Старение. Ведущий специалист в изучении старения человека рассказал о поисках продления человеческой жизни Научные исследования по программе старения

По крайней мере четыре причины привели к бурному развитию современной геронтологии:

1) успехи биологии, сделавшие реальным раскрытие ряда фундаментальных механизмов старения;
2) постарение населения, отмечающееся во всех высокоразвитых странах;
3) связь основных болезней человека с возрастными нарушениями;
4) успешные результаты продления жизни в эксперименте.

Открытие генетического кода, механизмов наследственности, синтеза белка, саморегуляции живого и т. д. определило новое понимание сути жизненных процессов, в том числе и старения. Вместе с тем именно они породили и слишком радужные порой прогнозы. Например, необоснованное сведение всей сути сложнейшего биологического процесса старения к какому-нибудь одному, пусть и важному, изменению в жизнедеятельности организма; предвидение резкого увеличения в ближайшее время продолжительности жизни человека. В конце 60-х годов американская научная корпорация “Ренд” предсказывала увеличение продолжительности жизни человека к 2020 г. на 50 лет, а другая корпорация, “Смит и Френч”, подобный рост предусматривала даже к середине 90-х годов нашего столетия. Группа исследователей из ФРГ в 1969 г. писала, что к началу следующего столетия продолжительность жизни может быть увеличена на 50 лет. Большая группа экспертов - ведущих советских геронтологов - дала прогноз, обобщенный Ю. К. Дупленко. По мнению 31.1% экспертов, к концу минувшего века удастся замедлить темп старения человека, 33.5% утверждает, что это произойдет к 2010 г., 21.1% - еще позднее; 14.3% считает это вообще нереальным. 17.9% полагает, что до 2020 г. возможно увеличить видовую продолжительность жизни, 24.1% называет более поздние даты, а 58% говорит о нереальности подобной задачи.

Согласия, как видим, нет, и это верный признак того, что проблема не решена, истина еще не открыта. Многие вообще считают, что продление жизни будет возможно только после установления основных механизмов старения. Однако и на это есть что возразить. Во-первых, история естествознания располагает множеством примеров, когда важнейшие задачи решались задолго до раскрытия сущности процесса. Медицина уже десятки лет применяет ряд эффективных средств лечения многих заболеваний (сердечные гликозиды, антиаритмические препараты, антибиотики, нейротропные средства и др.), механизм действия которых еще только выясняется. Во-вторых, экспериментальные поиски увеличения продолжительности жизни важны именно для раскрытия конкретных механизмов старения. И, наконец, главное, - ряд фундаментальных механизмов старения нам уже известен, и это - надежная основа в поиске средств продления жизни.

Эта глобальная проблема включает тактическую и стратегическую задачи. Тактическая - увеличение продолжительности жизни человека до верхнего видового предела; стратегическая - увеличение самой видовой продолжительности жизни.

Экспериментальная геронтология располагает сейчас рядом средств, увеличивающих продолжительность жизни лабораторных теплокровных животных на 20-60%. Это важно, так как к теплокровным относится и человек. Продолжительность жизни холоднокровных можно варьировать в сотни раз, к примеру изменением температуры тела. Поиск средств увеличения продолжительности жизни требует риска, времени, скрупулезного отбора воздействий на организмы.

Что такое старение?

Старение - многопричинный процесс, вызываемый целым рядом факторов. Среди них - генетически предопределенные особенности обмена веществ, стрессы, болезни, свободные радикалы, накопление продуктов распада белков, перекиси липидов, ксенобиотики (чужеродные вещества), изменение концентрации водородных ионов, температурные повреждения, кислородное голодание, разрыв лизосом с высокой активностью действия некоторых ферментов, накопление ряда других продуктов жизнедеятельности организма и др. Эта многопричинность старения делает понятным, почему воздействием на одно какое-либо звено в механизме старения нельзя существенно увеличить сроки жизни. Поэтому наиболее выраженное замедление темпа старения, увеличение продолжительности жизни дают средства, изменяющие состояние живой системы в целом.

Старение - процесс многоочаговый. Он возникает в разных структурах клетки: в ядре, мембранах, митохондриях и др.; в разных типах клеток: нервных, секреторных, иммунных, печеночных и др. В каждой клетке, как и в системах организма, наряду с разрушительными изменениями происходят приспособительные сдвиги, процессы витаукта (восстановления). Существуют отличия в старении различных типов клеток. Они в значительной мере определяются спецификой функции клеток, которая зависит от особенностей биохимических процессов в них. Под влиянием повреждающих, стохастических факторов находятся различные мишени в клетках. Причем в одних участках клетки большое значение имеет повреждающее действие свободных радикалов, в других - водородных ионов, в третьих - кислородное голодание и др., а в целом это сливается в единый процесс - старение.

Снижение надежности механизмов регуляции, снижение адаптационных возможностей организма при старении создают основу для развития возрастной патологии. В зависимости от выраженности нарушений в том или ином звене системы развивается артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца или мозга, рак или диабет.
Существует интересный парадокс: то, что кажется понятным каждому, бывает очень трудно научно определить. Это полностью относится и к определению старения. Дело в том, что старение требует понимания сути явления, разграничения его от других процессов в природе. Вот почему существующие определения старения должны рассматриваться как “рабочие”, соответствующие уровню наших знаний на современном этапе.

Старение - разрушительный процесс, который развивается из-за нарастающего с возрастом повреждения организма внешними и внутренними факторами. Он ведет к недостаточности физиологических функций, гибели клеток, ограничению приспособительных возможностей организма, снижению его надежности, развитию возрастной патологии, увеличению вероятности смерти. Конкретные проявления старения, его темп и направленность обусловлены генетически предопределенными особенностями биологической организации организма.
Следует строго разграничивать старение и старость, биологический процесс и возрастной период, причину и следствие.

Старость - это неизбежно наступающий заключительный период индивидуального развития. Исследователи уже давно пытались определить тот возраст, когда наступает период старости. Вместе с увеличением продолжительности жизни человека передвигались и сроки, определяющие, по мнению ученых, начало старости. Сейчас принята такая возрастная классификация: человека в возрасте 60-74 лет следует считать пожилым, с 75 лет - старым, с 90 лет - долгожителем.

