Наукові секрети довгого життя
Старіння не є неминучим фактом життя - багато тварин вже знайшли спосіб відтягнути момент смерті. Їх підказки можуть допомогти нам всім насолоджуватися довгим і здоровим життям. Наприклад, хоча б до двохсот років. Ви можете уявити собі таке? Я так.
Всього через 30 років після публікації «Мобі Діка», група аляскинских китобоїв спробувала приборкати власного гіганта з океану. Їх метою став гренландський кит чоловічої статі, друге за величиною ссавець на Землі. Цей вид славиться своєю дивовижною довговічністю: згідно фольколору інуїтів, ці кити живуть «дві людських життя», а також вивільняються від гарпунів за рахунок свій величезної сили.
Ці китобої були озброєні за останнім словом техніки, зокрема - «списом-бомбою», яке вибухає при попаданні, щоб пробити товстий шар китового жиру. Проте, і цього було недостатньо, щоб перемогти кита. Три фрагмента списи потрапили йому в бік, але - як Мобі Дік - він вирвався і пішов всього лише з поверхневими пораненнями.
Кіт продовжував блукати неспійманих ще 120 років, до 2007 року, поки група китобоїв його, нарешті, не спіймала. Вона навіть виявила фрагменти того самого списа, якого залишилося в китовому жирі.
За різними оцінками, ці кити живуть щонайменше 150 років і, можливо, до 210 років. Крім злегка зморщився шкіри, зайвого жиру і бойових шрамів, кити виявляють напрочуд мало шкідливих наслідків довгого життя. Що, в свою чергу, становить величезний інтерес для лікарів, які вивчають старіння.
«Вони живуть набагато довше людей, але живуть в дикій природі, не звертаючись до лікаря і не користуючись благами людського суспільства, - говорить Жуан Педро де Магалхаес з університету Ліверпуля. - Таким чином, вони повинні бути природним чином захищені від хвороб старості ».
Вивчаючи цих китів та інші надзвичайно живучі істоти, де Магалхаес і колеги сподіваються, що ми зможемо знайти нові ліки, які аналогічним чином будуть сповільнювати розпад людського тіла і відкладати смерть. «Старіння - це загадка, ми знаємо відносно мало про пов`язаних з нею біологічних процесах, і воно залишається першопричиною страждань і смерті в сучасному світі, - каже де Магалхаес. - Якби ми могли хоча б ненадовго його відкласти, це було б безпрецедентним дивом для людини ».
Вадим Гладишев з Гарвардського університету згоден з ним. «Це найважливіший біологічний питання, оскільки більшість хронічних захворювань людини випливають з старіння. Біомедична наука організована так, щоб здебільшого займатися конкретними захворюваннями, на кшталт раку, Альцгеймера або діабету », - говорить він. «Але якщо ви відкладаєте старіння, ви можете відкласти і всі пов`язані з ним захворювання заодно».
Зі старінням пов`язані найрізноманітніші чинники. По-перше, навколишнє середовище: ніхто не може жити в міхурі, тому наша ДНК та інша молекулярна інженерія повільно пошкоджується шкідливими хімікатами або випромінюванням. Хоча наші клітини мають інструменти для ремонту, в кінцевому підсумку руйнування стають занадто великими, призводять до мутацій, і клітини розростаються в пухлини.
Ми також могли б вирішити проблеми з власним метаболізмом: як печі потребують регулярного чищення, наші клітини виробляють безліч відходів у міру спалювання енергії. Відходи накопичуються з плином часу і можуть порушувати важливі біологічні процеси. «Сума збитку накопичується і організм не в змозі впоратися з ним», - говорить Гладишев.
Нарешті, тіло стикається з проблемами регенерації органів: кожна хромосома має в`язку ДНК на закінченнях, які називаються теломерами і які поводяться подібно пластиковим наконечником на шнурках, що перешкоджають їх розповзання. Теломера стає коротшим кожен раз, коли клітина ділиться, поки, зрештою, не стає настільки короткою, що клітина починає функціонувати некоректно, або вмирає. З таким результатом ми стаємо вразливими до різних захворювань.
