Alternativer til døden: hvordan å bekjempe aldring

Som en moderne molekylærbiologi ser på fenomenet aldring? Som prøver å studere aldring, er det håp for å bremse ned eller stoppe denne prosessen? Disse spørsmålene fokuserte på foredraget biolog Alexander panchina, som han hadde fått i det siste på kontoret Mail.Ru Gruppe populærvitenskapelige foredrag Sett opp.

Aldring - en reduksjon i alder av forventet levealder. Fra en viss alder hvert år øker sannsynligheten for en persons død. Etter 20 år, hvert åttende år av livet øker risikoen med om lag halvparten. Folk dør av hjertesykdom, kreft, slag, emfysem, lungebetennelse, nyresykdommer, Alzheimers sykdom, ulykke. Men den gode nyheten er at vitenskapelige og teknologiske fremskritt har gjort det mulig å vinne mange sykdommer og forlenge menneskers liv.

I løpet av de siste 60 årene i alle land økt levealder, og i noen mennesker begynte å leve 20 år lenger. I Australia, Canada, Japan og enkelte europeiske land, overstiger den gjennomsnittlige levealder 80 år. Dette er spørsmålet om viktigheten av god medisin i landet, klok bruk av vitenskapelige fremskritt, bruk av effektive medisiner, og ikke noen homeopati og så videre. Men samlet verdens merkbar fremgang.

Selv ved slutten av det nittende århundre har det videre blitt foreslått teoretisk udødelig hydra. I 1997, Daniel Martinez beviste hypotesen eksperimentelt

Når oppstår spørsmålet om vi kan beseire denne stigende graf av økningen av dødelighet, jeg husker ordene til brødrene Wright: "Hvis fuglene kan fly, så vi kan oppnå kontrollert flyging." Biologer si at hvis en hydra med alderen, er risikoen for død ikke økt, er det sannsynlig at dette kan gjøre oss. Det er ingen fundamentale begrensninger som ikke tillater en levende organisme til å leve veldig lenge. Et klassisk eksempel på en langlivet organisme - den nakne jordrotta, som bor ti ganger lenger enn sine slektninger - mus og rotter. Genomet til Nakenrotte er allerede undersøker forskere håper å forstå hva som gjør den så spesiell, og blir langlivet.

Hvis vi vurdere mangfoldet av liv på planeten, kan pattedyr levealder avviker med nesten hundre ganger, og dyr generelt - i titusenvis av ganger. Med hva det kan kobles? Det er åpenbart at en viktig rolle i aldring og lang levetid gener spiller. Hva en spissmus eller Vole fra et evolusjonært synspunkt, er ikke spesielt interessert i hvordan å leve lenge. I naturen, få medlemmer av disse artene overleve til alderdom, deres tidlig nok til å spise rovdyr. Selv om det var en slags mutasjon, forlenge livet, fra hennes ville være til liten nytte i form av økt reproduktiv suksess. Og arter, for å bli kvitt trusselen fra rovdyr, vi bare ser en økning i forventet levealder. Det samme Nakenrotte som lever under bakken, kan leve i 31 år. Et annet eksempel på beskyttelse mot rovdyr - evnen til å fly, slik tilfellet er med flaggermus og fugler. Men folk kan beskytte seg ved hjelp av vitenskap og teknologi.

Det er organismer hvor genet allerede har lagt død programmet. For eksempel, noen arter av lakse kvinner dør kort tid etter gyting. Men det er en mer interessant eksempel - blekksprut:

Illustrasjon: snegle ODYSSEY

Den kvinnelige blekksprut legger egg, slutter å spise, og i gjennomsnitt en måned dør. Dette programmert død. Men det viste seg at dette programmet kan angres, med kirurgisk - bare kutte ut et par kjertler, etter som blekkspruten ikke kan leve en måned, og 6-9 måneder.