Биологический и календарный возраст человека

Разграничение отдельных возрастных периодов очень условно. Мы существуем во времени, а время существует вне нас. Общая теория относительности А. Эйнштейна убедительно доказывает положение о связи материи с формами ее существования - временем, пространством, движением. Можно говорить о биологическом времени как выражении того, что биологические процессы могут иметь различный отсчет изменений в течение объективно существующего времени.
Уже давно разделяются понятия - календарный и биологический возраст. Уже давно исследователи пришли к выводу, что календарный возраст не характеризует истинное состояние организма. Кое-кто перегоняет по темпу возрастных изменений общую группу своих однолеток, кое-кто явно отстает. Отсчет темпа возрастных изменений, прогноз предстоящих событий следует делать, учитывая не календарный, а биологический возраст человека.

Календарный возраст определяется астрономическим временем, прошедшим со дня рождения. Биологический возраст - это мера изменения во времени биологических возможностей, жизнеспособности организма, мера предстоящей жизни. Проблема биологического возраста далека от своего разрешения. Она серьезно поставлена только в конце минувшего века. Медицина сейчас, к сожалению, занимается в основном больными, а не здоровыми людьми. Вместе с тем еще И. П. Павлов указывал, что медицина будущего - это профилактическая медицина. Современный врач, а еще вернее врач будущего, должен уметь оценить, определить меру здоровья человека, его биологические возможности, степень надежности систем его организма. Если биологический возраст значительно отстает от календарного, - очевидно, перед нами потенциальный долгожитель. Если же биологический возраст значительно опережает календарный, то старение развивается преждевременно.

Сейчас существует ряд методов определения биологического возраста. Разработанные В. П. Войтенко подходы позволяют установить не только биологический возраст организма, но и его отдельных систем. Это очень важно для прогнозирования изменения здоровья человека, возможности развития возрастной патологии. В результате весьма трудоемкого исследования была отобрана небольшая батарея тестов, которая наиболее информативно характеризует некоторые функции организма в состоянии покоя, а также при нагрузках, выявляющих адаптационные возможности организма. Биологический возраст различных систем организма (нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой) может быть неодинаков, и это создает сложности в определении биологического возраста всего организма в целом.

Не надо быть специалистом-геронтологом, чтобы по внешнему виду человека отличить юношу от старика, с точностью 5-10 лет определить возраст человека. Несколько глубоких морщин, дряблая кожа, опущенные уголки рта, убеленные сединой виски - достаточно объективная “печать” возраста. Вместе с тем, если не показывая человека, дать врачам данные специальных исследований: артериальное давление, частоту сердечных сокращений, уровень сахара крови, электрокардиограмму, электроэнцефалограмму, данные анализа желудочного сока, желчеотделения и т. д., то ошибка будет значительно большей. В чем же дело? Над этим парадоксом задумывался еще, очевидно, Демокрит. Он писал: “Старость есть повреждение всего тела при полной неповрежденности всех его частей. Оно имеет все и не имеет всего”. Это кажущееся противоречие несет глубокий биологический смысл, раскрывающийся с позиции адаптационно-регуляторной теории старения. Внешний вид человека - морщинистость и эластичность его кожи, седые волосы, подкожные жировые отложения, изменения в осанке и т.д. - определенные проявления структурных сдвигов в некоторых тканях. Иными словами, оценивая возраст человека по внешнему виду, мы как бы опираемся на общие, макроскопические, структурные изменения. Подобные изменения происходят и во внутренних органах. Патологоанатом по внешнему виду сердца, мышцы, мозга может определить примерный возраст погибшего.

Противодействие старению

Однако, несмотря на структурные изменения при старении, благодаря процессам регулирования возникают процессы витаукта. Они противодействуют угасанию обмена и функций, содействуют их сохранению или противостоят резкому изменению. Поэтому на определенном этапе старения может сохраняться еще оптимальный уровень деятельности ряда систем.
Известный американский физиолог В. Кэннон предложил термин “гомеостазис”. Гомеостазис - относительное динамическое постоянство внутренней среды и некоторых физиологических функций организма. Сохранение гомеостазиса очень важно, ибо его грубое нарушение несовместимо с жизнью. Вся наша жизнь представляет собой бесконечную цепь потрясений внутренней среды организма, постоянных нарушений гомеостазиса. Артериальное давление, сахар крови, ионные соотношения и т. д. изменяются при каждой физической нагрузке, эмоциональной встряске. В ходе этих потрясений мобилизуются, совершенствуются адаптационно-регуляторные механизмы, способствующие сохранению гомеостазиса.

Итак, постоянные нарушения внутренней среды организма способствуют сохранению ее гомеостазиса в течение длительной жизни. Если создать такие условия жизни, при которых ничто не вызывает существенных сдвигов внутренней среды, то организм окажется совершенно безоружным при встрече с окружающей средой и вскоре погибнет.

Понятие о гомеорезисе

Старение - процесс длительно развивающийся во времени. Вот почему для его характеристики целесообразно использовать понятие о гомеорезисе - траектории изменения состояния системы во времени. Современного биолога уже не может удовлетворить объяснение причин сохранения в данный момент относительного постоянства внутренней среды организма. Развитие гомеорезиса - результат возрастных изменений в системах саморегуляции. Оценивая гомеорезис организма, следует иметь в виду два важных обстоятельства.

1. Один и тот же уровень обмена и, функции имеет в разные возрастные периоды неодинаковое внутреннее обеспечение. Так, артериальное давление у старых и молодых людей существенно не различается. Однако у молодых людей оно поддерживается за счет увеличения работы сердца, а у старых - за счет высокого тонуса сосудов. Мембранный потенциал клеток у взрослых и старых животных одинаков. Однако он поддерживается в разные возрастные периоды за счет неодинаковых соотношений ионов калия, натрия, хлора.

