Sportfito — сайт о спорте, диете, тренировках и фитнесе!

Когда наступает старость с точки зрения биологии

 0    70  3 месяца назад

Оказывается, ошибкой считать кого-то очень старым или очень больным.

Когда наступает старость с точки зрения биологии

0

Кого можно назвать стариком? Кому-то за 50? Или тот, кто страдает от «старческих» недугов? Биолог и научный журналист Полина Лосева считает, что не все так просто. Лайфхакер совместно с издательством Alpina Non-Fiction публикует отрывок из главы «В поисках определения: кто на самом деле стар» из книги «Против часовой стрелки: что такое старение и как с этим бороться».

Проводим границу

Начнем с моего определения ребенка: старый — это тот, кому много лет. Но «много» — не самое строгое понятие. Мне 30 лет, это много? А 40? Или 60? Можно было бы ввести для всех единый возрастной порог, за которым человек автоматически начинает считаться старше. Таким порогом можно считать, например, пенсионный возраст, но во многих странах он не совпадает, а в некоторых странах о пенсиях вообще не слышали. Кроме того, этот порог должен постоянно двигаться вслед за средней продолжительностью жизни: например, в Румынии он повышается на один год каждые четыре года, а в Бельгии — каждые пять лет. И как тогда понять, когда и на сколько передвинуть рубеж старости? Сделать это.

При любом возрастном пороге есть еще одна проблема: как только мы проводим черту между пожилыми и не пожилыми людьми, мы закрываем глаза на процесс старения и приписываем наступление старости как конкретное событие. Человеку исполняется, скажем, 60 лет, и ровно в годовщину своего рождения он по щелчку пальцев становится стариком. Это хороший сюжетный ход для сказки, но в реальной жизни он кажется неправдоподобным.

С нашей точки зрения, старение все-таки постепенный процесс, который занимает годы и не происходит мгновенно.

И если рассматривать старение как часть развития, то, как и большинство процессов развития, логично считать его непрерывным.

Кроме того, непонятно, что делать с животными. Если мы надеемся испытать нашу пилюлю вечной молодости на модельных организмах, прежде чем переходить к людям, наши критерии старости должны сработать и для них. И продолжительность их жизни сильно различается, от нескольких дней до сотен лет, часто в лаборатории они живут дольше, чем в дикой природе. Поэтому вам придется установить свой порог для каждого вида и постоянно уточнять его в зависимости от обстоятельств, либо найти какой-то ориентир, общий для всех организмов.

Судим по внешности

Поскольку возрастной ценз оказался неудобным критерием, можно попробовать начать с внешних признаков старости. Ведь каждый из нас может узнать старика на улице, не глядя в паспорт: седые волосы, сутулая фигура, морщинистая кожа, неправильная походка, потеря памяти.

В то же время любому из этих признаков легко привести контрпример, то есть найти человека, который им обладает и не является стариком в глазах окружающих. Например, некоторые люди начинают седеть в молодом возрасте или даже лысеют до того, как их волосы теряют пигментацию. Проблемы с осанкой преследуют не только пожилых людей, но и многих офисных работников. А морщинистую кожу можно встретить у жителей южных деревень, которые много времени проводят на солнце.

Поэтому, если мы решим вычислить пожилых людей по их характерным признакам, то в эту категорию попадут люди всех возрастов, которые случайно приобрели седую прядь или кривую осанку. Кроме того, среди «старых» будет много инвалидов или психически больных людей, потерявших память. А богатые люди, которые могут себе позволить следить за состоянием кожи и волос, наоборот, будут выглядеть моложе своих бедных и неухоженных сверстников.

Самый очевидный для нас критерий оказывается неточным, и это не случайно. Дело в том, что он не имеет прямого отношения к механизмам старения. Составляя портрет среднего старика, мы оцениваем процесс по его конечным проявлениям, как если бы по убежавшему молоку определяли приготовление каши. А вот каши можно приготовить, не выходя из кастрюли, если обращаться с ней бережно, а можно заполнить всю плиту в начале варки, если включить слишком сильный огонь. Поэтому, чтобы схватить старость за хвост, надо заглянуть внутрь, то есть отправиться на поиски причин старения и его первых проявлений.