звіринець Мафусаїла
Все вказує на те, що якась нездоланна сила штовхає нас до смерті - але кілька ліній доказів говорять про те, що існують гальма, здатні уповільнити цей процес. Наприклад, загальне діабетичне ліки, метформін, може трохи сповільнити старіння у мишей. І проста зміна одного гена, що бере участь в клітинному метаболізмі у кільчастих хробаків, може набагато продовжити його життя-і хоча малоймовірно, що такі ж зміни допоможуть більш комплексним організмам, все це натякає на те, що старіння цілком піддається контролю. «Старіння напрочуд пластичний процес, яким можна керувати», - каже де Магалхаес.
Вчені начебто Магалхаеса і Гладишева знаходяться в пошуках інших кандидатів, використовуючи в якості керівників реальних Мафусаїлів (Мафусаїл - самий долгоживущий біблійний персонаж). Серед одних тільки ссавців тривалість життя спостерігається найрізноманітніша, від землерийок, які живуть не довше півроку, до гренландських китів, які живуть більше двохсот років. З якихось причин, природний відбір підштовхнув певних істот розвивати власні еліксири життя.
«Метформин трохи подовжує життя мишей, але якщо поглянути на різних істот, здатність природного відбору збільшувати тривалість життя набагато могутніше, - каже де Магалхаес. - Вони будуть, швидше за все, виробляти інші механізми продовження життя, опираючись раку та інших вікових захворювань ». І кожне з них може поліпшити нашу медицину. Або як зазначає Гладишев, «природа змінює тривалість життя постійно, питання лише в тому, як вона це робить. Чи можемо ми орієнтуватися на цю механіку, тим самим продовжуючи тривалість життя людей? ».
Найцікавіші створення знаходяться серед особливих долгожітелей- конкретні види можуть пережити, здається, навіть найближчих родичів. І вони не завжди так величні, як гренландський кит. Зі свого зморшкуватою і безволосої шкірою, голий землекоп зовсім не схожий на дитину на плакаті, пропагує здоровий спосіб життя - але живе до 30 років, куди більше, ніж 2-3 роки, які можуть дозволити собі звичайні миші. Крім того, голий землекоп надзвичайно стійкий до раку - у тисяч окремих землекопів, вивчених в лабораторіях, не було виявлено жодного випадку раку. Навіть коли їх купали в сильних канцерогени, вони залишалися невразливими до раку.
Це може бути частково пояснено тим, що їх клітини перестають рости, коли стають занадто щільними - цей механізм зупиняє розмноження пухлини і бере зріст під контроль. І він, схоже, випливає з особливо «важкої» версії хімічної речовини, відомого як гіалуронова кислота. Ця молекула є частиною лісів, що оточують клітину, і могла спочатку брати участь у розвитку еластичності шкіри голого землекопа, щоб йому було простіше протискуватися через тісні нори. Сьогодні вона, схоже, є частиною сигнальної системи, яка зупиняє клітини від безконтрольного розмноження. Іншими словами, навіть якщо мутація дозволяє утворитися пухлини, гиалурона зупиняє її подальший розвиток.
Гладишев також вивчав кажана Брандта - крихітна істота, яка живе понад 40 років, незважаючи на те, що важить трохи більше кубика цукру-рафінаду. «Беручи до уваги його розмір, цей випадок самий крайній», - каже Гладишев. Він знайшов незвичайні мутації навколо рецепторів мишей, які забезпечують зростання гормонів і інсулін-подібний фактор росту - зміни, які могли б навести нас на думки про те, як контролювати метаболізм у тварин, обмежуючи пошкодження, які зазвичай приходять з віком.
Виявить чи кит-рекорсдмен подібні натяки? Величезні розміри кита - 20 метрів в довжину і до сотні тонн вага - створюють деякі унікальні проблеми, цікаві біологам начебто Магалхаеса і Гладишева. Наприклад, якби його клітини спалювали енергію з такою ж швидкістю, як клітини мишей, надлишок тепла скип`ятив б навколишнє воду, тому еволюція виробила у кита повільний метаболізм і низьку температуру тіла.
