Alternatif untuk kematian: bagaimana untuk mengalahkan penuaan

Sebagai biologi molekul moden melihat fenomena penuaan? Seperti cuba untuk mengkaji penuaan, ada berharap untuk melambatkan atau menghentikan proses ini? Soalan-soalan ini memberi tumpuan kepada biologi kuliah Alexander Panchina, dengan pernyataan itu dibuat pada masa lalu di pejabat Mail.Ru Kumpulan kuliah sains popular Set Up.

Penuaan - pengurangan usia jangka hayat di. Bermula daripada umur tertentu setiap tahun meningkatkan kemungkinan kematian seseorang. Selepas 20 tahun, setiap lapan tahun hidup meningkatkan risiko sebanyak kira-kira separuh. Orang mati akibat penyakit jantung, kanser, strok, emphysema, radang paru-paru, penyakit buah pinggang, penyakit Alzheimer, kemalangan. Tetapi berita baik adalah bahawa kemajuan sains dan teknologi telah dibenarkan untuk memenangi pelbagai penyakit dan memanjangkan jangka hayat manusia.

Sejak 60 tahun yang lalu di semua negara meningkat jangka hayat, dan pada sesetengah orang mula hidup kira-kira 20 tahun lebih lama. Di Australia, Kanada, Jepun dan beberapa negara Eropah, jangka hayat purata melebihi 80 tahun. Ini adalah soalan mengenai kepentingan ubat yang baik di negara ini, penggunaan bijak kemajuan saintifik, penggunaan ubat-ubatan yang berkesan, dan tidak beberapa homeopati dan sebagainya. Tetapi secara keseluruhan kemajuan ketara di seluruh dunia.

Walaupun pada akhir abad XIX itu ia telah hipotesis teori keabadian ular naga. Pada tahun 1997, Daniel Martinez membuktikan hipotesis eksperimen

Apabila persoalan timbul sama ada kita boleh mengalahkan graf ini semakin meningkat peningkatan kematian, Saya masih ingat kata-kata Wright bersaudara, "Jika burung boleh terbang, maka kita boleh mencapai penerbangan terkawal." Ahli biologi mengatakan bahawa jika ular naga dengan usia, risiko kematian tidak meningkat, ia mungkin bahawa ini boleh membuat kita. Tiada had asas yang tidak membenarkan organisma hidup untuk hidup lama. Satu contoh klasik organisma yang hidup lama - tahi lalat tikus telanjang, yang tinggal sepuluh kali lebih lama daripada saudara-mara mereka - tikus dan tikus. Genom tahi lalat tikus telanjang sudah menyiasat saintis berharap untuk memahami apa yang menjadikan ia begitu istimewa, dan yang hidup lama.

Jika kita menilai kepelbagaian kehidupan di planet ini, jangka hayat mamalia boleh berbeza dengan hampir seratus kali, dan haiwan secara umum - dalam berpuluh-puluh ribu kali. Dengan apa yang ia boleh disambungkan? Ia adalah jelas bahawa peranan penting dalam penuaan dan umur panjang gen bermain. Apa yang perempuan jahat atau vole dari sudut evolusi pandangan, tidak berminat dalam bagaimana untuk hidup lama. Secara semula jadi, beberapa ahli-ahli spesies hidup untuk usia tua, cukup awal mereka untuk makan pemangsa. Walaupun terdapat beberapa jenis mutasi, memanjangkan hayat, dari beliau akan berguna sedikit dari segi peningkatan kejayaan pembiakan. Dan spesies, untuk menghilangkan ancaman daripada pemangsa, kami hanya melihat peningkatan dalam jangka hayat. Yang sama tikus tahi lalat telanjang yang hidup di bawah tanah, boleh hidup selama 31 tahun. Satu lagi contoh perlindungan daripada pemangsa - keupayaan untuk terbang, seperti halnya dengan kelawar dan burung. Tetapi orang boleh melindungi diri mereka dengan bantuan sains dan teknologi.

