Что омолаживает организм изнутри
Владимир Анисимов: «Лекарство от старости. Какие вещества позволят нам жить дольше»
Статья из газеты: АиФ Здоровье №4 28/01/2016
Хорошо было бы выпить «живой воды» или съесть «молодильных яблок», на крайний случай принять какие-нибудь таблетки и надолго остаться молодым. Не стареть. Скажете, сказка?
На самом деле «таблетки от старости» уже изобретены, и недалёк тот день, когда врачи будут их нам назначать.
Против диабета и не только
В 70?х годах прошлого века наши учёные выдвинули идею, что препараты из группы бигуанидов, которые прописывают больным диабетом, могут продлевать жизнь. Были проведены исследования на лабораторных крысах, и оказалось, что у лекарства есть ещё один эффект – оно тормозит развитие опухолей.
Спустя четверть века сотрудники НИИ онкологии имени Н. Н. Петрова установили, что препарат из этой группы метформин увеличивает продолжительность жизни мышей и тормозит развитие у них рака молочной железы. В это же время американские и английские учёные объявили результаты своих исследований. Они проанализировали состояние здоровья и продолжительность жизни 70 тысяч пациентов с диабетом, которые принимали метформин. Риск развития рака у них был ниже на 35–40% по сравнению с теми, кто этот препарат не принимал, а жили они на 15% дольше.
Недавно американские учёные объявили о планах исследовать, как метформин влияет на пожилых людей без диабета, но с другими болезнями: атеросклерозом, раком… Наблюдение будет идти над 3 тысячами добровольцев старше 70 лет в 15 медицинских центрах. Но метформин уже признан Американским управлением по контролю за лекарственными препаратами (аналог нашего Фармкомитета) геропротектором. И в США уже назначается как лекарство, отодвигающее старение.
Кто на очереди?
Еще одно вещество – мелатонин – можно назвать геропротектором. Его открыли в 1958 году. Это гормон, который вырабатывается в нашем организме ночью, в тёмное время, и является регулятором сна и биоритмов. В 70?х годах прошлого века наши учёные установили, что мелатонин, введённый в виде препарата крысам и мышам, продлевает им жизнь.
Как средство, предупреждающее старение, мелатонин уже назначается в США. В России его, так же как и метформин, уже применяют в лечении онкологических заболеваний. А использование мелатонина как геропротектора, отодвигающего старение, – дело ближайшего будущего.
Питерские учёные испытывают сейчас ещё ряд препаратов, которые могут продлить нам жизнь. Среди них – аспирин в малых дозах, ресвератрол – полифенол, который содержится в виноградных косточках и красном вине… Такие же исследования идут и в США и других странах. Люди теперь живут дольше, и надо продлить их работоспособный период, а старость отодвинуть на самый край жизни.
Что нужно делать женщине для продления молодости?
Визитная карточка женщины – это ухоженная кожа. Ухоженное и светящиеся лицо, шея, зона декольте и рук делают даму молодой и красивой. Чтобы продлить молодость, необходимо инвестировать в свою кожу много времени, сил и денежных средств, иными словами, обеспечить ей должный уход на постоянной основе.
Косметологи рассказывают, как после 45 лет избежать радикальных хирургических операций по возвращению лицу и телу былых контуров – нужно просто регулярно ухаживать за кожей.
Как задержать молодость?
Прежде всего, нужен грамотный и опытный косметолог, который поможет подобрать правильную уходовую косметику для сохранения молодости кожи. Для этого учитывается наличие конкретных проблем, а также принимается во внимание возраст, тип кожи, образ жизни и ряд других индивидуальных особенностей организма пациента.
Один из главных врагов женской красоты и молодости – это солнце. Агрессивный ультрафиолет оказывает на кожу негативное влияние. Существует даже такой термин: «фотостарение». Тенденцию быстро стареть от частого воздействия ультрафиолетовых лучей можно проследить на женщинах южных стран: они гораздо быстрее, чем северянки входят в свою женскую пору цветения, но также быстро «отцветают».
Отсюда следует второй по важности совет от косметологов: защищать свою кожу от солнечного воздействия в летний период года. В это время главным спутником женщины наряду с темными очками и шляпкой с широкими полями становится специальный солнцезащитный крем. Его следует наносить в дневное время при выходе на улицу не только на лицо, но и на шею, зону декольте, руки и другие открытые части тела.
