Главный элексир молодости — это молодая кровь

Кровь молодых людей начали переливать в США старикам с целью их омоложения. Идеи продления молодости давно не дают покоя людям. Молодая кровь занимает в длинном перечне средств особое место. К ее помощи начали прибегать задолго до графа Дракулы. Так, еще в XV веке в Венгрии кровавыми ваннами прославилась графиня Элизабет Батори. По преданию, она массово убивала для своего занятия местных молодых крестьянок. Графиня верила, что принимая ванны из их крови, она продлевает свою молодость. И вот сейчас, в XXI веке ученые экспериментально доказали, что молодая кровь действительно способна омолаживать. Только не путем принятия ванн, а при переливании ее из молодого организма старому. Проведя целый ряд экспериментов на мышах, в сентябре этого года ученые Стэндфорского университете (Калифорния) приступили к испытаниям на людях. Статья об этом была опубликован на днях в журнале Nature.

Чтобы проверить, как факторы крови одного животного могут влиять на другого, специалисты провели эксперимент, просто-напросто сшив мышек между собой. В итоге их сосудистые системы превратились в одну, по примеру той, что существует у сиамских близнецов.

Соединив сердечно-сосудистые системы старой и молодой мышей, ученые зафиксировали удивительные результаты. В сердце, головном мозге, мышцах и во всех других тканях старой мыши после слияния с молодой словно произошло перерождение. Мыши в возрасте стали сильнее, умнее и здоровее. У них даже шерсть заблестела по-новому.

После этого, в лаборатории института стали срочно искать компоненты молодой крови, которые отвечают за такие удивительные изменения. В итоге в сентябре прошлого, 2014 года года, в Калифорнии прошли первые клинические испытания по переливанию компонентов молодой крови пожилым людям с болезнью Альцгеймера.

«Я думаю, что это и есть омоложение», - говорит Тони Висс-Корэй, невролог из Стэнфордского университета, который основал компанию, которая работает под девизом: "Мы перезапускаем часы старения». Многие из его коллег, более осторожны в своих таких высказываниях. "Мы не делаем нестареющих животных", - говорит Эми Вогерс, научный сотрудник Гарвардского университета в Кембридже, которая определила омолаживающий фактор для мышц в молодой крови. Она утверждает, что такие факторы не превращают старые ткани в молодые, а лишь помогают им восстанавливать повреждения. "Мы только восстанавливаем функции тканей», - говорит она. - Гарантии, что молодая кровь удлиняет жизнь, нет и не будет». Но что касается помощи пожилым людям, восстановления после операции или лечения старческих заболеваний, здесь шансы, по мнению Вогерс, есть.

С сентября 6 из 18 пациентов клиники, страдающие болезнью Альгеймера в возрасте от 50 лет и и старше стали получать плазму от мужчин в возрасте до 30 лет и моложе. Исследователи при этом сканируют мозг пациентов на предмет поиска изменений. Это первоначальное исследование завершится к концу года, после чего исследователи, возможно, приступят к тестированию молодой плазмы в лечении других видов деменций и возрастных изменений.

Риск данного эксперимента заключается в том, что активация стволовых клеток, которая наблюдается в старом организме, может привести к неконтролируемому размножению клеток и раку.

Справка «МК». В течение последних двух десятилетий исследователи выявили омолаживающие свойства диеты с ограниченной калорийностью, вещества ресвератрола (содержащегося в коже винограда), фермента теломеразы, который защищает целостность хромосом, и антибиотика рапамицина, содержащегося в почве. Только два из них - ограничение калорийности в пище и использование рапамицина - были признаны наиболее эффективными средствами, ликвидирующими последствия старения во многих типах тканей млекопитающих. Но даже это не превратило их в панацею от старения. Диета показывала противоречивые результаты у приматов, а рапамицин дал токсические побочные эффекты.

Комментарий заведующего лабораторией генетических основ клеточных технологий Института общей генетики РАН Сергея КИСЕЛЕВА:

Эффект оздоровления организма при помощи переливания крови — давно доказанный факт. Если в организм человека поступает более чистая кровь, как это делается, к примеру, при деинтоксикации людей, страдающих алкоголизмом, он объективно начинает ощущать себя бодрее и моложе. Почему же у пожилого человека должен наблюдаться другой эффект при переливании более чистой крови от молодого человека? Даже не проводя никаких специальных исследований, мы знаем, что в такой крови имеются факторы роста клеток — цитокины. Только вот ведь в чем вопрос: как наладить поступление такой крови (или плазмы) в старый организм на постоянной основе? Ведь пока обновленная кровь циркулирует в организме, эффект — налицо, как только старая снова берет верх, процесс «омоложения» останавливается.

Известный жаропонижающий препарат ибупрофен может увеличить продолжительность жизни, установили ученые. Результаты новейшего исследования были опубликованы в журнале PLoS Genetics.

Ибупрофен относится к группе общих нестероидных противовоспалительных препаратов. Основное действующее вещество этого средства создано на основе пропионовой кислоты. В предыдущем исследовании ученые выявили противоопухолевые свойства ибупрофена.

В новейшем исследовании ученые из Института исследований старения Бака и Техасского университета выяснили, что препарат обладает омолаживающим действием и способен продлить жизнь пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), свободноживущих нематод (Caenorhabditis elegans) и чернобрюхих дрозофил (Drosophila melanogaster) в среднем на 15%.

Кроме того, организмы были более здоровыми по сравнению с организмами, которые не получали доступ к препарату. Специалисты подчеркивают, что в пересчете на человека это может означать увеличение продолжительности жизни на срок от десяти лет.

Вещество подавляет воспалительные процессы в организме, которые сопутствуют многим возрастным заболеваниям, например, болезни Альцгеймера и Паркинсона.

“Ибупрофен дестабилизирует работу пермеаз Tat2p - специфических транспортных белков - и замедляет усвоение ароматической аминокислоты триптофан, участвующего в синтезе белков. Это и приводит к увеличению репликативной продолжительности жизни (способности клетки к делению)”, - объясняет ведущий специалист Майкл Полименис (Michael Polymenis) из Техасского Университета.

Также ибупрофен уменьшает средний размер клетки при делении, что приводит к задержкам в G1-фазе клеточного цикла, в которой происходит синтез мРНК и белков для образования ДНК.

Ученые надеются, что полученные данные будут использованы при разработке препарата, который будет воздействовать на производительность ароматических кислот вроде триптофана.

В ходе исследования ученые установили, что уровни триптофана снизились в дрожжевых клетках, подвергнутых воздействию ибупрофена. Препарат также стимулировал разрушение белка, позволяющего клеткам поглощать триптофан. Эксперты предполагают, что именно этот процесс каким-то образом влияет на продолжительность жизни.

При этом авторы работы напоминают, что долгосрочное употребление ибупрофена имеет множественные побочные эффекты, среди которых и смертоносное желудочное кровотечение, поэтому без подтверждения полученных данных принимать препарат в качестве омолаживающего лекарства не рекомендуется.

"Убежать" от старения можно на велосипеде

Британские ученые утверждают: езда на велосипеде замедляет старение тела и ума. Судя по результатам тестов, пожилые любители такого досуга физически моложе своих ровесников, сообщает The Daily Mail.

В исследовании приняли участие 81 мужчина и 41 женщина в возрасте от 55 до 79 лет. Все они восхищались ездой на велосипеде.

Ученые провели серию тестов, проверяя работу сердца и легких подопытных, прочность костей, силу мышц, рефлексы и умственные способности.

Исследователи обнаружили, что старшие из добровольцев были примерно такие же сильные, как и младшие.

Как выразился профессор Норман Лазарус, активный образ жизни способен "купить вам дополнительные годы функциональности".