Проверяем в бою

Возвращаясь к основному источнику народной мудрости «Википедии», получаем в ответ: «Старость — это период жизни от утраты способности к размножению до смерти». Это определение кажется логичным, поскольку, в отличие от предыдущих, оно отражает специфические изменения в организме. Это также кажется довольно ясным: в отличие от внешних признаков старости репродуктивную способность можно легко измерить: дайте животному спариваться с другими особями и посмотрите, производит ли оно потомство.

Но оценивать человека по этому критерию не очень удобно.

Во-первых, не всем людям свойственно постоянно размножаться, демонстрируя свой репродуктивный потенциал.

Во-вторых, не очень ясно, по какому параметру этот потенциал должен определяться: по способности производить потомство или по количеству половых клеток в запасе. Современные репродуктивные технологии позволяют женщине родить ребенка и в 50, и даже в 60 лет (рекорд самой старой родившей в книге Гиннесса почти 67 лет), но яйцеклетки, по крайней мере, здоровые, обычно они заканчиваются в возрасте 40-45 лет.

В-третьих, репродуктивные критерии будут работать по-разному для мужчин и женщин. Сперматозоиды, в отличие от яйцеклеток, образуются постоянно, и организм мужчины может вырабатывать их до самой смерти, даже когда у его партнерши уже давно не осталось половых клеток. При этом внешние признаки старости, такие как седина и морщины, появляются у мужчин и женщин почти одновременно, а женщины, как правило, живут дольше.

Измерять старость по репродуктивному потенциалу так же неудобно, как и по внешности. Современные женщины в свои 40-50 лет выглядят молодо по всем параметрам, которые мы уже перечислили, но большую часть времени они уже не решаются иметь детей, и мы не можем проверить, способны ли они на это. А заботой косметологов и пластических хирургов некоторым удается сохранить внешнюю молодость даже в 70 лет.

Считаем мутации

Когда я спрашиваю слушателей на лекциях, что такое старость, мне часто говорят: она о срывах и нарушениях в организме. Репродуктивный критерий также подходит под это определение: неспособность воспроизводиться — одна из таких неудач. Но, поскольку рано или поздно оно может возникнуть у каждого отдельного человека, независимо от других признаков старения, неразумно делать его мерилом старости, если мы хотим найти единую точку отсчета для всех.

Можно составить список проблем, характерных для старого организма. По этому принципу работают «индексы дряхлости». Серл С.Д., Митниски А., Гахбауэр Э.А., Гилл Т.М., Роквуд К.А. Стандартная процедура создания индекса дряхлости // BMC Geriatrics. 2008 г., сентябрь; 8. (мы вернемся к ним в главе о биологическом возрасте), которые часто используются клиницистами, изучающими старение. Индекс дряхлости – это совокупность возрастных симптомов и заболеваний, которые накопил в себе конкретный больной. Чем выше значение индекса, тем ближе к старости.

С индексом может возникнуть та же проблема, что и с внешними признаками старости: когда мы обращаем внимание на последствия, а не на причину, богатые люди оказываются в среднем моложе своих бедных сверстников.

Это, однако, не означает, что проблему старения можно просто «наполнить деньгами»: в конце концов, богатые умирают так же, как и бедные, и они не менее заинтересованы в продлении жизни.

Поэтому нам придется заглянуть глубже, в отдельные клетки и молекулы, и искать признаки старения уже на микроскопическом уровне.

Примером молекулярного признака старости можно считать точечную мутацию в ДНК, то есть замену одной «буквы» (нуклеотида) в ее «тексте» (последовательности) на другую. В большинстве случаев такие единичные замены не влияют на жизнь клетки, так как генетический код избыточен и застрахован от случайных ошибок. Однако сбой может произойти и в значительном месте гена: тогда он вообще перестанет работать или кодируемый им белок будет деформирован. Мутантный белок иногда лучше или хуже обычного выполняет свои функции, и в обоих случаях это может иметь неприятные последствия для организма, например, развитие опухоли.