Det finnes eksempler på programmert celledød, da individuelle celler kan drepe seg selv. Denne prosessen kalles apoptose når celler samle et stort antall mutasjoner som ikke bli kreft, ikke utgjør en trussel mot kroppen, er det i seg selv å ødelegge, og ganske rimelig - cellen er ikke bare sprut alt innholdet ut, og kollapser inn i rom, som deretter kan fanges opp av nabo celler og avhendes. Interessant er det en overgang fra celledød til død av hele organismen. Gut rundorm Caenorhabditis elegans (nematode) bit fluorescerer. Og når snekken å dø på grunn av naturlige årsaker eller som et resultat av en skade, blir deretter en time før sin død foran tarmen gløden bølge forsterkes og gradvis strekker seg til enden av tarmen. Etter dette beveger ormen inn i en annen verden. Dette fenomenet kalles "blå bølger av døden." Bølge kan fremkalles kunstig, f.eks fryse og frigi ormen. Også har forskere funnet en måte å stoppe denne bølgen. Varigheten av livet til ormen øker ikke, men hvis den er skadet, vil det ikke dø av. Med fremveksten av en bølge starter prosessen med celledød, men da er det blå gløden fades, og ormen fortsetter å leve på. Unødvendig gløden er bare en indikator, og det virkelig er bølge av celledød langs tarmen, noe som fører til døden.

Hvorfor er denne mekanismen har oppstått? Angivelig, som et resultat av en slik "død i en time," ormen får som mat til sitt eget avkom. Worms klekke babyer dør og blir mat for neste generasjon. Symbol på offer av morskap.

Hos mennesker, i det minste i voksne, ble det funnet slike mekanismer. Vår aldring er et aggregat av mange forskjellige prosesser. En av dem - er aldringen av celler.

Gamle celler kan ødelegge tilstøtende, kan frigjøre stoffer som fører til betennelser. Eldre cellene kan bli kreft, så det ville være godt å bli kvitt dem. Forskningsresultatene ble nylig publisert av fjerning ved hjelp av en spesiell medisinering gamle celler av en viss type i genmodifiserte gnagere. Og disse gnagere levde lenger. Det er fullt mulig å finne en tilnærming til aldrende celler.

forkorting av telomerer

humant kromosom grå telomerer - hvit

cellealdring er forbundet med visse prosesser. En av dem - en forkortelse av telomerer. Måte natur at med hver celledeling, er DNA-molekylet forkortet. Ved endene av kromosomene segmenter kalt telomerer, som er utsatt for korte, og dermed beskytte resten av kromosomet. Telomerer forkorte fra generasjon til generasjon, og de er gamle celler er svært kort. Det er en gammel og en ung mann celler kan være preget av lengden på telomerer, hensyntatt visse variasjoner i dataene.

Imidlertid har problemet allerede løst i forkorting av våre stamceller. De har en telomerase-enzymet, som er i stand til å fullføre byggingen av telomerer. Derfor om noen av cellene sier de er udødelige.

En annen stor nyheten er at vi kan forlenge telomerer av genterapi. Det ble utført eksperimenter hvori virus levert gjennom en spesiell telomerase i gnagere, og telomerer ble fullført i celler. Disse gnagere, som eksperimenter viser, lever lenger.

44-åringen Elizabeth Parrish, leder av det amerikanske analyseselskapet BioViva, kanskje, ble den første personen som anti-aging genterapi har blitt testet

Tilsvarende forsøk ble inspirert av Elizabeth Parrish prøve å forestille seg en slik genterapi. Det er klart at det gjør det innenfor rammen av PR-kampanje, fordi det eier den største bioteknologifirmaet. Nyheten gikk informasjonen, som er litt som hun forlenget telomerer. Men dette er ikke et vitenskapelig eksperiment, er det ingen kontrollgruppe, ingen sammenligning. Selv om denne historien inspirerer mange og sier at telomerer forkortes er ikke et uoverstigelig problem av aldring. skade opphopning

En annen ting som skjer i cellene - er opphopning av skader. De er forskjellige. En av de typer skader - er opphopning i cellene useriøs. For eksempel, dårlige knaste proteiner, slik det skjer i tilfelle av Alzheimers sykdom. Eller feil jobber organeller som mitokondrier skadet. Ved hver celledeling disse skader som er fortynnet, og hver av de resulterende to cellene de bør være to ganger mindre. Det vil si, den aktive celledeling kunne forynge.

