Alternativ till döden: hur man besegra åldrande

Som en modern molekylärbiologi ser på fenomenet åldrande? Som att försöka studera åldrande, finns det hopp om att bromsa eller stoppa den här processen? Dessa frågor fokuserade på föreläsningen biologen Alexander Panchina, som han gjorde i det förflutna på kontoret Mail.Ru Group populärvetenskapliga föreläsningar Konfigurera.

Åldrande - en minskning av ålder av den förväntade livslängden. Med utgångspunkt från en viss ålder varje år ökar sannolikheten för en persons död. Efter 20 år, vart åttonde år i livet ökar risken med ungefär hälften. Människor dör av hjärtsjukdomar, cancer, stroke, emfysem, lunginflammation, njursjukdom, Alzheimers sjukdom, olycka. Men den goda nyheten är att den vetenskapliga och tekniska framsteg har gjort det möjligt att vinna många sjukdomar och förlänga mänskligt liv.

Under de senaste 60 åren i samtliga länder ökade medellivslängden, och i vissa människor började leva ungefär 20 år längre. I Australien, Kanada, Japan och vissa europeiska länder, överstiger medellivslängden 80 år. Det är frågan om vikten av bra medicin i landet, klok användning av vetenskapliga framsteg, användning av effektiva läkemedel, och inte någon homeopati och så vidare. Men totalt sett i hela världen märkbara framsteg.

Mer i slutet av XIX-talet har det en hypotes teoretiska odödlighet hydra. 1997 Daniel Martinez visade hypotesen experimentellt

När frågan om vi kan besegra den ökande graf över ökningen av dödligheten, jag påminna om vad bröderna Wright: "Om fåglar kan flyga, då kan vi uppnå kontrollerad flygning." Biologer säger att om en hydra med åldern, inte ökar risken för död, är det troligt att detta kan göra oss. Det finns inga fundamentala begränsningar som inte tillåter en levande organism att leva mycket länge. Ett klassiskt exempel på en långlivad organism - det kalråtta, som bor tio gånger längre än deras släktingar - möss och råttor. Genomet av kalråtta redan undersöker forskare hoppas att förstå vad som gör det så speciellt, och är långlivade.

Om vi ​​bedömer mångfalden av liv på planeten, kan däggdjur livslängden skiljer sig med nästan hundra gånger, och djur i allmänhet - i tiotusentals gånger. Med vad det kan anslutas? Det är uppenbart att en viktig roll i åldrande och livslängd gener spelar. Vilken argbigga eller sork ur ett evolutionärt perspektiv, är inte särskilt intresserade av hur man ska leva länge. I naturen, några medlemmar av dessa arter överlever till ålderdomen, deras tillräckligt tidigt för att äta rovdjur. Även om det fanns någon form av mutation, förlänga livet, från henne skulle vara till föga nytta i termer av ökad reproduktiv framgång. Och arter, för att bli av hotet från rovdjur, vi bara ser en ökning av medellivslängden. Samma kalråtta som lever under marken, kan leva i 31 år. Ett annat exempel på skydd mot rovdjur - förmågan att flyga, vilket är fallet med fladdermöss och fåglar. Men man kan skydda sig med hjälp av vetenskap och teknik.

Det finns organismer i vilka genen redan har lagt dödsprogram. Till exempel, vissa arter av lax kvinnor dör strax efter leken. Men det finns en mer intressant exempel - bläckfisken:

Illustration: snigel ODYSSEY

Den kvinnliga bläckfisk lägger ägg, upphör att äta, och i genomsnitt per månad dör. Detta programmerad celldöd. Men det visade sig att detta program kan ångras med kirurgiskt - bara klippa ut ett par körtlar, varefter bläckfisk inte kan leva en månad, och 6-9 månader.