"Езда на велосипеде не только поддерживает живость ума, но и требует активной работы многих ключевых систем организма, как ваши мышцы, сердце и легкие, а это нужно для того, чтобы быть здоровым", - подытожил ученый.

По мнению экспертов, огромной проблемой как науки, так и современного общества является то, что большинство людей ведут малоактивный образ жизни.

"Сидячий образ жизни приводит к психологическим проблемам в любом возрасте", - отметил исследователь из лондонского королевского колледжа Росс Поллок.

"Отсюда сложность в определении, насколько ухудшение функций организма обусловлено естественным процессом старения, а насколько результатом сочетания эффектов старения и низкой активности", - пояснил он.

Ученые: отсутствие движения опаснее ожирения

Ученые пришли к выводу, что среди европейцев недостаток физической активности в два раза чаще становится причиной смертей, чем ожирение.

Согласно данным исследования, которое было опубликовано в американском медицинском журнале Clinical Nutrition, каждый год около 600 тысяч человек в Европе умирают от болезней, связанных именно с недостатком физической активности.

В то же время от болезней, связанных с ожирением, умирают в два раза меньше людей - около 300 тысяч.

По заверениям ученых, ежедневная 20-минутная прогулка в быстром темпе - лучшая профилактика заболеваний, вызванных малоподвижным образом жизни.

Суть в том, что они снижают риск гипертонии, ожирения, диабета, - всех заболеваний, изнашивающих организм, поясняет Today. Главное - чтобы в ежедневном рационе присутствовали овощи, белок, ненасыщенные жиры, клетчатка, витамины и антиоксиданты. Опираясь на эту установку, специалисты занесли в список брюссельскую капусту, снижающую риск рака. В принципе, ее можно заменить брокколи, кале, белокочанной капустой или цветной. Все они богаты антиоксидантами, клетчаткой, витаминами и минералами. Следует потреблять минимум 3-5 порций в день.

Далее идет лосось. Данная рыба - ценный источник белка и жирных кислот омега-3, полезных для сердца и нервной системы. Также они поддерживают здоровье кожи и волос. Аналоги - сардины, мидии, сельдь, форель или палтус. Норма - минимум 2 порции в неделю. Третье место отвоевал себе миндаль, тоже богатый белком. В нем также можно найти полезные жиры, магний, цинк. Заменить миндаль легко фисташками и грецкими орехами (съедается 1 унция в день).

Йогурт и киноа - настоящие суперпродукты. Первый насыщен кальцием, белком, витамином D, пробиотическими бактериями, что полезно для костей, мышц и пищеварения (потребляется 1-2 порции в день). Киноа, в свою очередь, обеспечит дневной нормой клетчатки, кальция, железа. И съедать в день можно по полчашки.

Зеленый чай давно известен своими уникальными свойствами. Это мощнейший антиоксидант и спасение для сердечно-сосудистой системы. Как показывают исследования, потребление 5 чашек в день реально укрепляет здоровье. Сравниться с чаем может, пожалуй, только голубика. Характерный цвет ей дает антоциан - антиоксидант. Поэтому вообще все яркие ягоды полезны.

Брайан Кеннеди , один из ведущих специалистов в изучении старения человека, рассказал о том, существует ли предел жизни человека, и объяснил, почему борьба со старением является сегодня главной задачей для всех государств мира.

Профессор Кеннеди уже почти три десятилетия изучает различные процессы, заставляющие тело и клетки человека стареть, и пытается понять, как можно остановить этот процесс, экспериментируя на животных и добровольцах.

Два года назад его команде удалось обнаружить две сотни генов, возможно, связанных со старением, проводя эксперименты на дрожжах с частично человеческой ДНК. Эти опыты послужили основой для первых экспериментальных терапий по замедлению старения, которые в скором времени начнут проходить клинические испытания на добровольцах в лаборатории Кеннеди в Национальном университете Сингапура.

На прошлой неделе он выступил с публичной лекцией на конференции "ФизтехБиоМед", организованной МФТИ, в рамках которой рассказал о том, чего удалось добиться его лаборатории, как алкоголь влияет на скорость дряхления тела и почему правительства Сингапура и США ставят борьбу со старением населения всей Земли, "седым цунами", на одно из первых мест среди их национальных интересов.

— Брайан, в последние годы ваши коллеги часто спорят о том, есть ли предел жизни человека, через который нельзя перешагнуть. Существует он или нет?

— Эти споры оживились в последние годы по той причине, что недавно коллеги провели несколько исследований, посвященных продолжительности жизни самых пожилых людей на Земле. Они показали, что средняя продолжительность жизни на планете продолжала расти в последние годы, однако максимальные ее значения не менялись.

Я смотрю на эту проблему с несколько другой стороны, так как работаю в основном не с людьми, а с животными. С каким бы организмом мы ни работали, во всех случаях нам удалось увеличить максимальную продолжительность жизни. Нет оснований полагать, что это нельзя сделать и для человека.

С другой стороны, этот вопрос, на самом деле, заключается в несколько другом: мы пока не знаем, по каким причинам раньше росла максимальная продолжительность жизни, были это какие-то природные факторы или же какие-то действия самого человека. В будущем, когда мы начнем применять лекарства, продлевающие жизнь, я уверен, что они будут действовать и на самых долгоживущих людей.

— Многие ваши коллеги в России считают, что существует генетическая "программа старения", заставляющая животных дряхлеть и уступать место новому поколению. Согласны ли вы с ними?

— Здесь затрагиваются два разных вопроса. С одной стороны, те данные, которые у нас имеются на сегодняшний день, указывают на то, что подобной программы не существует и что дряхление тела происходит само по себе.

Причиной этого является естественный отбор — его влияние на то, как работает организм человека и животного, ослабевает после того, как они уже оставили потомство и прекратили размножаться. С точки зрения эволюции жизнь человека заканчивается уже в 30-40 лет, и это было правдой на протяжении большей части истории человечества, так как почти все наши предки крайне редко доживали до этой отметки.

По этой причине те ошибки в ДНК, которые влияют на нашу жизнь после завершения данного периода, практически не исправлялись в ходе нашей эволюции, что стало мешать человечеству только в последние 200 лет, после появления медицины и начала резкого роста сроков жизни. Появились хронические болезни, уносящие жизни все большего числа людей.

С другой стороны, даже если этой программы нет, нельзя говорить о том, что воздействие на одиночные гены или группы генов не может повлиять на темпы старения. Несмотря на то что старение тела является во многом случайным процессом, некоторые его черты являются общими для человека и множества других животных, и этим можно пользоваться.

К примеру, ограничение калорий продлевает жизнь многим животным не потому, что оно напрямую замедляет старение, а по той причине, что недостаток энергии "включает" наборы генов, связанных со стрессом и недостатком пищи. Эти гены появились в нашей ДНК и в геномах животных не потому, что они связаны со старением, а из-за того, что они помогали им выживать в тяжелых ситуациях. Эта же защита от стресса, как оказалось, помогает организму лучше сопротивляться старению.

— Если говорить о животных, то сегодня ученые пытаются найти ключ к старению, экспериментируя на самых разных существах, начиная с дрожжей и заканчивая голыми землекопами. Какое из них быстрее всего приблизит нас к решению этой загадки?

— На самом деле, ответа на этот вопрос нет, так как каждое животное вносит свой собственный вклад в изучение старения. К примеру, дрожжи и мушки-дрозофилы совершенно не похожи на человека, но их короткий жизненный цикл позволяет нам быстро изучать работу отдельных генов в их ДНК. Как оказалось, многие из этих генов, связанных со старением, имеют свои аналоги в ДНК мышей и, возможно, человека.