Men divisjonen har en mørk side - kreft. Det er genetiske mutasjoner som ikke er fortynnet. Kreftcelle - celle har akkumulert et stort antall mutasjoner som kan føre til dele på ubestemt tid, deaktivering av apoptose. I dag er det mer moderne metoder for å bekjempe kreft. Tidligere var han helt uhelbredelig sykdom, er nå i en rekke tilfeller den er behandlet.

Fasting

En av de vakreste eksperimenter for å forlenge livet har vært forbundet med studiet av effekten av delvis sult. Forsøket ble gjennomført i gnagere. Dette er et diagram av dødelighet:

Den grønne fargen viser de som spiser fra magen, er blå gran 25% mindre, fiolett - 55% mindre, og rødt - 65%. Som du kan se, har maksimal levealder økt med ca 1, 5 ganger. Grønn døde et sted i tre år, mens resten levde betydelig lenger. Når alt det grønne har dødd, de røde er fortsatt i live. En imponerende resultat. Det viste seg at mekanismen for å forlenge livet gjennom sult relevant for svært forskjellige organismer, men ikke for alle. Det er de hvor en delvis deprivasjon reduserer levealder. Men i mange arter det fungerer. For eksempel, de rundorm Caenorhabditis elegans, rotter, noen stammer av mus, hunder, der er motstridende data vedrørende makaker. I offentligheten, er det svært vanskelig å sette slike eksperimenter. Når funnet ut, som en delvis sult forlenger levetiden ormen, fant han et hormon som utskilles i respons til matinntak. Disse hormonene virker på reseptor DAF-2 lokalisert på celleoverflaten, og som liksom fremmer aldring. Hvis denne reseptoren skade, disse ormene lever omtrent dobbelt så lenge.

Når DAF-2-reseptoren aktiveres, og det utløser en kaskade av cellulære prosesser som fører til inaktivering protein, som kalles den DAF-16. DAF-16 - dette er en svært viktig protein som regulerer celle arbeid som følger. Hvis maten tilgjengelig og DAF-16 er inaktivert, cellen tenker: "Å, er zashib måltid komplett, alt er bra, kan du slappe av, jeg er ikke i fare, er det mulig å multiplisere, dividere -. Alt er fint" Hvis dette signalet ikke er tilstede, dvs. DAF-2 er ødelagt, eller hvis det ikke er mat, det aktiverer DAF-16, mener cellen, "Hva et rot, jeg dør, stress, et mareritt! Du må spare deg selv "- og kjører en haug med forsvarsmekanismer: ved mutasjoner av oksidativt stress, varme sjokk, alle på rad. Dvs DAF-16 gjør arbeids hundrevis av andre gener som beskytter cellene mot ulike problemer.

Det viste seg at en person har protein som ligner på DAF-16 og DAF-2. Men i likhet med DAF-16 protein mutasjon ble funnet. Det er folk med en variant av dette proteinet, og det er folk med et annet alternativ. Eiere av første utførelse (FOXO3) er mye mer sannsynlig å leve til 90 år eller mer. Det vil si at ved å studere den molekylære mekanismen for aldring i ormer, kan vi bedre forstå hvordan mekanismene for aldring hos mennesker.

Selvfølgelig ikke alt som vi lærer om ormer, kan oversettes til mennesker. For eksempel, hvis vi fjerner kjønnsceller av gonade av ormen, aktiverer den også DAF-16 og han vil leve lenger. Men hvis du kastrere deg selv, er livet ikke forlenget.

Kroppsvekt

Dverg flaggermus kan leve opp til 40 år. Organismer med større kroppsvekt leve lenger. Men det er de som har forventet levealder er mye større enn beregnet på grunnlag av kroppsmassen. For eksempel folk lever mye lenger enn andre arter med samme masse. Dwarf flaggermus og deres pårørende også er langvarige. Disse flaggermus dukket opp som DAF-2 protein, men med spesifikke mutasjoner.

