В своей новой книге «Взламывая код старения: новая наука о старении и о том что значит оставаться молодым» Джош Миттельдорф, который изучал старение десятилетиями и писал об этом на своем вебсайте, изучает науку о старении и устанавливает свою собственную теорию о том почему мы, и буквально все организмы сложнее бактерии, стареем. (Соавтор книги Дориан Саган, но теория Миттельдорфа).
Эта научная книга года, лучшее что я читал в последнее время.
Миттельдорф эксперт в эволюционной теории - хотя и является астрофизиком - и проворно и мастерски излагает и критикует несколько текущих теорий старения. В следствии он предлагает свою собственную радикально отличающуюся теорию. Он очень убедителен. Какая бы не была судьба его теории, он приносит достаточно свидетельств как за так и против других теорий, что мне кажется, его теория заслуживает что бы с ней считались.
Шип в боку эволюционной теории
Старение было шипом в боку теории эволюции с самого начала. Даже Дарвин знал и понимал это и не видел пути инкорпорировать старение в теорию эволюции
Старение представляет собой загадку для теории эволюции, потому что старение явно понижает биологическую приспособленность, вызывая меньшую репродуктивность и более высокую смертность. Почему эволюция не отменила это, или не позволила появится?
Если организм не стареет, это будет казаться преимуществом: оно никогда не умрет и будет продолжать плодится в течение всей жизни; следовательно чем дольше организм живет, тем больше потомков он оставит, и более приспособленным в терминах эволюции оно будет.
Дествительно мы видим это в некоторых организмах. Лобстер, к примеру, очевидно не стареет, но растет все больше и более плодовитым становиться с течением жизни. (Рекордным вес лобстера был 20 килограмм.) Миттельдорф описывает несколько видов долгоживущего моллюска, который ничего не делает, кроме того что ест и откладывает яйца по миллиону в день.
Но человек и большинство животных стареют. Животные в дикой природе имеют больший риск смерти от хищника и инфекций, чем старше они становятся. Почему эволюция не остановила это?
Одна старая идея, Питера Медавара, что сила естественного отбора понижается со временем со старением. Если организм стареет и потом умирает, любые гены, которые участвовали в старении, уже переданы потомкам. Идея в том, что некоторые гены, которые вызывают старение, также необходимы для роста и репродукции. Следовательно естественный отбор неспособен устранить эти гены старения.
Идея Медавара приводит нас к трем современным теориям старения.
Аккумуляция мутаций : Генетические мутации всегда представлены в популяции; в другом контексте это известно как генетический груз. Если мутации не достаточно сильны, чтобы вызвать смерть, но вызывают только 1% уменьшение уровня приспособленности, тогда эти гены могут ошиваться в популяции долгое время. По существу, естественный отбор не имеет достаточно времени, чтобы избавиться от них. Примером может послужить ген ApoE4, который поднимает риск старческого слабоумия и сердечно-сосудистых заболеваний.
Но даже 1% разницы в приспособленности, как Миттельдорф говорит, «далеко для того чтобы быть невидимым для естественного отбора». Старые животные не умирают из-за старение обычно, но они умирают гораздо чаще от хищников и болезней чем молодые животные. У некоторых арктических видов, 60% смертей в дикой природе может быть отнесено к старению. Естественный отбор должен быть способен устранить гены вызывающие эти огромный счет смертей, и сделать это быстро.
Антагонистическая плейотропия : Некоторые, может быть большинство, генов имеет несколько функций, и эта теория говорит о том что гены которые обеспечивают беспечную юность не могут быть выполоты, так как вызывают старение. Как пример это может быть гормон IGF-1, который вовлечен в оба как старение так и рост. Новорожденные мыши, не имеющие этого гормона, вскоре умирают, однако его повышенное содержание в организме престарелых людей коррелирует с раковыми заболеваниями и повышенной смертностью.
IGF-1- гормон роста . Подтверждением его важной роли в старении служит синдром Ларона - форма карликовости, вызванная мутацией в рецепторе гормона роста. Люди с синдромом Ларона не дорастают до положенных размеров, зато у них реже развиваются заболевания, сопровождающие старение (например, рак и диабет).
mTOR . Это белок, о котором заговорили в связи с пользой голодания. Он поддерживает процессы расщепления глюкозы и синтеза белка, но блокирует аутофагию - переваривание пришедших в негодность белков и органелл. При голодании возникает дефицит энергии, mTOR перестает работать, запускается аутофагия и клетка обновляет свое содержимое и «рабочие инструменты». С этим, по всей видимости, связано то, что ограничение потребления калорий продлевает жизнь самым разным организмам.
Инсулин . Основная его функция - заставлять клетки захватывать глюкозу из внеклеточной среды, то есть увеличивать потребление энергии. Кроме того, он усиливает выработку целого ряда гормонов, связанных с ростом и развитием, и отложение жировых запасов.
Миттельдорф описывает работы Майкла Розе, который спаривал плодовую мушку для долгожительста для того чтобы увидеть что случиться с фертильностью. В теории, если он выбирал долгоживущую мушку и спаривал ее на долгожительство, их плодовитость должна понижаться, давая антагонистическую плейотропию. Но это не случилось; их плодовитость пошла вверх. Так кажется нет причины почему природа не может разделить функцию фертильности со старением.
Одноразовая сома : Ресурсы, обычно в форме энергии еды, всегда в дефиците, так теория говорит, что организм должен выделять ресурсы для разных потребностей. Починка повреждений на клеточном уровне - эта одна из этих потребностей и важная часть старения, с того что если организм не может починить все повреждения, случается старение. Так если ресурсы в недостатке, организм выделяет их предпочтительно на рост и репродукции, и по существу дает себе стареть.
Яркие доказательство против теории -это ограничение калорий, наиболее надежное продляющее жизнь интервенция в лабораторных животных. Когда они буквально голодают, животные могут жить 50% дольше чем нормально кормленные животные. Если недостаток ресурсов вызывает старение, мы могли бы ожидать противоположное. Если ты ешь больше, ты будешь жить дольше; но это явно не тот случай. Ешь больше, умирай молодым - и это правда для буквально каждого вида организмов, которые были протестированы.
