Alternatywy wobec śmierci: jak pokonać starzenia

W nowoczesnej biologii molekularnej wygląda na zjawisko starzenia? Jak próbuje studiować starzenia się, czy jest nadzieja na spowolnienie lub nawet zatrzymać ten proces? Te pytania koncentruje się na biologa wykładowej Alexander Panchina, z którego wykonane w przeszłości w biurze Mail.Ru Grupa wykłady popularnonaukowe skonfigurowane.

Starzenie się - obniżenie wieku długość życia. Począwszy od pewnego wieku każdego roku zwiększa prawdopodobieństwo śmierci danej osoby. Po 20 latach, co osiem lat życia zwiększa ryzyko o około połowę. Ludzie umierają z powodu chorób serca, raka, udar, rozedmę płuc, zapalenie płuc, choroby nerek, choroby Alzheimera, wypadku. Ale dobrą wiadomością jest to, że postęp naukowy i technologiczny pozwolił wygrać wiele chorób i przedłużyć życie ludzkie.

W ciągu ostatnich 60 lat we wszystkich krajach wzrosła długość życia, aw niektórych ludzi zaczęło żyć około 20 lat dłużej. W Australii, Kanadzie, Japonii i niektórych krajach europejskich, średnia długość życia przekracza 80 lat. Jest to kwestia o znaczeniu dobrej medycyny w kraju, mądrego wykorzystania osiągnięć naukowych, stosowanie skutecznych leków, a nie jakiś homeopatii i tak dalej. Ale ogólnie zauważalny postęp na całym świecie.

Nawet pod koniec XIX wieku, postawiono hipotezę teoretycznej nieśmiertelność hydra. W 1997 roku Daniel Martinez udowodnił hipotezę eksperymentalnie

Kiedy pojawia się pytanie, czy możemy pokonać tego rosnące wykres wzrostu śmiertelności, przypominam słowa braci Wright, „Jeśli ptaki mogą latać, wtedy możemy osiągnąć kontrolowany lot.” Biolodzy mówią, że jeśli hydra z wiekiem, ryzyko zgonu nie jest zwiększona, to jest prawdopodobne, że może to zrobić z nami. Brak fundamentalne ograniczenia, które nie pozwalają na żywy organizm żyć bardzo długo. Klasycznym przykładem długotrwałymi organizmu - z Golec Piaskowy, który mieszka dziesięć razy dłużej niż ich krewni - myszy i szczurów. Genom Golec Piaskowy bada już nadzieję na naukowcom zrozumieć, co czyni go tak wyjątkowym, i są długowieczne.

Jeśli ocenimy różnorodność życia na naszej planecie, długość życia ssaków mogą różnić się o prawie sto razy, i zwierząt w ogóle - w dziesiątki tysięcy razy. Z tego, co może być podłączony? Jest oczywiste, że ważną rolę w procesie starzenia i długowieczności genów grać. Co za jędza lub polnik z ewolucyjnego punktu widzenia, nie są szczególnie zainteresowane, jak żyć długo. W naturze, kilku członków tych gatunków przetrwać do starości, ich wystarczająco wcześnie, aby jeść drapieżników. Nawet jeśli to był jakiś rodzaj mutacji, przedłużając życie, by z nią być mało przydatna w warunkach zwiększonego sukcesu reprodukcyjnego. I gatunki, aby pozbyć się zagrożenia ze strony drapieżników, jesteśmy po prostu widząc wzrost długości życia. To samo Golec Piaskowy, który żyje pod ziemią, może żyć do 31 lat. Innym przykładem ochrony przed drapieżnikami - zdolność do lotu, jak to ma miejsce w przypadku nietoperzy i ptaków. Ale ludzie mogą chronić się za pomocą nauki i technologii.

Są to organizmy, w których gen już określone program śmierci. Na przykład, niektóre gatunki samic łososia umierają wkrótce po tarle. Ale jest bardziej interesujący przykład - Ośmiornica:

Ilustracja: ślimaka Odyssey

Samica składa jaja ośmiornica, przestaje jeść i średnio miesięcznie umiera. Ta zaprogramowana śmierć. Ale okazało się, że ten program może być cofnięte, z chirurgicznie - wystarczy wyciąć parę gruczołów, po którym ośmiornica nie może żyć w miesiącu, a 6-9 miesięcy.