Terdapat organisma di mana gen telah meletakkan program kematian. Sebagai contoh, sesetengah spesies perempuan salmon mati tidak lama lagi selepas bertelur. Tetapi ada contoh yang lebih menarik - sotong:

Ilustrasi: A ODYSSEY SNAIL'S

Sotong betina telur, berhenti makan, dan secara purata sebulan mati. Ini kematian diprogramkan. Tetapi ternyata bahawa program ini boleh dibuat asal, dengan pembedahan - hanya memotong sepasang kelenjar, selepas itu sotong tidak boleh hidup sebulan, dan 6-9 bulan.

Terdapat contoh-contoh kematian sel diprogram, apabila sel-sel individu boleh membunuh diri mereka sendiri. Proses ini dipanggil apoptosis apabila sel-sel mengumpul sebilangan besar mutasi yang tidak menjadi kanser, tidak menimbulkan ancaman kepada badan, ia adalah dengan sendirinya memusnahkan, dan agak munasabah - sel bukan sahaja percikan semua kandungannya, dan runtuh ke dalam petak, yang kemudiannya boleh ditangkap oleh jiran sel-sel dan dilupuskan. Menariknya, terdapat peralihan dari sel mati dengan kematian organisma keseluruhan. Gut roundworm Caenorhabditis elegans (nematod) sedikit berkilau. Dan apabila cacing mati akibat sebab-sebab semula jadi atau akibat beberapa kerosakan, maka satu jam sebelum kematiannya di hadapan gelombang usus cahaya dikuatkan dan secara beransur-ansur diperluaskan kepada akhir usus. Selepas ini, cacing bergerak ke dunia lain. Fenomena ini dipanggil "gelombang biru kematian." Wave boleh disebabkan buatan, mis membekukan dan unfreeze cacing. Juga, ahli-ahli sains telah menemui cara untuk menghentikan gelombang ini. Tempoh hayat cacing tidak meningkat, tetapi jika ia rosak, ia tidak akan mati. Dengan kemunculan gelombang bermula proses kematian sel, tetapi kemudian ia pudar cahaya biru, dan cacing itu terus hidup. cahaya yang sia-sia hanya petunjuk dan ia benar-benar adalah gelombang kematian sel di sepanjang usus, yang membawa kepada kematian.

Mengapa mekanisme ini timbul? Rupa-rupanya, akibat daripada apa-apa "kematian dalam masa satu jam," cacing mendapat makanan kepada anak-anak mereka sendiri. Worms penetasan bayi mati dan menjadi makanan untuk generasi akan datang. Lambang pengorbanan ibu.

Pada manusia, sekurang-kurangnya di kalangan orang dewasa, mekanisme tersebut ditemui. penuaan kami adalah agregat banyak proses yang berbeza. Salah seorang daripada mereka - adalah penuaan sel-sel.

sel-sel lama boleh merosakkan bersebelahan, boleh melepaskan bahan-bahan yang membawa kepada keradangan. sel-sel yang lebih tua mungkin menjadi kanser, jadi ia akan menjadi baik untuk menghilangkan daripada mereka. Hasil penyelidikan baru-baru ini diterbitkan dengan sunat menggunakan ubat khas sel-sel lama daripada jenis tertentu dalam tikus yang diubahsuai secara genetik. Dan tikus ini hidup lebih lama. Yang agak mustahil untuk mencari satu pendekatan untuk penuaan sel-sel.

memendekkan telomeres

kromosom Manusia dikelabukan telomeres - putih

penuaan sel dikaitkan dengan proses tertentu. Salah seorang daripada mereka - yang memendekkan telomeres. Cara semulajadi bahawa dengan setiap pembahagian sel, molekul DNA dipendekkan. Di hujung kromosom adalah segmen dipanggil telomeres, yang tertakluk pada memendekkan, sekali gus melindungi sepanjang kromosom. Telomeres memendekkan dari generasi ke generasi, dan mereka adalah sel-sel lama yang sangat pendek. Yang lama dan sel-sel anak muda boleh dibezakan oleh panjang telomeres, dengan mengambil kira variasi tertentu dalam ciri-ciri ini.