С другой стороны, действительно долгоживущие существа, такие как голые землекопы, помогают нам изучать другие процессы, которые крайне сложно уловить или заметить в опытах на дрожжах или мушках. В общем, мы должны проводить исследования на всех модельных организмах, пользуясь различиями в их жизнедеятельности.

Голый землекоп

— Удалось ли вам достичь новых успехов в изучении генов старения на примере ваших дрожжей с человеческими генами?

— Мы уже очень много времени исследуем дрожжи, и сейчас можно сказать, что эти грибки сыграли ключевую роль в изучении старения, так как они помогли нам найти гены SIRT2 и mTOR, воздействие на которые помогло нам заметно продлить жизнь мышам и другим животным.

Сейчас мы пытаемся составить полную картину старения — то, как на этот процесс влияет не один, а все 230 генов, которые мы открыли два года назад, и как они взаимодействуют друг с другом. Это очень долгий процесс, но мы надеемся на то, что дрожжи помогут нам впервые полностью описать то, что происходит при дряхлении тела человека.

— Если вам удастся замедлить старение, не приведет ли это к тому, что клетки тела подобного "бессмертного" человека со временем потеряют способность делиться или станут предрасположены к развитию рака?

— Как мне кажется, такой проблемы не возникнет, так как омоложение клеток должно привести и к тому, что они сохранят нормальную способность к делению. Пока наши опыты показывают то, что все экспериментальные методики продления жизни не только увеличивают сроки жизни животных, но и позволяют им оставаться здоровыми гораздо дольше, чем обычно.

Это является главной целью всей моей работы — мне все равно, смогу ли я сделать человека бессмертным, но при этом бесконечно больным. Мне хотелось бы, чтобы люди оставались здоровыми максимально долгое время, и если им при этом удастся прожить дольше, это будет приятным, но дополнительным бонусом.

— Относительно недавно ваши коллеги из Калифорнии смогли омолодить мышей, временно включив в их клетках гены, связанные с работой стволовых клеток. Не вызовут ли подобные "экстремальные" формы борьбы со старостью протестов со стороны политиков и публики и можно ли будет их применять на практике в обозримом будущем?

— Как мне кажется, и этот подход, и многие другие методы омоложения необходимо проверить в опытах на добровольцах, однако большинство из них пока не готовы для работы с человеком. Помимо этических причин, есть целый ряд технических проблем, из-за которых результаты тестов на мышах и других грызунах крайне сложно перенести на людей.

Уже сейчас существуют препараты, а также различные диеты и образы жизни, которые должны сильно влиять на скорость старения человека. И если нам удастся доказать, что эти простые и сравнительно безопасные меры действительно продлевают жизнь, то тогда, как мне кажется, публика будет готова и для более смелых шагов.

Конечно, кому-то могут не понравиться манипуляции с генами и работой клеток, но как, на самом деле, отличаются лечение рака и борьба со старением? С точки зрения медицины возраст и старение являются главными факторами риска в развитии злокачественных опухолей и целого ряда хронических болезней, и поэтому победа над старением будет означать и победу над ними.

По сути, лекарство от старения будет работать и как средство по предотвращению развития рака, болезней сердца и прочих проблем со здоровьем, которые сегодня уносят жизни большинства пожилых людей. Вряд ли у кого-то возникнут этические претензии в наш адрес, если они будут понимать эту связь.

Более того, борьба со старением поможет нам решить или отсрочить главную проблему будущего, "седое цунами", настоящий экономический конец света, порожденный тем, что сегодня на Земле становится все меньше молодых людей и все больше пожилых, которым нужно платить пенсию и за которыми нужно ухаживать.

Для исследования старения применяют три глав­ных подхода.

При первом из них непосредственно измеряют те или иные показатели состояния обследуемых

людей. Проводят как поперечные исследования с целью сравнения анатомических, функциональ­ных и биохимических параметров у молодых и пожилых, так и их серийные измерения у одного и того же субъекта через продолжительные перио­ды.

В этой связи становится очевидным целый ряд трудностей этического и методологического плана. Например, у людей какого возраста такие исследования уже можно начинать? Можно ли при поперечных исследованиях получить какие-либо истинные знания о процессе старения путем не­посредственного сравнения состояния молодых и пожилых, жизненные события и опыт которых значительно различаются? До каких пределов до­пустимо навязывать испытуемым, особенно пожи­лым, неприятные или даже мучительные тесты, чтобы продемонстрировать возрастные наруше­ния? Как можно дифференцировать сдвиги в орга­низме, вызванные старением, от обусловленных возрастом заболеваний?

Важно при лонгитудинальных исследованиях учитывать их стоимость и продолжительность пе­риодов между обследованиями, сохранять преем­ственность в работе сотрудников и при тестирова­нии, а также определять время, в течение которого первоначально набранные испытуемые могут оста­ваться в исследовании. Все эти факторы, а также относительно широкие индивидуальные вариации в фенотипе пожилых людей, которые могут быть признаками старения, значительно ограничивают возможности проведения такого рода исследова­ний непосредственно людей.

При втором подходе в качестве объектов для экспериментов используют животных иных, чем человек, биологических видов. Природа генети­ческого кода почти универсальна во всем живот­ном мире, и поскольку степень влияния неблаго­приятных факторов внешней среды на среднюю продолжительность жизни животных разных видов относительно одинакова, то теоретически обосно­вано проведение таких исследований не только на млекопитающих, но и на птицах и даже на беспоз­воночных (Ып1:8, 1985). Вследствие короткой жиз­ни многих животных этих видов можно также проводить исследования в нескольких их поколе­ниях. Кроме того, животные иных, чем человек, биологических видов использовались в экспери­ментах, которые не могли проводиться на челове­ке по этическим соображениям. Тем не менее при интерпретации результатов исследований на жи­вотных иных, чем человек, биологических видов применительно к старению человека, особенно когда исследовались не млекопитающие, нередко возникают значительные затруднения. Этот суще­ственный недостаток можно уменьшить, если ис­пользовать для изучения приматов. Однако сведе­ния об их старении и продолжительности жизни, к сожалению, остаются весьма ограниченными. Кро­ме того, возникает еще одна проблема - высо­кая стоимость таких исследований. К тому же можно ожидать существенных трудностей изуче­ния старения человека на приматах, принимая во внимание сложившееся в наши дни отношение в обществе к допустимости экспериментов над жи­вотными.

Третий экспериментальный подход к изучению старения базируется на исследовании лаборатор­ной культуры нормальных клеток человека.

Ограниченную продолжительность жизни ди­плоидных клеток т уИго впервые убедительно по­казали НауШск и МоогЬеаё (1961) на культуре фибробластов кожи, полученных путем биопсии. Период жизни этих клеток т уИго состоял из трех стадий: зарождения культуры, быстрой пролифе­рации клеток и постепенного снижения их спо­собности к росту.

Быстрее всего начинается рост клеток в первичной культуре из тканевого экс­плантата эмбриональной ткани. С увеличением возраста донора рост клеток все более затрудняет­ся и замедляется. В выделенной культуре дипло­идные клетки растут экспоненциально до тех пор, пока не сформируют сплошной слой на поверхнос­ти сосуда. И в субкультуре клетки митотически де­лятся, пока не покроют всю доступную для их рос­та поверхность. Со временем репродуктивная способность клеток в непрерывно увеличиваю­щейся группе стохастически снижается: после оп­ределенного числа субкультивирований, которое и характеризует данный штамм клеток, рост необра­тимо уменьшается. Подобное снижение числа ми­тозов, независимо от условий, в которых нахо­дится культура клеток, было названо «пределом НауШск». Это важный элемент теории запрограм­мированного старения, которая будет обсуждена ниже. Для сравнения: такой ограниченный рост клеток из опухолевой ткани или культур, транс­формированных т уИго, не обнаружен.