2. Исходный уровень ряда функций в разные возрастные периоды на кривой гомеорезиса несущественно различается. Однако снижаются адаптационно-регуляторные возможности, надежность организма. Эти изменения носят этапный характер. На первом этапе “максимального напряжения” благодаря мобилизации процессов витаукта, приспособительных возможностей организма сохраняется оптимальный диапазон изменения обмена и функции, несмотря на прогрессирование старения. На втором этапе “снижения надежности”, несмотря на процессы витаукта, снижаются приспособительные возможности организма при сохранении уровня обмена и функции. И, наконец, на третьем этапе изменяется уровень обмена и функции.

Дорогие коллеги и друзья!

В условиях глобального постарения населения становится все более очевидной необходимость безотлагательной разработки программ увеличения эффективности мер профилактики, лечения, реабилитации и медико-социальной помощи пожилым людям, невозможных без серьезной поддержки и развития всесторонних фундаментальных исследований в области геронтологии и гериатрии и подготовки высококвалифицированных специалистов. приглашает коллег объединить интеллектуальные усилия для научного прорыва к реальному продлению здорового периода жизни каждого человека .

Цели и задачи плана «Наука против старения»

Главная цель

Разработка и применение научных методов для существенного продления периода здоровой жизни человека

Приоритетные задачи:

· Исследование фундаментальных механизмов старения
· Разработка методов вмешательства в процесс старения с целью его замедления
· Практическое применение результатов научных разработок для существенного продления периода здоровой жизни человека

Поэтапные действия

1. Составление комплексного междисциплинарного плана исследований механизмов старения
2. Определение необходимых форм и методов международного сотрудничества для реализации плана
3. Получение гарантий финансирования исследований за счет национальных бюджетов и частных инвесторов
4. Заключение международного соглашения о сотрудничестве в исследовании старения
5. Реализация плана, решение его приоритетных задач

Приглашаются специалисты для разработки разделов плана «Наука против старения»

Фундаментальные исследования

Генетика
Клеточная биология
Биофизика
Биохимия
Онкология
Фармакология
Вирусология
Психология
Высшая нервная деятельность
Протеомика
Регуляторные системы
Криобиология
Иммунология
Демография
Экология
Математическое моделирование биологических процессов

Разработка технологий

Клеточная терапия и регенерация органов
Наномедицина
Нейромоделирование
Геропротекторы
Биомаркеры старения
Медицинское оборудование, материалы и манипуляционные методы
Системы поддержания жизнедеятельности и методы реанимации

Раздел 1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Наука постепенно приближается к пониманию основ процесса старения. Изучается старение на молекулярном (модификации ДНК, белков и липидов) и клеточном уровне (репликативное и стресс-индуцированное старение), роль дерегуляции апоптоза и генетической нестабильности в возрастных патологиях. Однако имеющиеся разрозненные факты часто приводят к противоречивым выводам, вклад тех или иных повреждений в старение клетки и организма постоянно пересматривается.

Для того чтобы прояснить эти вопросы, необходимы полномасштабные исследования на молекулярном, субклеточном, клеточно-тканевом и системном уровнях организации, конечная цель которых – создание всеобъемлющей математической модели старения человека, учитывающей вклад каждого фактора от молекулы до системы органов.

В настоящее время намечается переход от представлений о пассивном накоплении генетических ошибок к выявлению регуляторных эпигенетических изменений, влияющих на экспрессию генов (повреждение промоторов и энхансеров генов, деметилирование ДНК и гистонов, компенсаторный стресс-ответ).

В целом эти эпигенетические процессы уже не выглядят спонтанными, поскольку воспроизводятся от индивидуума к индивидууму (хотя и с поправкой на биологический возраст) и зачастую предшествуют возрастным проявлениям нарушения функций. Очень важно научиться отслеживать эти возраст-зависимые изменения для каждого гена, входящего в состав генома человека.

Сегодня, с появлением молекулярно-генетических методов работы с культурами клеток человека, возможности картирования локусов долгожительства столетних индивидуумов и сравнения экспрессии генов различных тканей (мозга, мышц, печени, почек) стареющих и молодых индивидуумов, эта задача может быть решена . Появляется оправданный оптимизм, что разработанных подходов уже достаточно, чтобы вскоре сделать человека главным генетическим объектом при исследовании механизмов старения .

Для проведения таких исследований необходима широкомасштабная программа, которая скоординировала бы индивидуальные усилия различных научных групп , которые соприкасаются с различными аспектами старения на молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, системном и популяционном уровне в рамках биохимических, генетических, экологических, демографических и медицинских исследований.

Наличие такой всеобъемлющей программы, рассматривающей все аспекты проблемы старения, даст возможность оценить размер необходимого финансирования научных исследований. А ее реализация позволит осуществить математическое моделирование процесса старения на всех уровнях организации жизни, научиться оценивать биологический возраст индивидуума (ожидаемую продолжительность жизни) и разработать комплекс практических мер по замедлению процесса старения.

Таким образом, будут решены три задачи:

1. Изучены механизмы старения человека,

2. Решены проблемы медицины антистарения,

3. Разработаны методы достижения активного долголетия.

1.1. ВЕРИФИКАЦИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

1.1.1. Модель старения и смертности
1.1.2. Теория запрограммированного старения
1.1.3. Теория темпа жизни
1.1.4. Теория накопления мутаций
1.1.5. Теория оксидативных повреждений
1.1.6. Теория антагонистической плейотропии
1.1.7. Пороговая теория
1.1.8. Теория одноразовой сомы
1.1.9. Митохондриальная теория старения
1.1.10.
1.1.11. Теломерная теория старения
1.1.12. Редумерная теория старения

1.2. ИССЛЕДОВАНИЯ НА РАЗНЫХ УРОВНЯХ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ

1.2.1. НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ

1.2.1.1. Фундаментальные закономерности изменения метаболизма клетки при старении:

1.2.1.1.1. Характеристика «уязвимых реакций» метаболизма – точек перекреста метаболических путей
1.2.1.1.2. Формулировка критериев устойчивости живых систем
1.2.1.1.3. Поиск способов увеличения устойчивости обмена веществ при старении
1.2.1.1.4. Соотношение процессов устойчивости и лабильности метаболизма (механизмы биохимической адаптации)