Walau bagaimanapun, masalah ini telah diselesaikan dalam memendekkan sel stem kami. Mereka mempunyai enzim telomerase, yang mampu untuk menyelesaikan membina telomeres. Oleh itu, kira-kira sesetengah sel mengatakan mereka adalah abadi.

Satu lagi berita baik adalah bahawa kita boleh memanjangkan telomeres oleh terapi gen. Eksperimen telah dijalankan di mana virus dihantar melalui telomerase khas dalam tikus, dan telomeres telah disiapkan pada sel-sel. Ini tikus, kerana kajian menunjukkan, hidup lebih lama.

berusia 44 tahun Elizabeth Parrish, ketua BioViva syarikat penyelidikan Amerika, mungkin, menjadi orang pertama di mana anti-penuaan terapi gen telah berjaya diuji

eksperimen yang sama telah diilhamkan oleh Elizabeth Parrish cuba bayangkan seperti terapi gen. Ia adalah jelas bahawa ia berbuat demikian dalam rangka PR-kempen, kerana ia memiliki firma bioteknologi terbesar. berita lulus maklumat, itulah jenis seperti dia dipanjangkan telomeres. Tetapi ini bukanlah satu eksperimen saintifik, tidak ada kumpulan kawalan, tidak ada perbandingan. Walaupun cerita ini memberi inspirasi kepada banyak dan mengatakan bahawa telomere memendekkan bukanlah satu masalah yang tidak dapat diatasi penuaan. kerosakan pengumpulan

Satu lagi perkara yang berlaku dalam sel-sel - adalah pengumpulan kerosakan. Mereka adalah berbeza. Salah satu jenis kerosakan - adalah pengumpulan dalam sel-sel sampah. Sebagai contoh, protein diramas buruk, kerana ia berlaku dalam kes penyakit Alzheimer. Atau tidak wajar bekerja organel seperti mitokondria rosak. Pada setiap pembahagian sel kecederaan ini suka dicairkan, dan setiap daripada dua sel yang dihasilkan mereka menjadi dua kali lebih kecil. Iaitu, bahagian sel yang aktif boleh memberi nafas baru.

Tetapi bahagian ini mempunyai sisi gelap - kanser. Terdapat mutasi genetik yang tidak dicairkan. Kanser sel - sel telah terkumpul sejumlah besar mutasi yang boleh membawa kepada membahagikan selama-lamanya, melumpuhkan apoptosis. Hari ini, terdapat kaedah yang lebih moden untuk melawan kanser. Sebelum ini, beliau adalah penyakit yang tidak boleh diubati sepenuhnya, kini dalam beberapa kes ia dirawat.

Puasa

Satu daripada eksperimen yang paling indah untuk memanjangkan jangka hayat telah dikaitkan dengan kajian kesan kebuluran sebahagian. Eksperimen telah dijalankan pada tikus. Ini adalah carta kematian:

Warna hijau menunjukkan mereka yang makan dari perut, merapikan biru adalah 25% kurang, ungu - 55% kurang, dan merah - 65%. Seperti yang anda lihat, jangka hayat maksimum telah meningkat sebanyak kira-kira 1, 5 kali. Green meninggal dunia di suatu tempat dalam tempoh tiga tahun, manakala selebihnya tinggal ketara lagi. Apabila semua hijau itu telah meninggal dunia, Reds masih hidup. Satu hasil yang mengagumkan. Ternyata bahawa mekanisme memanjangkan hayat melalui kebuluran berkaitan dengan organisma yang sangat berbeza, tetapi tidak untuk semua orang. Ada orang-orang di mana kekurangan separa mengurangkan jangka hayat. Tetapi dalam banyak spesies ia berfungsi. Sebagai contoh, elegans roundworm Caenorhabditis, tikus, sesetengah strain tikus, anjing, terdapat bercanggah data mengenai kera. Di khalayak ramai, ia adalah amat sukar untuk meletakkan eksperimen itu. Apabila mendapat tahu, sebagai kebuluran separa memanjangkan hayat cacing, dia mendapati hormon yang dirembeskan sebagai tindak balas kepada pengambilan makanan. Hormon-hormon ini bertindak pada reseptor DAF-2 yang terletak di permukaan sel, dan yang entah bagaimana menggalakkan penuaan. Jika kerosakan reseptor ini, cacing hidup kira-kira dua kali lebih lama.