Эта описанная НауШск (1965) трехстадийная жизнь клеток т уНго позднее была уточнена и раз­делена уже на четыре стадии: стадию снижения потенциала роста (стадия III), которая начинается, когда прошло примерно 2/3 общей продолжитель­ности жизни т уИго, и стадию IV, в течение кото­рой клетки уже не способны к митозу, но еще дол­го остаются жизнеспособными (Мас1е1га-Сое1Ьо,

1988) . Помимо диплоидных фибробластов челове­ка, ограниченность срока жизни т уИго и специ­фические зависящие от возраста морфологиче­
ские сдвиги были обнаружены у многих клеток других типов, в"том числе у гладкомышечных кле­ток артерий, эпителия бронхов, эпидермальных кератиноцитов, глиальных клеток, клеток хруста­лика, печени и Т-лимфоцитов. Во всех случаях ус­тановлена обратная взаимосвязь между возрастом донора эксплантата и количеством удвоений кле­точной популяции (се11 рори1айоп йоиЬНп§8 - СРБ) т уИго, а также более медленный рост кле­ток эксплантатов и более слабое восстановление клеток от более пожилых доноров после их суб­культивации. В клетках, культивированных от ин­дивидов с несколькими наследственными заболе­ваниями, при которых продолжительность жизни м угуо снижается, включая синдромы прогерии Вернера и Гетчинсона-Гилфорда, м уНго обнару­живаются многие признаки преждевременного старения, в том числе значительное снижение СРВ до окончания митозов (обзор этих данных сделан ВМез и ЗатЪиу, 1986).

С начала этих исследований культуры клеток человека рассматривались как чрезвычайно важ­ный объект, в котором можно выявить нарастаю­щие возрастные сдвиги как на клеточном, так и на субклеточном уровне. К тому же отпадала не­обходимость в межвидовых сравнениях. Благода­ря быстрому росту клеток т уИго и возможности длительного криогенного хранения материала этот метод исследования сочетает гибкость и эко­номическую эффективность. Следует отметить, что несмотря на значительные аналогии измене­ний, связанных со старением, т уИго и м у1уо, было бы некорректно рассматривать системы кле­точных культур в качестве точных моделей про­цессов старения.

Страница 3 из 116

Для исследования старения применяют три главных подхода.
При первом из них непосредственно измеряют те или иные показатели состояния обследуемых людей. Проводят как поперечные исследования с целью сравнения анатомических, функциональных и биохимических параметров у молодых и пожилых, так и их серийные измерения у одного и того же субъекта через продолжительные периоды. В этой связи становится очевидным целый ряд трудностей этического и методологического плана. Например, у людей какого возраста такие исследования уже можно начинать? Можно ли при поперечных исследованиях получить какие-либо истинные знания о процессе старения путем непосредственного сравнения состояния молодых и пожилых, жизненные события и опыт которых значительно различаются? До каких пределов допустимо навязывать испытуемым, особенно пожилым, неприятные или даже мучительные тесты, чтобы продемонстрировать возрастные нарушения? Как можно дифференцировать сдвиги в организме, вызванные старением, от обусловленных возрастом заболеваний?
Важно при лонгитудинальных исследованиях учитывать их стоимость и продолжительность периодов между обследованиями, сохранять преемственность в работе сотрудников и при тестировании, а также определять время, в течение которого первоначально набранные испытуемые могут оставаться в исследовании. Все эти факторы, а также относительно широкие индивидуальные вариации в фенотипе пожилых людей, которые могут быть признаками старения, значительно ограничивают возможности проведения такого рода исследований непосредственно людей.
При втором подходе в качестве объектов для экспериментов используют животных иных, чем человек, биологических видов. Природа генетического кода почти универсальна во всем животном мире, и поскольку степень влияния неблагоприятных факторов внешней среды на среднюю продолжительность жизни животных разных видов относительно одинакова, то теоретически обосновано проведение таких исследований не только на млекопитающих, но и на птицах и даже на беспозвоночных (Lints, 1985). Вследствие короткой жизни многих животных этих видов можно также проводить исследования в нескольких их поколениях. Кроме того, животные иных, чем человек, биологических видов использовались в экспериментах, которые не могли проводиться на человеке по этическим соображениям. Тем не менее при интерпретации результатов исследований на животных иных, чем человек, биологических видов применительно к старению человека, особенно когда исследовались не млекопитающие, нередко возникают значительные затруднения. Этот существенный недостаток можно уменьшить, если использовать для изучения приматов. Однако сведения об их старении и продолжительности жизни, к сожалению, остаются весьма ограниченными. Кроме того, возникает еще одна проблема - высокая стоимость таких исследований. К тому же можно ожидать существенных трудностей изучения старения человека на приматах, принимая во внимание сложившееся в наши дни отношение в обществе к допустимости экспериментов над животными.
Третий экспериментальный подход к изучению старения базируется на исследовании лабораторной культуры нормальных клеток человека.
Ограниченную продолжительность жизни диплоидных клеток in vitro впервые убедительно показали Hayflick и Moorhead (1961) на культуре фибробластов кожи, полученных путем биопсии. Период жизни этих клеток in vitro состоял из трех стадий: зарождения культуры, быстрой пролиферации клеток и постепенного снижения их способности к росту. Быстрее всего начинается рост клеток в первичной культуре из тканевого эксплантата эмбриональной ткани. С увеличением возраста донора рост клеток все более затрудняется и замедляется. В выделенной культуре диплоидные клетки растут экспоненциально до тех пор, пока не сформируют сплошной слой на поверхности сосуда. И в субкультуре клетки митотически делятся, пока не покроют всю доступную для их роста поверхность. Со временем репродуктивная способность клеток в непрерывно увеличивающейся группе стохастически снижается: после определенного числа субкультивирований, которое и характеризует данный штамм клеток, рост необратимо уменьшается. Подобное снижение числа митозов, независимо от условий, в которых находится культура клеток, было названо «пределом Hayflick». Это важный элемент теории запрограммированного старения, которая будет обсуждена ниже. Для сравнения: такой ограниченный рост клеток из опухолевой ткани или культур, трансформированных in vitro, не обнаружен.
Эта описанная Hayflick (1965) трехстадийная жизнь клеток in vitro позднее была уточнена и разделена уже на четыре стадии: стадию снижения потенциала роста (стадия III), которая начинается, когда прошло примерно 2/3 общей продолжительности жизни in vitro, и стадию IV, в течение которой клетки уже не способны к митозу, но еще долго остаются жизнеспособными (Macieira-Coelho,
Помимо диплоидных фибробластов человека, ограниченность срока жизни in vitro и специфические зависящие от возраста морфологические сдвиги были обнаружены у многих клеток других типов, в том числе у гладкомышечных клеток артерий, эпителия бронхов, эпидермальных кератиноцитов, глиальных клеток, клеток хрусталика, печени и Т-лимфоцитов. Во всех случаях установлена обратная взаимосвязь между возрастом донора эксплантата и количеством удвоений клеточной популяции (cell population doublings - CPD) in vitro, а также более медленный рост клеток эксплантатов и более слабое восстановление клеток от более пожилых доноров после их субкультивации. В клетках, культивированных от индивидов с несколькими наследственными заболеваниями, при которых продолжительность жизни in vivo снижается, включая синдромы прогерии Вернера и Гетчинсона-Гилфорда, in vitro обнаруживаются многие признаки преждевременного старения, в том числе значительное снижение CPD до окончания митозов (обзор этих данных сделан Bittles и Sambuy, 1986).
Таблица 1.1. Экспериментальные исследования долгожительства млекопитающих

