Alternativy k smrti: jak porazit stárnutí

jako moderní molekulární biologie se dívá na fenomén stárnutí? Stejně jako se snaží studovat stárnutí, je tu naděje na zpomalení nebo dokonce zastavit tento proces? Tyto otázky se zaměřil na přednáškové biolog Alexander Panchina, se kterým on dělal v minulosti v kanceláři Mail.Ru Group Popular Science přednášky Set Up.

Stárnutí - snížení věku naděje dožití. Spuštění od určitého věku se každý rok zvyšuje pravděpodobnost úmrtí člověka. Po 20 letech, každých osm let života zvyšuje riziko o polovinu. Lidé umírají na srdeční onemocnění, rakoviny, mrtvice, rozedma plic, zápal plic, onemocnění ledvin, Alzheimerovy nemoci, úrazu. Ale dobrá zpráva je, že vědecký a technický pokrok umožnil získat mnoho nemocí a prodloužit lidský život.

Za posledních 60 let ve všech zemích zvýšil délku života, a někteří lidé začali žít asi 20 let déle. V Austrálii, Kanadě, Japonsku a některých evropských zemích, průměrná délka života vyšší než 80 let. To je otázka, o důležitosti dobré medicíny v zemi, uvážlivém využívání vědeckého pokroku, používání účinných léků, a ne nějaké homeopatie a tak dále. Ale celkově celosvětově patrný pokrok.

I na konci XIX století byla vyslovena hypotéza, teoretické nesmrtelnost hydra. V roce 1997 Daniel Martinez dokázal hypotézu experimentálně

Když vyvstává otázka, zda můžeme porazit tuto rostoucí graf zvýšení úmrtnosti, vzpomínám slova bratří Wrightů „Pokud mohou ptáci létají, pak můžeme dosáhnout řízenému letu.“ Biologové tvrdí, že v případě, že hydra s věkem, riziko úmrtí se nezvýšila, je pravděpodobné, že nás to může dělat. Neexistují žádné zásadní omezení, která neumožňují živý organismus, žít velmi dlouho. Klasickým příkladem dlouhým poločasem rozpadu organismu - pouhým mol krysu, která žije desetkrát déle než jejich příbuzní - myší a potkanů. Genom rypoš lysý již vyšetřuje vědce doufají, že pochopit, co dělá to tak zvláštní, a je trvanlivý.

Pokud budeme posuzovat rozmanitost života na této planetě, savčí délka života se mohou lišit od téměř stokrát a zvířata obecně - v řádu desítek tisíc krát. S tím, co může být připojen? Je zřejmé, že důležitou roli při stárnutí a dlouhověkosti geny hrají. Co je to dračice nebo vole z evolučního hlediska nejsou nijak zvlášť zájem o tom, jak žít dlouho. V přírodě, několik členů těchto druhů přežívat na stáří, jejich dostatečným předstihem jíst predátory. Dokonce i když tam byla nějaká mutace, prodloužení životnosti, z ní by bylo k ničemu, pokud jde o zvýšení reprodukční úspěch. A druhy, jak se zbavit hrozby před predátory, jsme jen svědky nárůstu průměrné délky života. Stejný nahý krtek krysa, která žije pod zemí, mohou žít po dobu 31 let. Dalším příkladem ochranu před predátory - schopnost létat, jako je tomu u netopýrů a ptáků. Ale lidé mohou chránit pomocí vědy a techniky.

Existují organismy, ve kterých byl gen již položené program smrti. Například některé druhy lososa žen umírá krátce po výtěru. Ale je tu ještě zajímavý příklad - chobotnice:

Obrázek: šneka Odyssey

Samice chobotnice klade vajíčka, přestává jíst, a v průměru za měsíc zemře. To programované smrti. Ale ukázalo se, že tento program může vrátit zpět, se chirurgicky - stačí vystřihnout pár žláz, po kterém chobotnice nemůže žít za měsíc, a 6-9 měsíců.