Istnieją przykłady programowanej śmierci komórki, gdy poszczególne komórki mogą się zabić. Proces ten nazywany jest apoptoza, gdy komórki gromadzą dużą liczbę mutacji, które nie stają się nowotworowe, nie stanowi zagrożenia dla organizmu, to samo zniszczenie, i dość rozsądne - komórka nie jest tylko odpryskami całej jego zawartości, i wali na przedziały, które następnie mogą zostać przechwycone przez sąsiada komórki i usuwane. Interesujące jest, że to przejście od śmierci komórkowej do śmierci całego organizmu. Caenorhabditis elegans Gut glisty (nicienie) nieco fluoryzuje. A gdy szkodnik jest umierających z przyczyn naturalnych albo wskutek jakiegoś uszkodzenia, a następnie godzinę przed śmiercią przed fali jelita żarzenia jest wzmacniany i stopniowo rozszerza się koniec cienkiego. Po tym, robak przenosi się do innego świata. Zjawisko to nazywa się „niebieskie fale śmierci”. Fala może być sztucznie wywołane np zamrażać i rozmrażać robaka. Ponadto, naukowcy znaleźli sposób, aby zatrzymać tę falę. Czas życia robaka nie wzrasta, ale jeśli jest uszkodzony, nie umrze. Wraz z pojawieniem się fali rozpoczyna proces śmierci komórek, ale to jest to niebieskie zanika poświata, a robak nadal żyć. Nie trzeba blask jest tylko wskaźnik i to naprawdę jest fala śmierci komórek wzdłuż jelita, co prowadzi do śmierci.

Dlaczego ten mechanizm powstał? Podobno w wyniku takiej „śmierci w godzinę”, robak pobiera jako pokarm dla ich własnego potomstwa. Worms niemowląt wylęgowych umierają i stają się pokarmem dla następnego pokolenia. Symbolem poświęcenia macierzyństwa.

U ludzi, przynajmniej u dorosłych, stwierdzono takie mechanizmy. Nasz starzenie się jest sumą wielu różnych procesów. Jeden z nich - jest starzenie się komórek.

Stare komórki mogą uszkodzić sąsiadują ze sobą, mogą uwalniać substancje, które prowadzą do zapalenia. Starsze komórki nowotworowe mogą stać, więc dobrze byłoby, aby się ich pozbyć. Wyniki badań zostały niedawno opublikowane przez usunięcie za pomocą specjalnego leki stare komórki określonego typu w zmodyfikowanych genetycznie gryzoni. I te gryzonie żyją dłużej. To jest całkiem możliwe, aby znaleźć podejście do starzenia się komórek.

Skracanie telomerów

ludzki chromosom nieaktywne telomery - biały

starzenie się komórek jest związane z pewnymi procesami. Jeden z nich - skracanie telomerów. Naturalny sposób, że w każdym okręgu komórki, cząsteczka DNA jest skrócona. Na końcach chromosomów są segmenty zwane telomery, które podlegają skracanie, chroniąc w ten sposób resztę chromosomie. Telomery skracają z pokolenia na pokolenie, a są one stare komórki są bardzo krótkie. Że jest stary i młody mężczyzna komórki można odróżnić od długości telomerów, z uwzględnieniem pewnych zmian tych cech.

Jednak problem został już rozwiązany w skróceniem naszych komórek macierzystych. Mają enzymu telomerazy, który jest w stanie zakończyć budowę telomery. Dlatego też, o niektórych komórkach mówią, że są nieśmiertelni.

Kolejna dobra wiadomość jest taka, że ​​możemy wydłużać telomery przez terapię genową. Eksperymenty przeprowadzono w której wirus dostarczane przez specjalny telomerazy u gryzoni, a telomery zostały zakończone w komórkach. Te gryzonie, jak eksperymenty pokazują, żyją dłużej.

44-letnia Elizabeth Parrish, szef amerykańskiej firmy badawczej BioViva, być może, jako pierwsza osoba w którym anti-aging terapii genowej został z powodzeniem przetestowany

Podobne eksperymenty były inspirowane przez Elizabeth Parrish spróbuj wyobrazić sobie taką terapię genową. Oczywiste jest, że robi to w ramach PR-kampanii, ponieważ jest właścicielem największej firmy biotechnologicznej. Wiadomości przekazywane informacje, że tak jakby ona wydłużona telomery. Ale nie jest to eksperyment naukowy, nie ma grupy kontrolnej, nie ma porównania. Choć ta historia inspiruje wiele i mówi, że skracanie telomerów nie jest nie do pokonania problemem starzenia. uszkodzenie akumulacja

Inną rzeczą, która dzieje się w komórkach - jest nagromadzenie uszkodzeń. Są one różne. Jednym z rodzajów uszkodzenia - jest nagromadzenie w komórkach śmieci. Na przykład, złe nawał białka, jak to się dzieje w przypadku choroby Alzheimera. Lub niewłaściwie organelli takich jak mitochondria uszkodzonych pracy. W każdym podziale komórki te uszkodzenia podobne są rozcieńczone, a każdy z otrzymanych dwóch komórek powinien być dwa razy mniejsze. Oznacza to, że aktywny podział komórek może samopoczucie.