Исследованные системы	Исследованный материал	Кем исследованы
Положительные связи
	Фибробласты млекопитающих	Hart and Setlow (1974)
Вызванная ультрафиолетовым излучением репарацияДНК	Фибробласты и лимфоциты приматов	Hall et al (1984)
Продолжительность жизни in vivo и in vitro	Эритроциты и фибробласты млекопи;
Активность супероксид-дисмутазы	Печень, мозг, сердце приматов	Tolmasoff etal (1980)
Уровень каротиноидов	Мозг и сыворотка приматов и других
	млекопитающих
Отрицательные связи
Хромосомные аномалии	Клетки печени морской свинки	Curtis and Miller (1971)
Связывание ДНК активированным	Фибробласты млекопитающих	Schwartz and Moore
7,12-диметилбензантраценом
Превращение бензопирена в водорастворимые метаболиты	Фибробласты млекопитающих	Moore and Schwartz
Видео: Секрет долголетия / код молодости - Информация на airnergy-shop.ru	Фибробласты млекопитающих	Pashko and Schwartz (1982)
Аутооксидация	Мозг и почки млекопитающих
Образование супероксида и пероксида водорода	Сердце и почки млекопитающих

С начала этих исследований культуры клеток человека рассматривались как чрезвычайно важный объект, в котором можно выявить нарастающие возрастные сдвиги как на клеточном, так и на субклеточном уровне. К тому же отпадала необходимость в межвидовых сравнениях. Благодаря быстрому росту клеток in vitro и возможности длительного криогенного хранения материала этот метод исследования сочетает гибкость и экономическую эффективность. Следует отметить, что несмотря на значительные аналогии изменений, связанных со старением, in vitro и in vivo, было бы некорректно рассматривать системы клеточных культур в качестве точных моделей процессов старения.

Старение человека

Старение человека - как и старение других организмов , это биологический процесс постепенной деградации частей и систем тела человека и последствия этого процесса. Тогда как физиология процесса старения аналогична физиологии старения других млекопитающих , некоторые аспекты этого процесса, например, потеря умственных способностей, имеют большее значение для человека. Кроме того, большое значение приобретают психологические, социальные и экономические эффекты.

Для человека старение всегда имело особое значение. Веками философы обсуждали причины старения, алхимики искали эликсир молодости , а многие религии придавали старению сакральное значение. Результаты опытов по увеличению средней и максимальной продолжительности жизни модельных животных (мыши - увеличение жизни в 2,5 раза) и организмов (дрожжи - увеличение жизни в 15 раз, нематоды - увеличение жизни в 10 раз) в последние годы , а также обнаружение феномена пренебрежимого старения у многих животных (включая людей на стадии «дожития» ) и организмов позволяют надеяться, что успехи науки вскоре позволят замедлить или отменить старение (достичь эффекта пренебрежимого старения и для более молодых людей). Тем не менее, несмотря на упомянутые успехи, существующую принципиальную возможность как минимум серьёзно замедлить старение, а также то, что старение признано основной причиной смертности в развитых странах , а человеческая жизнь провозглашена основной ценностью во многих странах, общества и государства до сих пор не осознали необходимость фокусировки на борьбе со старением, исследования в этой области недостаточно финансируются . .

С точки зрения философии, процесс старения обусловлен естественным вырождением колонии клеток организма под воздействием факторов внешней среды. У людей и животных при воспроизводстве идет восполнение утерянной или поврежденной генетической информации за счет эффекта наложения свойств двух особей противоположного пола на генном уровне. То есть срабатывает принцип вероятностной компенсации. Именно поэтому существует возможность противостояния видов вредным влияниям окружающей среды. В целом, любой многоклеточный организм на Земле можно рассматривать как сложно организованную колонию одноклеточных организмов, которые способны на три стадии своей эволюции (какие?). Процесс старения обусловлен только влиянием внешних факторов (реликтовое излучение , отрицательные экологические факторы и т. п.), разрушающих генные структуры колонии и способствующих их вырождению, так как организм можно рассматривать как обособленную систему, не способную к воспроизводству и обмену своего организма в плане восполнения потерянной информации на третьей стадии развития. Существуют теории, подтвержденные научными результатами, что внедрение извне вирусов и других носителей способствует восполнению нарушенного строя генов и тем самым отдаляет процесс вырождения клеток организма, то есть процесс старения. Несмотря на это, сегодня старение организма есть не только неизбежный, но и необходимый процесс для любого существа на Земле. Существуют философские и религиозные течения, которые вводят в ранг свойств человека его интеллект, способный управлять процессом старения как переносчик и обменник поврежденной генной информации. Можно только надеяться на то, что это первый шаг к рождению сверхсуществ, которые никогда не стареют.

Теории старения

Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток.

Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом. Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно даёт целой популяции.

В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений, с которыми организм старается бороться, а различия старения у разных организмов являются результатом разной эффективности этой борьбы.

Сейчас последний подход считается установленным в биологии старения. Тем не менее, некоторые исследователи всё ещё защищают эволюционный подход, а некоторые другие совсем игнорируют деление на эволюционные теории и теории повреждений. Последнее утверждение является частично результатом смены терминологии: в некоторых работах последнего времени термин «эволюционные теории» ссылается не на теории «запрограммированного старения», которые предлагают эволюционное возникновение старения как полезного явления, а на подход, который описывает, почему организмы должны стареть, в противоположность вопросу о биохимических и физиологических основах старения.

Гормонально-генетический подход состоит в том, что в процессе жизни человека, начиная с рождения, идет повышение порога чувствительности гипоталамуса, что в конечном итоге после 40 лет приводит к гормональному дисбалансу и прогрессирующему нарушению всех видов обмена, в том числе гиперхолестеринемии. Поэтому лечение болезней старости необходимо начинать с улучшения чувствительности гипоталамуса.

• Эпигенетическая теория старения
• Митохондриальная теория
• Теория соматических мутаций
• Теория свободных радикалов
• Эволюционно-генетический подход
• гормонально-генетический подход-

Причины старения

История исследования

Первые попытки научного объяснения старения начались в конце XIX века . В одной из первых работ Вейсман предложил теорию происхождения старения как свойства, которое возникло в результате эволюции . Согласно Вейсману, «не стареющие организмы не только не являются полезными, они вредны, потому что занимают место молодых», что, согласно Вейсману, должно было привести эволюцию к возникновению старения.

Важным шагом в исследовании старения был доклад профессора Питера Медавара перед Лондонским королевским обществом в 1951 году под названием «Нерешённая проблема биологии» . В этой лекции он подчеркнул, что животные в природе редко доживают до возраста, когда старение становится заметным, таким образом эволюция не могла оказывать влияние на процесс развития старения. Эта работа положила начало целой серии новых исследований.

На протяжении следующих 25 лет исследования имели преимущественно описательный характер. Тем не менее, начиная с конца -х годов, возникает большое количество теорий, которые пытались объяснить старение . Например, в известном обзоре литературы по этому вопросу, опубликованном Калебом Финчем в 1990 году , насчитывалось около 4 тыс. ссылок . Только в конце -х годов ситуация начала проясняться, и большинство авторов начали приходить к общим выводам.

Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток. Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом. Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно даёт целой популяции . В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений со временем, с которыми организм старается бороться, а различия старения у разных организмов является результатом разной эффективности этой борьбы. Сейчас последний подход считается установленным в биологии старения . Тем не менее, некоторые исследователи всё ещё защищают эволюционный подход , а некоторые другие совсем игнорируют деление на эволюционные теории и теории повреждений. Последнее утверждение является частично результатом смены терминологии: в некоторых работах последнего времени термин «эволюционные теории» ссылается не на теории «запрограмированного старения», которые предлагают эволюционное возникновение старения как полезного явления, а на подход, который описывает почему организмы должны стареть в противоположность вопросу о биохимических и физиологических основах старения.