1.2.1.2. Исследование обратимых и необратимых ошибок обмена веществ при старении

1.2.1.2.1. Модели in vitro
1.2.1.2.2. Разработка адекватных экспериментальных моделей in vivo
1.2.1.2.3. Метаболические цепи
1.2.1.2.4. Исследование порога чувствительности к факторам риска
1.2.1.2.5. Профессиональные болезни
1.2.1.2.6. Чувствительность к антропогенным факторам

1.2.1.3. Разработка адекватных биохимических моделей старения клетки и целого организма

1.2.1.3.1. Быстростареющие мыши и крысы в оценке действия факторов долгожительства
1.2.1.3.2. Пренатальная гипергомоцистеинемия

1.2.1.4. Изучение сигнальной и адаптационной функции свободных радикалов в клетке при старении

1.2.1.4.1. Факторы мобилизации (аутогемотерапия, радиотерапия, УФ, лазерное воздействие, температура) и начальные механизмы их действия

1.2.1.5. Исследование состояния антиоксидантной защиты тканей и клеток

1.2.1.5.1. Оценка интегрального антиоксидантного потенциала
1.2.1.5.2. Характеристика устойчивлсти биологических структур к индуцированному окислению
1.2.1.5.3. Разработка методов количественной оценки окислительного и карбонильного стресса в тканях (экспресс-методы измерения белковых карбонилов, малонового диальдегида, метилглиоксаля, гомоцистеина и др. метаболитов)

1.2.1.6. Анализ вклада повреждения белков в процессы старения и возраст-зависимые патологии , в том числе:

1.2.1.6.1. Окисленных аминокислотных радикалов белка (метионина, триптофана, гистидина и др.), накопление белковых карбонилов;
1.2.1.6.2. Межбелковых сшивок;
1.2.1.6.3. Активности гликозидаз и неферментативного гликирования белков.

1.2.1.7. Изучение роли спонтанных повреждений ДНК при старении:

1.2.1.7.1. 8-оксо-2’-деоксигуанозина в GC-богатых промоторных участках генов;
1.2.1.7.2. Сшивок ДНК-белок и ДНК-ДНК.

1.2.1.8. Исследование роли повреждений липидов в старении:

1.2.1.8.1. Диеновых конъюгатов;
1.2.1.8.2. Малонового диальдегида , метилглиоксаля;
1.2.1.8.3. Накопления липофусцина (цероида).

1.2.2. НА СУБКЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ:

1.2.2.1. Изучение изменений в ядре при старении:

1.2.2.1.1. Нарушения структуры ядра (ядерной ламины , нуклеоплазмы);
1.2.2.1.2. ;
1.2.2.1.3. Компактизации хроматина .

Текст: Карина Сембе

Средняя продолжительность жизни человека зависит от условий этой самой жизни, и в ходе истории эта цифра постоянно менялась - от войны к войне, от открытия к открытию. Современный житель развитой страны живёт куда дольше, чем его предки. В Средние века сложно было встретить человека старше 30–35 лет, а не так давно, ещё в конце XIX века, продолжительность жизни в среднем составляла всего 40 лет (в России - 30–40, в Великобритании - 41–50). Теперь среднестатистический человек живёт около 67 лет, это связано с изменением общественных укладов, развитием медицины, общим повышением уровня жизни.

Продолжительность нашей жизни возросла, но нам этого мало: учёные по всему миру ищут способы продлить молодость. Речь не о внешних проявлениях, а о здоровье: появляются новые способы бороться с болезнями, связанными со старением, и обеспечить здоровое долголетие - от пересадки сетчатки, выращенной в лаборатории, до изменения структуры ДНК при помощи генной терапии. В мало рационального: взросление - естественный, вполне интересный и познавательный процесс. Но кто из нас, будь такая возможность, не взял бы «дополнительное время», чтобы успеть узнать, увидеть и сделать немного больше? Разбираемся, на что сегодня способна наука, чтобы замедлить увядание тела, и каких прорывов ожидать в обозримом будущем.

В документальном фильме National Geographic под названием «Breakthrough: The Age of Ageing» биодемограф и геронтолог из Университета штата Иллинойс, доктор Джей Ольшански с оптимизмом рассказывает об исследованиях новых методов борьбы со старением: «Если мы сможем замедлить старение хотя бы самую малость, это станет монументальным достижением. Люди смогут чувствовать себя моложе, при этом будучи старше. В науке о старении уже совершено достаточно прорывов, чтобы подвести нас к мысли о том, что это правдоподобно и, более того, возможно. Это уже осуществляется в ходе испытаний с другими видами, и вполне вероятно, что всё то же самое можно проделать и для людей».

Пока американские учёные искали способы устранить внешние признаки старения, их японские коллеги произвели успешную имплантацию сетчатки глаза

В вопросах омоложения люди склонны доверять «революционным» методам, ведь они требуют куда меньше усилий с их стороны, чем сбалансированный рацион, подвижность и регулярные медосмотры. Один из новых трендовых способов - контролируемая адаптационная тренировка (CVAC) в условиях циклических изменений давления. Процедура в стиле сай-фай проводится в одноместной капсуле, куда поставляется свежий воздух, при этом давление и температура постоянно изменяются. Реакция организма на эти перепады сходна с реакцией на интервальные, круговые или силовые тренировки: фактически происходит тренировка без усилий. Сторонники CVAC утверждают, что пребывание в капсуле повышает концентрацию ума и выносливость организма, стимулирует процессы регенерации. По словам Дэна Хольца, владельца Центра омоложения Беверли-Хиллз, где предлагают эту услугу, для замедления процессов старения достаточно проводить в капсуле CVAC по 25 минут каждый день. Аппарат, стоимость которого - 65 тысяч долларов, якобы использует первая ракетка мира Новак Джокович, впрочем, американскому Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) этого факта пока недостаточно, чтобы одобрить использование CVAC.