Bortsett fra modellorganismer, er forskerne utforske og mutasjoner som oppstår hos mennesker.

Denne unge mannen er død i en alder av 17, han hadde en for tidlig aldring syndrom kalt "Progeria". Denne genetisk lidelse som fører til tidlig opptreden av tegn på aldring. I ung alder er det senile sykdommer, og folk i gjennomsnitt leve 13 år. For denne sykdommen fører til en mutasjon i genet som er ansvarlig for syntesen av proteinet lamin. Dette proteinet er ansvarlig for organiseringen av kjernen, den såkalte kjernefysiske matrise, atomstruktur. Ormer med aldring kjernematrise er ødelagt i cellene, og jo langsommere skjer, ormer lever lenger. Kanskje ødeleggelsen av kjernefysisk matrise spiller en viktig rolle i menneskelig aldring.

Veksthormon

Veksthormon fører indirekte til forsterkning av signalet, som blir ført gjennom vår analog DAF-2. Hvis mye enklere, dverger da cellene føle noen effekt av sult. Her pygmé mus Yoda og hans kjæreste Princess Leia:

Ved Yoda var ødelagt gen som regulerer syntesen av veksthormon. Han bodde i laboratoriet i fire år - i form av menneskelig alder er mer enn hundre år.

I Ecuador er det en befolkning på folk med en viss form for dverger kalt Laron syndrom, er det om lag hundre mennesker. Vi vet ikke hvordan de lever. Forskere ser dem i over 20 år, og var utgivelsen at disse menneskene har redusert risikoen for enkelte senil sykdommer, inkludert kreft og diabetes. Kanskje de virkelig lever lenger enn andre mennesker i samme region.

Gud TOR, herre rusk

Illustrasjon: Ban Lab

Cellene våre er i stand til å fjerne seg fra rusk ikke bare i divisjonen. De kan absorbere det. Dette kalles autofagi - celler fordøye de skitneste i seg selv, så er det liksom komme og kaste. Denne prosessen kan bidra til fornyelse av celler, men det hindrer TOR protein.

Hva gjør han? Han sier: "Alt er nyttig. Dette bedervet sandwich som du har her er hendig. Det vil være sulten, vil blokkere, og det vil gå til sak. " Våre forfedre levde i en vanlig matmangel. Det var ingen genmodifiserte organismer, var det ingen grønn revolusjon, normal jordbruket, var det ingenting. Sult kan skje når som helst, og derfor har TOR spilt en viktig rolle. Men nå er dette søppel hoper seg opp og skader cellene. Heldigvis finnes det stoff-inhibitorer som kan undertrykke proteinet.

TOR inhibitorer utløse autofagi gjennom proteinet. TOR selv er oppkalt etter den rapamycin: target of rapamycin (target of rapamycin). Rapamycin - er et antibiotikum som produserer sopp, det er også brukt som en immunosuppressant. Dette stoffet anvendes i organtransplantasjon for å redusere risikoen for avvisning. Rapamycin forlenger også levetiden på ulike organismer, som for eksempel mus, og ganske sterkt.

Rapamycin er svært dyrt, så i mange tilfeller bruke en mye billigere hemmer av TOR - koffein. Dyreforsøk har bekreftet at den øker og forlenger levetiden til autophagy. Også vi har resultatene av epidemiologiske studier, i henhold til hvilke humane populasjoner, hvor å drikke noen kopper kaffe en dag, og dødeligheten er redusert med 10%.

