понедельник, 3 октября 2011 г.

Борьба науки против старения

Отвоеванные годы жизни

Борьба за дополнительные годы человеческой жизни началась уже давно. Уже прошло четыре революции в медицине, которые подарили людям дополнительные 40 лет жизни.

Первая революция произошла в XVII-XVIII веках, когда кардинальным образом изменилось понимание роли гигиены. Организация вывоза мусора, системы канализации, соблюдение правил личной гигиены привели к существенному снижению эпидемий и количества болезней.

Вторая революция произошла в начале XIX века. В результате появления асептиков и антисептиков удалось значительно снизить материнскую и детскую смертность, а также смертность после хирургических операций вследствие заражения крови и инфекционных осложнений.

Третья революция связана с вакцинацией, что снизило смертность от инфекционных заболеваний, особенно в детском возрасте.

Четвертая революция произошла в середине XX века в результате открытия антибиотиков. Это изменило практику лечения многих тяжелых заболеваний.

Сейчас происходит пятая революция, связанная с новыми открытиями в молекулярной биологии и геномике человека.

Первые четыре революции не связаны напрямую с разрушительными процессами старения. Они в основном защищали людей от болезней, увеличивая тем самым вероятность дожить до максимальной продолжительности жизни, а также сохранить свою жизненную активность. Сейчас же происходит детальное понимание процессов старения на молекулярном уровне, что позволит существенно увеличить максимальную продолжительность жизни.

Известные теории старения

На сейчас найдено множество процессов, каждый из которых развивается постепенно и может стать причиной смерти. Основных теорий старения несколько, и для каждой из них известен механизм, разрабатываются методы и технологии по противодействию.

Свободно-радикальная теория старения

В процессе жизни каждой клетки через неё проходит большое количество кислорода, который используется для получения энергии. При прохождении с кислородом химических реакций внутри энергостанций клетки (митохондрий) чаще всего они проходят безопасно, но в этом процессе в малом количестве образуются паразитные соединения, обладающие большой реакционной способностью. Это активные формы кислорода, которые агрессивны, которые вступают во взаимодействие с другими молекулами и повреждают структурные единицы клетки. Данный процесс разрушителен и является накопительным.

Сама теория существует давно (1956 год), но долгое время не могли понять, как с этим явлением бороться. Сначала стало ясно, что для борьбы нужны специальные вещества — антиоксиданты, которые могут обезопасить активные паразитные соединения. Но сначала их пытались найти в окружающей среде и защититься от о них, но оказалось, что они воздействуют извне ничтожно мало. Потом решили доставлять в виде внешних мазей/кремов, но из-за барьера клеток и слоев клеток после кожи, они до цели доходили ничтожно мало. Для каждого из этих этапов требовались годы, чтобы понять, что предложенный механизм не работает. Сейчас исследования дошли до понимания того, что внутри клетки сами митохондрии имеют барьер, который сложно преодолеть даже антиоксидантам, которые мы потребляем в продуктах. В результате до цели доходит не так уж много. И сейчас происходит отработка и внедрение антиоксидантов с целевой доставкой (популярная лекция про теорию феноптоза (см. ниже) и в ней же рассказывается об этой технологии), когда они доставляются именно туда, где образуются свободные радикалы и нейтрализуют их. Такой подход позволяет ненамного увеличить максимальную продолжительность жизни (единицы процентов) и значительно увеличить активность жизни. Потому что актиоксиданты это не наше все — вместе с ними более важно совершенствовать системы репарации ДНК. Например в эту сторону. И не забываем также то, что модное слово «антиоксидант», которое вставляют сейчас во все что можно — значит не так уж и много для тех, кто знаком с последними достижениями науки в области геронтологии.

Данный пример показывает, что не все так просто в теориях старения. Но в любом случае, прогресс есть, с конкретными результирующими данными, и с конкретными инструментами, с которыми можно работать. Кстати, также видно, как изменяется понимание многих вещей при переходе к молекулярной биологии. Теперь вместо лобового решения идет понимание механизмов разрушения и появляется возможность решать проблему в корне и по смыслу.

Это только одна теория старения в подробностях только для того, чтобы была понятна сложность проблемы и как её решают в мире.

Теория перекрестных сшивок

Согласно теории, в организме накапливается между клетками так называемый межклеточный мусор. Это соединения, которые сшивают клетки, из-за чего они теряют свою эластичность. Эти соединения сложно разрушать и для организма это требует существенных энергозатрат. На сегодня уже существуют лекарственные препараты для разрушения мусора. Но афаик, проблема до конца не решена.

Теория апоптоза

Она же — теория феноптоза. То, что внутри клеток и в организме в целом существует некий механизм, который приводит после какого-то периода времени к смерти. То есть, организм убивает сам себя по какой-либо программе. Такой механизм мог быть и вероятно был выработан природой для того, чтобы обновлять поколения и ускорять процесс эволюции для того, чтобы популяция могла выживать в изменяющейся среде.

Теломерная теория

Заключается в том, что каждая клетка (кроме стволовых) может делиться ограниченное число раз. Из-за этого после определенного количества делений деления прекращаются. Это ограничение имеет название предела Хейфлика.

На сейчас идет поиск зависимостей, позволяющих увеличить время наступления предела Хейфлика. Это может быть как образ жизни, так и внешние средства. Также имеются попытки увеличить хвосты теломер для увеличения числа делений, но этому мешает возрастающая угроза получения рака. Кроме того, терапия стволовыми клетками позволяет обновлять организм засчет использования части стволовых клеток например спинного мозга. Плюс имеются попытки превращать клетки в стволовые.

Элевационная теория старения

Заключается в том, что жизненные процессы организма угасают и ломаются, в первую очередь на гормональном уровне. То есть, то, что вырабатывает гормон или управляет их уровнями — выходит из строя. Поэтому для решения проблемы нужно как беречь или заменять гормональные железы (например, сейчас существуют имплантанты, реализующие функцию секреции инсулина), так и проводить гормональную терапию (прием извне).

Резюме

Процесс борьбы со старением в мире запущен и имеются все основания для того, чтобы говорить о том, что решение проблемы нам позволит жить намного дольше. При этом количество знаний о вопросе постоянно увеличивается, и то, что было 5-10 назад в геронтологии, во многом устарело. Если раньше многие говорили о том, что единственным проверенным и действующим наверняка методом являлось снижение калорийности питания, то сейчас имеется для каждого целый фронт работ, позволяющих воздействовать на многие факторы риска.