Ale podział ma ciemną stronę - raka. Istnieją mutacje genetyczne, które nie są rozcieńczone. Rak - komórka zgromadził dużą liczbę mutacji, które mogą prowadzić do dzielenia przez czas nieokreślony, wyłączenie apoptozy. Obecnie istnieją bardziej nowoczesne metody do walki z rakiem. Wcześniej był całkowicie nieuleczalna choroba, jest obecnie w wielu przypadkach jest ona traktowana.

czczo

Jeden z najpiękniejszych eksperymentów, aby przedłużyć życie było związane z badaniem wpływu częściowego głodu. Eksperyment przeprowadzono u gryzoni. Jest to wykres umieralności:

zielony kolor wskazuje, którzy jedzą z brzucha, niebieski świerk 25% mniejsza, fioletowy - 55%, to czerwony - 65%. Jak widać, maksymalna długość życia wzrosła o około 1, 5 razy. Zielony zmarł gdzieś w ciągu trzech lat, podczas gdy reszta żyli znacznie dłużej. Kiedy cały zielony zmarł, The Reds są wciąż żywe. Imponujący wynik. Okazało się, że mechanizm przedłużania życia poprzez głodu właściwego do bardzo różnych organizmów, ale nie dla wszystkich. Są to te, w których częściowe pozbawienie zmniejsza żywotność. Jednak u wielu gatunków to działa. Na przykład, Caenorhabditis elegans glisty, szczury, niektóre szczepy myszy, psy, istnieją sprzeczne dane dotyczące makaków. Publicznie, to jest bardzo trudne do wprowadzenia takich eksperymentów. Kiedy dowiedział się, jako częściowy głód przedłuża żywotność robaka znalazł hormonu, który jest wydzielany w odpowiedzi na przyjmowanie pokarmu. Hormony te działają na receptor DAF 2 znajduje się na powierzchni komórek i które w jakiś sposób sprzyja starzenia. W przypadku uszkodzenia tego receptora, te robaki żyją około dwa razy dłużej.

Gdy DAF-2 receptor aktywowany, wyzwala kaskadę procesów komórkowych, co prowadzi do inaktywacji białka, które nazywa się DAF-16. DAF-16 - jest to bardzo ważne białko, które reguluje pracę komórek w następujący sposób. Jeśli jedzenie dostępne i DAF-16 jest inaktywowane, komórka myśli: „Och, zashib posiłek jest kompletny, wszystko jest dobre, można odpocząć, nie jestem w niebezpieczeństwie, można mnożyć, dzielić. - wszystko jest w porządku” Jeżeli sygnał ten nie jest obecny, tj DAF-2 jest uszkodzony, lub jeśli nie ma żywności, aktywuje DAF-16, komórka myśli: „Co za bałagan, ja umieram, stres, koszmar! Musisz zapisać się „- i działa kilka mechanizmów obronnych: mutacjami stresu oksydacyjnego, szok termiczny, a wszystko to w wierszu. Tj DAF-16 sprawia, że ​​setki pracujących innych genów, które chronią komórki przed różnymi problemami.

Okazało się, że dana osoba ma białka podobnego do DAF-16 i DAF-2. Ale podobna do mutacji białka DAF-16 został znaleziony. Są ludzie z jednym z wariantów tego białka, a tam są ludzie z innej opcji. Właściciele pierwszego wykonania (FOXO3) są o wiele bardziej prawdopodobne, aby żyć 90 lat lub więcej. Oznacza to, że studiując molekularny mechanizm starzenia się robaki, możemy lepiej zrozumieć mechanizmy starzenia się ludzi.

Oczywiście, nie wszystko, co możemy dowiedzieć się o robaki, można przełożyć na ludzi. Na przykład, jeśli usuniemy komórkach rozrodczych gonad robaka, ale również aktywuje DAF-16 i będzie żył dłużej. Ale jeśli się wykastrować, twoje życie nie zostanie przedłużony.