Почему возникает старение

Эволюционно-генетический подход

Гипотеза, которая легла в основу генетического подхода, была предложена Питером Медаваром в 1952 году и известна сейчас как «теория накопления мутаций » (англ. Mutations accumulation theory ). Медавар заметил, что животные в природе очень редко доживают до возраста, когда старение становится заметным. Согласно его идее, аллели , которые проявляются на протяжении поздних периодов жизни и которые возникают в результате мутаций зародышевых клеток, подвергаются довольно слабому эволюционному давлению, даже если в результате их действия страдают такие свойства, как выживание и размножение. Таким образом, эти мутации могут накапливаться в геноме на протяжении многих поколений. Тем не менее, любая особь, которая сумела избежать смерти на протяжении долгого времени, испытывает на себе их действие, что проявляется как старение. То же самое верно и для животных в защищённых условиях.

Эволюционно-физиологический подход

Теория антагонистической плейотропии предсказывает, что должны существовать гены с плейотропным эффектом, естественный отбор которых и приводит к возникновению старения. Несколько генов с плейотропным эффектом на разных стадиях жизни действительно найдены - сигма-70 у E. coli , теломераза у эукариотов, но непосредственной связи со старением показано не было, тем более не было показано, что это типичное явление для всех организмов, ответственное за все эффекты старения. То есть эти гены могут рассматриваться лишь как кандидаты на роль генов, предсказанных теорией. С другой стороны, ряд физиологических эффектов показаны без определения генов, ответственных за них. Часто мы можем говорить о компромиссах, аналогичных предсказанным теорией антагонистической плейотропии, без чёткого определения генов, от которых они зависят. Физиологическая основа таких компромиссов заложена в так называемой «теории одноразовой сомы » (англ. Disposable soma theory ) . Эта теория задаётся вопросом, как организм должен распорядиться своими ресурсами (в первом варианте теории речь шла только о энергии) между поддержкой и ремонтом сомы и другими функциями, необходимыми для выживания. Необходимость компромисса возникает из-за ограниченности ресурсов или необходимости выбора лучшего пути их использования.

Поддержание тела должно осуществляться только настолько, насколько это необходимо на протяжении обычного времени выживания в природе. Например, поскольку 90 % диких мышей умирает на протяжении первого года жизни, преимущественно от холода, инвестиции ресурсов в выживание на протяжении дольшего времени будут касаться только 10 % популяции. Таким образом, трёхлетняя продолжительность жизни мышей полностью достаточна для всех потребностей в природе, а с точки зрения эволюции, ресурсы следует тратить, например, на улучшение сохранения тепла или размножения, вместо борьбы со старостью. Таким образом, продолжительность жизни мыши наилучшим образом отвечает экологическим условиям её жизни.

Теория «одноразового тела» делает несколько допущений, которые касаются физиологи процесса старения. Согласно этой теории, старение возникает в результате неидеальных функций ремонта и поддержки соматических клеток, которые адаптированы для удовлетворения экологических потребностей. Повреждения, в свою очередь, являются результатом стохастических процессов, связанных с жизнедеятельностью клеток. Долголетие контролируется за счёт контроля генов, которые отвечают за эти функции, а бессмертие генеративных клеток, в отличие от соматических, является результатом больших затрат ресурсов и, возможно, отсутствия некоторых источников повреждений.

Как возникает старение

Молекулярные механизмы

Существуют свидетельства нескольких важнейших механизмов повреждения макромолекул, которые обычно действуют параллельно один другому или зависят один от другого . Вероятно, любой из этих механизмов может играть доминирующую роль при определённых обстоятельствах.

Во многих из этих процессов важную роль играют активные формы кислорода (в частности свободные радикалы), набор свидетельств об их влиянии был получен достаточно давно и сейчас известен под названием «свободно-радикальная теория старения». Сегодня, тем не менее, механизмы старения намного более детализированы.

Теория соматических мутаций

Многие работы показали увеличение с возрастом числа соматических мутаций и других форм повреждения ДНК , предлагая репарацию (ремонт) ДНК в качестве важного фактора поддержки долголетия клеток. Повреждения ДНК типичны для клеток, и вызываются такими факторами как жёсткая радиация и активные формы кислорода, и потому целостность ДНК может поддерживаться только за счёт механизмов репарации. Действительно, существует зависимость между долголетием и репарацией ДНК, как это было продемонстрировано на примере фермента поли-АДФ -рибоза -полимеразы-1 (PARP-1), важного игрока в клеточном ответе на вызванное стрессом повреждение ДНК . Более высокие уровни PARP-1 ассоциируются с большей продолжительностью жизни.

Накопление изменённых белков

Также важен для выживания клеток кругооборот белков , для которого критично появление повреждённых и лишних белков. Окисленные белки являются типичным результатом влияния активных форм кислорода, которые образуются в результате многих метаболических процессов клетки и часто мешают корректной работе белка. Тем не менее, механизмы репарации не всегда могут распознать повреждённые белки и становятся менее эффективными с возрастом за счёт снижения активности протеосомы . В некоторых случаях белки являются частью статических структур, таких как клеточная стенка , которые не могут быть легко разрушены. Кругооборот белков зависит также и от белков-шаперонов , которые помогают белкам получать необходимую конформацию . С возрастом наблюдается снижение репарирующей активности , хотя это снижение может быть результатом перегрузки шаперонов (и протоасомы) повреждёнными белками.

Существуют свидетельства, что накопление повреждённых белков действительно происходит с возрастом и может отвечать за такие ассоциированные с возрастом болезни как болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона и катаракта .

Митохондриальная теория

Важность связи между молекулярным стрессом и старением была предположена, основываясь на наблюдениях за эффектом накопления мутаций в митохондриальной ДНК (мтДНК) . Эти данные были подкреплены наблюдением увеличения с возрастом числа клеток, которым не хватает цитохром -с-оксидазы (COX), что ассоциировано с мутациями мтДНК. Такие клетки часто имеют нарушения в производстве АТФ и клеточном энергетическом балансе.

Митохондриальная теория старения впервые была предложена в 1978 году (митохондриальная теория развития, старения и злокачественного роста) . Суть её заключается в том, что замедление размножения митохондрий в высокодифференцированных клетках вследствие дефицита кодируемых в ядре митохондриальных белков создает условия для возникновения и селективного отбора дефектных делеционных мтДНК, увеличение доли которых постепенно снижает энергетическое обеспечение клеток.

Утрата теломер

Во многих клетках человека утрата способности клеток к делению связана с утратой теломер на концах хромосом, которые утрачиваются после определённого количества делений. Это происходит из-за отсутствия фермента теломеразы , который обычно экспрессуется только у зародышевых и стволовых клеток. Недавно было обнаружено, что окислительный стресс (чрезмерное выделение активных форм кислорода) также может иметь влияние на утрату теломер, значительно ускоряя этот процесс в определённых тканях .

Эпигенетическая теория старения

Клетки со временем медленно теряют маркеры репрессированного хроматина, что может быть связано с дифференцировкой клеток в организме. Утрата маркеров репрессии рано или поздно должна приводить к дерепрессии дремлющих транспозонов, соответственно, к росту количества вызванных ими повреждений ДНК с последующей активацией клеточных системы репарации ДНК. Последние, помимо участия в восстановлении ДНК, вызывают и несанкционированные рекомбинации в теломерах. Также не исключено, что рекомбиназы транспозонов могут непосредственно инициировать подобные рекомбинации. В результате протяженные участки теломерной ДНК преобразуются в кольца и теряются, а теломеры укорачиваются на длину утраченной кольцевой ДНК. Данный процесс ускоряет утрату теломерной ДНК в десятки раз, а последующий апоптоз большинства клеток и предопределяет старение как биологическое явление. Предложенная теория является альтернативой гипотезе о генетически запрограммированном старении и гипотезе о старении как следствии накопления ошибок и повреждений, объясняет механизм ускорения утраты теломер в случае окислительного стресса и повреждений ДНК, а также взаимосвязь старения и возникновения опухолей .