Det finns exempel på programmerad celldöd, när enskilda celler kan döda sig själva. Denna process kallas apoptos när cellerna samlas ett stort antal mutationer som inte omvandlas till cancerceller, inte utgör ett hot mot kroppen, är det själv förstöra, och ganska rimligt - cellen är inte bara stänk allt innehåll ut och kollapsar i fack, som sedan kan fångas upp av grannen celler och bortskaffas. Intressant nog finns det en övergång från celldöd till döden för hela organismen. Gut rundmasken Caenorhabditis elegans (nematod) bit fluorescerar. Och när masken är döende på grund av naturliga orsaker eller som ett resultat av någon skada, då en timme före sin död framför tarmen glöd vågen förstärks och gradvis sträcker sig till slutet av tarmen. Efter detta masken rör sig in i en annan värld. Detta fenomen kallas "blå vågor av döden." Våg kan induceras artificiellt, t ex frysa och tina upp masken. Dessutom har forskare hittat ett sätt att stoppa denna våg. Varaktigheten av livet av masken inte ökar, men om den är skadad, kommer det inte att dö av. Med framväxten av en våg börjar processen av celldöd, men då är det blått sken bleknar och masken fortsätter att leva på. Onödigt glöd är bara en indikator och det är verkligen den våg av celldöd längs tarmen, vilket leder till döden.

Varför är denna mekanism har uppstått? Tydligen som ett resultat av en sådan "död i en timme," masken blir som mat till sin egen avkomma. Worms kläcknings barn dör och blir mat för nästa generation. Symbol för offret av moderskapet.

Hos människor, åtminstone hos vuxna, var sådana mekanismer finns. Vår åldrande är ett aggregat av många olika processer. En av dem - är åldrande celler.

Gamla celler kan skada intilliggande, kan frigöra ämnen som leder till inflammation. Äldre celler kan bli cancerogena, så det skulle vara bra att bli av med dem. Forskningsresultaten har nyligen publicerats av avlägsnande med hjälp av en speciell medicin gamla celler av en viss typ i genetiskt modifierade gnagare. Och dessa gnagare levde längre. Det är fullt möjligt att hitta ett förhållningssätt till åldrande celler.

Förkortningen av telomerer

humana kromosom nedtonade telomerer - vit

cellernas åldrande är förknippat med vissa processer. En av dem - en förkortning av telomererna. Sätt natur att med varje celldelning, är DNA-molekylen förkortas. Vid ändarna av kromosomerna är segment som kallas telomerer, som är föremål för korta, vilket skyddar resten av kromosomen. Telomererna förkortas från generation till generation, och de är gamla celler är mycket kort. Det är en gammal och en ung man celler kan särskiljas genom längden på telomererna, med beaktande av vissa variationer i dessa egenskaper.

Emellertid har problem redan lösts i förkortningen av våra stamceller. De har en telomeras enzym, som kan bygga färdigt telomererna. Därför om några av cellerna säger att de är odödliga.

En annan stor nyhet är att vi kan förlänga telomerer med genterapi. Experiment utfördes i vilka virus som levereras genom en särskild telomeras hos gnagare, och telomerer avslutades i celler. Dessa gnagare, som experiment visar, lever längre.

44-åriga Elizabeth Parrish, chef för det amerikanska undersökningsföretaget BioViva kanske blev den första personen i vilken anti-aging genterapi har framgångsrikt testats

Liknande experiment inspirerad av Elizabeth Parrish försöka föreställa sig en sådan genterapi. Det är klart att det gör det inom ramen för PR-kampanjen eftersom det äger den största bioteknikföretag. Nyheten passerade informationen, det är ungefär som hon förlängas telomerer. Men detta är inte ett vetenskapligt experiment, det finns ingen kontrollgrupp, ingen jämförelse. Även om denna berättelse inspirerar många och säger att telomerförkortning inte ett oöverstigligt problem med åldrande. skada ackumulation

En annan sak som händer i cellerna - är en ansamling av skador. De är olika. En av de typer av skador - är en ansamling i cellerna av skräp. Till exempel dåliga knastrade proteiner, som det händer i fallet med Alzheimers sjukdom. Eller felaktigt arbetsorgan som mitokondrier skadade. Vid varje celldelning dessa skador gillar späds, och var och en av de resulterande två celler de bör vara två gånger mindre. Det vill säga, den aktiva celldelning kan föryngra.

