Цивилизация
О том, что реальным отражением физического состояния организма человека является не указанный в паспорте год рождения, а биологический возраст, ученым известно давно. Так, совсем недавно исследователи выяснили, что люди стареют с очень разной скоростью: например, биологический возраст 38-летнего человека может варьироваться от 28 лет до 61 года. Это означает, что организм некоторых людей стареет на три года за 12 месяцев, а других — всего лишь на год за 16,5 месяца. Отвечая на вопрос о том, почему так происходит, авторы исследования заявили, что первостепенную роль в формировании подобных различий играют не внутренние факторы (генетика лишь на 20% ответственна за скорость старения), а внешние, такие как качество питания и условий жизни, интенсивность занятий спортом, регулярные медицинские обследования.
Однако авторы статьи, опубликованной вечером 17 сентября в журнале Cell Systems, утверждают: старение организма в большей степени зависит от процессов, которые с течением времени происходят с каждым конкретным типом клеток нашего тела. Исследовательская группа под руководством Мартина Бека из Европейской молекулярно-биологической лаборатории выяснила, что
разные органы стареют с разной скоростью, а происходит это из-за неодинаковой скорости старения отдельных клеток.
Ученые проанализировали состояние клеток печени и головного мозга лабораторных мышей в возрасте шести месяцев (что эквивалентно 18 «человеческим» годам) и 24 месяцев. В отличие от предыдущих исследователей, авторы сконцентрировались не на изучении экспрессии генов (то есть понимании того, какие гены «включаются» и «выключаются» с возрастом), а на том, какие типы белков производят клетки этих органов. Исследователям удалось обнаружить 468 различий в состоянии белков у старых и молодых грызунов, значительная часть которых возникла в процессе белкового синтеза. Кроме того, было установлено, что в процессе старения организма 130 белков изменяют место своего расположения в клетке, по-другому осуществляют процесс фосфорилирования (изменение белка уже после его создания) и сплайсинга («вырезание» определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и их последующее соединение, которое сохраняется в «зрелой» молекуле).
Больше всего ученых поразил тот факт, что связанные с возрастом изменения белков оказались очень специфичными: подавляющая их часть была характерна только для одного органа. Авторы статьи объясняют это тем, что клетки разных органов обладают неодинаковыми свойствами: так,
клетки печени в течение жизни организма обновляются достаточно часто, поэтому не обладают устойчивостью к возрастным изменениям. В то же время большая часть нейронов головного мозга «живет» в нем от рождения организма до его смерти, а это значит, что они должны обладать «врожденной» способностью противостоять времени. Получается, что печень стареет гораздо быстрее головного мозга.
Кроме того, клетки печени и мозга выполняют абсолютно разные функции: если основная задача первых — осуществление обмена веществ, то вторые отвечают за нейропластичность мозга (его способность изменяться и восстанавливать утраченные связи после повреждения или в качестве ответа на внешние воздействия).
«Наша работа доказывает, что механизмы старения разных органов отличаются друг от друга и что управляются они процессами выработки и обновления белков. Мы думаем, что и с остальными органами ситуация обстоит так же. Теперь перед нами стоит другой вопрос: может ли один орган влиять на скорость старения другого?» — комментирует один из авторов статьи Мартин Гетцер.
Корреспондент «Газеты.Ru» поговорила с руководителем исследовательской группы Мартином Беком и выяснила, какую роль сделанные учеными выводы могут сыграть в разработке методов борьбы со старением.
— Мартин, можно ли сказать — если, конечно, упростить полученные вами результаты, — что наши внутренние органы имеют разный биологический возраст?
— Это не совсем так. Возраст у них один — просто он по-разному влияет на каждый орган. Печень обладает высокой способностью к самообновлению — это значит, что ее клетки делятся и обновляются на протяжении всей жизни, — а мозг этого делать не умеет. Мы сравнили молекулы (РНК и белки), содержащиеся в обоих органах старых и молодых животных. Мы обнаружили различия, которые означают, что печень (которая, в принципе, постоянно обновляется) гораздо сильнее страдает от возрастных изменений. Кроме того, эти изменения отличаются друг от друга: например, в мозге больше поражаются молекулы, которые отвечают за осуществление коммуникации между клетками, а в печени таких молекул вообще нет. В печени же страдают молекулы ферментов, обеспечивающих обмен веществ. Они присутствуют во многих тканях, но в мозге они деградируют не так сильно.
— Этот механизм — результат эволюционного развития тканей? Вы можете объяснить, почему старение происходит так неравномерно?
— На вопрос о том, является ли это продуктом эволюции, можно однозначно ответить «да», потому что низшие эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядра. — «Газета.Ru») вообще не имеют тканей. Хотя мы знаем, что стареют даже клетки дрожжей, существуют организмы, которые можно назвать «потенциально бессмертными».
Специфическое старение органов — это последствие развития специализированных клеток и тканей, которые содержат специализированные же молекулы и выполняют особые задачи.
— Помогут ли результаты вашей работы в понимании того, как стареет организм в целом? Можно ли утверждать, что человек умирает, когда сумма накопленных разными органами повреждений достигнет определенного значения?
— Да, конечно, чтобы понять, как стареет система, нужно понять, как это делают ее части. Некоторые ученые также надеются, что это поможет разработать новые — более «прямые» — методы лечения некоторых возрастных заболеваний. Что касается второго вопроса… Его было бы лучше задать врачу. Но я бы сказал «нет». Смерть может наступить из-за резкого ухудшения состояния всего лишь одного жизненно важного органа.
— А возможно ли будет в будущем каким-то образом влиять на скорость старения разных органов и тем самым продлевать человеку жизнь?
— Ну, можно сказать, что это уже происходит: можно есть здоровую пищу, не пить, не курить, тем самым «помогая» печени и легким. Хотя, конечно, чтобы создать специальные лекарственные препараты, изучать процессы старения разных органов придется еще долго.