Антивозрастная косметика – вот еще один эффективный инструмент для борьбы со старением. Но использовать его следует начинать не после 35 лет, как рекомендуют многие косметологи, а раньше – еще до наступления 30-летнего юбилея.
Почему именно этот возраст? Все просто: естественное увядание кожи начинается после 25 лет. Сначала оно протекает незаметно, поэтому важно именно в этот период взять процесс старения под личный неусыпный контроль. Так, прежде всего, следует регулярно использовать питательные и увлажняющие маски, ведь именно верхний слой кожи больше всего подвержен внешним воздействиям. Маски позволяют питать кожу кислородом и влагой, что активирует кровообращение и обеспечивает активную регенерацию клеток.
Эстетические процедуры
Кожа состоит из нескольких слоев, и если косметические средства помогают верхнему слою, то на более глубокие необходимо воздействовать серьезной «артиллерией».
Одна из современных инъекционных методик для увлажнения и омоложения кожи – биоревитализация, при которой под кожу вводятся инъекции гиалуроновой кислоты. Препараты позволяют восстановить водный баланс дермы, что делает кожу упругой, увлаженной и свежей.
Для придания коже лица естественного цвета и сглаживания рельефа используется ультразвуковая чистка, эффективно решающая такие проблемы, как снижение упругости и уменьшение отечности, а также убирающая последствия акне.
Мезотерапия позволяет насытить нижние слои кожи полезными веществами при помощи введения витаминных коктейлей. Состав коктейля подбирается косметологом в индивидуальном порядке для каждого пациента.
Какой нужно вести образ жизни?
Отстаивать и продлевать свою молодость следует не только снаружи, но и изнутри, то есть следить за тем, что приходится ежедневно есть и пить. Для поддержания кожи в хорошем состоянии необходимо питаться правильно, исключив вредные продукты, кофе и алкоголь. Негативным образом воздействует на кожу и курение, лишая ее необходимого кислорода.
Мезотерапия доставляет витамины напрямую под кожу, однако этого недостаточно, нужно обеспечить поступление полезных веществ в организм изнутри. Особое внимание женщине следует обратить на витамины А и С, которые являются настоящими друзьями кожи. Ретинол или витамин А сохраняет эластичность кожных покровов, а аскорбиновая кислота (витамин С) активирует мощную выработку коллагена.
Вода – вот еще один источник красоты и молодости. Чтобы кожа не пересыхала, необходимо ежедневно пить чистую воду в достаточном количестве. Кроме того, в зимнее время года необходимо бороться с сухостью в доме при помощи увлажнителей, которые обеспечивают в помещении необходимую влажность (минимум 50%).
В клинике «Лазерный Доктор» вам помогут правильно составить программу-минимум для ухода за кожей. Опытные врачи-дерматовенерологи имеют солидный опыт работы в данной сфере и подходят к каждому пациенту с особым вниманием и ответственностью.
Омоложение лица: самые эффективные процедуры
Рассказываем о наиболее эффективных аппаратных, инъекционных и механических процедурах для омоложения лица для всех возрастов: когда делать, что делать и зачем делать.
Общие показания к антивозрастным процедурам
Считать, что омолаживающие процедуры требуются, когда состояние лица перестает устраивать пациента, – ошибка. В безоперационной косметологии есть важный закон: предотвратить всегда проще и дешевле, чем исправить. Не нужно дожидаться глубоких морщин и обвисшей кожи. Кроме этих очевидных симптомов, показаниями к антивозрастным процедурам являются:
Виды современных омолаживающих процедур для лица
Процедуры для омоложения лица делятся на аппаратные, инъекционные и механические (ручные). По способу воздействия их можно разделить на четыре группы.
Современные методики и препараты объединяют сразу несколько пунктов в одной процедуре: филлеры на основе гиалуроновой кислоты одновременно заполняют объемы и увлажняют; щадящие пилинги не только обновляют и выравнивают, но и питают. В 2021 году косметологическая индустрия предлагает широкий выбор безопасных и высокоэффективных процедур для поддержания молодости и здоровья лица. В сети клиник 9.09 используются лучшие из них.