Existují příklady programované buněčné smrti, když jednotlivé buňky mohou zabíjet sebe. Tento proces se nazývá apoptóza, když buňky se hromadí velké množství mutací, které se nestávají rakovinné, nepředstavuje hrozbu pro tělo, to je samo o sobě ničí, a docela rozumné - buňka není jen šplouchání celý jeho obsah ven, a zhroutí se do oddílů, které pak mohou být zachyceny sousedem buněk a zlikvidovat. Zajímavé je, že se přechod z buněčné smrti k smrti celého organismu. Gut škrkavka Caenorhabditis elegans (háďátko) bit fluoreskuje. A když se červ umírá v důsledku přirozených příčin, nebo v důsledku nějaké škody, pak hodinu před jeho smrtí v přední části střeva Vlna záře je zesílen a postupně se rozšíří do konce střeva. Poté, červ se přestěhuje do jiného světa. Tento jev se nazývá „modré vlny smrti.“ Vlna může být vyvolána uměle, např. Zmrazení a rozmrazení červa. Také vědci našli způsob, jak zastavit tuto vlnu. Doba trvání života červa nezvýší, ale pokud je poškozen, nebude to umírá. Se vznikem vlny spustí proces buněčné smrti, ale pak je to modrá záře mizí, a červ pokračuje žít dál. Netřeba záře je jen ukazatelem, a to je opravdu vlna smrti buněk podél střeva, což vede ke smrti.

Proč je tento mechanismus vznikl? Zdá se, že v důsledku takového „úmrtí za hodinu,“ červ dostane jako potrava pro své vlastní potomstvo. Worms násadových děti umírají a stávají se potravou pro příští generace. Symbol oběti mateřství.

U lidí, alespoň u dospělých, bylo zjištěno, že tyto mechanismy. Naše stárnutí je souhrn mnoha různých procesů. Jeden z nich - je stárnutí buněk.

Staré buňky může dojít k poškození v sousedství, mohou uvolňovat látky, které vedou k zánětu. Starší buňky mohou stát rakovinné, takže by bylo dobré, aby se jich zbavit. Výsledky výzkumu byly publikovány v poslední době odstraněním pomocí speciálního medikace staré buňky určitého druhu geneticky modifikovaných hlodavců. A tito hlodavci žil déle. To je docela možné najít přístup ke stárnutí buněk.

Zkrácení telomer

lidský chromosom šedě telomery - bílá

stárnutí buněk je spojena s určitými procesy. Jeden z nich - zkrácení telomer. Jak je příroda, že při každém buněčném dělení, molekula DNA je zkrácena. Na koncích chromozomů jsou segmenty nazývané telomery, které se vztahuje ke zkrácení, čímž chrání zbytek chromozomu. Telomery zkrátit z generace na generaci a jsou staré buňky jsou velmi krátké. To je starý a mladý muž buňky mohou být rozlišeny podle délky telomer, s přihlédnutím k určitým změnám v těchto charakteristik.

Nicméně, tento problém již byl vyřešen v zkrácení našich kmenových buněk. Mají telomerázy enzym, který je schopen dokončit budování telomery. Z tohoto důvodu, o některých článků tvrdí, že jsou nesmrtelní.

Další dobrá zpráva je, že můžeme prodloužit telomery pomocí genové terapie. Experimenty byly provedeny ve které virus poskytovány prostřednictvím speciálního telomerázy u hlodavců, a telomery byly dokončeny v buňkách. Tito hlodavci, jako experimenty ukazují, žijí déle.

44-letý Elizabeth Parrish, vedoucí americké výzkumné společnosti BioViva, možná, se stal první osobou, ve které proti stárnutí genové terapie byl úspěšně testován

Podobné experimenty byly inspirovat Elizabeth Parrish snaží představit takovou genové terapie. Je zřejmé, že tak učiní v rámci PR kampaně, neboť vlastní největší biotechnologickou firmu. Tato zpráva předána informace, že je to něco jako ona prodloužena telomery. Ale to není vědecký experiment, není tam žádná kontrolní skupina, nedá srovnávat. Přestože tento příběh inspiruje mnoho a říká, že zkrácení telomery není nepřekonatelný problém stárnutí. akumulace poškození

Další věc, která se děje v buňkách - je hromadění škod. Jsou to různé. Jedním z typů poškození - je akumulace v buňkách haraburdí. Například špatné drcené proteiny, jako je tomu v případě Alzheimerovy choroby. Nebo nesprávně pracující organely jako mitochondrie poškozených. V každé buněčné dělení tato poranění rád se ředí, a každé z výsledných dvou buněk, které by měly být dvakrát menší. To znamená, že dělení aktivní buňky by mohly oživit.