Apabila DAF-2 reseptor diaktifkan, ia akan mencetuskan lata proses sel yang membawa kepada inactivation protein, yang dipanggil DAF-16. DAF-16 - ini adalah protein yang sangat penting yang mengawal sel bekerja seperti berikut. Jika makanan yang ada dan yang DAF-16 adalah tidak aktif, sel berfikir, "Oh, makan zashib selesai, segala-galanya adalah baik, anda boleh berehat, saya tidak berada dalam bahaya, ia adalah mungkin untuk mendarab, membahagi -. Semuanya baik" Jika isyarat ini tidak ada, iaitu DAF-2 rosak, atau jika tidak ada makanan, ia mengaktifkan DAF-16, sel berfikir, "Apa yang kacau-bilau, saya mati, tekanan, mimpi ngeri! Anda perlu untuk menyelamatkan diri "- dan berjalan sekumpulan mekanisme pertahanan: oleh mutasi tekanan oksidatif, kejutan haba, semua berturut-turut. Ie DAF-16 menjadikan beratus-ratus kerja gen lain yang melindungi sel-sel daripada pelbagai masalah.

Ternyata bahawa seseorang mempunyai protein yang serupa dengan DAF-16 dan DAF-2. Tetapi sama dengan DAF-16 mutasi protein ditemui. Ada orang dengan satu varian protein ini, dan ada orang dengan pilihan lain. Pemilik penjelmaan pertama (FOXO3) lebih cenderung untuk hidup hingga 90 tahun atau lebih. Iaitu, dengan mengkaji mekanisme molekul penuaan dalam cacing, kita lebih memahami bagaimana mekanisme penuaan pada manusia.

Sudah tentu, tidak semua yang kita belajar tentang cacing, boleh diterjemahkan kepada manusia. Sebagai contoh, jika kita mengeluarkan sel-sel kuman daripada gonad cacing, ia juga mengaktifkan DAF-16 dan dia akan hidup lebih lama. Tetapi jika anda memandulkan diri, hidup anda tidak dilanjutkan.

Berat badan

kelawar kerdil boleh hidup sehingga 40 tahun. Organisma dengan berat badan yang lebih besar hidup lebih lama. Tetapi ada orang-orang yang jangka hayat adalah lebih besar daripada yang dikira atas dasar jisim badan mereka. Sebagai contoh, rakyat hidup lebih lama daripada spesies lain dengan jisim yang sama. kelawar kerdil dan saudara-mara mereka juga jangka hidup. Ini kelawar muncul seperti protein DAF-2, tetapi dengan mutasi tertentu.

Selain daripada organisma model, saintis meneroka dan mutasi yang berlaku pada manusia.

Ini lelaki muda yang telah meninggal dunia pada usia 17, dia mempunyai sindrom penuaan pramatang dipanggil "Progeria". Ini gangguan genetik yang menyebabkan penampilan awal tanda-tanda penuaan. Pada usia muda terdapat penyakit nyanyuk, dan orang-orang secara purata sebenar 13 tahun. Untuk penyakit ini menyebabkan mutasi dalam gen yang bertanggungjawab untuk sintesis lamin protein. protein ini bertanggungjawab untuk organisasi nukleus, matriks yang dipanggil nuklear, struktur nuklear. Worms dengan penuaan matriks nuklear dimusnahkan dalam sel-sel, dan yang lebih perlahan ia berlaku, cacing hidup lebih lama. Mungkin kemusnahan matriks nuklear memainkan peranan penting dalam penuaan manusia.

Hormon pertumbuhan

hormon pertumbuhan secara tidak langsung membawa kepada penguatan isyarat, yang diluluskan melalui analog kami DAF-2. Jika lebih mudah, maka kerdil sel berasa beberapa kesan kebuluran. Di sini pigmi tetikus Yoda dan teman wanitanya Princess Leia:

Dalam Yoda adalah gen rosak mengawal sintesis hormon pertumbuhan. Beliau tinggal di makmal selama empat tahun - dari segi umur manusia adalah lebih dari seratus tahun.