Пилинги
Пилинги выполняются с целью омоложения кожи лица, устранения видимых дефектов (шрамы, рубцы и постакне), улучшения тургора и проницаемости, очищения от загрязнений, сужения пор и уменьшения пигментации.
Кислотный пилинг BioRePeel и пилинг PRX являются атравматичными косметическими процедурами комплексного воздействия и подходят людям с чувствительным эпидермисом. В отличие от других срединных пилингов они не требуют восстановительного периода.
Ультразвуковой и комбинированный пилинг лица не менее эффективны и безопасны.
Микротоковая терапия
Это процедура, основанная на воздействии на кожу аппарата, подающего слабые токовые импульсы. Она напоминает массаж и улучшает обменные процессы в тканях, позволяет устранить отечность, разглаживает мелкие морщины, делает кожу более ровной и увлажненной, а также усиливает воздействие косметических средств за счет их проникновения в глубинные слои дермы.
Лазерное омоложение
Лазерный пилинг представляет собой подтяжку лица, выполняемую при помощи лазера (нехирургическим методом). Поверхностный слой кожи лица удаляется при помощи лазера, что приводит к запуску процессов регенерации. По истечении восстановительного периода разглаживаются морщины, минимизируются шрамы, пигментные пятна, рубцы, сужаются поры, кожа становится более молодой и сияющей.
Ботулинотерапия
Нехирургическая инъекционная коррекция для профилактики мимических морщин с доказанной эффективностью. Для ее проведения используют ботулинический токсин A, спазмирующий мышечные ткани, за счет чего они разглаживаются и расслабляются. Инъекционная коррекция полностью безопасна, атравматична и имеет хороший омолаживающий эффект. Результатом ботулинотерапии является улучшение овала лица, разглаживание морщин в области носогубного треугольника и лба, устранение дряблости кожи.
Биоревитализация
Инъекции с использованием препаратов, основным компонентом которых является гиалоурановая кислота. Процедура проводится с целью устранения косметических дефектов и предотвращения возрастных изменений.
Результат биоревитализации – улучшение обменных процессов в эпидермисе, разглаживание морщин, гладкая, упругая и сияющая кожа лица.
Для проведения процедуры косметологи нашей клиники используют препараты Juvederm Hydrate, Belotero Hydro, Meso-Xanthin F199, MesoEye C71, Filorga, Meso-Wharton P199, MesoSculpt C71.
Плазмолифтинг
Популярная процедура, которая омолаживает без применения инородных инъекций, используя для активизации регенеративных процессов в организме собственную плазму пациента.
В результате проведения плазмолифтинга кожа лица становится более упругой и увлажненной, минимизируются такие дефекты как постакне, пигментация, мелкие рубцы, а также устраняются мелкие морщины и угревая сыпь.
Плазмофиллинг
Инновационный метод, позволяющий корректировать различные косметические дефекты кожи лица, улучшая ее рельеф и внешний вид. Результатом процедуры является устранение глубоких морщин, придание коже сияния и эффекта лифтинга.
Основное преимущество процедуры заключается в том, что в качестве филлера используется сгущенная плазма пациента без посторонних составляющих. Гель на основе плазмы имеет в своем составе целый комплекс полезных веществ, запускающих естественную регенерацию кожи и ее омоложение за счет резервов собственного организма.
Контурная пластика
Процедура, позволяющая быстро и безопасно улучшить внешний вид. Гелеобразные филлеры на основе гиалуроновой кислоты заполняют пустоты и восполняют объемы, позволяя моделировать овал лица и форму губ, подбородка, носа и скул.
Существенным плюсом «инъекций красоты» является то, что благодаря полезному составу филлера происходит не только визуальное, но и реальное омолаживание – состояние кожи заметно улучшается.
С чего начать: эффективные процедуры после 30-35 лет
При правильном уходе возрастные изменения начинают появляться на лице не раньше 30 лет. Чтобы замедлить старение в этом возрасте, необходимо регулярно обновлять и питать кожу изнутри – поверхностных кремов и сывороток уже недостаточно.
Интенсивная поддержка: эффективные процедуры после 40 лет
После 40 лет становится явной разница между лицом, за которым ухаживали последние 10 лет, и лицом, взрослевшим без вмешательства косметологии. В этом возрасте уже не достаточно лишь питать кожу одноразовыми процедурами. Глубокие морщины и снижение эластичности требуют комплексных регулярных мер.