Существуют и «местные» способы совладать с возрастом, в частности поддержать регенеративную функцию кожи. Помимо различных омолаживающих инъекций, теперь существует возможность на время обзавестись « » - невидимой плёнкой, которая наносится на кожу тонким слоем, придавая ей гладкость и эластичность: мешки под глазами исчезают, морщины разглаживаются. То, что звучит как фантастика, на самом деле результат исследований учёных из Гарварда и Массачусетского технологического института. В майском отчёте для журнала Nature Materials авторы проекта уверяют, что «вторая кожа» состоит из широко используемых и одобренных FDA силиконовых полимеров и никто из 170 людей, участвовавших в пилотных исследованиях, не жаловался на раздражение или аллергическую реакцию.

Рокс Андерсон, прославленный дерматолог из Гарвардской медицинской школы, сотрудничавший с разработчиками «второй кожи», биотехнологами из массачусетской компании Living Proof, утверждает, что к делу подошли со всей серьёзностью, следили за тем, чтобы материал был безопасным, легко распределялся и хорошо держался на коже, а главное, был полностью незаметен. Плёнку можно пропитывать и не опасаться, что пот или вода смоют средство. Изобретатели «второй кожи» также ожидают, что помимо эстетических целей её можно будет использовать для лечения экземы, псориаза, пересыхания и других проблем с кожей, введя в состав увлажняющие и успокаивающие ингредиенты. Правда, долго оставаться молодым в технологичной новой коже не получится - невидимая плёнка держится не более двух дней.

← Невидимый крем-плёнка разглаживает морщины и защищает от повреждений

Пока американские учёные искали способы устранить внешние признаки старения, в 2014 году их японские коллеги произвели успешную имплантацию сетчатки глаза, выращенной из искусственных (индуцированных) многофункциональных стволовых клеток (иСК). Спустя год теперь уже 72-летняя испытуемая сообщила, что стала видеть гораздо лучше. Безусловно, пересадка слоя толщиной в одну клетку - задача проще, чем создание «трёхмерного» сложного органа. Но уже сейчас полным ходом осуществляются опыты по пересадке почечной и печёночной тканей, выращенных из перепрограммированных иСК, - например в Центре прикладных исследований иСК (CIRA) Университета Киото, возглавляемом нобелевским лауреатом, профессором Синъя Яманакой , в Калифорнийском университете и Университете Джона Хопкинса (Балтимор, США).

Российские учёные тоже внесли свою лепту в развитие клеточной терапии. Например, исследователи из Института общей генетики РАН, Федерального научного клинического центра физико-химической медицины при участии сотрудников Московского физико-технического института провели сравнительный анализ эмбриональных стволовых клеток, трёх разных типов обычных (соматических) клеток, полученных из них, и трёх типов перепрограммированных стволовых клеток, полученных из соматических. Детальное изучение изменений активности генов привело к выводу о сходстве эмбриональных клеток с перепрограммированными и к созданию перечня из 275 ключевых генов, активность которых позволяет корректно представить результаты репрограммирования.

Учёными был сделан вывод, что сам по себе процесс репрограммирования и тип родительских клеток (из кожи, мочи или любого другого материала) не оставили каких-либо конкретных следов в ДНК. Такой опыт показал, что собственные клетки пациентов можно репрограммировать во многофункциональные стволовые для дальнейшего применения в медицинских целях и эмбриональные клетки больше не нужны. Это важный шаг в направлении выращивания внутренних органов и даже лечения некоторых болезней, в частности глиобластомы - наиболее часто встречаемой и наиболее агрессивной опухоли мозга.

Возможно, в обозримом будущем мы сможем «обновить» человека по частям с помощью выращивания органов из индуцированных стволовых клеток. Впрочем, это не решит фундаментальной проблемы гибели клеток в результате естественного механизма старения. Чтобы его замедлить, необходимы глобальные научные методы. Есть несколько биологических процессов , которые приводят к старению и болезням, с ним связанным. Среди таких факторов - прекращение деления клеток, скопление повреждений в митохондриальных ДНК , укорачивание теломер (концевых участков хромосом, выполняющих защитную функцию), отложение амилоида в тканях (разные типы амилоидоза связывают с болезнью Альцгеймера и диабетом второго типа). В исследованиях, направленных на увеличение продолжительности жизни, основные силы брошены как раз на вмешательство в эти процессы.

Прошлой зимой учёные в США приступили к масштабным исследованиям, по их словам, самого перспективного препарата, замедляющего старение и гипотетически способного положить конец болезням Альцгеймера и Паркинсона. Метформин, призванный увеличить количество поступающего в клетки кислорода, изначально предназначен для людей, страдающих диабетом второго типа, и стоит недорого: например, британским пациентам он обходится около 10 пенсов в день. В прошлом году учёные из Кардиффского университета обнаружили , что пациенты с диабетом, принимающие метформин, жили дольше, чем люди без диагноза, хотя по статистике первые должны были умереть в среднем на восемь лет раньше.

Даже частичное снижение симптомов старения значительно повысит качество жизни пожилых людей

Теперь исследователи надеются доказать, что у людей, принимающих метформин, замедляется процесс старения и прекращается развитие болезни. Ранее аналогичные результаты удавалось получить в опытах с животными. Бельгийские учёные выяснили, что у круглого червя Caenorhabditis elegans метформин существенно увеличивает продолжительность жизни и количество здоровых клеток, а у лабораторных мышей к тому же укрепляет кости. Учёные полагают, что препарат может продлить жизнь в среднем на 50 %, увеличив её до 110–120 лет. Похоже на научную фантастику, но в декабре 2015 года FDA дало зелёный свет на проведение испытаний препарата, чтобы узнать, распространяется ли новонайденный эффект на людей. Для тестирования препарата запланировали привлечь около трёх тысяч людей в возрасте 70–80 лет, у которых диагностированы рак, болезни сердца или слабоумие или у которых высоки риски их возникновения.

Профессор-геронтолог Гордон Литгоу из калифорнийского Института исследования старения имени Бака, один из советников в испытании метформина, признался, что одобрение FDA далось не без борьбы: на рынке технологий антиэйдж успело появиться много шарлатанов. Справедливости ради надо сказать, что в сводках новостей по теме порой не отличить реальные научные факты от спекуляции. Серьёзных заявлений против метформина пока не опубликовано.