Men divisionen har en mörk sida - cancer. Det finns genetiska mutationer som inte späds. Cancercell - cell har samlat ett stort antal mutationer som kan leda till dela på obestämd tid, handikappande för apoptos. Idag finns det mer moderna metoder för att bekämpa cancer. Tidigare var han helt obotlig sjukdom, är nu i ett antal fall behandlas.

Svält

En av de vackraste experiment för att förlänga livet har förknippats med studier av effekten av partiell svält. Experimentet utfördes i gnagare. Detta är ett diagram över dödligheten:

Grön färg visar de som äter från magen, är blå gran 25% mindre, violett - 55% mindre, och röd - 65%. Som ni kan se, har den maximala livslängden ökat med cirka 1, 5 gånger. Grön dog någonstans i tre år, medan resten levde betydligt längre. När alla gröna har dött, de röda är fortfarande lever. En imponerande resultat. Det visade sig att mekanismen för att förlänga livet genom svält som är relevanta för mycket olika organismer, men inte för alla. Det finns de i vilka en partiell förlust minskar livslängden. Men i många arter det fungerar. Till exempel rundmasken Caenorhabditis elegans, råttor, vissa stammar av möss, hundar, det finns motstridiga uppgifter om makaker. I allmänhet, är det mycket svårt att sätta sådana experiment. När fick reda på, som en partiell svält förlänger livslängden på masken, fann han ett hormon som utsöndras som svar på födointag. Dessa hormoner verkar på receptorn DAF-2 beläget vid cellytan, och som på något sätt främjar åldrande. Om denna receptor skada dessa maskar lever ungefär dubbelt så lång tid.

När DAF-2 receptorn aktiveras, startar den en kaskad av cellulära processer som leder till proteininaktivering, som kallas DAF-16. DAF-16 - detta är en mycket viktig protein som reglerar cellarbetet enligt följande. Om maten tillgänglig och DAF-16 inaktiveras, cellen tänker "Åh, är zashib måltid komplett, allt är bra, du kan slappna av, jag är inte i fara, är det möjligt att multiplicera, dividera -. Allt är bra" Om denna signal inte är närvarande, är det vill säga DAF-2 trasig, eller om det inte finns någon mat, aktiverar den DAF-16, tänker cellen "Vad en röra, jag dör, stress, en mardröm! Du måste spara själv "- och driver ett gäng försvarsmekanismer: genom mutationer av oxidativ stress, värmechock, allt i en rad. Dvs. DAF-16 gör som arbetar hundratals andra gener som skyddar celler från olika problem.

Det visade sig att en person har protein liknande DAF-16 och DAF-2. Men liknande DAF-16 protein mutation hittades. Det finns människor med en variant av detta protein, och det finns människor med ett annat alternativ. Ägare av det första utförandet (FOXO3) är mycket mer benägna att leva till 90 år eller mer. Det vill säga genom att studera den molekylära mekanismen av åldrande maskar, kan vi bättre förstå hur mekanismerna för åldrande hos människor.

Naturligtvis inte allt som vi lär oss om maskar, kan översättas till människor. Till exempel, om vi tar bort könscellerna av gonad av masken, aktiverar det även DAF-16 och han kommer att leva längre. Men om du kastrera dig själv, ditt liv inte förlängas.

kroppsvikt

Dvärg fladdermöss kan leva upp till 40 år. Organismer med större kroppsvikt lever längre. Men det finns de vars livslängd är mycket större än den beräknade på basis av deras kroppsmassa. Till exempel människor lever mycket längre än andra arter med samma massa. Dvärg fladdermöss och deras anhöriga är också långlivade. Dessa fladdermöss dök upp som DAF-2-proteinet, men med specifika mutationer.