Ale divize má svou temnou stránku - rakovinu. Tam jsou genetické mutace, které se neředí. Rakovinná buňka - buňka nashromáždil velký počet mutací, které mohou vést k neomezeně dlouho rozdělit, zablokování apoptózy. V současné době existuje více moderní metody pro boj s rakovinou. Předtím byl zcela nevyléčitelné onemocnění, je nyní v řadě případů je léčit.

půst

Jeden z nejkrásnějších experimentů prodloužit život byl spojen se studiem vlivu částečné hladovění. Experiment byl proveden v hlodavců. Toto je tabulka úmrtnosti:

Zelená barva ukazuje těch, kteří jedí z břicha, smrku pichlavého je o 25% méně, fialová - 55% méně, a červená - 65%. Jak můžete vidět, maximální délka života se zvýšila o 1, 5 krát. Green zemřel někde v průběhu tří let, zatímco zbytek podstatně déle žili. Když zemřel všechno zelené, rudí jsou stále naživu. Impozantní výsledek. Ukázalo se, že mechanismus prodlužující život přes hladovění relevantními velmi různých organismů, ale ne pro všechny. Tam jsou ty, ve kterých částečné zbavení snižuje délku života. Ale v mnoha druzích to funguje. Například škrkavka Caenorhabditis elegans, krysy, některé kmeny myší, psů, jsou konfliktní údaje týkající makaků. Na veřejnosti, je velmi obtížné dát takové experimenty. Když zjistil, jak částečné hladovění prodlužuje životnost červa, našel hormon, který je vylučován v reakci na příjem potravy. Tyto hormony působí na receptor DAF-2 se nachází na buněčném povrchu, a které nějakým způsobem podporuje stárnutí. Pokud toto poškození receptoru Tito červi žijí asi dvakrát tak dlouho.

Je-li aktivován DAF-2 receptor, se spouští kaskádu buněčných procesů, které vedou k inaktivaci proteinu, který se nazývá DAF-16. DAF-16 - to je velmi důležité, protein, který reguluje buněčnou pracovat následujícím způsobem. V případě, že strava a DAF-16 je inaktivovaná, buňka myslí: „Ach, zashib jídlo je kompletní, vše je v pořádku, můžete relaxovat, nejsem v nebezpečí, je možné násobení, dělení. - všechno je v pořádku“ Pokud tento signál není přítomen, tj DAF-2 je rozbité, nebo není-li jídlo, aktivuje DAF-16, buňky si myslí: „To je bordel, umírám, stres, noční můra! Musíte zachránit sebe „- a běží spoustu obranných mechanismů: mutacemi oxidativního stresu, teplotnímu šoku, to vše v řadě. Tj DAF-16 činí pracovní stovky dalších genů, které chrání buňky před různými problémy.

Ukázalo se, že člověk má protein podobný DAF-16 a DAF-2. Ale podobně jako DAF-16 proteinu mutace byla nalezena. Existují lidé s jednou variantou tohoto proteinu, a tam jsou lidé s jinou možnost. Majitelé prvního provedení (FOXO3) jsou mnohem pravděpodobnější, že se dožívají 90 i více let. To znamená, že tím, že studuje molekulární mechanismus stárnutí v červy, můžeme lépe pochopit, jak mechanismy stárnutí u lidí.

Samozřejmě, že ne vše, co se učíme o červy, mohou být převedeny na člověka. Například, pokud bychom odstranit zárodečné buňky gonad červa, ale také aktivuje DAF-16 a on bude žít déle. Ale pokud se vykastrovat sami, váš život se neprodlužuje.