← Нас убивает не старость, а болезни, вызванные «износом» организма

Ещё один класс лекарств, способных замедлить процесс старения, - так называемые сенолитики. Действие этих лекарств направлено против клеток, которые прекратили своё деление. По своему поведению эти клетки напоминают раковые, а значит, по мнению учёных, в работе с ними можно применять противораковые препараты. Группа учёных из разных научных учреждений взяла для испытаний дазатиниб, препарат противоопухолевой терапии (продаётся под названием Sprycel), и кверцетин, естественное соединение, содержащееся во многих фруктах, овощах, листьях и зерне и продающееся в виде пищевой добавки с антигистаминными и противовоспалительными свойствами (впрочем, не подтверждёнными клиническими испытаниями).

Опыты на культурах клеток, проведённые группой учёных из разных научных учреждений, показали , что сенолитики избирательно вызывают смерть старых клеток и при этом не оказывают воздействия на молодые и здоровые. Дазатиниб в составе уничтожает стареющие клетки - предшественники жировых клеток, а кверцетин оказался более действенен против стареющих эндотелиальных клеток человека и стволовых клеток костного мозга мышей.

По словам учёных, сочетание дазатиниба и кверцетина производит мощный антивозрастной эффект, а испытания на лабораторных мышах показали, что даже разовое их введение улучшает функции сердечно-сосудистой системы, повышает выносливость и укрепляет костную ткань. Учёные отмечают, что перед испытанием сенолитиков на людях требуется учесть множество факторов, но в целом полны оптимизма: препараты нужно будет принимать нечасто, к тому же даже частичное снижение симптомов старения значительно повысит качество жизни пожилых людей.

Ещё один шаг в направлении долгожительства был сделан в сентябре прошлого года, когда руководительница компании BioViva , 44-летняя Элизабет Пэрриш, стала первой, кто прошёл курс генной терапии против старения, разработанный её собственной компанией. Одна часть курса была направлена на предотвращение потери мышечной массы с возрастом, вторая - на увеличение уровня производства теломеразы. Упомянутые теломеры, оказывающие хромосомам защиту от изнашивания и разрывов, укорачиваются с каждым делением клетки. В конце концов предельно короткие теломеры теряют способность к защите хромосом, вследствие чего происходит дисфункция клеток и организм стареет.

О начале эксперимента Пэрриш сообщила на Reddit, призвав пользователей задать ей любые интересующие вопросы. Отметим, что Пэрриш прошла курс инъекций в Колумбии, препараты не были одобрены FDA и весь эксперимент не обошёлся без критических отзывов научного сообщества. Ранее методика уже испытывалась на культурах клеток и лабораторных животных, однако на людях опробована не была - Элизабет стала «нулевой» пациенткой собственной компании.

Авторы исследования заявляют, что им удалось остановить укорачивание теломер и запустить их рост. Уже к марту этого года теломеры Пэрриш, ранее составляющие около 6,71 Кб , выросли до 7,33 Кб, таким образом став на 20 лет «моложе». Эксперимент продолжается - исследователи планируют годами наблюдать за здоровьем Элизабет.

Сложно сказать, какое место во всех этих историях занимают интересы инвестиционных компаний, спонсирующих биотехнологии, и фармацевтическое лобби. В любом случае то, чем занимаются в лабораториях биологи всего мира, пока не поиски секретов вечной молодости, а исследование способов увеличения продолжительности жизни, улучшения физического состояния, борьбы с преждевременным старением и другими серьёзными заболеваниями, а значит, благая миссия. Медицина развивается не так медленно, как временами кажется, ведь человек способен на многое - и чем больше мы будем жить, тем на большее будем способны.

Изучение проблемы старения в современности

В настоящее время изучение проблемы старости и долголетия приобрело поистине научный характер. Только с тех пор, как стали тщательно изучаться условия жизни глубоких стариков (кому 90, 100 лет и более), появилась возможность подойти вплотную к разработке важных вопросов, связанных с долголетием.

Стало очевидным, что проблема продления жизни является не только биологической, медицинской, но и социальной. Это полностью подтверждают многочисленные научные наблюдения, а также результаты изучения долгожителей в нашей стране и за рубежом.

Как было выявлено в результате исследований, долгожители отличаются крепким физическим здоровьем, нормальной психикой. В 1953 г. в «Известиях» был напечатан очерк о старейшем жителе Абхазии Тлабгане Кецба, которому в то время исполнилось 132 года. В образе жизни, который он вел, казалось бы, нет ничего необычного. Все годы он занимался сельским хозяйством, употреблял разнообразную пищу. Несмотря на крайне преклонный возраст, старик продолжал работать в колхозе, а также управлялся на своем приусадебном участке. Он имел 7 детей, 67 внуков, более 100 правнуков.

Позднее в книге «Проблемы старения и долголетия» сообщалось, что ему уже 140 лет, но он по-прежнему здоров, работоспособен, отличается хорошей памятью (старик помнил события, которые произошли более 100 лет назад), к своей старости относится спокойно, охотно бывает в обществе, где его любят за веселый нрав.

Что нужно, чтобы прожить дольше

Имеются ли какие-либо характерные особенности в физическом и психическом состоянии долгожителей? Прежде всего обращает на себя внимание, что они отличаются невосприимчивостью к болезням. У многих из них можно обнаружить обычные возрастные изменения, но ни у кого не встречается тяжелых органических заболеваний, существенно ограничивающих их деятельность.

Может возникнуть вопрос: значит, до глубокой старости может дожить только тот, кому посчастливилось избежать тяжелых болезней? Да, именно так считают большинство ученых, занимающихся проблемой долголетия. Изучение образа жизни долгожителей показало, что они, как правило, никогда ничем не болели.

Это позволило говорить о нормальном функционировании у них всех органов и систем, позволяющем обеспечить состояние равновесия с окружающей средой.