Тоже правда для упражнений - если повреждения и починка критически для старение, упражнения состарят тебя быстрее. Упражнения вызывают повреждения - еще они заставляют животных, включая человека, жить дольше.
Гормезис
Оба ограничение калорий и упражнения примеры гормезиса, в котором приложение стресса или токсинов вызывают лучшее здоровье и длинную жизнь. Организм не только чинит повреждения, но становиться сильнее и здоровее чем до этого.
Гормезис центральный эффект в теории старения Миттельдорфа. Как он говорит, это кажется что организм уже имеет анти-возрастные способности, которые просто не использует в простые времена. Организм польностью способен замедлить старение, когда условия правильные.
Старение - это не повреждения которые организм не контролирует или естественный отбор который не может устранить. Это не из-за недостатка ресурсов или плейотропных генов. Нет
Старение запрограммировано.
Программное старение и групповой отбор
Теория программированного старения сталкивается непосредственно с нео-Дарвинской теорией эволюции, которая представляет собой теорию текущей мысли в биологии.
Нео-Дарвинская теория гласит что естественный отбор происходит на уровне генов, и только благоволит индивидуумам, которые несут эти гены.
Миттельдорфа теория программированного старения полагается на групповом отборе, понятии которое по мнению большинста ученых не существует, или если существует, то недостаточно сильном.
Следовательно мое описание теории Миттельдорфа настолько радикально, с того что он польностью полагается на нео-Дарвинский синтез, и ученых, которые его поддерживают.
В этом свете более интересным является то, что наставник Миттельдорфа был еще одним сторонником группового отбора, Дэвид Слоан Уилсон, автор мастерской книги Дарвиновского собора: эволюция, религия и природа общества.
Запрограммированная теория старения рассматривает старение как «программу самоубийства», которая не приносит пользы индивидууму, но которая приносит большую пользу группе. Организм набирает гены, которые вызывают воспаление и другие формы повреждения, что приводит к старению и смерти. Старение - это целенаправленное усилие со стороны организма, а не то, чего он пытается избежать.
Почему организмы это делают? Преимущество группы должно быть очень мощным, чтобы отменить вред индивидууму. И действительно, это так, по словам Миттельдорфа.
Организмы стареют во избежание исчезновения.
В любой успешной группе организмов кажется, что группа может легко перерегулировать окружающую среду и уступить голоду или другим причинам.
Все животные в той или иной степени являются хищниками, в зависимости от других форм жизни для пропитания, и если животные слишком успешны, они рискуют голодом или эпидемиями и последующим исчезновением всей группы.
Старение - это способ организмов буферизации населения. В хорошие времена, с обильной пищей, организм стареет и некоторые из них умирают, тем самым сохраняя группу в пределах ее экологических ограничений и в соответствии с ее экологией. Группа процветает.
В плохие времена с меньшим количеством доступных ресурсов старение замедляется. Этот вид не хочет, чтобы каждый член умирал сразу, от голода или какой-то другой причины. Он хочет избежать исчезновения, событие, которое означает гибель каждого гена, переносимого видом. Когда кризис закончится, возобновляется старение.
Критика
Миттельдорф поставляет много доказательств своей теории, и это делает чтение увлекательным. Читая его, я подумал о нескольких возражениях, что было непросто, поскольку автор убеждает. Обратите внимание, что я не эволюционный биолог.
Старение кажется слишком беспорядочным, чтобы стать «программой самоубийц». Если вы думаете о том, как старение причиняет вред, болезнь и смерть, как могут возникать многочисленные источники этих вещей? Один ген, который вызвал смерть, был бы намного проще, и тот факт, что старение, по-видимому, имеет множественные генетические корни, заставляет задуматься, как это может произойти в результате естественного отбора.
По общему признанию, это возражение, вероятно, скорее зависит от вкуса в теориях, чем от эмпирической поддержки.
Другое возражение состоит в том, что просто прохождение времени, по-видимому, связан с некоторыми аспектами старения, например, накоплении железа или воздействии микробных антигенов.
Железо кажется хорошим примером плейотропных эффектов: он необходим для роста и размножения, но вызывает старение. Кроме того, естественный отбор может быть не в состоянии устранить его последствия для старения. Женщины с более высоким содержанием железа более плодородны, что может подпитывать эффект естественного отбора на железо, вызывающее старение после того, как у человека уже есть дети.
Обнаружение антигена происходит от инфекционных агентов и является основной причиной воспаления при старении. Чем дольше мы живем, тем больше антигенов мы подвергаемся, и на самом деле те, кто подвергается большему количеству заболеваний, умирают моложе, то есть они стареют быстрее. Но, возможно, организм не может убрать воспаление, так как нам оно нужно, чтобы бороться с патогенами.
Вывод
Взламывая код старения - лучшая книга, которую я прочитал в этом году, и ее необходимо читать всем, кто интересуется старением или эволюцией и биологией. Миттельдорф умело прокладывает себе путь через эволюционную теорию, ее историю и биологию старения - он даже знает свой путь в области экологии.В конце книги он обсуждает перспективы исследований по борьбе со старением, а также то, что, по его мнению, является лучшим средством замедления старения, которое мы имеем сейчас.
Его идеи о замедлении старения, я рад сказать, очень созвучны тому, что я изложил на этом сайте: упражнения, прерывистый пост, добавки, такие как берберин и куркумин, аспирин и многое другое. (Я думаю, он должен был упомянуть о железе.) На горизонте есть технические разработки, такие как терапия теломеразой, которые имеют большие перспективы в достижении корневых механизмов старения.
