Читать книгу Биохакинг на доступном - Тимур Казанцев - Страница 7

«Умирать – скучное и безотрадное дело. Мой вам совет – никогда этим не занимайтесь»

Уильям Сомерсет Моэм

Как ни крути, биохакинг напрямую связан со старением и попыткой его отсрочить, замедлить, а возможно даже и приостановить и обратить вспять. 95 % нашей книги как раз и посвящено этому. Но давайте для начала попытаемся поразмышлять, что же действительно такое старение с биологической точки зрения.

По-простому, старение можно определить как ухудшение свойств любой системы, например, старение может относиться к автомобилю, мебели, одежде, технике и пр.

В контексте биологии, старение относится к постепенному нарушению и потере важных функций организма или его частей, включая способность к размножению и регенерации. Старение проявляется через постепенное ухудшение физиологических функций: ослабевает иммунная система, уменьшается мышечная масса, возникают проблемы с работой мозга и сердечно-сосудистой системы.

Наука, изучающая старение человека, называется геронтологией. Она также определяет старение как увеличение вероятности смертности индивида в зависимости от возраста[10], которое связано со снижением стрессоустойчивости организма, увеличением риска хронических заболеваний и нарушением постоянства параметров внутренней среды – гомеостаза.

Мы знаем, что все эти постоянные параметры нашего организма с возрастом начинают выходить за здоровые пределы, что приводит к хроническим заболеваниям. Например, уровень сахара в крови, уровень гликированного гемоглобина, уровень «плохого» холестерина (липопротеинов низкой плотности), маркера воспаления – С-реактивный белок высокой чувствительности – все они начинают выходить за пределы с возрастом. Это все нарушение гомеостаза организма, и оно напрямую связано с рисками хронических заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, метаболических заболеваний (например, сахарный диабет 2 типа), онкологические заболевания, нейрогенедеративные заболевания (Паркинсона, Альцгеймера).

Признаки старения на макроуровне и клеточно-молекулярном уровне

Мы можем наблюдать старение, изучая его признаки на разных уровнях. На уровне тканей, сосудов и органов старение проявляется через потерю эластичности кожи, седину и выпадение волос, уменьшение мышечной силы и потерю костной массы. С возрастом частота сердечных сокращений ослабевает, замедляется кровообращение и нарушается процесс дыхания. Это, помимо общего ухудшения состояния, может приводить к развитию хронических заболеваний, таких как сахарный диабет 2 типа, онкологические заболевания и нейродегенеративные заболевания.

На протяжении долгого времени ученые предполагали, что видимые нами проявления старения являются результатом наблюдаемых на микроскопическом уровне изменений в клетках и молекулах. Однако только недавно им удалось определить, какие именно молекулярные изменения происходят. И сегодня ученые на клеточно-молекулярном уровне выделяют 9 признаков старения, которые присущи различным организмам[11]. Эти признаки включают:

1. повышение нестабильности генома (мутации в ДНК);

2. укорочение теломер;

3. эпигенетические изменения;

4. изменения в межклеточной коммуникации;

5. нарушение белкового гомеостаза;

6. истощение стволовых клеток;

7. клеточное старение (сенесценция);

8. митохондриальные нарушения;

9. разрегулирование клеточных сигнальных путей, чувствующих уровень питательных веществ.

Перед тем как мы перейдем к самому главному вопросу – ЗАЧЕМ МЫ СТАРЕЕМ? – давайте кратко остановимся на упомянутых 9 признаках старения на клеточно-молекулярном уровне, хотя более детально о них и как им противостоять мы еще будем говорить на всем протяжении этой книги.

1. Повышение нестабильности генома (мутации в ДНК)

При каждом делении клеток происходит репликация ДНК, во время которой происходят ошибки или так называемые опечатки в нити ДНК. Опечатки происходят с вероятностью примерно один нуклеотид на миллион, и происходят они потому, что при каждом делении соматических клеток, надо переписать книгу (ДНК) из более чем 3 миллиардов букв. Эти опечатки и есть мутации. Очевидно, что чем старше мы становимся, тем больше раз наши клетки уже успели поделиться, и тем больше опечаток в ДНК мы успели накопить. Некоторые опечатки в важных участках генома могут приводить к тому, что клетки перестают подчиняться общим правилам, перестают выполнять свои функции становятся поломанными или даже раковыми. Как сказал один мой знакомый биолог: «Мы платим за нашу многоклеточность».