Не все точечные мутации влияют на жизнедеятельность организма, но определить эффект, который производит каждая из них в отдельности, достаточно сложно. Поэтому для простоты любую точечную мутацию можно считать разрывом. В конце концов, любой из них делает ДНК клетки отличной от «исходной», изначального носителя генетической информации.

В 2018 году Bae T et al опубликовали две статьи. Различные скорости и механизмы мутаций в клетках человека в прегаструляции и нейрогенезе // Наука, февраль 2018; 359 (6375): 550–555 групп Lodato MA et al. Старение и нейродегенерация связаны с увеличением мутаций в отдельных нейронах человека // Наука, февраль 2018; 359 (6375): 555–559 ученых, подсчитывавших точечные мутации в нервных клетках человека. Исследователей интересовало, когда происходят эти мутации и сколько из них накапливается в течение жизни. Для этого они взяли несколько соседних нервных клеток из мозга взрослых — и зачатка мозга у эмбрионов (ученые работали с материалом, полученным в результате абортов) — и прочитали их ДНК. Идеально, Во всех клетках нашего организма последовательность нуклеотидов в ДНК должна быть одинаковой. Но в течение жизни каждая клетка независимо от других накапливает «однобуквенные» замены. Следовательно, если сравнить две клетки друг с другом, количество точек различия в тексте ДНК будет равно количеству мутаций в каждой клетке.

Результаты расчетов оказались ужасающими. В начале развития зародыша, когда оплодотворенная яйцеклетка делится на первые клетки, она делится примерно раз в сутки. Оказалось, что каждое из этих делений уже приносит с собой в среднем 1,3 новых мутации. Позднее, когда начинает формироваться нервная система, на 15-й неделе развития, она ежедневно добавляет в клетки еще около пяти мутаций. А в конце нейрогенеза, то есть деления клеток в большинстве областей развивающегося мозга, это где-то на 21 неделе, в каждой клетке уже есть 300 уникальных точечных мутаций. К рождению человека в тех клетках, которые продолжают делиться, накапливается до 1000 мутаций. И тогда в течение жизни ДНК мутирует медленнее.

Если по договоренности считать каждую мутацию неудачей, то есть признаком старости, то получается, что человек начинает стареть сразу после зачатия, с момента первого деления оплодотворенной яйцеклетки. Но как может структура, которая еще не сформировалась, стать дряхлой?

На молекулярном уровне подтверждаются наши догадки о старении: это не событие, а непрерывный процесс.

Мутации не появляются внезапно, а накапливаются с первого дня развития до конца жизни. А где провести границу «ДНК молодости» совершенно непонятно. Если отсчитывать старость от появления первой мутации, то приходится признать, что постарела группа из нескольких клеток. А если попытаться установить пороговое значение количества мутаций, то мы столкнемся с той же проблемой, что и в случае с пенсионным возрастом: чтобы граница нас не удивляла, нам придется опираться на другие признаки старости — внешний вид, способность к размножению или что-то еще, что, как мы уже знаем, не является достоверным.

Можно было бы ориентироваться не на время появления ошибок, а на скорость мутации; например, вызвать старую, у которой мутации начинают проявляться быстрее. Но и здесь нас ждет ловушка: нервные клетки быстрее накапливают ошибки до рождения, чем после. Когда они рождаются, в них уже содержится более трети всех мутаций, которые они успеют получить за свою жизнь. Можно было бы решить, что это особенность клеток нервной ткани, которые почти полностью формируются в эмбриональном периоде, а затем, после рождения ребенка, почти не размножаются. Но нет, делящиеся клетки кишечника или печени у взрослого человека мутированы Blokzijl F et al. Накопление тканеспецифических мутаций в стволовых клетках взрослого человека на протяжении всей жизни // Природа. 2016 октябрь; 538:260–264 примерно с той же скоростью, что и при нервном, около 0,1 ошибки в день. И это значит

Ставим диагноз

Похоже, мы не сможем однозначно определить старость и старость: старение — процесс постепенный, имеющий конец, но без начала. Однако есть люди, которые продолжают бороться со старением, несмотря на отсутствие определений: это врачи. Они узнают старость по специфическим проявлениям — возрастным заболеваниям и борются, по возможности, непосредственно с ними. Все, что сегодня может сделать врач для пожилого пациента: заменить зубы, вставить слуховой аппарат, вылечить сердце или пересадить роговицу — мелкий ремонт тела, замена отдельных частей. Поэтому, с точки зрения врача, старость – это совокупность наиболее распространенных пороков, которые можно исправить.