Bortsett från modellorganismer, är forskare undersöker och mutationer som förekommer hos människor.

Den här unge mannen har dött vid 17 års ålder hade han ett för tidigt åldrande syndrom som kallas "Progeria". Detta genetisk sjukdom som orsakar tidig utseende tecken på åldrande. Vid en ung ålder finns senila sjukdomar, och människor i genomsnitt levande 13 år. För denna sjukdom orsakar en mutation i den gen som är ansvarig för syntesen av proteinet lamin. Detta protein är ansvarigt för organisationen av kärnan, den så kallade kärnmatrisen, kärnstruktur. Maskar med åldrande nukleära matrisen förstörs i cellerna, och den långsammare det händer, maskar lever längre. Kanske förstörelsen av kärn matris spelar en viktig roll i människans åldrande.

GH

Tillväxthormon leder indirekt till förstärkning av signalen, som leds genom vår analog DAF-2. Om mycket lättare, dvärgar då celler känner en viss effekt av svält. Här pygmé mus Yoda och hans flickvän Princess Leia:

I Yoda var felaktig gen, som reglerar syntesen av tillväxthormon. Han bodde i labbet under fyra år - i form av mänsklig ålder är mer än hundra år.

I Ecuador, det finns en population av människor med en viss form av dvärgväxt som kallas Larons syndrom, finns det ett hundratal personer. Vi vet inte hur de lever. Forskare tittar på dem i över 20 år och var publiceringen att dessa människor har minskat risken för vissa senila sjukdomar, bland annat cancer och diabetes. Kanske de verkligen lever längre än andra människor i samma region.

God TOR, befälhavaren på papperskorgen

Illustration: The Ban Lab

Våra celler kan avlägsna sig från skräpet inte bara i divisionen. De kan absorbera det. Detta kallas autophagy - celler smälta den smutsigaste i sig, då är det på något sätt återhämta sig och kasta. Denna process kan bidra till föryngring av celler, men det förhindrar TOR-protein.

Vad gör han? Han säger: "Allt är bra. Detta gammal smörgås som du har här är praktiskt. Det kommer att vara hungrig, kommer att blockera, och det kommer att gå till orsaken. " Våra förfäder levde i en vanlig livsmedelsbrist. Det fanns inga genetiskt modifierade organismer, det fanns ingen grön revolution, normal jordbruk, det fanns ingenting. Hunger kan inträffa när som helst, och därför har TOR spelat en viktig roll. Men nu detta skräp ansamlas och skadar celler. Lyckligtvis finns är substans-inhibitorer som kan undertrycka proteinet.

TOR-hämmare utlösa autophagy genom proteinet. TOR själv är uppkallad efter rapamycin: target of rapamycin (target of rapamycin). Rapamycin - är ett antibiotikum som producerar svampar, den används även som ett immunundertryckande medel. Detta ämne används vid organtransplantation för att minska risken för avstötning. Rapamycin förlänger även livslängden hos olika organismer, såsom möss, och ganska starkt.

Rapamycin är mycket dyrt, så i många fall använder ett mycket billigare hämmare av TOR - koffein. Djurstudier har bekräftat att det förbättrar och förlänger livslängden på autophagy. Även vi har resultaten från epidemiologiska studier, enligt vilken befolkningsgrupper, där att dricka ett par koppar kaffe om dagen, har dödligheten minskat med 10%.