2. Эпигенетические изменения

О генетике и эпигенетике мы уже поговорим более подробно совсем скоро в этой книге. Но если вкратце, то эпигенетика – это то, как гены работают: какие и когда из них включаются, а какие выключаются. Если генетика – это пианино с одними и теми же клавишами для всех людей. То эпигенетика – это пианист, который может сыграть совсем разные мелодии на этих клавишах. Так вот, с возрастом также происходят изменения в эпигенетической регуляции генов, то есть в механизмах, контролирующих активацию (экспрессию) и подавление генов, что влияет на функционирование клеток.

3. Укорочение теломер

Теломеры – это участки ДНК, которые находятся на концах хромосом и защищают их от повреждений (их можно сравнить с пластиковыми наконечниками на обувных шнурках). В процессе старения теломеры постепенно укорачиваются, что приводит к потере структурной целостности хромосом. Это может вызывать снижение способности клеток к делению и репарации повреждений. Более подробно о теломерах мы говорим в главе про генетику.

4. Изменения в межклеточной коммуникации

С возрастом происходят изменения в способности клеток взаимодействовать и обмениваться сигналами между собой. Это может приводить к нарушению координации клеток и ухудшению функционирования тканей и органов.

5. Нарушение белкового гомеостаза

В процессе старения может происходить нарушение баланса между синтезом, сворачиванием и распадом белков. Это может приводить к накоплению поврежденных и ненужных белков в клетках и органах, что влияет на их функционирование.

6. Истощение стволовых клеток

Стволовые клетки – это особый вид клеток, которые обладают способностью к самообновлению и превращению в другие виды клеток. В раннем возрасте их больше всего в организме, а с возрастом они постепенно начинают истощаться. Это может приводить к снижению способности организма к восстановлению и регенерации тканей и органов[12].

7. Клеточное старение (сенесценция)

Сенесценция – это процесс, при котором клетки теряют способность к делению и входят в состояние неактивности. Они продолжают существовать, но не выполняют своих функций, более того, они могут «заражать» соседние клетки и делать их стареющими тоже. С возрастом количество сенесцентных клеток в организме увеличивается, что может влиять на ткани и органы.

8. Митохондриальные нарушения

Митохондрии – это органеллы – энергетические станции внутри наших клеток.

На самом деле о митохондриях можно говорить много, ибо, по мнению большинства ученых, митохондрии произошли от прокариотических организмов, которые в далеком прошлом вступили в симбиотическое взаимодействие с прародителями наших клеток. Симбиоз с митохондриями оказался взаимовыгодным для обеих сторон. Митохондрии получают защиту и постоянное поступление питательных веществ от клетки-хозяина, а они, в свою очередь, обеспечивают клетку энергией, необходимой для выполнения ее функций. Это взаимодействие привело к появлению сложных организмов, включая нас людей.

Подробнее о том, как используются митохондриальные ДНК при генетической экспертизе и почему некоторые религии устанавливают родственную связь только по материнской линии, читайте в нашем ТГ-канале: https://t.me/biohackingeasy/97

Проблема в том, что с возрастом митохондрии, так же как и другие части нашего организма, могут подвергаться повреждениям и нарушениям функционирования, что приводит к снижению энергетического метаболизма и ухудшению клеточных процессов. И это в свою очередь приводит к старению.

9. Разрегулирование клеточных сигнальных путей

С возрастом изменяется способность клеток реагировать на сигналы, связанные с уровнем питательных веществ в организме. Это может приводить к нарушению обмена веществ и функционирования клеток, что связано со старением и возрастными заболеваниями.

Эти 9 пунктов касались признаков старения на клеточно-молекулярном уровне. Если этих объяснений не хватило, не переживайте. Дальше в книге мы рассмотрим их еще более подробно.

10

У людей после 30 лет риски смерти увеличиваются и удваиваются каждые 8 лет

http://www.bandolier.org.uk/booth/Risk/dyingage.html

https://academic.oup.com/ageing/article/50/5/1633/6284385

https://www.ined.fr/en/everything_about_population/graphs-maps/interpreted-graphs/age-risk-mortality/

https://www.statista.com/statistics/241572/death-rate-by-age-and-sex-in-the-us/

11

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/acel.13080

12

Более подробно о стволовых клетках и терапиях с их применением мы рассказываем далее в книге в главе «Будущее рядом. Регенеративная медицина».