Недаром специальными исследованиями у большинства долгожителей обнаружены явления нормальной физиологической старости. Было отмечено также, что долгожители очень активны, жизнерадостны, быстро восстанавливают свое настроение после тяжелых психических потрясений, не поддаются мрачным мыслям. Прав был Гуфеланд, писавший: «Между влияниями, укорачивающими человеческую жизнь, преимущественное место занимают такие душевные настроения, как печаль, уныние, страх, тоска». Та же самая мысль содержится в народных изречениях: «Смейся побольше -- проживешь подольше», «Хорошее настроение -- основа долголетия».

В достижении долголетия играют немалую роль индивидуальные особенности организма и личности. Обследованные геронтологами долгожители отличались спокойным характером, уравновешенностью, отсутствием суетливости. Многие из долгожителей вели тяжелую трудовую жизнь, испытывали серьезные лишения, но при этом сохраняли спокойствие, стойко переносили все невзгоды.

Ученые на Западе пишут о том, что большая часть долгожителей была ими обнаружена в малоразвитых странах, вдали от городской жизни и центров цивилизации. Как правило, это были люди, занимавшиеся сельским хозяйством, часто примитивным.

Кроме того, на основании проведенных исследований ученые приходят к выводу, что здоровая семья -- одно из важных условии, благоприятствующих долголетию.

До сих пор существует мнение, что непременным условием долголетия является благоприятный климат. Сторонники этой точки зрения утверждают, что долгожители встречаются лишь среди жителей гор и их жизнь продолжается долго благодаря горному климату (избыток кислорода, ультрафиолетовых лучей). В какой-то степени это верно. Горный климат благоприятствует долголетию, но если бы оно зависело только от климатических условий, то долгожителями были бы все живущие в горах. Однако этого нет. Кстати, исследования, проводившиеся в Грузии, Армении, Северной Осетии, показали, что долгожителей чаще можно встретить не в горах, а в долинах, где в большей степени по сравнению с горными местностями развиты сельское хозяйство и промышленность, сосредоточена основная масса населения и гораздо интенсивнее трудовая деятельность.

Здесь мы подошли к очень важному вопросу -- вопросу о труде как источнике творческих и физических сил человека, источнике долголетия. Многочисленными исследованиями доказано, что долгожители -- люди деятельные. Для них характерен высокий жизненный тонус, который достигается любым творческим трудом. А чем активнее нервная система человека, тем дольше он живет. Это подтверждается историческими примерами. Так, Софокл дожил до 90 лет.

Гениальное произведение «Царь Эдип» он создал в 75-летнем возрасте, а «Эдип в Колоне»-- несколько лет спустя. До глубокой старости сохранил ум и работоспособность Бернард Шоу, В 94 года он писал: «Проживите свою жизнь сполна, отдайте себя полностью своим собратьям, и тогда вы умрете, громко говоря: «Я выполнил свой труд на земле, я сделал больше того, что полагалось». Награда его была в сознании, что он щедро и без остатка отдал свою жизнь и свой гений на благо человечества.

Знаменитый немецкий мыслитель и поэт Гете закончил «Фауста» в возрасте 83 лет. Всему миру известны картины великого Репина, но немногие знают, что последние шедевры были созданы им в 86 лет! А Тициан, Павлов, Лев Толстой!

Перечисление имен выдающихся людей, проживших долгую, насыщенную творческим трудом жизнь, можно было бы продолжать бесконечно.

Человеку нужна жизнь не просто долгая, а обязательно плодотворная и созидательная. Постоянный, пусть даже очень напряженный труд -- одно из обязательных условий долголетия.

Некоторые ученые прошлого, исходя из механистического понимания биологических закономерностей, высказывали суждение, что к старости организм «срабатывается», подобно любой машине. Эта точка зрения оказалась неверной.

Если считать, что передающиеся по наследству «запасы» определенных веществ или энергии только расходуются в течение жизни, то остается прийти к выводу, что изначально они достались человеку от далеких-далеких предков.

Тогда получается, что ослабление процессов жизнедеятельности дает гарантию более благополучной и к тому же продолжительной жизни. На самом деле это не так. В отличие от неживой природы все структуры живого тела не только постепенно разрушаются, но и непрерывно восстанавливаются. Для нормального самообновления этих структур нужно, чтобы они интенсивно функционировали.

Поэтому все выключенное из действия обречено на вырождение и гибель.

Атрофия наступает от бездействия! «Ни один лентяй не достиг глубокой старости: все достигшие ее вели очень деятельный образ жизни» подчеркивал X. Гуфеланд.

Существует известный общебиологический закон: старение меньше всего поражает и позже всего захватывает тот орган, который больше всего работает.

Тогда можем ли мы заставить головной мозг работать больше, чтобы таким путем задержать, «отсрочить» его старение?

Да, можем. Всякая работа, требующая участия мозга, улучшает, укрепляет его функции. В результате его деятельность усиливается. Исследования последнего времени убедительно показывают, что у людей пожилого возраста, головной мозг которых находится в активном состоянии, не снижаются умственные способности, имеющие решающее значение для, жизни человека. А то незначительное ухудшение, которое порой все же приходится наблюдать, несущественно, оно не мешает нормальному функционированию. Результаты последних исследований дают основание полагать, что у физически и эмоционально здоровых людей развитие интеллекта (отдельных наиболее важных сторон) может продолжаться даже после 80 лет. Все это позволяет прийти к заключению, что в отдельных случаях снижение интеллекта обратимо и когда-то выдвигавшаяся гипотеза о наступающей с возрастом потере клеток является ошибочной.

Некоторые специалисты утверждают, что все еще бытующие старые представления о возрасте и интеллекте имеют подчас трагические последствия: большое число интеллектуально развитых людей обнаружило в старости снижение своих возможностей из-за неправильных суждений, что якобы преклонный возраст несет неизбежное ослабление интеллекта. «Снижение умственных способностей -- это самоисполняющееся пророчество,-- считает английский психолог У. Чей, занимающийся исследованием процесса старения. Тот, кто чувствует себя способным действовать в старости так же хорошо, как и в остальные периоды своей жизни, не становится интеллектуально беспомощным».

Утверждение о том, что активная деятельность будто бы ускоряет старение, в корне неверно, оно не имеет под собой никакой почвы. Наоборот, практикой установлено, что у людей, не желающих стареть, т. е. интенсивно работающих до глубокой старости, продолжительность жизни не сокращается, а увеличивается.