Системные и сетевые механизмы

На первых этапах исследования старения, многочисленные теории рассматривались как конкурирующие в пояснении эффекта старения. Тем не менее, сегодня считается, что многие механизмы повреждения клеток действуют параллельно, и клетки также должны тратить ресурсы на борьбу со многими механизмами. Для исследования взаимодействия между всеми механизмами борьбы с повреждениями был предложен системный подход к старению, который пытается одновременно принять во внимание большое количество таких механизмов. Более того, этот подход может чётко разделить механизмы, которые действуют на разных стадиях жизни организма. Например, постепенное накопление мутаций в митохондриальной ДНК часто приводит к накоплению активных форм кислорода и снижению производства энергии, что в свою очередь приводит к увеличению скорости повреждения ДНК и белков клеток.

Другой аспект, который делает системный подход привлекательным, - это понимание разницы между разными типами клеток и тканей организма. Например, клетки, которые активно делятся, с большей вероятностью пострадают от накопления мутаций и утраты теломер, чем дифференцированные клетки. В то же время необходимо уточнить, что данный тезис не относится к быстро и многократно делящимся трансформированным и опухолевым клеткам, которые не утрачивают теломеры и не накапливают мутации. Дифференцированные клетки с большей вероятностью пострадают от повреждения белков, чем клетки, которые быстро делятся и «разбавляют» повреждённые белки вновь синтезированными. Даже если клетка теряет способность к пролиферации за счёт процессов старения, баланс механизмов повреждения в ней сдвигается.

Популяционный подход

Другим подходом к изучению старения являются исследования популяционной динамики старения . Все математические модели старения можно примерно разбить на два главных типа: модели данных и системные модели . Модели данных - это модели, которые не используют и не пытаются пояснить какие-либо гипотезы о физических процессах в системах, для которых эти данные получены. К моделям данных относятся, в частности, и все модели математической статистики. В отличие от них, системные модели строятся преимущественно на базе физических законов и гипотез о структуре системы, главным в них является проверка предложенного механизма.

Первым законом старения является закон Гомпертца, который предлагает простую количественную модель старения. Этот закон даёт возможность разделить два типа параметров процесса старения. Исследования отклонения закона старения от кривой Гомпертца могут дать дополнительную информацию относительно конкретных механизмов старения данного организма. Самый известный эффект такого отклонения - выход смертности на плато в позднем возрасте вместо экспоненциального роста, наблюдавшийся во многих организмах . Для пояснения этого эффекта было предложено несколько моделей, среди которых вариации модели Стрелера-Милдвана и теории надёжности .

Системные модели рассматривают много отдельных факторов, событий и явлений, которые непосредственно оказывают влияние на выживание организмов и рождение потомства. Эти модели рассматривают старение как баланс и перераспределение ресурсов как в физиологическом (в течение жизни одного организма), так и в эволюционном аспектах. Как правило, особенно в последнем случае, речь идёт о распределении ресурсов между непосредственными затратами на рождение потомства и затратами на выживание родителей .

Клеточный ответ на старение

Важным вопросом старения на уровне клеток и ткани является клеточный ответ на повреждения. Из-за стохастической природы повреждений отдельные клетки стареют, например в связи с достижением границы Хейфлика, быстрее остальных клеток. Такие клетки потенциально могут угрожать здоровью всей ткани. В наибольшей мере такая угроза проявляется среди стволовых клеток, у которых происходит быстрое деление, таких как клетки костного мозга или эпителия кишечника , в связи с большим потенциалом таких тканей в создании мутантных, возможно раковых, клеток. Известно, что именно клетки этих тканей быстро отвечают на повреждения инициацией программы апоптоза. Например, даже низкие дозы радиации (0,1 ) вызывают апоптоз в клетках эпителия кишечника, а даже слабый химический стресс вызывает апоптоз стволовых клеток старых мышей.

Как правило, в таких тканях массовый апоптоз является признаком возрастания числа повреждений клеток. С другой стороны, в других тканях ответом на возрастание уровня повреждений может быть арест клеток на определённой стадии клеточного цикла для прекращения деления . Баланс между апоптозом и арестом повреждённых клеток наиболее важен как компромисс между старением и раком . То есть, или организм должен убить повреждённые клетки, или дать им возможность существовать, увеличивая риск возникновения рака. Таким образом, p53 и сокращение теломер, важные факторы в вызывании апоптоза клеток, могут рассматриваться как пример антигонистической плейотропии, как было указано выше.

Подводя итог, по современным представлениям, клетка стареет в результате накопления повреждений. Скорость этого накопления определяется, в первую очередь, генетически определёнными затратами на ремонт и поддержку клеточных структур, которые в свою очередь определяются организмом для удовлетворения своих экологических потребностей. Долгоживущие организмы имеют большие затраты (иногда более длительный метаболизм), что приводит к более медленному накоплению повреждений. Для борьбы с риском, который представляют собой повреждённые клетки, организм создал систему механизмов для борьбы с ними, которые часто включают второй ряд компромиссов.

Социология и экономика старения

Социальные аспекты

Социальный статус каждой возрастной группы и её влияние в обществе тесно связаны с экономической продуктивностью этой группы. В аграрных обществах пожилые люди имеют высокий статус и являются объектом внимания. Их жизненный опыт и знания высоко ценятся, особенно в дописьменных обществах, где знания передаются устно. Потребность в их знаниях позволяет пожилым людям продолжать быть продуктивными членами общества.

В обществах с высоким уровнем индустриализации и урбанизации статус пожилых людей заметно изменился, уменьшив значение пожилых людей, а в некоторых случаях даже достигнув негативного отношения к старым людям - эйджизма . Оказывается, физическая неспособность пожилых людей трудиться имеет относительно небольшую роль, а за потерю значения отвечает несколько иных факторов. Среди них наибольшую роль играет постоянное введение новых технологий, которые требуют непрерывного образования и тренировки, которые в меньшей мере доступны старым людям. Меньшую роль играет большое число всё ещё достаточно крепких старых работников, которые ограничивают возможности трудоустройства новому поколению и уменьшение количества людей, которые работают на себя, что могло бы дать старым людям возможность постепенного снижения количества работы. В связи с общим повышением уровня образования, опыт старых людей, наоборот, играет всё меньшую роль.

Хотя в некоторых областях старые люди всё ещё сохраняют высокую активность, например в политике , в общем случае всё чаще пожилые люди уходят на пенсию с окончанием наиболее продуктивного периода жизни, что приводит к проблемам психологической адаптации к новым условиям. В первую очередь проблемы появляются в связи с уменьшением влияния старых людей, чувства собственной невостребованности и наличия значительного количества свободного времени. Кроме того, для большого количества людей в старости становятся острее финансовые проблемы, хотя во многих случаях эти проблемы ложатся на общество.

В связи с наличием свободного времени, семейные взаимоотношения в большей мере стремятся быть центром внимания пожилых людей. Тем не менее, в связи с изменениями в семейной структуре в развитых странах, большие семьи разделились и пожилые люди всё чаше не живут рядом со своими детьми и другими родственниками. Из-за этого перед обществами становится проблема большей приспособляемости пожилых людей к независимому существованию.

Важным фактором в социологии старения является сексуальная и репродуктивная активность. В развитых странах мужчины продолжают становиться отцами даже в возрасте 65 лет и старше.

