Старение – это генетическая программа!

Большинством геронтологов считается, что старение – это свойство многоклеточных организмов, идущее из мозга и действующее через специальные отделы мозга называемые эпифиз, гипоталамус и гипофиз. Например, было многократно показано, что в ответ на различные типы стресса, включая свободно-радикальный и радиационный (который тоже вызывает образование свободных радикалов), по цепи гипоталамус-гипофиз-надпочечники, в надпочечниках стимулируется выработка гормонов стресса (кортикостероидов). А стресс в свою очередь приводит к ускорению старения.

И хотя американский ученым Хейфликом было продемонстрировано, что и у клеток существует лимит деления, приводящий к их старению, тем не менее, одним из главных аргументов в пользу старения, как свойства многоклеточного организма, было существование симметрично делящихся организмов таких, как Escherichia coli, которые в принципе могли бы считаться бессмертными. Исследования последних лет, однако, показали, что и у симметрично делящихся Escherichia coli одна из клеток в результате прекращает деление, и приобретает все признаки старения.

В Институте геронтологии АМН Украины был проведен эксперимент, при котором сшивали старое и молодое животное, так чтобы у них была общая кровеносная система. Оказалось, что у старого животного лишь небольшой период наблюдалось краткое омоложение, зато у молодой крысы наоборот было вызванно стойкое ускоренное старение. Значит, старое животное выделяло какие-то вещества в кровь, которые вызывали старение молодого животного. Белок, обладающий похожими свойствами, имеющий размер 8 кД, был выделен в 2005 году под руководством В.А.Зуева из культуры стареющих делящихся клеток, так что вполне можно предполагать, что именно делящиеся клетки могут выделять «старящие» вещества.

В пользу этого также говорит и другие данные по сшиванию старых и молодых животных. Так, после рентгеновского облучения старого животного, ускоренное старение молодого животного прекращалось. А поскольку облучение негативно влияет в первую очередь на делящиеся клетки, то данный эксперимент также может быть косвенным подтверждением первоочередной роли делящихся клеток в старении.

Исходя из вышеизложенного, следует искать механизмы старения именно внутри клетки, а не мозге, тем более что мозга у бактерий нет, а они, как уже писалось выше, также стареют.

Что касается клеточных теорий старения, то до недавнего времени существовало около 100 различных теорий старения! Однако, в последнее время, благодаря бурному развитию молекулярной биологии умами геронтологов владеют в основном две теории:

Первая теория, утверждает, что старение – это накопление случайных повреждений. Это либо повреждения полученные от радиации, шлаков, ядов, свободных радикалов, либо повреждения от вирусов которые перемещаются по нашему ДНК. Вторая же теория гласит, что старение - это запрограммированный (обязательный) процесс. И действительно, если рассмотреть рождение ребенка у женщины средних лет, то по логике вещей в случае справедливости теории случайных повреждений, ее ребенок должен родиться того же возраста, как и его мать. Ведь яйцеклетка из которой он возник существует со дня рождения самой матери и следовательно, также накопила в себе все те повреждения, что и остальной организм. Однако, вопреки всему ребенок рождается абсолютно молодым (исключая мутацию в случае синдрома ускоренного старения Хадчинсона-Гилфорда и его аналога для людей более старшего возраста - синдрома Вернера). Не значит ли это, что во время развития эмбриона происходит «сброс счетчика возраста», и если «сброс счетчика возраста» возможен, не значит ли это, что старения – это программа?

Следует вспомнить из учебника по биологии, что во время полового размножения (мейоза), теломеры (которые были причиной, как уже говорилось, остановки деления и старения бактерий Escherichia coli) ведут себя совершенно иначе, чем при митозе, наращивая при нем и во время эмбриогенеза свою длину.

Итак, в клетке должен быть «счетчик», который заставляет клетку после каждого деления становиться все старее и старее. Логично было бы предположить, что таким «счетчиком» должна быть ДНК, как самая стабильная, исполняющая роль «хранилища информации», часть клетки. Ведь старение является одной и самых древнейших и фундаментальнейших функций организма. При этом такой «счетчик» должен постепенно изменяться или «уменьшаться» со временем. Единственно известной современной науке частью ДНК обладающей такими свойствами являются теломеры. Теломерами называются концы ДНК каждого организма на нашей планете. Подобно песочным часам, неумолимо отсчитывающим время, чем меньше становятся с возрастом теломеры, тем сильнее проявляется у организма старение. А скорость укорочения теломер напрямую управляет скоростью старения. Поэтому теломеры можно считать "генетическими часами" нашего организма и замедление скорости их сокращения наиболее эффективно замедляет скорость старения. На теломерах находятся специальные белки, и когда теломеры сокращаются, эти белки отрываются от них и перемещаются к жизненно важным генам, которые постепенно «выключают», тем самым вызывая постепенное старение. В то же время уйдя с теломер эти белки открывают другие, соседние с теломерами гены, которые до этого были «закрыты» этими белками, так что эти гены наоборот начинают активно работать и возможно вырабатывают некие вещества вызывающие старение.

Есть множество примеров того, как теломеры участвуют в запуске старения:

Известно, что при старении уменьшается биосинтез белка в организме. И действительно, белки оторвавшиеся с теломер выключают ряд генов, отвечающих за биосинтез белков.

При синдроме ускоренного старения Вернера, о котором мы уже говорили выше, происходит мутация гена WRN. Ген WRN помогает работе белка topoisomerase 1, который в свою очередь помогает гену, отвечающему за синтез белков. Что вероятно вносит свой вклад в процесс старения.

Однако, если в клетках больных синдромом Вернера удлинить теломеры, то болезнь проходит и клетки снова приобретают признаки молодых.

Кроме того, если при помощи генной инженерии в клетках, называемых фибробластами, активировать фермент, который называется теломераза, и который в свою очередь способен стабилизировать теломеры, то клетки перестают стареть, и при этом у них отсутствуют любые признаки канцерогенеза.