы стать доступными среднему человеку, но поколение дженериков не за горами и если технология окажется эффективной, то это будет означать если не победу над старением, то большой шаг в этом направлении.

Влияние питания на теломеры

Основной нуклеотид теломер гуанин обладает повышенной чувствительностью к свободным радикалам, поэтому основной инструмент борьбы с укорочением теломер - потребление продуктов, богатых антиоксидантами: свежей зелени, фруктов и овощей.

Влиянию питания на длину теломеров было посвящено не одно исследование. Выяснилось, что избыточное общее потребление жиров, в особенности насыщенных, приводит к сокращению теломеров. В то же время полиненасыщенные омега-3 жирные кислоты, в том числе содержащиеся в морепродуктах, защищают теломеры от укорачивания.

Примером рациона, сочетающего практически все, что благоприятно воздействует на длину теломеров, может служить средиземноморская диета, богатая полиненасыщенными жирными кислотами и антиоксидантами:оливковым маслом, рыбой и морепродуктами, свежей зеленью и орехами.

Физическая нагрузка

Группа немецких ученых под руководством профессора Ульриха Лауфса (Ulrich Laufs) обнаружила, что регулярные интенсивные физические нагрузки предотвращают укорочение теломер, активируя фермент теломеразу.

Профессор Ларри Такер из Университета Бригама Янга (США) обнаружил, что именно аэробная нагрузка особенно коррелирует с длиной теломер в хромосомах человека.

Таким образом лучшие упражнения для удлинения теломер - длительный бег, ходьба в гору, велосипед и другие упражнения на выносливость. Для получения эффекта выполнять их следует не менее трех раз в неделю по 45 минут. Также эффективны высокоинтенсивные интервальные тренировки, но они подходят лишь здоровым людям, так как дают сильную нагрузку на организм. Силовые же виды спорта, например бодибилдинг, не показали какого-либо влияния на теломеры.

Выводы по теориям старения

Самая актуальная и многообещающая на сегодняшний день - теломерная теория старения.

Использование активаторов фермента теломеразы, способной восстанавливать теломеры - средство, имеющее потенциал значительно увеличить продолжительность здоровой жизни.

Известные до сих пор средства "борьбы со старением" способны лишь облегчить его проявления, но не замедлить и тем более обратить вспять.

Теломерная теория и использование теломеразы открывает возможность искоренить проблему старения в целом, вместо того, чтобы бороться с симптомами отдельных возрастных заболеваний, чем сейчас занимается современная медицина.
Одно средство, одинаково эффективное против болезни Альцгеймера, инсультов и инфарктов, атеросклероза и остеопороза.

Это означает грядущий переворот в системе лечения возрастных заболеваний, переход к интегративной превентивной медицине.

Остается надеятся и, по возможности, способствовать тому, чтобы это произошло как можно скорее, а пока поддерживать свой ум свежим, а тело бодрым своими силами, правильно питаясь и тренируясь с bodymaster.ru!

Рекомендуем:

• Телеграм канал Проживи150+ который рассказывает, как жить качественно и долго
• Телеграм канал Биохакинг о полезном знании по биохаингу
• Блэкберн, Эпель: Эффект теломер. Революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни
• Базовый курс медитации от школы Уроки Медитации

Другие мои материалы цикла "Биохакинг":

• Большой гайд в мир Биохакинга: ЗОЖ будущего или опасный эксперимент над собой
• Что такое секвенирование (расшифровка) генома и где его сделать
• Секреты долголетия - Биохакинг: часть 2 - Питание, бады, практики
• Как не стареть - Биохакинг: часть 3. Практики и тренировки