Стоит отдать должное медицинскому подходу: пока это самый эффективный способ продлить жизнь, который у нас есть.

Каковы бы ни были лежащие в основе механизмов старения, мы до сих пор не знаем, как их лечить, но многие непосредственные причины смерти легко победить: жители развитых стран больше не умирают массово от инфекций, параличи давно перестали быть молитвой, а справиться с повышенным давлением или сахаром в крови теперь можно с помощью таблетки. Средняя продолжительность жизни выросла за последнее столетие Федеральная служба государственной статистики. Статистический бюллетень 2007 г почти вдвое. В этом смысле битва со старостью, несмотря на отсутствие четкого определения врага, уже идет полным ходом.

Но когда мы говорим об обращении старения, то вряд ли можем представить себе вечную борьбу с возрастными заболеваниями. Скорее всего, мы бы хотели, чтобы они даже не возникали. Поэтому таблетку от старости, если нам придет в голову, видимо, придется принимать еще до появления тревожных симптомов. А это значит, что таблеткой придется бороться с болезнью, которой еще не существует. То, что сейчас называется «старостью» в Международной классификации болезней (документ Международная классификация болезней, 10-й пересмотр (МКБ-10), который публикуется каждые 10 лет Всемирной организацией здравоохранения для унификации медицинских диагнозов в разных странах), описывает стандартный набор возрастных симптомов: «старческий возраст, старческая слабость.

Хорошо это или плохо, можно спорить. С одной стороны, такое положение вещей серьезно тормозит развитие науки. Хотя геронтологи являются специалистами, которые лечат и изучают здоровье людей старше 60 лет и договорятся о том, кого считать старым, а кого молодым, сейчас они не могут провести клинические испытания одной таблетки от старости и посмотреть, работает она или нет. . За такой тест они не получат ни денег, ни разрешения от комитетов по этике. Для решения этой проблемы тестируют препараты против некоторых возрастных заболеваний, например воспаления суставов. Если у пациентов перестанут болеть суставы, все равно будет хорошо. А если они проживут с ним дольше среднего, то будет еще лучше.

С другой стороны, представьте, что старость до сих пор официально считается болезнью. Тогда сразу будет понятно, что значительная часть населения Земли больна и неизлечима. А если измерять старение количеством мутаций, то будут болеть все без исключения. С точки зрения врача это абсурд: болезнь есть отклонение от нормы, а где искать норму, когда нет здоровых людей?

До сих пор геронтологи и медики не могут договориться: первые публикуют Бултерийс С., Халл Р., Бьорк В., Рой А. Пора классифицировать биологическое старение как болезнь // Границы генетики, июнь 2015 г признают старение болезнью, последние упорно сопротивляются. Однако подозреваю, что рано или поздно врачам придется сдаться: то тут, то там отдельные биохакеры начинают экспериментировать над собой, а смелые исследователи запускают частные клинические испытания омолаживающих таблеток на деньги самих испытуемых. Бороться с этим хаосом бесполезно, поэтому однажды медицинскому сообществу придется возглавить его и признать старость одной из многих болезней человечества.

Полина Лосева по образованию биолог, окончила кафедру эмбриологии биологического факультета МГУ. Пишет статьи для порталов Ático, N+1, Elementos, OLYA и занимается распространением науки. В книге «Против стрелки часов» он рассказывает о механизмах старения, попытках создать «таблетку старения» и способах отсрочить неизбежное.

Купить книгу


 0   
Комментарии