Di Ecuador, terdapat penduduk orang dengan bentuk tertentu kerdil dipanggil sindrom Laron, terdapat kira-kira seratus orang. Kita tidak tahu bagaimana mereka tinggal. Saintis menonton mereka selama lebih 20 tahun dan penerbitan bahawa orang-orang ini telah mengurangkan risiko beberapa penyakit nyanyuk, termasuk kanser dan diabetes. Mungkin mereka benar-benar hidup lebih lama daripada orang lain di rantau yang sama.

Allah TOR, tuan serpihan

Ilustrasi: The Ban Lab

Sel-sel kita dapat mengeluarkan dirinya daripada runtuhan itu bukan sahaja di bahagian ini. Mereka boleh menyerap. Ini dipanggil autophagy - sel dihadam yang paling kotor dalam dirinya, maka ia entah bagaimana pulih dan membuang. Proses ini boleh menyumbang kepada peremajaan sel, tetapi ia menghalang TOR protein.

Apa yang dia buat? Dia berkata: "Segala sesuatu yang berguna. Ini sandwich basi yang anda ada di sini adalah berguna. Ia akan menjadi lapar, akan menyekat, dan ia akan pergi ke punca. " nenek moyang kita hidup dalam kekurangan makanan biasa. Tiada organisma yang diubahsuai secara genetik, tidak ada revolusi hijau, pertanian biasa, ada apa-apa. Kelaparan boleh berlaku pada bila-bila masa, dan, oleh itu, TOR telah memainkan peranan yang penting. Tetapi kini sampah ini berkumpul dan kerosakan sel-sel. Mujurlah, terdapat bahan-inhibitor yang boleh menyekat protein.

TOR inhibitors mencetuskan autophagy melalui protein. TOR sendiri dinamakan sempena rapamycin yang: Sasaran rapamycin (sasaran rapamycin). Rapamycin - adalah antibiotik yang menghasilkan cendawan, ia juga digunakan sebagai immunosuppressant yang. Bahan ini digunakan dalam pemindahan organ untuk mengurangkan risiko penolakan. Rapamycin juga memanjangkan hayat pelbagai organisma, seperti tikus, dan agak kuat.

Rapamycin adalah sangat mahal, jadi dalam banyak kes menggunakan perencat yang jauh lebih murah daripada TOR - kafein. kajian haiwan telah mengesahkan bahawa ia meningkatkan dan memanjangkan hayat autophagy. Juga kita mempunyai hasil kajian epidemiologi, mengikut mana populasi manusia, di mana untuk minum beberapa cawan kopi sehari, kadar kematian telah dikurangkan sebanyak 10%.

Terdapat konsep "Paradoks Perancis": Perancis jangka hidup dan jarang mengalami penyakit kardiovaskular. Pada satu masa, ini menjelaskan penggunaan resveratrol yang terkandung dalam wain merah. Tikus bahan memanjangkan hayat. Tetapi kemudian dikira berapa banyak untuk mengambil lelaki wain untuk resveratrol mempunyai kesan yang sama - dua tong sehari. Rupa-rupanya, paradoks Perancis tidak lama lagi yang berkaitan dengan dirinya etanol, yang dalam kepekatan yang rendah tertentu melanjutkan kehidupan nematod. Orang yang minum segelas wain sehari mengurangkan risiko penyakit kardiovaskular seperti penyakit jantung koronari, penyakit jantung koronari dan sebagainya. Tetapi etanol mempunyai sisi negatif sampingan: alkohol, sirosis hati, meningkatkan risiko kanser tertentu. Oleh itu, sama ada ia adalah mungkin untuk mengesyorkan bagaimana geroprotector etanol - adalah titik dipertikaikan. Ia menimbulkan minat saintis dan metformin - ubat untuk kencing manis. Ia mempunyai beberapa kesan sampingan yang berkaitan dengan saluran gastrousus. Terdapat kajian yang mengesahkan bahawa metformin memanjangkan hayat cacing.