Примечание переводчика
Завершился опыт на 15000 мышах и 1050 молекул, на среднее и максимальное продление жизни в Джексовской лаборатории Стэнфордского университета. Наибольший результат показали
Магний,
Инулин (есть в топинамбуре)
и эти экстракты и вещества:
Lemon or lime extract, - Экстракт лимона
DTPA,
EDTA,
St. John"s wort extract, - экстракт зверобоя
Hyperforin, - Гиперфорин
Ginkgo bilogoba extract, - Экстракт гинкго билобоба
Ginkgolide A or B, - Гинкголид А или В
vitamin C, - витамин С
Ascorbic acid 6-palmitate, - 6-пальмитат аскорбиновой кислоты
Pantothenic acid (vitamin B-5), - Пантотеновая кислота (витамин В-5)
Niacinamide, - Ниацинамид
Allicin (чеснок), - аллицин
Lactobionate,
Melatonin, - мелатонин
Metformin, - метформин
L-Dopa,
extract Mucuna beans (Mucuna Dopa), - экстракт Mucuna beans
L-Histidine, - гистидин
Quercetin, - кверцетин
Curcumin, - куркумин
L- Glutamic acid, - L-глутаминовая кислота
succinic acid, - янтарная кислота
N-Acetil Cysteine, - N-ацетилцистеин
Green tea extract, - экстракт зеленого чая
Epigallocatechin-3-gallaye, - эпигаллокатехин-3-gallaye
Glutathione, - Глутатион
Aspirin, - аспирин
Salicylate, - салицилат
Glycine, - глицин
Resveratrol, - ресвератрол
Genistein, - генистеин
Garnosine, - гарнозин
Rapamycin, - рапамицин
Lipoic acid, - липоевая кислота
Taurine - таурин
Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта
Доброго вам времени суток, мои прекрасные читатели! Многие считают, что слишком поздний ужин вреден в основном потому, что он способствует набору лишних килограммов. И действительно, некоторым еда перед сном мешает . Но есть люди, которые едят на ночь, и их вес при этом никак не меняется.
Так вредно ли есть на ночь или вред поздних набегов на холодильник сильно преувеличен?
Чтобы получить ответ на этот вопрос, давайте окунемся в процессы, которые происходят в нашем организме ночью.
Немного физиологии
Знаете ли вы, что у нашей молодости есть верный защитник и хранитель – так называемый гормон роста (соматотропин)? Благодаря этому гормону происходит обновление тканей организма, регенерация и процессы восстановления.
Уровень гормона роста у молодого здорового человека в течение дня находится примерно на одном уровне (с небольшими колебаниями), а ночью резко возрастает, увеличиваясь в 5-10 раз.
Ночные едоки и старение
Если человек ест перед сном, то у него уровень гормона роста вместо положенных 5-10 раз увеличивается примерно в 2-3 раза. А это означает, что регенерация тканей, в т.ч. мышечной ткани, будет невелика по сравнению с той, которая могла бы быть, если бы человек на ночь не ел.
Более того, организм с небольшим уровнем гормона роста будет ускоренно стареть – ведь его обновление незначительно.
Т.е. в силу дефицита гормона роста процесс старения ускоряется.
А как же лишний вес?
Еда на ночь действительно может привести к появлению лишних килограммов.
Во-первых, у любителей поздних ужинов в ночное время менее активно формируется мышечная ткань — а ведь она интенсивно сжигает калории (причем, делает это даже во сне).
В-третьих, снижается скорость метаболизма.
На самом деле причин гораздо больше – это лишь основные.
Вредно ли есть поздно вечером или на ночь? Смотря что!
И тут возникает интересный вопрос.
А можно ли поздно ужинать без столь пагубных последствий?
Давайте попробуем разобраться.
Белки и жиры – это трудноперевариваемая пища. Углеводы инициируют выработку инсулина — чем больше инсулина, тем меньше вырабатывается гормона роста.
По сути, мы практически остаёмся в тупике – и полезных продуктов для употребления на ночь нет. Выход один: сдвинуть приём пищи за 3-4 часа до сна.
Но есть исключение из этого правила: нежирный кефир (это легкоусваиваемый белок, которого, кстати, в кефире не так уж много – около 3 %) и отруби (это клетчатка, она, наоборот, не усваивается в кишечнике, а сытость дает).
Но лучше организовать свое питание в течение дня так, чтобы есть перед сном вам не хотелось (как можно это сделать – читайте в статье про ). Ведь организм в состоянии сам поддерживать свою молодость, если вы не будете ему мешать.
Итак, есть слишком поздно, особенно если делать это регулярно, всё-таки вредно. Согласитесь, добровольно стареть быстрее не захочет никто. Что ж, ваша молодость — в ваших руках, поэтому не ешьте на ночь. Будьте здоровы, красивы и счастливы!
Мини-советы для похудения
Уменьши порции на треть - вот что поможет постройнеть! Коротко и в точку:)
Положить добавки или остановиться? Когда возникает этот вопрос, точно пора прекращать есть. Это организм подаёт вам сигнал о скором насыщении, иначе вы бы не сомневались.
Если вы склонны переедать по вечерам, то перед ужином примите тёплый душ. 5-7 минут, и у вас уже совсем другое настроение и отношение к еде. Попробуйте - это работает.
Какой бы вкусной ни была пища, вы будете есть её ещё много раз. Это не последний приём пищи в вашей жизни! Напоминайте себе об этом, когда чувствуете, что не можете остановиться и судорожно глотаете кусок за куском.
Окружение влияет на нас - это факт! Избегайте разговоров наподобие «я тут худела, и не смогла», «да всё равно толстыми останемся», «хорошего человека должно быть много». Ну и пусть их будет «много» - а вы-то тут при чём?
Запомните простое слово: изящная. Именно такой должна быть ваша порция вредных для фигуры блюд. И тогда вы тоже станете изящной – это только вопрос времени.
Чтобы снизить вероятность переедания, придерживайтесь правила «10 спокойных ложек». Оно гласит: «Первые десять ложек ешьте очень медленно, настолько медленно, насколько сможете».
Матрица быстрой старости
Вы в зоне риска, если в графе «Характер» у вас три и более единиц, сильный сектор «Долг» (большое количество восьмерок) и в графе «Память» присутствует много девяток.
«Такие люди больше, чем другие, склонны к носогубным морщинам, складкам у губ, межбровным морщинам, двойному подбородку, мешкам под глазами и гусиным лапкам, – делится с Wday.ru нумеролог Ольга Перцева . - Большая моральная нагрузка, желание заботиться сначала о близких, потом о себе. Сильный эмоциональный зажим, частые депрессии и страдания, ощущение неразделенной любви и заботы, человек много сил вкладывает в других и никогда не получает отдачу. Злится и расстраивается».