Восстановление утраченного: эффективные процедуры после 50 лет
Омоложение лица без операций доступно в любом возрасте. Разница лишь в интенсивности воздействия на кожу.
Сеть клиник 9.09 предлагает наиболее современные косметологические методики для выравнивания, подтяжки и питания кожи. Приходите за устойчивым и качественным результатом!
Рецепт землекопа
С первых слов своей лекции вы сразу заинтриговали слушателей, сказав, что наука до сих пор не знает, что же такое старение. А ведь над его причинами человек задумался, наверное, с тех пор, как начал себя осознавать.
Не получается ли так, что наука ищет способы обезвредить врага, не понимая, что он из себя представляет? Можно вспомнить знаменитую притчу про мудрецов, которые пытались понять, что такое слон. Каждый изучал какой-то отдельный орган животного и дал свой ответ. Но каждый был далек от правильного. Но тогда каждый окучивает свою грядку?
Вадим Гладышев: В каких-то вопросах единство, конечно, есть. Например, что, воздействуя на организм, можно изменить срок жизни. Скажем, если убрать определенный ген, организм будет стареть медленней. Но старение многолико, оно проявляет себя в разных вариантах, поэтому для него пока нет какого-то одного определения. Что не мешает его изучать. По мере исследований его суть будет уточняться и, в конце концов, сформируется общепризнанное мнение. Так происходило со многими теориями, которые сегодня считаются классикой.
Какую теорию поддерживаете вы?
Вадим Гладышев: Я считаю, что это накопление повреждений и других вредных изменений с возрастом. Важно подчеркнуть, что, когда организм стареет, нет какого-то одного главного повреждения. Или главного гена, который в этом участвует. Наоборот, задействован весь организм. А раз нет главного виновного, поэтому со старением так сложно бороться.
Вадим Гладышев: Наука уже нашла несколько таких удивительных существ. Это и землекоп, который живет в 10 раз дольше, чем родственные ему грызуны такого же размера, практически ничем не болеет, в том числе и раком. Или, например, гидра, которая, возможно, вообще не стареет, поскольку вероятность ее смерти не растет с возрастом. Казалось бы, почему? Ведь у землекопа, как у всех остальных млекопитающих, с возрастом растет число повреждений. Конечно, какие-то из них организм может удалить, но другие остаются. Поэтому землекоп все же стареет, но намного медленнее, чем другие грызуны.
Но если накопление повреждений неизбежно, даже землекопа они достали, то как гидре удалось не стареть?
Вадим Гладышев: В гидре, по-видимому, происходит разбавление повреждений. Как? Поясню на простом примере. Скажем, в какой-то клетке возникло два повреждения, а после ее деления в каждой новой стало по одному повреждению. Клетки продолжают жить, и в каждой вновь накапливается по два повреждения. Затем клетки снова делятся, и в каждой новой оказывается по одному. Это и есть разбавление. Если весь организм может так существовать, то он может и не стареть.
И если скорость накопления повреждений не больше скорости разбавления, клетка продолжает жить? И старость не наступит? Или как минимум будет намного отодвинута?
Вадим Гладышев: Совершенно верно. Возможно, эта стратегия была ключевой, чтобы жизнь на Земле вообще возникла и поддерживалась. С самых первых протоклеток повреждения должны были разбавляться делением клеток. Но в некоторых организмах есть клетки, которые после окончания развития не делятся, например, нейроны, некоторые клетки глаза, сердца и другие. С ними механизм разбавления не работает. Это относится ко всем млекопитающим, в том числе людям. Для них старение неизбежно. Но его можно замедлить, увеличить продолжительность жизни.
И землекоп продемонстрировал, что это реально. Значит, у природы есть такие инструменты. Почему бы нам ими не воспользоваться?
Обнадеживает. А если пофантазировать? Насколько реально не просто жить до 120-130 лет, а помолодеть?