Det finns begreppet "franska paradoxen": den franska långlivade och sällan lider av hjärt-kärlsjukdom. Vid ett tillfälle, förklarar förbrukningen av resveratrol som finns i rött vin. Gnagare substansen förlänger livet. Men då räknade hur mycket att konsumera vin man till resveratrol hade samma effekt - två fat per dag. Uppenbarligen, den franska paradoxen snart förbunden med sig själv etanol, som i vissa låga koncentrationer förlängt livet av nematoder. Människor som dricker ett glas vin om dagen minskar risken för hjärt- och kärlsjukdomar såsom kranskärlssjukdom, kranskärlssjukdom och så vidare. Men etanol har en negativ sida sida: alkoholism, levercirros, ökar risken för vissa cancerformer. Därför, om det är möjligt att rekommendera hur geroprotector etanol - är en omtvistad fråga. Det väcker intresse av forskare och metformin - ett botemedel mot diabetes. Den har några biverkningar relaterade till mag-tarmkanalen. Det finns forskning som bekräftar att metformin förlänger livslängden på maskar.

Men den längsta - 50% - levande nematoder på grund av alfa-ketoglutarat. Han är anmärkningsvärt att det finns personer i stort antal, och har låg toxicitet. Men fram till nu, inga studier på gnagare, forskare, eftersom det är mycket svårt att få finansiering för att studera detta läkemedel mot åldrande, eftersom åldrandet inte betraktas som en sjukdom. Alfa-ketoglutarat övrigt idrottsmän använder som livsmedelstillsats för att påskynda tillväxten av muskelmassa. Men det finns motstridiga rapporter om det verkligen hjälper till detta.

Young Blood

Illustration: Populär Science

I en studie har forskare gick kirurgiskt organ två gnagare - gamla och unga, att kombinera deras system blod. Under dessa förhållanden, gammal gnagare lever längre och unga - mindre, medan äldre gnagare ökar plasticitet av nervsystemet, dvs förmågan av nervceller att bilda nya neurala kopplingar. De förbättrar även förnyelse av muskelvävnad. Det är uppenbart att ingen erbjuder sig att sy ihop äldre och småbarn till pensionärer lever längre. Men kanske hittar vi några faktorer som förekommer i unga serum eller finna celler som förlänger livet och kan syntetisera dem och ge som en medicin för äldre personer. Denna underbara berättade Tony Wyss-Korea (Tony Wyss-Coray). För närvarande genomför tekniska tester använder plasma av unga organismer för behandling av Alzheimers sjukdom. Låt oss se vad de kommer ut.

Att leva länge

En annan historia handlar om en forskare Aubrey de Grey (Aubrey de Grey), han utfört på Ted Talk. Aubry sa: "Vissa människor säger," Nå, kommer vi förlänga livslängden på 20 år, inte kommer att dö inom 80 och 100. Men det är fortfarande inte mycket betryggande. Kan vi räkna med något mer? "". Aubrey svarade: "Ja, vi kan." Varför? Han citerar metafor för universell gravitation. Om du tar bollen och kasta på honom, kommer han att falla. Om du kastar på honom mycket, kommer det att falla senare. Men om du kastar på det, så att den når den första kosmiska hastighet, då bollen kommer att flyga i rymden, aldrig att återvända till Jorden. "Titta, vetenskapliga och tekniska framsteg utvecklas snabbare och snabbare, och kanske för de 20 år, du fortfarande kommer att leva, kommer att komma upp med ett läkemedel som förlänger livet i ytterligare 25 år, och under dessa 25 år kommer att komma upp med ett läkemedel som förlänger livet i ytterligare 30 år, och så vidare. Och kanske, eftersom en viss ålder, en del människor kan leva under en lång tid, flera tusen år. " Många forskare är skeptiska. Men det finns inga allvarliga argument till varför det är i princip omöjligt. Vi ser att den vetenskapliga och tekniska framsteg förlänger livet för människor, med hela världen, i alla länder, även de fattigaste, och den förväntade livslängden ökar stadigt. Detta innebär att för den skull förlänga livet behöver utveckla vetenskap.

Slutligen vill jag rekommendera en bra sajt geroprotectors.org - det samlas publiceringen av resultaten från studier av olika ämnen från synpunkt att förlänga livslängden för ett försöksdjur organismer.