Совет: не берите на себя больше, чем можете потянуть
Поймите, что отдать вам заботу в том же объеме смогут не все, а вы будете продолжать ждать и критиковать… Вы перегружены критикой себя и окружающих. Отпустите ситуацию, примите индивидуальность тех, кто с вами рядом. И помните, что абсолютно у всех есть чему поучиться…
Матрица недосыпа
Все, что вам нужно, – это грамотный тайм-менеджмент, если ваша матрица выглядит примерно так: «Характер» – 1, «Здоровье» – 4, «Удача» – 7, «Энергия» – 2, «Долг» – 8, «Интерес» – 3, «Труд» – 6, «Память» – 99, «Цель» – 3, «Плотское» – 2.
«Межбровная морщина, мешки под глазами, сухость и увядание кожи. Если вам это и свойственно, то только по причине вечной нехватки времени на сон и полноценный уход», – продолжила Ольга Перцева.
Совет: у читесь ценить и экономить свое время. Время – самый ценный ресурс. Научитесь принципам тайм-менеджмента. Придерживайтесь режима, особенно это касается вашего сна. Отбой должен быть не позднее 23:00, сон для вас – это источник силы и молодости.
Матрица эмоциональная
Присмотритесь внимательно и если увидите следующие показатели, то срочно учитесь расслабляться и снижать уровень агрессии возможными и невозможными способами: «Характер» – 1111, «Здоровье» – 44, «Энергия» – 22, «Долг» – 88, «Интерес» – 33 и «Память» – 99!
«Сильно выраженные морщины лба, носогубная, – делится нумеролог Ольга Перцева. - Взрыв эмоций, возмущения и агрессии человек переживает внутри себя, сдерживает чувство долга. Но при этом мимика лица продолжает выражать негодование, и часто единственно возможным вариантом проявить эмоции остается поднять брови! Иногда негодование может быть продолжительным, поэтому морщины глубокие. Однако в такой матрице много положительных эмоций, улыбок и смеха. Человек много смеется, много шутит и улыбается, много общается. Носогубная морщина глубокая и заметная».
Совет: н е молчите, чем больше вы говорите о своих переживаниях, чем больше транслируется мыслей, тем лучше. Не терпите там, где это излишне. Пойте! Вокал снимает внутреннюю агрессию, освобождает вас от желания возмутиться.
Матрица вечной молодости
Да-да! Хлопайте в ладоши и прыгайте до потолка те, у кого в графе «Цель» – коэффициент 2.
«Имея такую матрицу, человек может иметь морщинки, однако внешний вид все равно сохраняет моложавость. Часто бывает так, что именно благодаря коэффициентам (½/3) в секторе «Цель». Человек молодеет с годами, например, фигура становится лучше после 30 лет, а не наоборот, как бывает обычно – все прекрасно до 30.
Совет: если вы увидели в себя в матрице цель ½/3, будьте спокойны: ваша молодость имеет больший срок годности и чаще всего зависит от вашего внутреннего состояния. В вас будет дольше жить безработный и жизнерадостный ребенок.
Матрица «само совершенство»
Если у вас в секторе «Энергия» больше двух двоек, а еще и в «Здоровье» парочка четверок, то вы просто обязаны потеснить Ирину Шейк на подиуме.
«В случае таких сильных показателей, как 44 и 222, природа позаботилась о вас и ваших потомках. У вас красивое или сильное тело, зубы, волосы и кожа. Ваш возраст можно угадать, однако лишь приблизительно, потому как в глаза всегда бросится ваше идеальное тело», – комментирует нумеролог.
Совет: разгружайтесь эмоционально, занимайтесь спортом, чтобы не перегрузить вашу нервную систему. В таком случае ваша молодость сохранится очень надолго, и никто не сможет объяснить этот феномен.
Геронтологи утверждают - прожить век не только реально, но так в принципе и должно быть. Это предусмотрено самой природой человека, которая отвела homosapiens на жизнь даже не 100, а 120 лет. Тогда почему наш организм начинает «сдавать» гораздо раньше? Что нужно делать для того, чтобы «отодвинуть» наступление старости? Об этом сайт рассказал Владимир Хавинсон - д. м. н., член-корреспондент РАН, главный геронтолог Петербурга, вице-президент Европейской ассоциации геронтологии и гериатрии.
Код жизни…
Владимир Хацкелевич, верно ли предположение о наследственной предрасположенности к долголетию, благодаря которой некоторые люди доживают до глубокой старости?
Процентов на 25 продолжительность жизни зависит от наследственной генетической программы, которая касается всех органов в целом, комплексно. Когда гены у человека, скажем так, мощные, тогда организм стареет равномерно и, что немаловажно, годам к 90-95, не раньше. А до этого человек остаётся вполне деятельным.
Чтобы знать свой «код старости», нужно сделать генетический паспорт. Важно определить свои слабые места и соответственно вносить коррективы в образ жизни. Скажем, выявилась предрасположенность к инсульту - не надо сидеть долго в парной, а выбегая из неё, прыгать в прорубь. Чревато! Генетические паспорта делают по желанию.
Чтобы знать свой «код старости», нужно сделать генетический паспорт. Важно определить свои слабые места и соответственно вносить коррективы в образ жизни.
- Почему не ввести их в обязательном порядке?
Обязать человека к здоровью невозможно. Как невозможно загнать силой в счастье. К тому же сегодня всё это стоит денег и немалых. Но, думаю, лет через 10-15 генетический паспорт (его делают один раз и на всю жизнь) будет таким же обыденным делом, как сейчас - анализ крови.
- От чего ещё зависит продолжительность жизни - может быть, от национальности, пола, профессии человека?
Национальность и пол точно не имеют значения. Ведущий показатель - образ жизни. И в этом смысле профессия, которой посвятил себя человек, конечно, важна, ведь она во многом задаёт алгоритм поведения каждого. Имеют значение физическая активность, регулярное медицинское обследование, отсутствие стрессов. Крайне важно здоровое питание и ограничение в калорийности. Среди долгожителей нет тучных людей.
Крайне важно здоровое питание и ограничение в калорийности. Среди долгожителей нет тучных людей.
…и фактор стресса
Вы сказали, никаких стрессов? А вот датский учёный Суреш Раттан утверждает, что они, напротив, закаляют организм!
Да, он считает, что влияние в малых дозах вредных факторов (таких, скажем, как облучение или ссора с близкими) укрепляет организм человека, стимулируя механизм его восстановления и увеличивая тем самым сроки жизни. При этом экспериментов на людях он не проводил. Раттан - учёный-теоретик.