Вадим Гладышев: Это новая область науки, которая пока очень мало изучена. В принципе известно, что можно омолодить определенные клетки организма. За эти работы Синъи Яманаки получил Нобелевскую премию. Он сумел обычные взрослые клетки перевести в более молодое, эмбриональное состояние. Как это происходит, до конца непонятно. Например, при этой процедуре омолаживаются не все клетки, а какая-то их часть вообще умираeт. Исследования в этой области находятся в зачаточном состоянии, многое мы пока до конца не понимаем, но точно знаем, что омолодить клетки можно. Вряд ли такой фокус получится со всем организмом, потому что некоторые клетки взрослого организма уже не делятся и их не удастся вернуть в молодое состояние. Но отдельные органы можно омолодить. Правда, сразу же возникнут другие вопросы. Например, какой возраст у организма, у которого половина клеток более молодые, чем остальные?
В своей лекции вы сказали, что обнаружена неожиданная связь между старением и ковидом. Объясните, пожалуйста, подробней.
Вадим Гладышев: Сейчас известно, что вероятность смертности с возрастом растет, причем удваивается каждые восемь лет. Аналогичная картина и со смертностью от ковида. То есть он ведет себя как болезнь старения. Кроме того, те же генетические варианты, которые увеличивают срок жизни, защищают от смертности в случае ковида. Значит, на ковид можно воздействовать не только противовирусными препаратами и вакцинами, но и теми, которые замедляют старение.
Когда мы вообще начинаем стареть? Есть у науки единое мнение? Или как и с определением старения здесь «общее» разногласие?
Вадим Гладышев: Ситуация примерно такая же. Есть несколько версий: старение начинается в период оплодотворения; после рождения; после девяти лет; по достижению половой зрелости; после 20 лет, когда заканчивается окончание развития организма, или даже дальше, когда видны очевидные признаки старения, такие как лысина или морщины.
Казалось бы, чем ближе к рождению, тем ниже вероятность смерти.
Вадим Гладышев: По простой логике, действительно, картина должна быть такой. И тогда в самые первые месяцы и годы жизни смертность была бы близка к нулевой. Но все гораздо сложней. Как известно, в начале жизни, особенно у новорожденных, она высокая. Постепенно падает к 9 годам, затем вновь начинает расти.
Самый благополучный для человека возраст. А почему в раннем возрасте высокая смертность? Ведь вредные мутации еще не накоплены, а цифра такая же, как в 20 лет.
Вадим Гладышев: Это из-за ошибок развития. Кроме того, ребенок получает некоторые вредные мутации от родителей. А еще в каждом поколении в среднем добавляется 50-100 новых мутаций. Вроде бы из-за этого с каждым поколением генофонд популяции должен становиться все хуже, но этого не происходит, так как работает естественный отбор. Хотя сейчас он довольно слабый, так как медицина и общество помогают больным и слабым. А вот в начале жизни механизм отбора работает сильней, что позволяет удалить такие мутации из популяции. Всем этим и объясняется высокая смертность в очень молодые годы.
Биологически продлить жизнь можно. Но как человек собирается провести эти дополнительные 40 лет? Чем он будет заниматься, когда дети, внуки, правнуки выросли? Дело не в том, чтобы существовал некий биологический субстрат, а в том, чтобы эта жизнь была активной и осмысленной, чтобы в ней была какая-то цель. Об этом шла речь на круглом столе «Жить до 150. А зачем?» (23.01.2019 года).
Долгожители из Книги рекордов Гиннесса
Часы старения: обнулить, замедлить, обратить вспять?
Образное представление «часов старения» человека
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Организм человека подобен часам. Стрелки постоянно бегут вперед, мы стареем. Устройство часового механизма этих часов очень сложное. Но, несмотря на это, ученым удалось разобраться хотя бы в некоторых принципах его работы. Например, сегодня мы уже научились замедлять процесс старения организма и возвращать старые клетки в «младенческое состояние», хотя платить за это приходится потерей клеточной специализации. Можно ли перевести стрелки часов назад, то есть «омолодить» клетки, сохранив их функции? А как насчет того, чтобы омолодить целый организм? Недавние эксперименты дают ответы на эти вопросы.
Конкурс «био/мол/текст»-2014
Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2014 в номинации «Лучший обзор» и отмечена спецпризом Фонда содействия развитию передовых биотехнологий.
Главный спонсор конкурса — дальновидная компания «Генотек».
Конкурс поддержан ОАО «РВК».
Спонсором номинации «Биоинформатика» является Институт биоинформатики.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Свой приз также вручает Фонд поддержки передовых биотехнологий.