Таке величезне тіло також піддає вас величезному ризику раку, завдяки простій математиці: чим більше у вас клітин, тим вищі шанси на те, що у вас з`являться шкідливі мутації. (Насправді, одне дослідження навіть показало, що високі люди трохи більш схильні до розвитку раку, ніж низькі, з цієї причини). І проблема посилюється, якщо ви живете довше, ви відчуваєте «більше поділів клітин, тому ймовірність раку сильно виростає», говорить Леонард Нанні з Каліфорнійського університету в Ріверсайді, який досліджує еволюцію раку.
Безсмертний зоопарк
Чи можуть якісь істоти жити вічно?
Гренландський кит може жити довше двох століть, що робить його найстарішим ссавцям. Але як можна порівняти це з іншими типами організмів? Дослідження насіння остистой сосни, яка живе до 4700 років, не виявило ніяких особливих клітинних мутацій, які могли б проявитися з часом. Колоніальні тварини на зразок коралів можуть жити більше 4000 років. Але окремі поліпи не протягнути більше декількох років. Молюск хв вважається найстарішим одиночним тваринам. Цей океанічні довгожитель був 507 років від роду, коли біологи дістали його з прибережних вод поблизу Ісландії в 2006 рік.
Відео: Наукові Секрети довголіття! Головні причини смерті - Гарантоване просвітлення мозку!
Якщо відштовхуватися від людських темпів розвитку раку, всі великі кити повинні бути засіяні пухлинами ще до народження - але вони продовжують жити і жити. Цей факт відомий як «парадокс Пето» і свідчить про те, що кити, як і голі землекопи, мають в рукаві хитрі еволюційні трюки, щоб впоратися з шкідливими мутаціями. Якщо помістити їх в контекст інших тварин, вони реально будуть довгожителями. У них повинні бути якісь механізми пригнічення росту пухлин, яких немає у нас.
Саме ці механізми, і багато іншого, намагається знайти Магалхаес, вдивляючись в геном кита. Спочатку він намагався експериментувати з тканиною. І в кінцевому підсумку знайшов команду, яка вже налагодила зв`язки з інуїтських мисливцями. Щоб зберегти свої життєві традиції, корінні суспільства навколо Арктики ловлять і вбивають обмежена кількість гренландських китів щороку. Хоча спочатку вони з підозрою ставилися до сторонніх, в кінці кінців мисливці погодилися допомогти вченим взяти частину тканин з видобутку.
Навіть після збору матеріалу, група зіткнулася з надзвичайною завданням вибудовування генетичної послідовності. З огляду на величезний обсяг даних, завдання було схоже на нарізування сотень або тисяч копій Мобі Диков і потім вибудовування окремих послідовностей в осмислений порядок.
Результатом стала серія висновків, яка могла б прокласти шлях для майбутньої медицини. Особливий інтерес вчені побачили в змінах гена під назвою ERCC1. Цей ген відомий кодуванням молекулярного інструментарію, який може залатати невеликі ділянки пошкодженого геному. Схоже на те, що одна мутація гренландських китів пішла ще далі і, можливо, запобігає накопиченню шкідливих мутацій, які викликають рак.
Вчені також виявили зміни в гені PCNA, який бере участь в проліферації клітин. Він кодує білок, який діє як свого роду затиск, що з`єднує молекулярні машини, які викликають реплікацію ДНК. Гренландські кити мають подвоєні ділянки з цим геном, і їх мутації, схоже, допомагають взаємодіяти з іншими частинами інструменту, який бере участь в ремонті ДНК. Вчені припустили, що це одне змін може провокувати зростання клітин без пошкоджень, які приходять з роками. З огляду на інші важливі адаптації, це може допомагати китам знижувати клітинний стрес, що, в свою чергу, може призводити до довгого життя ссавців.