Я не отношусь к числу поклонников данной теории. Конечно, стрессы, к великому сожалению, неизбежны. Сильные приводят к заболеваниям, часто хроническим. Небольшие? К ним можно отнести, например, занятия физкультурой, которые должны быть дозированы и регулярны, только тогда можно будет говорить об их пользе.
«По Раттану» здоровое старение достигается через способность организма к самовосстановлению посредством кратковременных и повторяющихся лёгких стрессов. Я же считаю, что все без исключения встряски требуют повышения ресурса жизнедеятельности организма, чем беспощадно изнашивают его.
Старение - это возрастное изменение генов. В его основе - постепенное снижение синтеза белка на всех уровнях и во всех тканях. Поскольку все функции в нашем организме связаны с синтезом белка, его дефицит приводит к проблемам. Нет белка - нет функций.
Старение - это возрастное изменение генов. В его основе - постепенное снижение синтеза белка на всех уровнях и во всех тканях.
- И никакого «противоядия» нет? Невозможно добиться того, чтобы человек не старел?
Взять и отменить фундаментальный закон природы, эволюционный биологический процесс? Увы! Но можно замедлить увядание, увеличив работоспособность, например, до 80 лет. Как? С помощью правильного образа жизни, грамотного питания, хорошей экологии. И - пептидов. Это, упрощённо говоря, маленькие белки, которые содержат от 2 до 10 аминокислот. В организме они заставляют стареющую клетку работать так, как та функционирует в молодом здоровом теле. В результате восстанавливается биологическая и функциональная активность органов и тканей, нормализуется синтез белка.
Данное открытие я сделал в своё время вместе с моим товарищем ещё со студенческих лет - нынче, к сожалению, покойным профессором Вячеславом Морозовым. В отличие от белка, пептиды всех млекопитающих практически одинаковы - у мыши, крысы, обезьяны, человека. И что особенно важно - на пептиды не образуются антитела. То есть побочного эффекта препараты, созданные на их базе, лишены даже теоретически.
Мы убедились в этом в ходе эксперимента, продолжавшегося в нашем институте не один год. Проверили их на 17 видах организмов, включая растения (пшеница, табак).
Выяснилось, во-первых, что механизм регуляции активности генов един. Во-вторых, пептиды позволяют увеличить ресурс организма, заложенный в нас, примерно на 30-40%. В-третьих, у тех, кто доживает до ста лет, организм «отрабатывает» ресурс полностью. В то время как у большинства людей не все клетки полноценно включаются в работу. Оттого и смерть наступает раньше. И вот как раз пептиды помогают «включить» их, являются индукторами дифференцировки стволовых клеток.
- Можно узнать результаты другого вашего эксперимента, киевского? О нём одно время много говорили.
В Киевском институте геронтологии Академии медицинских наук Украины наши пептидные биорегуляторы применяли на протяжении 15 лет. Давали их людям старше 65. Во время эксперимента у них регулярно снимали показатели функций организма. Доказано: темпы старения в группе пациентов, принимавших препарат из эпифиза (отвечает за работу желез внутренней секреции), снизились на 44% по сравнению с контрольной группой. Ещё пример. На протяжении 6 лет в 25 клиниках РФ испытывался наш препарат для восстановления функции предстательной железы. В ходе исследования выяснилось, что его применение людьми в возрасте «от 50 и старше» замедляет старение, увеличивая среднюю длительность жизни примерно на 25-30%. Кстати, наши препараты есть в аптеках. Они в свободном доступе.
- Вы сказали, что старение зависит от генетики конкретного человека, его образа жизни…
Известны пять слагаемых старения. Это - генетика, экология, образ жизни, работа, стрессы. В России, с сожалением это констатирую, преобладает преждевременное старение. Средний возраст жизни у мужчин - 67-70 лет, у женщин - 76-77. В то время как в развитых странах Запада он и для мужчин, и для женщин превышает цифру 80.
Известны пять слагаемых старения. Это - генетика, экология, образ жизни, работа, стрессы. В России, с сожалением это констатирую, преобладает преждевременное старение.
- Какой из перечисленных вами факторов больше всего «виноват» в старении?
Если бы только какой-то один! Вообще, человечество как вид вступило сейчас в этап старения. Это свойственно абсолютно всем видам на Земле. Вот мамонты, например. Когда-то они исчезли с нашей планеты не потому, что случился некий катаклизм, а просто постарели, перестали воспроизводить себя и постепенно вымерли. И мы идём по траектории данных животных. Впрочем, процесс это длительный, на несколько тысячелетий. Пока же задача геронтологов - помочь людям старшей возрастной группы научиться жить полноценно, в добром уме и здравии.
Люди стареют постепенно, но некоторые животные начинают стареть очень быстро в конце жизни, а другие вообще не стареют, причём некоторые могут даже молодеть. Разнообразие механизмов старения в природе должно насторожить любителей обобщений – особенно против обобщения неизбежности старения.
Бактерии воспроизводятся, симметрично делясь надвое. Что может значить старение для бактерий, у которых после деления нет никакой разницы между родителем и ребёнком? Одноклеточные протисты вроде амёб также воспроизводятся симметрично, но они всё равно изобрели способ стареть. И даже среди макроскопических форм жизни продолжительность жизни чрезвычайно разнится в зависимости от местной экологии и скорости воспроизводства. Вряд ли это могло произойти в результате универсального и непоколебимого процесса; такая тонкая подстройка явно говорит об адаптации.
Мухи-однодневки умирают быстро и внезапно в конце их репродуктивного цикла
Продолжительность жизни разнится от мафусаиловой до генетических камикадзе, умирающих к весеннему полудню. Стрекозы живут четыре месяца, взрослые мухи-однодневки – полчаса. Мы живём около 70 лет, а меристема гинкго может быть возрастом в миллионы лет. Такое разнообразие впечатляет ещё больше, если вспомнить, что генетическая основа старения общая у множества существ, от дрожжей до китов. Но каким-то образом одинаковые генетические механизмы, унаследованные от общих предков на заре жизни, были изменены для создания очень разных продолжительностей жизни, от часов (дрожжи) до тысяч лет (секвойи и тополя осинообразного).