Что такое старение
Чуть более подробный разговор на эту тему идет в статье «Старение — плата за подавление раковых опухолей?» [1]. — Ред.
Вне зависимости от правоты тех или других, процессы старения, происходящие на всех уровнях (от молекулярного до организменного), одинаковы для всех. Так, со временем в ДНК возникают мутации, начинает хуже регулироваться экспрессия генов, в клетках накапливаются агрегаты поврежденных белков и липидов. Кроме того, деление клеток происходит реже, и клетки выполняют свои функции менее эффективно, что, в свою очередь, ведет к замедлению регенерации органов, уменьшению мышечной массы, ослаблению иммунитета, снижению умственных способностей и пр. Изменения, перечисленные выше — всего лишь малая толика всех не слишком приятных процессов, которые происходят в стареющем организме. Перечень этих физиологических проблем наводит на невеселые размышления о том, что «прекрасное далеко», несмотря на мольбы, будет жестоко. И ты с тоской смотришь на толстые тома молекулярной биологии, сознавая, как постарел за время их прочтения. Но, дорогой читатель, не спеши отчаиваться! Сотни ученых по всему миру, уже благополучно прошедшие этот путь, теперь трудятся, чтобы вернуть упущенные годы. И надо сказать, они достигли некоторых успехов в своем деле.
«Обнуление» и замедление часов
Одним из немаловажных успехов ученых было увеличение продолжительности жизни их лабораторных любимцев — круглого червя Caernorhabditis elegans, мушки Drosophila melanogaster и лабораторной мыши Mus musculus с помощью индуцированных мутаций в определенных генах или подбором диеты, ограничивающей калории [2].
Исследователи давно экспериментально находят гены, влияющие на продолжительность жизни, и пытаются понять механизм их действия. К настоящему моменту таких генов найдено уже несколько десятков (как в модельных организмах, так и в человеке). Например, продлевают продолжительность жизни лабораторных животных мутации, сделанные в следующих сигнальных путях:
Знаменательно то, что использование подобных приемов продлевало не только жизнь, но и молодость подопытных. Получается, что мы способны экспериментально замедлить ход «часов старения». Но возможно ли часы остановить или, более того, повернуть их стрелки вспять? Следует заметить, что в природе «обнуление» этих часов происходит каждый раз вслед за моментом оплодотворения. Фактический возраст яйцеклетки человека равен возрасту женщины.
Возраст клетки
Для клеток можно различить:
Сперматозоид, конечно, возрастом моложе, однако и он успел пройти через ряд клеточных делений. В клетке же, образованной в результате оплодотворения, «возрастной след» родителей отсутствует полностью! Механизмы «обнуления» до сих пор неясны. Но все же понятно, что этот процесс проходит под действием определенных веществ, находящихся в цитоплазме яйцеклетки. Для выживания вида вышеописанный процесс чрезвычайно важен.
Процесс «обнуления» использовал в ранних экспериментах по клонированию Джон Гёрдон. Он извлекал ядро из яйцеклетки шпорцевой лягушки и вместо него помещал ядро мышечной (или кишечной) клетки головастика (рис. 1). Ядро это перепрограммировалось (как и слившиеся ядра яйцеклетки и сперматозоида после оплодотворения) под действием тех же факторов, находящихся в цитоплазме яйцеклетки, что инициируют «обнуление». Такая гибридная клетка развивалась, в итоге, в нормальный организм, без видимых признаков преждевременного старения. Данный эксперимент опроверг гипотезу о том, что процесс взросления и дифференцировки клеток сопровождается потерей генетического материала. К тому же он доказал, что возраст ядра-донора может быть «обнулен» [2].
Широко известны эксперименты лауреата нобелевской премии Синъи Яманаки по получению индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК). Клетки эти были получены из фибробластов взрослого организма с использованием всего лишь четырех транскрипционных факторов, что стало прорывом в области получения стволовых клеток [2], [5] (рис.1). Прогнозировалась новая эра в области индивидуальной регенерационной медицины. Однако, увы. По ряду причин ИПСК пока не могут быть широко использованы [5–7]:
Эксперимент Яманаки также подтвердил гипотезу о том, что часы старения взрослых дифференцированных клеток могут быть «обнулены».