Tělesná hmotnost

Trpasličí netopýři mohou žít až 40 let. Organismy s vyšší tělesnou hmotností dožívají vyššího věku. Ale jsou tu ti, jejichž délka života je mnohem větší, než je vypočítaný na základě jejich tělesné hmotnosti. Například lidé žijí mnohem déle než jiné druhy se stejnou hmotností. Trpasličí netopýry a jejich příbuzní jsou také trvanlivý. Tyto pálky ukázal jako proteinu DAF-2, ale se specifickými mutacemi.

Na rozdíl od modelové organismy, vědci zkoumají a mutace, které se vyskytují u lidí.

Tento mladý muž zemřel ve věku 17, měl předčasnému stárnutí syndrom zvaný „Progeria“. Tato genetická porucha, která způsobuje předčasné výskyt známek stárnutí. V mladém věku jsou stařecké choroby, a lidé v průměru žije 13 let. Pro toto onemocnění způsobuje mutaci v genu, který je zodpovědný za syntézu proteinu lamin. Tento protein je zodpovědný za organizaci jádra, tzv jadernou matrix, jaderné struktuře. Červi se stárnutím nukleární matrix je zničena v buňkách, a později se to stane, červi žijí déle. Možná, že zničení jaderné matrix hraje důležitou roli v lidské stárnutí.

Růstový hormon

Růstový hormon nepřímo vede k zesílení signálu, který se vede přímo přes analogové DAF-2. Pokud mnohem jednodušší, pak trpaslíci buňky pociťovat efekt hladovění. Zde pygmy myš Yoda a jeho přítelkyně princezna Leia:

V Yoda byl zkažený gen regulující syntézu růstového hormonu. Žil v laboratoři po dobu čtyř let - z hlediska lidského věku je více než sto let.

V Ekvádoru, je populace lidí s určitou formu zakrnělosti zvané Laron syndrom, je asi sto lidí. Nevíme, jak žijí. Vědci a pozoroval je více než 20 let a byla publikace, že tito lidé mají snižuje riziko některých senilních onemocnění, včetně rakoviny a cukrovky. Možná, že opravdu žijí déle než ostatní lidé ze stejného regionu.

Bohem TOR, pán trosek

Obrázek: zákazu Lab

Naše buňky jsou schopny odstranit sám z trosek nejen v divizi. Mohou ji absorbovat. Tento jev se nazývá autofagie - buňky stravitelné nejšpinavější v sobě, pak to nějak obnovit a hodit. Tento proces může přispět k omlazení buněk, ale brání TOR protein.

Co to dělá? Říká: „Všechno, co je užitečné. To stale sandwich, že zde je po ruce. To bude mít hlad, bude blokovat, a to půjde k příčině. " Naši předkové žili v pravidelných nedostatkem potravin. Nebyly zjištěny žádné geneticky modifikované organismy, nebylo zelená revoluce, normální zemědělství, nebylo nic. Hlad může nastat kdykoliv, a proto TOR hraje důležitou roli. Ale nyní tento odpad hromadí a poškozuje buňky. Naštěstí existuje látka-inhibitory, které mohou potlačit protein.

inhibitory TOR spoušť Autofagie prostřednictvím proteinu. TOR samotný je pojmenována po rapamycin: Target Of Rapamycin (cílové of rapamycin). Rapamycin - je antibiotikum, které produkují houby, se také používá jako imunosupresivní činidlo. Tato látka se používá při transplantacích orgánů, aby se snížilo riziko odmítnutí. Rapamycin také prodlužuje životnost různých organismů, jako jsou myši, a velmi silně.

Rapamycin je velmi drahé, takže v mnoha případech použít mnohem levnější inhibitor tradičních vlastních zdrojů - kofein. Studie na zvířatech potvrdily, že to zlepšuje a prodlužuje životnost autofagie. Také jsme výsledky epidemiologických studií, podle kterého lidské populace, kde se pijí několik šálků kávy denně, úmrtnost byla snížena o 10%.