Для исследования старения применяют три главных подхода.

При первом из них непосредственно измеряют те или иные показатели состояния обследуемых

людей. Проводят как поперечные исследования с целью сравнения анатомических, функциональных и биохимических параметров у молодых и пожилых, так и их серийные измерения у одного и того же субъекта через продолжительные периоды.

В этой связи становится очевидным целый ряд трудностей этического и методологического плана. Например, у людей какого возраста такие исследования уже можно начинать? Можно ли при поперечных исследованиях получить какие-либо истинные знания о процессе старения путем непосредственного сравнения состояния молодых и пожилых, жизненные события и опыт которых значительно различаются? До каких пределов допустимо навязывать испытуемым, особенно пожилым, неприятные или даже мучительные тесты, чтобы продемонстрировать возрастные нарушения? Как можно дифференцировать сдвиги в организме, вызванные старением, от обусловленных возрастом заболеваний?

Важно при лонгитудинальных исследованиях учитывать их стоимость и продолжительность периодов между обследованиями, сохранять преемственность в работе сотрудников и при тестировании, а также определять время, в течение которого первоначально набранные испытуемые могут оставаться в исследовании. Все эти факторы, а также относительно широкие индивидуальные вариации в фенотипе пожилых людей, которые могут быть признаками старения, значительно ограничивают возможности проведения такого рода исследований непосредственно людей.

При втором подходе в качестве объектов для экспериментов используют животных иных, чем человек, биологических видов. Природа генетического кода почти универсальна во всем животном мире, и поскольку степень влияния неблагоприятных факторов внешней среды на среднюю продолжительность жизни животных разных видов относительно одинакова, то теоретически обосновано проведение таких исследований не только на млекопитающих, но и на птицах и даже на беспозвоночных (Ып1:8, 1985). Вследствие короткой жизни многих животных этих видов можно также проводить исследования в нескольких их поколениях. Кроме того, животные иных, чем человек, биологических видов использовались в экспериментах, которые не могли проводиться на человеке по этическим соображениям. Тем не менее при интерпретации результатов исследований на животных иных, чем человек, биологических видов применительно к старению человека, особенно когда исследовались не млекопитающие, нередко возникают значительные затруднения. Этот существенный недостаток можно уменьшить, если использовать для изучения приматов. Однако сведения об их старении и продолжительности жизни, к сожалению, остаются весьма ограниченными. Кроме того, возникает еще одна проблема - высокая стоимость таких исследований. К тому же можно ожидать существенных трудностей изучения старения человека на приматах, принимая во внимание сложившееся в наши дни отношение в обществе к допустимости экспериментов над животными.

Третий экспериментальный подход к изучению старения базируется на исследовании лабораторной культуры нормальных клеток человека.

Ограниченную продолжительность жизни диплоидных клеток т уИго впервые убедительно показали НауШск и МоогЬеаё (1961) на культуре фибробластов кожи, полученных путем биопсии. Период жизни этих клеток т уИго состоял из трех стадий: зарождения культуры, быстрой пролиферации клеток и постепенного снижения их способности к росту.

Быстрее всего начинается рост клеток в первичной культуре из тканевого эксплантата эмбриональной ткани. С увеличением возраста донора рост клеток все более затрудняется и замедляется. В выделенной культуре диплоидные клетки растут экспоненциально до тех пор, пока не сформируют сплошной слой на поверхности сосуда. И в субкультуре клетки митотически делятся, пока не покроют всю доступную для их роста поверхность. Со временем репродуктивная способность клеток в непрерывно увеличивающейся группе стохастически снижается: после определенного числа субкультивирований, которое и характеризует данный штамм клеток, рост необратимо уменьшается. Подобное снижение числа митозов, независимо от условий, в которых находится культура клеток, было названо «пределом НауШск». Это важный элемент теории запрограммированного старения, которая будет обсуждена ниже. Для сравнения: такой ограниченный рост клеток из опухолевой ткани или культур, трансформированных т уИго, не обнаружен.

Эта описанная НауШск (1965) трехстадийная жизнь клеток т уНго позднее была уточнена и разделена уже на четыре стадии: стадию снижения потенциала роста (стадия III), которая начинается, когда прошло примерно 2/3 общей продолжительности жизни т уИго, и стадию IV, в течение которой клетки уже не способны к митозу, но еще долго остаются жизнеспособными (Мас1е1га-Сое1Ьо,

1988) . Помимо диплоидных фибробластов человека, ограниченность срока жизни т уИго и специфические зависящие от возраста морфологиче
ские сдвиги были обнаружены у многих клеток других типов, в"том числе у гладкомышечных клеток артерий, эпителия бронхов, эпидермальных кератиноцитов, глиальных клеток, клеток хрусталика, печени и Т-лимфоцитов. Во всех случаях установлена обратная взаимосвязь между возрастом донора эксплантата и количеством удвоений клеточной популяции (се11 рори1айоп йоиЬНп§8 - СРБ) т уИго, а также более медленный рост клеток эксплантатов и более слабое восстановление клеток от более пожилых доноров после их субкультивации. В клетках, культивированных от индивидов с несколькими наследственными заболеваниями, при которых продолжительность жизни м угуо снижается, включая синдромы прогерии Вернера и Гетчинсона-Гилфорда, м уНго обнаруживаются многие признаки преждевременного старения, в том числе значительное снижение СРВ до окончания митозов (обзор этих данных сделан ВМез и ЗатЪиу, 1986).

С начала этих исследований культуры клеток человека рассматривались как чрезвычайно важный объект, в котором можно выявить нарастающие возрастные сдвиги как на клеточном, так и на субклеточном уровне. К тому же отпадала необходимость в межвидовых сравнениях. Благодаря быстрому росту клеток т уИго и возможности длительного криогенного хранения материала этот метод исследования сочетает гибкость и экономическую эффективность. Следует отметить, что несмотря на значительные аналогии изменений, связанных со старением, т уИго и м у1уо, было бы некорректно рассматривать системы клеточных культур в качестве точных моделей процессов старения.