Сильно различается не только продолжительность жизни, но и схема увядания в этот период. Старение может происходить постепенно в течение всей жизни (ящерицы, птицы), или организм может вообще не стареть десятилетиями, а затем внезапно умирать (цикады, столетник).
Наш внутренний убийца работает тихо, словно злая императрица, отравляющая своего мужа; но у других существ внутренние убийцы работают быстрее, а у некоторых вообще не просматривается генетических программ смерти. Такое разнообразие – однозначный сигнал особенности, сформированной естественным отбором, а не неизбежного закона энтропии.
Поскольку биомаркеры старения так сильно различаются у разных существ – а даже и у разных представителей одного вида – очень сложно вывести универсальное определение. Человек может преждевременно поседеть, голый детёныш слепыша может быть покрыт морщинами. Для актуария на вопрос ответить просто, даже если ответ понравится только статистикам: старение есть возрастание коэффициента смертности. Иначе говоря, в процессе взросления риск смерти животного повышается.
К примеру, у 20-летнего человека есть 99,9 шансов дожить до 21 года. То есть, шансы умереть у него составляют 1 на 1000 в год. Если бы так и продолжалось, то у 40-летнего также был бы 1 шанс на 1000 умереть до 41-го дня рождения. И мы бы назвали такую ситуацию «отсутствием старения». В реальности у 40-летнего есть уже 2 шанса на 1000 умереть до 41-го дня рождения. Удвоение риска смерти за 20 лет является доказательством постепенного старения.
Вероятность смерти в зависимости от возраста
Риск смерти не просто растёт, а растёт с ускорением. Увеличение износа, или шансов умереть с каждым годом, как это происходит с нами после достижения совершеннолетия, называется «ускоряющимся дряхлением». Но у других существ закономерности другие. Вероятность смерти может увеличиться, а затем выровняться: «замедляющееся дряхление», или даже «плато смертности». Если мы выберем такое определение старения, нам придётся сказать, что если вероятность смерти не увеличивается, значит, вид не стареет. Продолжая тенденцию, хоть это и звучит странно, можно сказать, что если вероятность смерти уменьшается с возрастом, то вид стареет наоборот, что называется «отрицательным дряхлением».
Есть другое объективное мерило старения – понижение плодовитости. Так же, как смертность определяется вероятностью смерти, плодовитость определяется вероятностью воспроизведения. Мужчины постепенно теряют плодовитость с возрастом. У женщин это происходит быстрее, и падает до нуля в момент менопаузы. Но у других видов есть другие закономерности и графики. У некоторых плодовитость растёт большую часть жизни – ещё один вариант «отрицательного дряхления».
К примеру, черепаха Бландинга , живущая на американском Среднем Западе, постепенно стареет несколько десятилетий, и не растёт, но при этом повышает плодовитость. Очевидно, что её риск смерти уменьшается с возрастом. С точки зрения эволюции потеря плодовитости – основной признак. С точки зрения естественного отбора, после потери плодовитости ты уже всё равно, что умер.
Для нас естественно проводить классификацию различных видов по продолжительности жизни, валить в кучу насекомых, живущих один день, и отделять их от деревьев и китов, живущих сотни лет. Но большую часть этих различий можно отнести на счёт размера. Всё, от роста и плодовитости до старения, должно происходить медленнее у бегемотов, с медленным метаболизмом и тоннами плоти. Поэтому нас больше впечатляет пчела, живущая 20 лет, чем лось, живущий 20 лет.
Но что если перестать смотреть на продолжительность жизни и сравнивать разные виды на основе формы, а не длительности их жизненной линии? Длинная или короткая у них жизнь - мы будем отображать её в одном масштабе для сравнения. Не спрашивайте, сколько они живут, спрашивайте, умирает ли популяция постепенно, или многие из них умирают в младенчестве, а затем смертность снижается, или же все смерти происходят ближе к концу жизненного цикла. График, опубликованный в работе из журнала Nature за 2014 год, именно так и построен, и на нем очень хорошо виден диапазон изобретательности природы. Представлены все возможные комбинации, с быстрым старением, без старения, с обратным старением, и при этом они могут сочетаться с жизненными циклами длиною в недели, года или столетия. При этом соседство на графиках совершенно неожиданное. К примеру, наверху графика, с небольшой смертностью, которая внезапно повышается к концу жизни, есть люди, лабораторные черви и тропические рыбки. С точки зрения закономерностей старения люди больше походят на лабораторных червей, чем на шимпанзе.
Тёмная линия – плодовитость, светлая – выживаемость.
человек; гуппи; шимпанзе; лабораторный червь
дуб; черепаха; диоскорея пиренейская; ящерица
гидра; рак-отшельник; мышь-полёвка; калина
Графики показывают разнообразие способов, которыми животные и растения стареют в дикой природе. Светлая, клонящаяся вниз линия – это кривая выживания, а жирная кривая под ней – плодовитость. Уклон вниз кривой выживания означает, что с течением времени в живых остаётся всё меньше представителей вида. Графики построены таким образом, что прямая линия, идущая вниз по диагонали, будет нейтральной – то есть, означает отсутствие старения. Линии с горбом выше диагонали означают нормальное старение, а линии с прогибом внизу – обратное старение, или «отрицательное дряхление». К примеру, линия у людей остаётся плоской долгое время, а затем быстро падает. Это значит, что много людей живёт долго, а затем их смерти группируются в возрасте 80-90 лет (статистика взята из современной Японии).
Но у животных и растений в двух нижних рядах смертность выстраивается ровнее. У черепах и дубов кривые имеют обратный изгиб. Это значит, что в старости они умирают реже, чем в молодости – это обратное старение.
Жирная линия, плодовитость, достаточно понятна. Плодовитость может увеличиваться с ростом животного или растения, или убывать вместе с репродуктивным возрастом – к примеру, в менопаузе. Отметим, что животные из верхнего ряда теряют плодовитость задолго до смерти. Это эволюционный парадокс.