Masa ciała

Dwarf nietoperze mogą żyć do 40 lat. Organizmy z większą masą ciała żyją dłużej. Ale są tacy, których długość życia jest o wiele większa niż wyliczona na podstawie ich masy ciała. Na przykład, ludzie żyją znacznie dłużej niż w przypadku innych gatunków o tej samej masie. Dwarf nietoperze i ich krewni są również długowieczne. Te bity pojawił się jak białka DAF-2, ale z określonymi mutacjami.

Oprócz organizmów modelowych, naukowcy badają i mutacje, które występują u ludzi.

Ten młody człowiek zmarł w wieku 17 lat, miał przedwczesnego starzenia się zespół o nazwie „Progeria”. Ta choroba genetyczna, która powoduje wczesne pojawienie się oznak starzenia. W młodym wieku są choroby starcze, a ludzie na żywo średnio 13 lat. W przypadku tej choroby powoduje mutację w genie, która jest odpowiedzialna za syntezę laminowane białka. Białko to jest odpowiedzialny za organizację jądra, tak zwanej macierzy jądrowej, struktury atomowej. Robaki z starzenie macierzy jądrowej jest zniszczone komórki i wolniej się stanie, żywych robaków dłużej. Być może zniszczenie macierzy jądrowej odgrywa ważną rolę w ludzkim starzenia.

, hormon wzrostu

Hormon wzrostu pośrednio prowadzi do wzmocnienia sygnału, który jest przekazywany za pośrednictwem naszego analogowego DAF-2. Jeśli dużo łatwiejsze, a krasnoludki komórki odczuwać skutki głodu. Tutaj karłowaty mysz Yoda i jego dziewczyna Leia:

W Yoda był rozpuszczony genów regulujących syntezę hormonu wzrostu. Żył w laboratorium przez cztery lata - w kategoriach ludzkiego życia jest więcej niż sto lat.

W Ekwadorze jest populacja osób z pewną formą karłowatości zwany syndrom Laron istnieje około stu osób. Nie wiemy, jak żyją. Naukowcy obserwując je przez ponad 20 lat i była publikacja że osoby te zostały zmniejszone ryzyko wystąpienia niektórych chorób starczych, w tym raka i cukrzycy. Może oni naprawdę żyją dłużej niż inni ludzie w tym samym regionie.

Boże TOR, Pan zanieczyszczeń

Ilustracja: Ban Lab

Nasze komórki są w stanie usunąć się z gruzów nie tylko w pionie. Mogą go wchłonąć. To się nazywa autofagii - komórki trawią najbrudniejszych w sobie, to w jakiś sposób odzyskać i wyrzucić. Proces ten może przyczynić się do odmłodzenia komórek, ale zapobiega białko TOR.

Co on robi? On mówi: „Wszystko jest użyteczne. Ten nieświeży kanapka, że ​​masz tutaj jest pod ręką. To będzie głodny, zablokuje i będzie przejść do przyczyny. " Nasi przodkowie żyli w stałych niedoborów żywności. Nie było żadnych organizmów zmodyfikowanych genetycznie, nie było zielona rewolucja, normalny rolnictwo, nie było nic. Głód może nastąpić w każdym czasie, a zatem TOR odegrała ważną rolę. Ale teraz to śmieci gromadzi i niszczy komórki. Na szczęście, są substancjami, które mogą tłumią inhibitory białka.

inhibitory TOR wywołać autofagii przez białka. Sam TOR jest nazwany po rapamycyny: cel rapamycyny (cel rapamycyny). Rapamycyna - jest antybiotykiem, które produkują grzyby, jest on również stosowany jako środek immunosupresyjny. Substancja ta jest wykorzystywana w przeszczepiania narządów w celu zmniejszenia ryzyka odrzucenia. Rapamycyna przedłuża także żywotność różnych organizmów, takich jak myszy, i dość mocno.

Rapamycyna jest bardzo drogie, więc w wielu przypadkach stosowanie znacznie taniej inhibitor TOR - kofeiny. Badania na zwierzętach potwierdziły, że poprawia i przedłuża żywotność autofagii. Również mamy wyniki badań epidemiologicznych, zgodnie z którym populacji ludzkich, gdzie wypić kilka filiżanek kawy dziennie, śmiertelność została zmniejszona o 10%.