Tam je koncept „francouzského paradoxu“: Francouzský trvanlivý a jen zřídka trpí kardiovaskulárním onemocněním. Najednou, to vysvětluje spotřebu resveratrolu obsaženého v červeném víně. Hlodavci látka prodlužuje život. Ale pak spočítají, kolik se spotřebuje víno muže resveratrol měl stejný účinek - dva barelů denně. Zdá se, že francouzský paradox brzy spojena sama se sebou ethanol, který může v určitých nízkých koncentracích prodloužena životnost hlístic. Lidé, kteří pijí sklenku vína denně snižuje riziko kardiovaskulárních onemocnění, jako je ischemická choroba srdeční, ischemické choroby srdeční a tak dále. Ale ethanolu má negativní vedlejší strana: alkoholismus, cirhózu jater, zvyšuje riziko některých druhů rakoviny. Proto, ať už je možné doporučit jak geroprotector ethanol - je diskutabilní. Vzbuzuje zájem vědců a metformin - lék na cukrovku. To má některé nežádoucí účinky spojené s trávicím traktem. Tam je výzkum, který potvrzuje, že metformin prodlužuje životnost červů.

Ale nejdelší - 50% - živá háďátka kvůli alfa-ketoglutarát. Je pozoruhodné, že je u lidí ve velkém počtu, a má nízkou toxicitu. Ale až doposud nebyly provedeny žádné studie na hlodavcích, vědců, protože je velmi obtížné získat prostředky ke studiu tohoto léku proti stárnutí, protože stárnutí není považována za nemoc. Alfa-ketoglutarát, mimochodem, sportovci používají jako doplněk stravy pro urychlení růstu svalové hmoty. Ale existují protichůdných zpráv, zda je to opravdu pomůže v tomto.

Mladá krev

Obrázek: Popular Science

V jedné studii výzkumníci chirurgicky připojil těla dvou hlodavců - staří i mladí, který kombinuje jejich krevní systém. Za těchto podmínek se stará hlodavci žijí déle a mladý - méně, zatímco u starších hlodavců zvyšuje plasticitu nervové soustavy, tj schopnost nervových buněk tvořit nové nervové spoje. Dokonce zlepšuje regeneraci svalové tkáně. Je jasné, že nikdo nabízí šít spolu seniory a malé děti, aby senioři žijí déle. Ale možná, že najdeme nějaké faktory, které jsou přítomné v mladém séru, nebo vyhledat články, které prodlužují životnost a je možné syntetizovat a dát jako lék pro starší lidi. Tento nádherný řekl Tony Wyss Korea (Tony Wyss-Coray). V současné době provádí technické testy používají plazmu mladých organismů pro léčbu Alzheimerovy choroby. Podívejme se, co vyjdou ven.

Aby žili dlouhou dobu

Další příběh zahrnuje výzkumník Aubrey de Grey (Aubrey de Grey), on také hrál u Teda Talk. Aubry řekl: „Někteří lidé říkají:“ No, budeme-li prodloužit životnost 20 let, není zemře v 80 a 100. Ale to ještě není příliš uklidňující. Můžeme se spolehnout na něco víc? „“. odpověděl Aubrey, „Ano, můžeme.“ Proč? Cituje metaforu univerzální gravitace. Pokud budete mít míč a hodit na něj, bude klesat. Máte-li hodně hodit na něj, bude to padat později. Ale pokud se vám hodit na to, aby se dostala na první kosmickou rychlost, pak se míč poletí do vesmíru, nikdy k návratu na Zemi. „Podívejte se, vědecký a technický pokrok se vyvíjí rychleji a rychleji, a možná i pro ty, 20 let, stále bude žít, bude přijít s lékem, který prodlužuje život po dobu dalších 25 let, a během následujících 25 let se přijít s lékem, který prodlužuje život po dobu dalších 30 let, a tak dále. A možná, protože v určitém věku, někteří lidé mohou žít po dlouhou dobu, tisíce let. " Mnozí vědci jsou skeptičtí. Ale je tu žádné závažné argumenty, proč je možné v principu. Vidíme, že vědecký a technický pokrok, prodlužuje život lidí, se na celém světě, ve všech zemích, a to i těch nejchudších, a průměrná délka života stále roste. To znamená, že z důvodu prodloužení životnosti je třeba vyvinout vědu.

Na závěr bych chtěl doporučit skvělé místo geroprotectors.org - jsou shromažďovány zveřejňování výsledků studií různých látek z hlediska prodloužení životnosti pokusného zvířete organismy.