В этой диаграмме, если кривая выживания выглядит, как прямая диагональ, это означает отсутствия старения – к примеру, как у гидры и рака-отшельника. Гидра – это что-то вроде пресноводной медузы, длиною в несколько миллиметров, и водится она в прудах. Все животные из верхнего ряда демонстрируют «настоящее старение» – вероятность смерти повышается с возрастом. В следующих двух рядах представлены растения и животные, которые не стареют, или стареют наоборот. Чем они старше, тем меньше риск смерти. Это верно для большинства деревьев, и для черепах, а также для устриц и акул (которые тут не представлены).
Жирная кривая внизу – это плодовитость. Животные из верхнего ряда заканчивают воспроизводство задолго до смерти. Это приводит нас к парадоксу эволюции для дарвинистов-ортодоксов: если единственной целью естественного отбора является максимизация репродуктивности, зачем эволюция позволила репродуктивности падать до нуля с таким большим количеством остающихся в живых индивидуумов? Подъём кривых плодовитости означает увеличение репродуктивности с возрастом, что представляет собою ещё один пример отрицательного дряхления. Когда дерево становится больше с каждым годом, неудивительно, что и семян оно производит больше. Диоскорея пиренейская - лиана, растущая на каменистых утёсах в Пиренеях. Если ей не мешать, она живёт не менее 300 лет, без признаков старения. При этом ее плодовитость в первые 20 лет находится почти на нуле.
Смысл графиков в том, что природа может делать со старением всё, что угодно. Возможна любая временная шкала, любая форма, и каждый вид по-своему адаптировался к экологическому окружению. Ограничений нет.
Мгновенное старение
Постареть до смерти можно быстро и внезапно, в конце репродуктивного цикла. Внезапная смерть после воспроизводства часто встречается в природе у таких разных организмов, как мухи-однодневки, осьминоги, лососи, не говоря уже о тысячах цветущих раз в год растений. Биологи называют это «семелпарностью», от латинского «одно рождение».
Причины смерти семелпарных организмов чрезвычайно различны. Осьминоги перестают есть. Самцы богомола жертвуют собой ради воспроизводства, идя на закуску самкам. Лосось уничтожает своё тело выбросом стероидов.
Ко времени, когда взрослый лосось достигает местности для нереста, его метаболизм уже находится в предколлапсной стадии. Надпочечные железы вырабатывают стероиды (глюкокортикостероиды), приводящие к ускоренному, почти мгновенному, старению. Они прекращают есть. Стероиды приводят к коллапсу иммунной системы, их тела покрываются грибком. Почки атрофируются, а соседние клетки увеличиваются. Циркуляционная система также страдает. Артерии повреждаются образом, схожим с сердечными заболеваниями людей. Заплыв вверх по течению очень тяжёлый, но их тела повреждает не механическое воздействие. За это в ответе каскад биохимических изменений, который происходит сразу после размножения.
Некоторые организмы генетически запрограммированы перестать есть после репродукции, и умирают с голоду; это быстрее и надёжнее, чем обычное старение. У мух-однодневок вообще нет рта и пищеварительной системы. Слоны жуют так много листьев и веток за свою жизнь, что снашивают шесть наборов зубов. Но когда шестой набор заканчивается, новый не вырастает, и толстокожие умирают с голоду.
Долголетие
В 2014 году фотограф Рейчел Сасмэн опубликовала фотоальбом с древностями, озаглавленные «Самые старые живые существа в мире». Всё это растения. Одна из причин этого – растениям не нужно беспокоиться о достаточно сильных для ходьбы мускулах ног. Будучи привязанными к одной территории, они могут вырастать и крепнуть, становиться старше и плодороднее любых животных, и пожинать плоды возраста.
У растений есть ещё один секрет долголетия. На ранних стадиях жизни животного зародышевая линия клеток отделяется от остальной части тела, или сомы. Только зародышевую линию необходимо сохранять в целости, чтобы она превратилась в следующее поколение. Тело может позволить себе не так аккуратно обходиться с клетками сомы и экономить на их воспроизводстве. Но у растений система другая. Сома и зародышевая линия не разделяются. У растений также есть стволовые клетки, и у них клетки отвечают не только за рост растения, но и за семена и пыльцу, которая станет следующим поколением. В дереве стволовые клетки расположены в тонком слое под корой, меристеме. Она распространяется во все ветки и сучки, и из неё растут листья, а также почки и семена. У некоторых гинкго, нецветущих деревьев, зародившихся ещё в пермском периоде 270 миллионов лет назад, меристеме может быть миллион лет.
Но у большинства деревьев есть некий возраст, после которого смертность растёт с каждым годом. Стволовые побеги начинают расти прямо из ствола, в то время как рост веток замедляется. Есть признаки того, что деревья с возрастом становятся более уязвимыми для грибков и болезней, но обычно их губит механическая нагрузка от чрезмерного размера. Сама возможность продолжения роста, дающая им свойство «обратного старения», приводит в конце к их упадку.
Старение наоборот
Медузоид Turritopsis nutricula не возвращается в детский сад в возрасте 65 лет, но в 2010 году он получил свои 15 минут славы, когда его в научных журналах назвали «бессмертной медузой». Взрослый Turritopsis обзавёлся хитрым трюком: породив полипы, он сам регрессирует обратно до полипа, и начинает жизнь сначала. Это происходит благодаря превращению взрослых клеток обратно в стволовые, что идёт против обычного направления развития, от стволовых клеток к специализированным. Он едет назад по односторонней улице развития. Заголовки писали об Turritopsis как о «Морском Бенджамине Баттоне».
Жуки-кожееды (Trogoderma glabrum) выполняют схожий трюк, но только когда голодают. Развиваясь на тушах животных в лесу, они проходят через шесть различных стадий личинок. Сначала они выглядят, как червяки, потом, как многоножки, затем как водомерка, чтобы закончить развитие в виде шестиногих жуков. Пара энтомологов из Висонсинского университета в 1972 году изолировала личинок жуков на шестой стадии развития (когда они уже готовы были стать взрослыми) в тестовых колбах и обнаружили, что без еды они возвращаются на пятую стадию. А если они голодают много дней, то уменьшаются и возвращаются дальше назад по стадиям, пока не превращаются обратно в личинки, будто бы только что появившиеся на свет. Если затем возобновить кормление, они идут вперёд через стадии развития, и становятся взрослыми, сохраняя нормальную продолжительность жизни. Они способны повторять этот цикл вновь и вновь, когда учёные откармливают их до шестой стадии, а затем морят голодом так, что они возвращаются на первую. Обычная продолжительность жизни в восемь недель таким образом растянулась на два года.