Det er begrepet "franske paradoks": den franske langlivede og sjelden lider av hjerte- og karsykdommer. På et tidspunkt, forklarer dette forbruket av resveratrol som finnes i rødvin. Gnagere stoffet forlenger livet. Men så telte hvor mye å konsumere vin mann til resveratrol hadde samme effekt - to fat per dag. Tilsynelatende den franske paradoks snart forbundet med seg selv etanol, noe som i visse lave konsentrasjoner forlenget levetid for nematoder. Folk som drikker et glass vin om dagen reduserer risikoen for hjerte- og karsykdommer som koronar hjertesykdom, koronar hjertesykdom og så videre. Men etanol har en negativ side side: alkoholisme, skrumplever, øker risikoen for visse kreftformer. Derfor, om det er mulig å anbefale hvordan geroprotector etanol - er en Moot. Det vekker interesse for forskere og metformin - en kur for diabetes. Det har noen bivirkninger relatert til mage-tarmkanalen. Det er forskning som bekrefter at metformin forlenger levetiden til ormer.

Men den lengste - 50% - levende nematoder grunn til alfa-ketoglutarat. Han er bemerkelsesverdig at det er i mennesker i stort antall, og har lav toksisitet. Men til nå, ingen studier på gnagere, forskere, fordi det er svært vanskelig å få finansiering til å studere denne medisinen mot aldring, fordi aldring ikke er ansett som en sykdom. Alfa-ketoglutarat, forresten, idrettsutøvere bruk som et tilsetningsstoff for å akselerere veksten av muskelmasse. Men det er motstridende rapporter om det virkelig hjelper i dette.

Young blod

Illustrasjon: Popular Science

I en studie forskerne kirurgisk sluttet likene av to gnager - gamle og unge, som kombinerer blodsystem. Under disse forholdene, gamle gnager lever lenger og ung - mindre, mens i eldre gnagere øker plastisitet av nervesystemet, det vil si evnen til nervecellene til å danne nye nerveforbindelser. De forbedrer også regenerering av muskelvev. Det er klart at ingen tilbyr å sy sammen eldre og små barn til pensjonister leve lenger. Men kanskje vi finner noen faktorer som er til stede i ung serum, eller finne celler som forlenger livet og kan syntetisere dem og gi som en medisin for eldre mennesker. Denne fantastiske fortalte Tony Wyss-Korea (Tony Wyss-Coray). Fører allerede tekniske tester bruker plasma hos unge organismer for behandling av Alzheimers sykdom. La oss se hva de kommer ut.

For å leve lenge

En annen historie innebærer en forsker Aubrey de Grey (Aubrey de Grey), han også utført på Ted Talk. Aubry sa: "Noen sier:" Vel, vil vi forlenge levetiden på 20 år, ikke kommer til å dø i 80 og 100. Men det er fortsatt ikke veldig beroligende. Kan vi regne med noe mer? "". Aubrey svarte: "Ja, det kan vi." Hvorfor? Han viser til metaforen om universell gravitasjon. Hvis du vil ta ballen og kaste på ham, vil han falle. Hvis du kaster på ham mye, vil det falle senere. Men hvis du kaster på den, slik at den når den først kosmisk hastighet, da ballen vil fly ut i verdensrommet, for aldri å vende tilbake til Jorden. "Se, vitenskapelige og teknologiske fremskritt utvikler seg raskere og raskere, og, kanskje, for de 20 år, har du fortsatt vil leve, vil komme opp med et stoff som forlenger livet for en annen 25 år, og i løpet av disse 25 årene vil komme opp med et stoff som forlenger livet i ytterligere 30 år, og så videre. Og kanskje, siden en viss alder, noen mennesker kan leve i lang tid, tusenvis av år. " Mange forskere er skeptiske. Men det er ingen alvorlige argumenter for at det er umulig i prinsippet. Vi ser at den vitenskapelige og tekniske utvikling forlenger livet til menneskene, med hele verden, i alle land, selv de fattigste, og forventet levealder er i stadig vekst. Dette betyr at for å få til å forlenge livet trenger å utvikle vitenskap.

Til slutt vil jeg gjerne anbefale et godt nettsted geroprotectors.org - det er samlet publisering av resultater fra studier av ulike stoffer fra synspunkt av å forlenge levetiden til en eksperimentell dyreorganismer.