Рисунок 1. Схема уже классических экспериментов: клонирование лягушки Джоном Гёрдоном и получение ИПСК методом Синъя Яманаки
Во всех приведенных выше экспериментах омоложение протекает только совместно с дедифференцировкой (то есть с потерей клеточной специализации). Но возможно ли обратить процесс старения вспять, сохранив при этом специфические клеточные функции?
Омоложение без дедифференцировки
Разными группами ученых были проведены эксперименты, доказавшие возможность омоложения клетки без утраты её специфичности. Более того, к настоящему моменту описано уже три основных способа заставить клетку «вспомнить молодость» [2]:
Первый способ: создание «молодого окружения»
Чтобы понять, способны ли клетки и ткани старой мыши омолодиться под воздействием внешних биологических факторов, был использован гетерохронический парабиоз (ГП) — метод, при котором две мыши — молодая и старая — сшиваются боками (как сиамские близнецы; рис. 2). При этом у мышей создают общую кровеносную систему и пул крови. Супруги Конбой (Irina Conboy и Michael Conboy) еще в 2005 году продемонстрировали, что при ГП к клеткам мышц и печени старой мыши возвращается юность. Они приобретают фенотип молодых клеток, а молекулярные метки старения пропадают [2], [9]. Восстанавливают свой потенциал и тканеспецифичные стволовые клетки мышц. Конбой сообщают, что даже очень старые стволовые клетки не теряют своих способностей восстанавливать и поддерживать ткань, просто надо обеспечить им молодое окружение [10].
Рисунок 2. Модель гетерохронического парабиоза. Мышей сшивают, создавая единую кровеносную систему.
В 2014 году Гарвардские биологи, используя ГП, выявили ростовой фактор дифференцировки 11 (grow differentiation factor 11, или GDF 11). Журнал Science назвал эту работу первой демонстрацией фактора омоложения, так как GDF11 обладает всеми необходимыми характеристиками: он синтезируется в организме, обращает старение вспять в большинстве тканей и его уровень снижается с возрастом [11].
Биологи из Стэнфорда тоже исследовали модель ГП. Они сосредоточились на эффектах, возникающих при воздействии молодой крови на мозг. Выяснилось, что в определенных областях мозга мыши повысился нейрогенез и уровень пролиферации стволовых клеток, то есть стали появляться новые нейроны, которые в норме появляются только у молодых особей [11], [12]. Интересно, что во всех экспериментах с ГП молодые мыши стареют.
Механизмы описанных выше эффектов на сегодняшний день до конца не ясны. Ученые предполагают, что в эти процессы вовлечены как стволовые клетки, так и различные ростовые факторы, цитокины и др.
Второй способ: воздействие на определенные гены
При изучении молекулярных признаков старения, как правило, бывает не вполне ясно, какие изменения в организме являются собственно старением, а какие его следствием. Чтобы провести подобное разграничение, исследователи обычно используют генетические манипуляции с биохимическими путями. Пример тому — сигнальный путь фактора NF-κB (белкового комплекса, контролирующего транскрипцию ДНК). Он участвует в клеточном ответе на стресс, свободные радикалы, бактерии, вирусы и др. При сравнении старых и молодых тканей у мыши и человека, ученые выявили: в постаревших тканях повышается уровень экспрессии генов, регулируемых сигнальным путем NF-κB. Установление этого факта породило гипотезу о том, что сигнальный путь NF-κB необходим для поддержания возрастного фенотипа. Для проверки этой гипотезы ученые создали трансгенных мышей, в коже которых сигнальный путь NF-κB возможно было ингибировать по желанию экспериментаторов в определенный момент. Когда мыши постарели, и стали заметны такие признаки старения кожи как её истончение, был включен ген ингибитора NF-κB. Это привело к заметному омоложению клеток кожи. При этом маркеры клеточного репликативного старения, такие как p16 (ингибирует клеточное деление), исчезли, а стволовые клетки вернули свою пролиферативную активность и восстановили утратившиеся слои кожи [2].
Третий способ: фармакологическое воздействие на клетки
Вернуть молодость на клеточном и молекулярном уровне возможно путем фармакологического вмешательства. Фермент mTOR распознает уровень питательных веществ в клетке, а также регулирует синтез белков и утилизацию энергии. Было показано, что ингибитор mTOR — рапамицин (препарат, использующийся как иммунодепрессант) — увеличивает продолжительность жизни у мышей. В кроветворной системе старение связано с увеличением активности mTOR в стволовых клетках и клетках-предшественниках. Рапамицин, введенный старым мышам, не только ограничивал возрастное повышение mTOR, но и повышал пролиферацию стволовых клеток [2].