Istnieje pojęcie „francuski paradoks”: Francuzi długowieczne i rzadko cierpią na choroby układu krążenia. W pewnym momencie, to wyjaśnia zużycia resveratrol zawarty w czerwonym winie. Gryzonie substancja przedłuża życie. Ale liczy się, ile zużywają wina człowieka resweratrol miał ten sam efekt - dwa baryłek dziennie. Wydaje się, że francuski paradoks wkrótce połączony z samego etanolu, który w pewnych niskich stężeniach przedłużyła życie nicieni. Ludzie, którzy piją kieliszek wina dziennie zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób sercowo-naczyniowych, takich jak choroba niedokrwienna serca, choroba niedokrwienna serca i tak dalej. Ale etanol ma negatywny Side: alkoholizm, marskość wątroby, zwiększa ryzyko niektórych nowotworów. W związku z tym, czy możliwe jest, aby polecić jak geroprotector etanol - to sprawa dyskusyjna. To wzbudza zainteresowanie naukowców i metforminy - lekarstwo na cukrzycę. Ma pewne skutki uboczne związane z przewodu pokarmowego. Nie ma badań, które potwierdzają, że metformina przedłuża żywotność robaki.

Ale najdłuższy - 50% - żywe nicienie tytułu alfaketoglutaranem. Jest godne uwagi, że istnieje u osób w dużych ilościach i ma niską toksyczność. Ale do tej pory nie przeprowadzono badań na gryzonie, naukowców, ponieważ jest to bardzo trudne do uzyskania środków finansowych na naukę tego leku przed starzeniem, ponieważ starzenie się nie jest uważane za chorobę. Alfa-ketoglutaran, nawiasem mówiąc, sportowcy używać jako dodatek do żywności w celu przyspieszenia wzrostu masy mięśniowej. Ale istnieją sprzeczne doniesienia, czy to naprawdę pomaga w tym.

odmłodzenia

Ilustracja: Popular Science

W jednym z badań, naukowcy chirurgicznie dołączył ciała dwóch gryzoni - starych i młodych, łączący ich system krwi. W tych warunkach, stary gryzonie żyją dłużej i młody - mniej, natomiast w starszych gryzoni zwiększa plastyczność układu nerwowego, czyli zdolności komórek nerwowych do tworzenia nowych połączeń neuronowych. Oni nawet poprawia regenerację tkanki mięśniowej. Jest oczywiste, że nikt nie oferuje uszyć razem seniorzy i małych dzieci, aby seniorzy żyją dłużej. Ale może znajdziemy jakieś czynniki, które są obecne w surowicy młodych lub znaleźć komórki, które mogą przedłużyć życie i ich syntetyzują i dać jako lek dla ludzi starszych. Ten wspaniały powiedział Tony Wyss-Korea (Tony Wyss-Coray). Obecnie prowadzi badania techniczne użyciu plazmy młodych organizmów do leczenia choroby Alzheimera. Zobaczymy co wyjdzie.

Aby przeżyć długo

Inna historia wiąże naukowiec Aubrey de Grey (Aubrey de Grey), występował także na Teda Talk. Aubry powiedział: „Niektórzy ludzie mówią:” Dobrze, będziemy przedłużyć żywotność 20 lat, nie umrze w 80 i 100. Ale to jeszcze nie jest bardzo pocieszające. Możemy liczyć na coś więcej? „”. Aubrey odpowiedział: „Tak, możemy.” Dlaczego? Przytacza metaforę powszechnego ciążenia. Jeśli weźmiesz piłkę i rzucić się na niego, upadnie. Jeśli rzucisz na niego dużo, spadnie ona później. Ale jeśli rzucić na niego tak, że dochodzi do pierwszego prędkość kosmiczną, a następnie piłka będzie latać w kosmos, by nigdy nie powrócić na Ziemię. „Spójrz, postęp naukowy i technologiczny rozwija się coraz szybciej, i, być może, dla tych 20 lat, nadal będzie żyć, będzie pochodzić z leku, który przedłuża życie o kolejne 25 lat, a podczas tych 25 latach będzie pochodzić z leku, który przedłuża życie przez kolejne 30 lat, i tak dalej. A może, ponieważ w pewnym wieku, niektórzy ludzie mogą żyć przez długi czas, od tysięcy lat. " Wielu naukowców są sceptyczni. Ale nie ma żadnych poważnych argumentów, dlaczego jest w zasadzie niemożliwe. Widzimy, że postęp naukowy i techniczny przedłuża życie ludzi z całego świata, we wszystkich krajach, nawet najbiedniejsi, a średnia długość życia stale rośnie. Oznacza to, że ze względu na przedłużenie życia muszą rozwijać naukę.

Na koniec chciałbym polecić Great site geroprotectors.org - nie są gromadzone na publikację wyników badań różnych substancji z punktu widzenia przedłużając żywotność eksperymentalny organizmów zwierzęcych.