Tetapi yang paling lama - 50% - nematod hidup kerana alpha-ketoglutarate. Dia adalah luar biasa yang terdapat pada orang dalam jumlah yang besar, dan mempunyai ketoksikan rendah. Tetapi sehingga kini, tiada kajian pada tikus, ahli-ahli sains kerana ia adalah amat sukar untuk mendapatkan pembiayaan untuk belajar perubatan ini terhadap penuaan, kerana penuaan tidak dianggap penyakit. Alpha-ketoglutarate, secara kebetulan, atlet menggunakan sebagai bahan tambahan makanan untuk mempercepatkan pertumbuhan otot. Tetapi terdapat laporan bercanggah sama ada ia benar-benar membantu dalam hal ini.

darah Young

Ilustrasi: Sains Popular

Dalam satu kajian, penyelidik pembedahan menyertai mayat dua tikus - tua dan muda, menggabungkan sistem darah mereka. Dalam keadaan ini, tikus lama hidup lebih lama dan muda - kurang, manakala dalam tikus dewasa meningkatkan keplastikan sistem saraf, iaitu keupayaan sel-sel saraf untuk membentuk sambungan saraf baru. Mereka juga meningkatkan pertumbuhan semula tisu otot. Adalah jelas bahawa tidak ada yang menawarkan untuk menjahit bersama-sama warga tua dan kanak-kanak untuk warga emas hidup lebih lama. Tetapi mungkin kita akan menemui beberapa faktor yang terdapat di dalam serum muda, atau dapatkan sel yang memanjangkan jangka hayat dan boleh mensintesis mereka dan memberi sebagai ubat untuk orang yang lebih tua. Yang indah kepada Tony Wyss-Korea (Tony Wyss-Coray). Sedang menjalankan ujian teknikal menggunakan plasma organisma muda untuk rawatan penyakit Alzheimer. Mari kita lihat apa yang mereka keluar.

Untuk hidup lama

Cerita lain melibatkan seorang penyelidik Aubrey de Grey (Aubrey de Grey), beliau juga dilakukan pada Ted Talk. Aubry berkata: "Sesetengah orang berkata," Baiklah, kita akan memanjangkan hayat 20 tahun, tidak akan mati dalam 80, dan 100. Tetapi ia masih tidak begitu selesa. Bolehkah kita bergantung kepada apa-apa lagi? "". Aubrey menjawab, "Ya, kita boleh." Mengapa? Beliau menyebut metafora graviti universal. Jika anda akan mengambil bola dan membuang kepadanya, dia akan jatuh. Jika anda membuang kepadanya banyak, ia akan jatuh kemudian. Tetapi jika anda membuang pada itu, supaya ia mencapai halaju kosmik yang pertama, maka bola akan terbang ke angkasa, tidak pernah kembali ke Bumi. "Ketahuilah, kemajuan sains dan teknologi sedang membangunkan lebih cepat dan lebih cepat, dan, mungkin, bagi mereka 20 tahun, anda masih akan hidup, akan datang dengan ubat yang memanjangkan hayat selama 25 tahun lagi, dan semasa ini 25 tahun akan datang dengan ubat yang memanjangkan hayat selama 30 tahun lagi, dan sebagainya. Dan mungkin, kerana umur tertentu, sesetengah orang boleh hidup untuk masa yang lama, beribu-ribu tahun. " Ramai saintis yang ragu-ragu. Tetapi tidak ada hujah-hujah yang serius mengapa ia adalah mustahil pada dasarnya. Kita lihat bahawa kemajuan sains dan teknikal memanjangkan hayat rakyat, dengan seluruh dunia, di semua negara, walaupun yang paling miskin, dan jangka hayat semakin berkembang. Ini bermakna bahawa demi memanjangkan hayat perlu membangunkan sains.

Akhir sekali saya ingin mencadangkan geroprotectors.org web yang bagus - ada dikumpulkan penerbitan hasil kajian pelbagai bahan dari sudut pandangan melanjutkan hayat yang organisma haiwan eksperimen.