О том, что реальным отражением физического состояния организма человека, является не указанный в паспорте год рождения, а биологический возраст, ученым известно давно. Так, совсем недавно исследователи выяснили, что люди стареют с очень разной скоростью: например, биологический возраст 38-летнего человека может варьироваться от 28 лет до 61 года.
Это означает, что организм некоторых людей стареет на три года за 12 месяцев, а других — всего лишь на год за 16,5 месяцев. Отвечая на вопрос о том, почему так происходит, авторы исследования заявили, что первостепенную роль в формировании подобных различий играют не внутренние факторы (генетика лишь на 20% ответственна за скорость старения), а внешние, такие как качество питания и условий жизни, интенсивность занятий спортом, регулярные медицинские обследования.
Однако авторы статьи, опубликованной вечером 17 сентября в журнале Cell Systems, утверждают: старение организма в большей степени зависит от процессов, которые с течением времени происходят с каждым конкретным типом клеток нашего тела. Исследовательская группа под руководством Мартина Бека из Европейской молекулярно-биологической лаборатории выяснила, что разные органы стареют с разной скоростью, а происходит это из-за неодинаковой скорости старения отдельных клеток.
Ученые проанализировали состояние клеток печени и головного мозга лабораторных мышей в возрасте шести месяцев (что эквивалентно 18 «человеческим» годам) и 24 месяцев. В отличие от предыдущих исследователей, авторы сконцентрировались не на изучении экспрессии генов (то есть понимании того, какие гены «включаются» и «выключаются» с возрастом), а на том, какие типы белков производят клетки этих органов. Исследователям удалось обнаружить 468 различий в состоянии белков у старых и молодых грызунов, значительная часть которых возникла в процессе белкового синтеза. Кроме того, было установлено, что в процессе старения организма 130 белков изменяют место своего расположения в клетке, по-другому осуществляют процесс фосфорилирования (изменения белка уже после его создания) и сплайсинга («вырезания» определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и их последующего соединения, которое сохраняется в «зрелой» молекуле).
Больше всего ученых поразил тот факт, что связанные с возрастом изменения белков оказались очень специфичными — подавляющая их часть была характерна только для одного органа. Авторы статьи объясняют это тем, что клетки разных органов обладают неодинаковыми свойствами: так, клетки печени в течение жизни организма обновляются достаточно часто, поэтому не обладают устойчивостью к возрастным изменениям. В то же время большая часть нейронов головного мозга «живет» в нем от рождения организма до его смерти, а это значит, что они должны обладать «врожденной» способностью противостоять времени. Получается, что печень стареет гораздо быстрее головного мозга.
Кроме того, клетки печени и мозга выполняют абсолютно разные функции: если основная задача первых — осуществление обмена веществ, то вторые отвечают за нейропластичность мозга (его способность изменяться и восстанавливать утраченные связи после повреждения или в качестве ответа на внешние воздействия).
«Наша работа доказывает, что механизмы старения разных органов отличаются друг от друга, и что управляются они процессами выработки и обновления белков. Мы думаем, что и с остальными органами ситуация обстоит так же. Теперь перед нами стоит другой вопрос: может ли один орган влиять на скорость старения другого?», — комментирует один из авторов статьи Мартин Гетцер.
Корреспондент нашего СМИ поговорила с руководителем исследовательской группы Мартином Беком и выяснила, какую роль сделанные учеными выводы могут сыграть в разработке методов борьбы со старением.
— Мартин, можно ли сказать — если, конечно, упростить полученные вами результаты, — что наши внутренние органы имеют разный биологический возраст?
— Это не совсем так. Возраст у них один — просто он по-разному влияет на каждый орган. Печень обладает высокой способностью к самообновлению — это значит, что ее клетки делятся и обновляются на протяжении всей жизни, — а мозг этого делать не умеет. Мы сравнили молекулы (РНК и белки), содержащиеся в обоих органах старых и молодых животных. Мы обнаружили различия, которые означают, что печень (которая, в принципе, постоянно обновляется) гораздо сильнее страдает от возрастных изменений. Кроме того, эти изменения отличаются друг от друга: например, в мозге больше поражаются молекулы, которые отвечают за осуществление коммуникации между клетками, а в печени таких молекул вообще нет. В печени же страдают молекулы ферментов, обеспечивающих обмен веществ. Они присутствуют во многих тканях, но в мозге они деградируют не так сильно.
— Этот механизм — результат эволюционного развития тканей? Вы можете объяснить, почему старение происходит так неравномерно?
— На вопрос о том, является ли это продуктом эволюции, можно однозначно ответить «да», потому что низшие эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядра вообще не имеют тканей. Хотя мы знаем, что стареют даже клетки дрожжей, существуют организмы, которые можно назвать «потенциально бессмертными».
Специфическое старение органов — это последствие развития специализированных клеток и тканей, которые содержат специализированные же молекулы и выполняют особые задачи.
— Помогут ли результаты вашей работы в понимании того, как стареет организм в целом? Можно ли утверждать, что человек умирает, когда сумма накопленных разными органами повреждений достигнет определенного значения?
— Да, конечно, чтобы понять, как стареет система, нужно понять, как это делают ее части. Некоторые ученые также надеются, что это поможет разработать новые — более «прямые» — методы лечения некоторых возрастных заболеваний. Что касается второго вопроса… Его было бы лучше задать врачу. Но я бы сказал «нет». Смерть может наступить из-за резкого ухудшения состояния всего лишь одного жизненно важного органа.
