Старость - теломерам в тягость

Согласно философскому взгляду, во Вселенной все пребывает в циклических изменениях. Поэтому любая жизнь, прошедшая через процесс рождения, существования и старения неизменно войдет во врата смерти. Это, однако, никоим образом не ослабляет попыток ученых, настроенных разгадать секреты старения и создать таблетку от старческой немощности.

Издревле люди пытались найти лекарство от старости и создать пилюлю бессмертия. Это занимало умы человечества со времен фараонов, продолжало беспокоить алхимиков средневековой Европы и осталось актуальным в наши дни. Да это и понятно, кто не хочет жить вечно и оставаться молодым? А для этого нужна-то всего малость - остановить старение клеток.

Ведь существуют же в природе нестареющие организмы. Например, клетки бегонии могут делиться практически бесконечно. Асцидии (Ascidiae), беспозвоночные животные, которые тоже почти не стареют. Есть еще так называемая гидра фуска. Пока температура сохраняется выше 20° С, она делится, производит потомство и не стареет. Правда если температура понижается, она погибает. Почему какие-то организмы могут жить очень долго, а другие на это не способны?

Продолжительность жизни зависит от способности клеток организма восполнять потери так, чтобы не происходило нарушения функции ткани. В настоящее время существует много различных теорий старения. Среди них есть генетические теории: теории запрограммированной гибели и теории накопления мутаций. Также существует группа теорий называемых «вероятностными». Согласно им, старение организма происходит в результате случайных процессов на уровне молекул. К этой группе относятся теория свободных радикалов, апоптоза (самоубийства клеток) и другие.

Клеточный «сверхпредел»

На сегодняшний день наибольший резонанс в обществе получила генетическая теория теломер. В 1961 году американский геронтолог Л. Хейфлик путем несложных опытов определил, что фибробласты кожи могут делиться вне организма около 50 раз. Хейфлик попробовал заморозить фибробласты после 20 делений, а потом через год разморозил. И они делились в среднем еще 30 раз, то есть до своего предела. Это максимальное количество делений для определенной клетки было названо «пределом Хейфлика». Но чем обусловлены такие пределы стали догадываться лишь спустя 10 лет.

В один прекрасный день, наш соотечественник, сотрудник Института биохимической физики Российской академии наук Алексей Матвеевич Оловников, ожидал электричку в метро. Обуреваемый мыслями об опытах Хейфлика он выглядел задумчивым и неожиданно его осенило. Подобно поезду, идущему по рельсам, фермент ДНК-полимераза движется по молекуле ДНК и снимает с нее копию. Но если поезд начнет движение не с конечной станции, а где-нибудь с середины ветки, то копия будет в два раза короче, то есть не весь генетический код будет воссоздан. Если это происходит постоянно, то генетического материала становится все меньше. С течением времени концевые участки хромосом - теломеры («телос» - конец, «мер» - часть) становятся короче именно по этой причине. Оловников чуть-чуть не опоздал на электричку, но это того стоило...

Конечно, различные клетки имеют свои «пределы Хейфлика» и конечное количество делений. Некоторые клетки нашего организма, например стволовые, половые клетки, а также раковые клетки могут делиться неограниченное количество раз. Оказалось, это связано с наличием в них специального фермента, названного «теломеразой». Она была открыта в 1980-х годах американскими учеными Грейдер и Блекберн. Теломераза отстраивает обратно концевые участки хромосом - теломеры, и таким образом продлевает жизнь. Кстати, в отличие от половых  стволовых и раковых клеток в обычных клетках теломераза отключена, поэтому они не могут делиться бесконечно и ткани стареют.

Интересно, но бактерии и некоторые вирусы имеют кольцевую молекулу ДНК, у которой нет теломер (концевых участков) и нечему теряться при копировании. В связи с этим бактерии не стареют и в услугах теломеразы не нуждаются. 

Теломерная теория старения выглядела вполне стройно, а исследования проведенные учеными из медицинского факультета Гарварда в Бостоне убедили практически всех. Роналд Депиньо и его сотрудники ставили опыты на мышах, у которых практически не работала теломераза. В результате чего в молодом возрасте у них уже возникали признаки старения. 

С течением времени концевые участки хромосом - теломеры становятся короче. Фото: Science Picture Co/Getty Images News

Ученым удалось восстановить активность теломеразы и повернуть вспять процессы старения. Как считают сами исследователи, это произошло благодаря активации дремлющих теломераз в стволовых клетках организма животных. Помня о том, что высокая активность фермента характерна и для раковых клеток, ученые действовали осторожно и избежали злокачественного перерождения. Значит, всех нас ждет бессмертие в недалеком будущем? Звучит здорово, но видимо нет.

На теломеры надейся, а сам не плошай

Сам Оловников, автор теломерной теории, до сих пор считает ее лишь теорией. Оказывается у человека длина теломер короче, чем у мышей, но живет он в десятки раз дольше. А у некоторых видов мышей, значительно отличающихся по длине теломер, продолжительность жизни остается одинаковой. Эти противоречия не могут окончательно убедить Оловникова, и он ищет более глубокие механизмы старения.

Пока ученые копаются в клетках, нам остается терпеливо ждать. Хотя не совсем так… Один из «железных» способов продлить жизнь работает везде и подтвержден в лабораториях. Доказано: если животное недокармливать, оно живет дольше.  

По-научному это называется «калорийно-ограниченное питание», а простонародно - диета. Если вы едите на 30% меньше, чем вам хочется, вы достигнете эффекта. Ученые объясняют это уменьшением активности свободных радикалов и изменением гормонального фона. 

Питайтесь разумно, и, быть может, вам удастся дожить до создания «пилюль бессмертия».