Древнее старение
Гидры – беспозвоночные с радиальной симметрией, у каждой есть рот на стебельке, окружённый щупальцами, которые отрастают, если их отрезать – совсем как у многоголового монстра из греческой мифологии, в честь которого они и были названы. Их наблюдали на промежутках до 4 лет подряд, начиная с экземпляров разного возраста, пойманных в природе, и со временем они не умирают и не становятся более уязвимыми для хищников или болезней. В теле человека особые клетки, такие, как клетки крови, кожи и желудка, отмирают и отрастают заново. У гидры так устроено всё тело, оно регенерирует с основы из стволовых клеток каждые несколько дней. Некоторые клетки отмирают, другие, достигнув определённого размера, превращаются в клоны гидры, которые отпочковываются от её тела. Это древний способ репродукции, справляющийся без секса. Для гидры секс необязателен – она им занимается редко.
В одной из недавних статей утверждается, что гидра стареет, и это видно по уменьшению скорости клонирования. Автор считает, что возможно, клоны наследуют возраст родителя. Выдвинута гипотеза, что лишь половое воспроизведение обнуляет часы старения. Если это так, то старение гидры – это возврат к протистам, наследственным микробам, более сложным, чем бактерии. У некоторых из них время жизни ограничено, поскольку они могут делиться ограниченное количество раз, после чего у них заканчивается репродуктивный бензин – если их только не перезапустить при помощи обмена генов (версия секса для протистов), что перезапускает их часы. Амёбы и микробы рода Paramecium являются примерами таких протист, одноклеточные с длинной линией жизни, в древности давшие начало более 100 000 видов – водоросли, слизни, инфузории, и другие организмы, не принадлежащие к царствам животных, грибов, растений и бактерий.
Отключаем старение
У пчелиных маток и рабочих пчёл одинаковые гены, но разные продолжительности жизни. У маток маточное молочко отключает старение. Когда начинается новый улей, пчела-кормилица выбирает – насколько мы можем судить, случайно – одну личинку, которой достанется жидкая королевская диета. Определённая физиологически активная химическая амброзия в маточном молочке переключает везучую пчелу в режим роста, и она превращается в королеву, а не в рабочую пчелу. Молочко дарует королеве чрезмерно развитые половые железы, из-за чего она приобретает характерные размер и форму. Королева совершает один полёт в начале своей карьеры, за который она может спариться с десятком разных трутней, и хранить их сперму годами.
Под весом яиц взрослая королева уже не может летать, и становится машиной для воспроизводства. Она откладывает 2000 яиц в день, больше собственного веса. Конечно, для такой машины требуется свита из обслуживающих её рабочих для кормления, удаления отходов и передачи феромонов (химических сигналов) остальным жителям улья.
Рабочие пчёлы живут несколько недель и умирают от старости. И они не просто изнашиваются от пострадавших частей тела, которые ломаются в жестоком мире, где они живут. Их выживание следует знакомой математической форме, кривой Гомпертца - характерный график выживания, типичный для людей и других животных, указывающий на старение. Но пчелиные матки, хотя их гены идентичны пчёлам-рабочим, не выказывают симптомов старения. Они могут жить годами, а иногда, в стабильных ульях, и десятилетиями. Они представляют собою чудеса без возраста. Королева умирает, когда у неё заканчивается сперма, полученная при свадебном полёте. Она может и дальше откладывать яйца, но они будут неоплодотворённые и из них могут вырасти только трутни без жал. Те же самые рабочие, что обслуживали королеву, убивают её, окружив и зажалив до смерти.
Длительность жизни после репродуктивного периода
Зачем существует менопауза? Мы заботимся о молодых и о больших семьях, и наша преданность не заканчивается после того, как дети вырастают и сами становятся родителями. Поэтому обычное объяснение жизни, продолжающейся после окончания плодовитости, называется «гипотезой бабушки». У женщин есть генетический интерес в том, чтобы вырастить здоровых внуков. Возможно, в 60-летнем возрасте они могут дать больше своему генетическому наследию, ухаживая за внуками, чем рожая своих детей. Гипотеза звучит разумно, по крайней мере, для людей, но исследователи-демографы обнаружили, что с цифрами в руках её очень сложно подтвердить.
Киты и слоны также переживают свою плодовитость. Они также социальные животные. Возможно, для своих внуков они более важны, чем мы думаем. Но есть и другие животные, живущие после того, как исчерпана их плодовитость. Гуппи, водяные блохи, нематоды, коловратки, по сравнению с которыми любой отец-бездельник выглядит, как Мери Поппинс. Они откладывают яйца – и всё. И крылом (или плавником) не пошевелят, чтобы позаботиться о молодняке, а уж тем более – о внуках. И, тем не менее, современная эволюционная теория говорит о том, что никакой естественный отбор не заставляет их жить дальше, поэтому они должны отмирать.
В 2011 году мы с Чарльзом Гуднайтом придумали, как эволюция могла привести к появлению жизни после репродукции. Сама по себе идея звучит маловероятно, но с цифрами она совпадает. Старый сегмент популяции, вышедший на пенсию, нужен для поддержания стабильности популяции в циклах изобилия и голода. В хорошие времена они поедают излишки пищи и предотвращают излишнее разрастание популяции. Когда еды не хватает, они умирают первыми.
Типы старения в природе настолько разнообразны, насколько это вообще возможно, что говорит о том, что природа может по желанию включать и выключать старение. Поэтому нас можно простить за то, что мы с большим скептицизмом рассматриваем теории, говорящие о необходимости старения. Какая бы у нас не появилась теория старения, ей нужно быть гибкой, разнообразной и не отвергать исключения.
Джош Миттельдорф – теоретик-биолог, доктор наук в Пенсильванском университете. У него свой сайт AgingAdvice.org, и он ведёт колонку в блоге ScienceBlog.com. Ведёт выездные занятия в MIT, Гарварде и Беркли.
Дорион Саган – известный писатель, философ от экологии, теоретик. Его статьи появлялись в таких изданиях, как Natural History, Smithsonian, Wired, New Scientist и The New York Times.