ознака довголіття
По інший бік Атлантики, в Гарварді, Гладишев недавно здійснив власне вивчення «транскріптоми» гренландських кітов- не тільки вивчивши гени, але і вивчивши їх активність. Якщо ви бачите, що деякі гени особливо активні, ви знаєте, що вони також можуть грати важливу роль в старінні. Учений виявив ті ж типи змін в сигнальній системі інсуліну, які помітив у кажанів Брандта. «Можливо, так змінюється метаболічна настройка клітин, якимось чином вони стають довгоживучими. Втім, ці висновки вимагають ретельного аналізу ». Результати призводять до «ознакою довголіття», на думку вченого, а значить, можуть бути використані в подальших дослідженнях.
Ці висновки привернули увагу найважливіших фігур в медицині. Френсіс Коллінз, директор американського Національного інституту охорони здоров`я був вражений, написавши, що робота Гладишева підводить нас «прямо до порогу нових відкриттів на тему здорового і довгого життя».
За цим порогом ми можемо виявити багато можливих шляхів поліпшення нашого лікування. Гладишев стверджує, що ми могли б побачити, чи може якась дієта або вправи допомогти нашим тілам виробити тривалість життя, схожу з китової. Наприклад, деякі стверджують, що пост, або «обмеження в калоріях» уповільнює процес старіння, і було б цікаво порівняти метаболічні зміни, нагадують вони ті, які дозволяють китам жити так довго. У цьому сенсі, гренландські кити могли б стати нашими провідниками в довге щасливе життя.
Крім того, ці довгоживучі істоти могли б надихнути нас на більш радикальні методи лікування. Першим кроком, говорить де Магалхаес, буде виростити тканину людини з мутаціями, поміченими у гренландських китів, кажана Брандта і голого землекопа. «Якщо ми змінимо людські білки так, щоб вони нагадували тварини, ми можемо побачити і зміни в ДНК, - говорить він. - І я хотів би взяти гени гренландського кита і помістити їх в мишей, щоб побачити, проживуть вони довше ».
Після цих початкових випробувань, наступним перешкодою буде пошук способу створення тих же самих змін в надзвичайно складному людському тілі, можливо, за допомогою препаратів, що імітують генетичні ефекти. У деяких випадках, можна генетично модифікувати організми, як дріжджів, щоб вирощувати потрібні білки в великих чанах, які будуть самоочищатися для подальшого використання людьми, або ж знайти ліки, що імітують ці ефекти. В майбутньому, генна терапія може навіть дозволити нам виправляти ДНК живих людей- ми могли б запозичити у гренландських китів генетичні мутації, які ті виробляли мільйонами років. З огляду на останні досягнення в генній терапії, «немає ніяких причин думати, що це неможливо».
Відео: Микола Пейчев Секрети довголіття Концентрація на довге життя Академія Цілителів
Очевидно, все найскладніше попереду. Хоча ми щодо тісно пов`язані з точки зору еволюції, то, що працює для кита або голого землекопа, може працювати обмежено або взагалі не працювати у випадку з тілом людини. «Ви завжди можете знайти різні способи, якими різні організми пригнічують рак - але чи будуть вони корисні терапевтично, цього не можна знати заздалегідь», - каже Нанні. Природний відповідь на рак вироблявся в ході «щасливого процесу», коли унікальне рішення випливало з унікальних обставин кожного окремого організму. При цьому, він вітає новий підхід до пошуку рішень в природі. «Я думаю, біологи раку починають розуміти, що включення еволюційних ідей буде плідним заходом».
Де Магалхаес і Гладишев не мають жодних ілюзій про складність шляху - але не втрачають надії. «Історія повна заяв експертів, які вважали деякі речі неможливими і врешті-решт виявилися не праві», - каже де Магалхаес. Подумайте про стан медицини 120 років тому, коли деякі з сучасних гренландських китів були ще зовсім дітьми. Тоді становлять загрозу для життя інфекції були звичним для життя фактом. Сьогодні антибіотики займаються їх успішним лікуванням.
В кінцевому рахунку, де Магалхаес вважає старіння кінцевої хворобою - хворобою, яку можна вилікувати саму по собі. «Ми не просто продовжуємо термін старіння, - говорить він. - Ми хочемо, щоб у 70-річних було здоров`я 50-річних - така мета ». Можливо, в 2120 року ми будемо дивитися в минуле, дивуючись перших кроків по досягненню цієї мети.