Для пожилых людей характерно сопротивление изменениям, хотя в большей мере это поясняется не неспособностью к приспосабливаемости, а увеличением толерантности. В помощь приспосабливаемости пожилых людей к новым условиям разрабатываются специальные учебные программы, рассчитанные на эту категорию людей.

Экономические аспекты

В связи со снижением способности выполнять большинство типов работ в индустриальных и постиндустриальных обществах пожилые люди постепенно теряют источники дохода. Таким образом, они должны полагаться на собственные накопления, помощь детей и общества. Из-за меньшей уверенности в будущем пожилые люди отличаются тенденцией к сбережению и инвестированию средств вместо траты их на потребительские товары. На уровне государства старое население выбывает из рабочей силы , увеличивая нагрузку на активных работников и открывая дорогу к автоматизации производства.

Государственные социальные программы, помогающие людям преклонного возраста существовать в обществе, существовали на определённом уровне начиная со времён Римской империи . В средневековой Европе первый закон об ответственности государства перед пожилыми людьми был принят в Англии в 1601 году. Собственно пенсии были впервые введены в 1880 году Отто фон Бисмарком в Германии . Сегодня большинство государств имеют какую-либо форму программ социального обеспечения для граждан преклонного возраста. Хотя эти государственные программы и облегчают тяжесть старости, они не приводят пожилых людей к уровню дохода, характерному для молодых.

Охрана здоровья

Хотя физиологический эффект старения отличаются среди индивидуумов, организм в целом с наступлением старости становится уязвим к многочисленным болезням, особенно хроническим, требуя больше времени и средств на лечение. Со времён Средневековья и Античности средняя продолжительность жизни в Европе оценивается между 20 и 30 годами. Сегодня продолжительность жизни значительно возросла, в результате чего всё больший процент составляют пожилые люди. Потому типичные для пожилого возраста рак и болезни сердца стали намного более распространены.

Возрастающая стоимость медицинской помощи вызывает определённые проблемы как среди самих пожилых людей, так и для обществ, которые создают специальные институты и целевых программ, направленных на помощь пожилым людям. Многие развитые страны ожидают значительное старение населения в ближайшее время, и потому беспокоятся об увеличении расходов для сохранения качества охраны здоровья на соответствующем уровне. Направления деятельности с целью преодоления этой проблемы заключаются в улучшении эффективности работы системы охраны здоровья, более целенаправленному оказанию помощи, поддержке альтернативных организаций оказания медицинской помощи и влиянию на демографическую ситуацию.

Культурные вариации

Существует много вариаций между странами как в определении старения, так и в отношении к нему. Например, пенсионный возраст варьируется между странами в диапазоне от 55 до 70 лет. В первую очередь эта разница объясняется различиями в средней продолжительности жизни и трудоспособности пожилых людей. В дополнение, как уже указывалось выше, наблюдаются значительные различия между индустриальными и традиционными аграрными обществами. Тогда как в первых значение пожилых людей незначительно, в последних старость является признаком мудрости, а старые люди имеют большое влияние на общество.

Юридические аспекты

Хотя в большей части государств некоторые права и обязанности предоставляются человеку, начиная с определённого возраста (право голоса, право покупать алкоголь, уголовная ответственность и т. д.), часто пожилые люди лишаются некоторых прав. Типичные примеры: право вождения автомобиля, которое ограничивается во многих странах максимальным возрастом (обычно 70-75 лет); право занятия некоторых должностей (в основном, руководящих).

«Успешное старение»

В странах Запада в наши дни набирает популярность концепция «успешного старения», которая определяет, как наилучшим образом должно протекать старение, используя современные достижения медицины и геронтологии. Эта концепция может быть прослежена до 1950-х годов, но была популяризована в работе Роуи и Кана 1987 года . Согласно авторам, предыдущие исследования старости преувеличили степень, к которой такие болезни, как, например, диабет или остеопороз , могут быть приписаны старости, и критиковали исследования в геронтологии за преувеличение однородности исследованных людей.

Возрастной состав населения обычно изображается в виде возрастно-половых пирамид , на которых доля населения в каждом возрасте изображается в зависимости от возраста. На таких пирамидах старение населения выглядит как рост доли пожилых людей вверху пирамиды за счёт молодых внизу. Процесс старения, таким образом, может быть двух типов: «старение снизу», или уменьшение рождаемости, и «старение сверху», или увеличение средней продолжительности жизни. В большинстве стран мира старение снизу является наибольшим из двух факторов, а в постсоветских странах, включая Украину, - единственным. Например, на Украине старение населения частично компенсируется падением продолжительности жизни (с 71 года в 1989 году до 68 в 2005 ), как в связи с ухудшением медицинского обслуживания и увеличения социального неравенства, так и в связи с распространением эпидемии СПИДа . В целом в мире, согласно данным ООН , процент населения старше 60 лет составлял 8 % в 1950 году, 10 % в 2000, и ожидается на уровне 21 % в 2050.

Старение населения имеет значительное влияние на общество. Пожилые люди чаще предпочитают сберегать деньги вместо того, чтобы тратить их на товары широкого потребления. Это приводит к значительному дефляционному давлению на экономику. Некоторые экономисты , особенно японские , видят преимущества в этом процессе, в частности возможность внедрения автоматизации производства без угрозы увеличения безработицы и решения проблемы перенаселения . Тем не менее, негативный эффект проявляется в системе социального обеспечения и пенсий, которые во многих странах, преимущественно в Европе , финансируются за счёт налогов с работающей части населения, которая постоянно уменьшается. Кроме того, значительное влияние оказывается и на образование , что проявляется как в снижении государственных расходов, так и в ухудшении общего уровня грамотности в связи с пониженной способностью стареющего населения приспосабливаться к возрастающим стандартам. Таким образом, контроль старения населения и адаптация общества к новым условиям является важнейшими задачами демографической политики .

Попытки увеличения продолжительности жизни

Основным направлением исследований по геронтологии (так называемая биомедицинская геронтология ) являются попытки увеличения продолжительности жизни, особенно человека. Заметное увеличение продолжительности жизни уже происходит сейчас в глобальном масштабе с помощью таких факторов как общее улучшение медицинского обслуживания и повышение уровня жизни. На уровне индивидуума увеличение продолжительности жизни возможно за счёт правильной диеты , физических упражнений и избегания потенциально токсичных факторов, таких как курение . Тем не менее, преимущественно все эти факторы направлены не на преодоление старения, а только «случайной» смертности (член Мейкхама в законе Гомпертца-Мейкхама), которая уже сегодня составляет небольшую долю смертности в развитых странах , и таким образом этот подход имеет ограниченный потенциал увеличения продолжительности жизни.

Вопрос, следует ли увеличивать продолжительность жизни, сегодня является вопросом многочисленных дебатов на политическом уровне, а основная оппозиция преимущественно состоит из представителей некоторых религиозных конфессий. Ряд общественных (РТД, WTA) и религиозных (раэлиты) организаций активно выступает в поддержку работ по значительному увеличению продолжительности жизни человека. Под руководством Михаила Батина и Владимира Анисимова разрабатывается комплексная программа исследований «Наука против старения».

Психология старения

Наиболее заметные изменения в работе мозга во время старения заключаются в ухудшении краткосрочной памяти и увеличении времени реакции. Оба этих фактора ограничивают возможности для нормального существования в обществе и являются объектом большого числа исследований. Тем не менее, если пожилой человек получает больше времени для решения определённой задачи, которая не требует большого объёма современных знаний, пожилые люди лишь незначительно уступают молодым. В задачах, которые связаны со словарным запасом, общими знаниями и деятельностью, к которой человек привык, уменьшение продуктивности с возрастом практически незаметно.