Таким образом, разделить процессы старения и дифференцировки возможно. Осталось только разобраться, чем же различаются механизмы «обнуления» клеток и их омоложения.
Знакомьтесь, эпигенетика
Основные механизмы перепрограммирования клеточного ядра и его дедифференцировки — это объекты, изучаемые эпигенетикой [13]. Эта наука изучает механизмы, которые меняют экспрессию генов, но не затрагивают при этом последовательность ДНК.
Пример. Клетки нашего организма имеют одинаковый генетический материал, но они экспрессируют различные гены, что приводит к клеточной специализации (клетки печени, кости, нейроны). Важно, что эпигенетические механизмы не только «руководят» дифференцировкой, но и постоянно поддерживают специализацию образовавшейся клетки. Дифференцированные клетки многократно делятся и постоянно подвергаются воздействию дестабилизирующих внешних факторов, однако сохраняют свои функции [2]. Несмотря на эпигенетическую устойчивость, описанные выше эксперименты демонстрируют, что статус клеток пластичен и обратим. Изучая динамику перепрограммирования мышиных клеток (фибробластов) в ИПСК, ученые выяснили, что на четвертый—седьмой день в клетках происходит дестабилизация эпигенома.
Но возникновение дестабилизации еще не гарантирует, что клетки перейдут в ИПСК. Если в это самое время устранить факторы перепрограммирования, то клетки обратно превращаются в фибробласты [6]. Исходя из этого, возникла любопытная гипотеза (еще не подтвержденная), объясняющая различие механизмов дедифференцировки и омоложения (рис. 3). При омоложении клетки подвергаются дестабилизирующим факторам недолгое время. Поэтому возрастные эпигенетические метки (как менее устойчивые) стираются, а эпигенетические метки, отвечающие за специализацию клетки, сохраняются. Поэтому клетки возвращаются в исходное состояние. При «обнулении» клетки подвергаются длительному воздействию факторов перепрограммирования. Поэтому все эпигенетические метки, существовавшие до этого в клетке, стираются. Теряются и специализация, и возраст клетки, и она превращается в стволовую. Возможен и третий способ: переход из состояния эпигенетической нестабильности сразу в клетку другого типа. Уже существуют способы превращения фибробластов в кардиомиоциты или в нейроны с использованием всего лишь нескольких транскрипционных факторов [14].
Рисунок 3. Иллюстрация гипотезы, объясняющей различия между процессами омоложения и перепрограммирования клеток. При омоложении клетки подвергаются кратковременному воздействию факторов перепрограммирования, поэтому теряют только те признаки, которые менее устойчивы (возраст). При длительном воздействии этих факторов клетки теряют даже устойчивые признаки клетки (специализацию).
рисунок автора статьи
Заключение
Опыты по омоложению клеток, как и выявление фактора омоложения GDF11, безусловно, впечатляют. Может показаться, что эликсир молодости вот-вот будет изобретен. Но, к сожалению, не так всё просто. Сделанные на сегодняшний день открытия — это лишь самые первые шаги. Ученые далеки от полного понимания механизмов старения и того, каким образом его можно контролировать/регулировать. Не стоит также забывать, что эксперименты проводились на мышах. Будет ли действовать тот же фактор GDF 11 на человека — неизвестно. И, наконец, существует вероятность, что мобилизация стволовых клеток у старых людей инициирует возникновение злокачественных опухолей или других побочных эффектов. Поэтому, если вам предложат омоложения ради испить «настойки из молодой крови» или «коктейль из стволовых клеток», не спешите. Клиники молодости едва ли появятся в ближайшие десять лет. Но если вы хотите быть молодым и крепким уже сейчас, следуйте примеру Джеффри Лайфа (рис. 4), действуйте по-старинке: занимайтесь спортом, бегайте, ешьте овощи и фрукты. Организм перед вами в долгу не останется.
Рисунок 4. Джеффри Лайф, 74-летний бодибилдер. Начал заниматься спортом только в 57 лет. Сейчас он выглядит значительно лучше, чем почти 20 лет назад.