— А возможно ли будет в будущем каким-то образом влиять на скорость старения разных органов и тем самым продлевать человеку жизнь?
— Ну, можно сказать, что это уже происходит: можно есть здоровую пищу, не пить, не курить, тем самым «помогая» печени и легким. Хотя, конечно, чтобы создать специальные лекарственные препараты, изучать процессы старения разных органов придется еще долго.
Однако авторы статьи, опубликованной вечером 17 сентября в журнале Cell Systems, утверждают: старение организма в большей степени зависит от процессов, которые с течением времени происходят с каждым конкретным типом клеток нашего тела. Исследовательская группа под руководством Мартина Бека из Европейской молекулярно-биологической лаборатории выяснила, что разные органы стареют с разной скоростью, а происходит это из-за неодинаковой скорости старения отдельных клеток.
Ученые проанализировали состояние клеток печени и головного мозга лабораторных мышей в возрасте шести месяцев (что эквивалентно 18 «человеческим» годам) и 24 месяцев. В отличие от предыдущих исследователей, авторы сконцентрировались не на изучении экспрессии генов (то есть понимании того, какие гены «включаются» и «выключаются» с возрастом), а на том, какие типы белков производят клетки этих органов. Исследователям удалось обнаружить 468 различий в состоянии белков у старых и молодых грызунов, значительная часть которых возникла в процессе белкового синтеза. Кроме того, было установлено, что в процессе старения организма 130 белков изменяют место своего расположения в клетке, по-другому осуществляют процесс фосфорилирования (изменения белка уже после его создания) и сплайсинга («вырезания» определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и их последующего соединения, которое сохраняется в «зрелой» молекуле).
Больше всего ученых поразил тот факт, что связанные с возрастом изменения белков оказались очень специфичными — подавляющая их часть была характерна только для одного органа. Авторы статьи объясняют это тем, что клетки разных органов обладают неодинаковыми свойствами: так, клетки печени в течение жизни организма обновляются достаточно часто, поэтому не обладают устойчивостью к возрастным изменениям. В то же время большая часть нейронов головного мозга «живет» в нем от рождения организма до его смерти, а это значит, что они должны обладать «врожденной» способностью противостоять времени. Получается, что печень стареет гораздо быстрее головного мозга.
Кроме того, клетки печени и мозга выполняют абсолютно разные функции: если основная задача первых — осуществление обмена веществ, то вторые отвечают за нейропластичность мозга (его способность изменяться и восстанавливать утраченные связи после повреждения или в качестве ответа на внешние воздействия).
«Наша работа доказывает, что механизмы старения разных органов отличаются друг от друга, и что управляются они процессами выработки и обновления белков. Мы думаем, что и с остальными органами ситуация обстоит так же. Теперь перед нами стоит другой вопрос: может ли один орган влиять на скорость старения другого?», — комментирует один из авторов статьи Мартин Гетцер.
Корреспондент нашего СМИ поговорила с руководителем исследовательской группы Мартином Беком и выяснила, какую роль сделанные учеными выводы могут сыграть в разработке методов борьбы со старением.
— Мартин, можно ли сказать — если, конечно, упростить полученные вами результаты, — что наши внутренние органы имеют разный биологический возраст?
— Это не совсем так. Возраст у них один — просто он по-разному влияет на каждый орган. Печень обладает высокой способностью к самообновлению — это значит, что ее клетки делятся и обновляются на протяжении всей жизни, — а мозг этого делать не умеет. Мы сравнили молекулы (РНК и белки), содержащиеся в обоих органах старых и молодых животных. Мы обнаружили различия, которые означают, что печень (которая, в принципе, постоянно обновляется) гораздо сильнее страдает от возрастных изменений. Кроме того, эти изменения отличаются друг от друга: например, в мозге больше поражаются молекулы, которые отвечают за осуществление коммуникации между клетками, а в печени таких молекул вообще нет. В печени же страдают молекулы ферментов, обеспечивающих обмен веществ. Они присутствуют во многих тканях, но в мозге они деградируют не так сильно.
— Этот механизм — результат эволюционного развития тканей? Вы можете объяснить, почему старение происходит так неравномерно?
— На вопрос о том, является ли это продуктом эволюции, можно однозначно ответить «да», потому что низшие эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядра вообще не имеют тканей. Хотя мы знаем, что стареют даже клетки дрожжей, существуют организмы, которые можно назвать «потенциально бессмертными».
Специфическое старение органов — это последствие развития специализированных клеток и тканей, которые содержат специализированные же молекулы и выполняют особые задачи.
— Помогут ли результаты вашей работы в понимании того, как стареет организм в целом? Можно ли утверждать, что человек умирает, когда сумма накопленных разными органами повреждений достигнет определенного значения?
— Да, конечно, чтобы понять, как стареет система, нужно понять, как это делают ее части. Некоторые ученые также надеются, что это поможет разработать новые — более «прямые» — методы лечения некоторых возрастных заболеваний. Что касается второго вопроса… Его было бы лучше задать врачу. Но я бы сказал «нет». Смерть может наступить из-за резкого ухудшения состояния всего лишь одного жизненно важного органа.
— А возможно ли будет в будущем каким-то образом влиять на скорость старения разных органов и тем самым продлевать человеку жизнь?
— Ну, можно сказать, что это уже происходит: можно есть здоровую пищу, не пить, не курить, тем самым «помогая» печени и легким. Хотя, конечно, чтобы создать специальные лекарственные препараты, изучать процессы старения разных органов придется еще долго.
Обсуждения Биологический возраст организма человека