Наверх

ЖИЗНЬ

This is a bridge
This bridge is very long
On the road again
This slideshow uses a JQuery script from Joomlack
Video example
This is a Video slide linked to Vimeo
Nice landscape
Imagine that you are on holidays
Лет 10–15 назад исследователи считали, что есть некий ген старения, и целенаправленно пытались его «вычислить». Как показали эксперименты, за старение отвечает множество генов, и их взаимодействие идеально сдирижировано.
 Например, первой у человека начинает стареть иммунная система — у нас пик иммунитета наступает примерно в возрасте 10 лет. Мышечная система начинает стареть в 25 лет, и поэтому мускулы 30-летнего человека по количеству и объему волокон меньше, чем у 25-летнего.
 Когда начинает стареть мозг, не совсем понятно. Это очень сложный орган, выполняющий бесчисленное количество разных функций. Со временем нервные клетки начинают работать медленнее, связь между нейронами ослабевает, контакты между ними нарушаются. В итоге пожилые люди соображают хуже молодых — с этим, пожалуй, никто спорить не будет.
 
Почему организм стареет?

b_500_232_16777215_0_0_images_24.06.13.2.jpg

 

Так что же такое старение? В современной науке на этот счет есть несколько теорий. Большинство ученых считает: люди стареют потому, что в нашем организме на клеточном уровне со временем «ломаются» определенные механизмы, начинается процесс накопления ошибок, уровень которых рано или поздно становится критическим. Функции всех систем настолько ослабевают, что по какому-то из параметров в конце концов оказываются несовместимы с жизнью. Такое увядание продолжается годами, превращаясь в мучительный и унизительный процесс, и ничего сделать с этим нельзя.
 Вторая версия, еще недавно признававшаяся в ученой среде диссидентской: старение — некая программа, заложенная в нашем организме. Впервые эту теорию выдвинул еще в конце XIX века знаменитый биолог Август Вейсман. Он считал, что смерть — это свойство, приобретенное в результате эволюции, и его главное предназначение — совершенствование вида. На первый взгляд, для природы это крайне непрактично, ведь предыдущие поколения приходится уничтожать. Новый организм надо вырастить, а потом ему на смену придет еще более новое существо, и старое снова надо уничтожить, — и так до бесконечности. Это огромные затраты, но тем не менее ничего лучше природа пока не придумала. Так вот: старение — это смерть, растянутая во времени и запускаемая «генами старения». Слаженно, как оркестр, они работают с единственной целью — убить организм. И на самом деле это хорошая новость. Это значит, что есть некий механизм, который можно найти, затормозить или даже сломать — то есть остановить его.
 
b_500_168_16777215_0_0_images_24.06.13.3.jpg
 
 
ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ Существующие теории старения описывают различные механизмы и возможные причины процессов, происходящих c возрастом. Однако практический интерес могут представлять лишь некоторые, дающие возможность определить конкретный механизм старения. Понимая такие механизмы, мы можем находить достаточно эффективные пути замедления и предотвращения возрастных изменений.
Теория свободных радикалов
Практически одновременно выдвинутая Д.Харманом (1956) и Н.М.Эмануэлем (1958), свободнорадикальная теория объясняет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосудистых заболеваний, ослабления иммунитета, нарушений функции мозга, катаракты, рака и некоторых других). Согласно этой теории, причиной нарушения функционирования клеток являются необходимые для многих биохимических процессов свободные радикалы – активные формы кислорода, синтезируемые главным образом в митохондриях – энергетических фабриках клеток.
b_300_225_16777215_0_0_images_24.06.13.4.jpg
Если очень агрессивный, химически активный свободный радикал случайно покидает то место, где он нужен, он может повредить и ДНК, и РНК, и белки, и липиды. Природа предусмотрела механизм защиты от избытка свободных радикалов: кроме супероксиддисмутазы и некоторых других синтезируемых в митохондриях и клетках ферментов, антиоксидантным действием обладают многие вещества, поступающие в организм с пищей – в т.ч. витамины А, С и Е. Регулярное потребление овощей и фруктов и даже несколько чашек чая или кофе в день обеспечат вам достаточную дозу полифенолов, также являющихся хорошими антиоксидантами. К сожалению, избыток антиоксидантов – например, при передозировке биологически активных добавок – не только не полезен, но может даже усилить окислительные процессы в клетках.
Старение – это ошибка
Гипотеза «старения по ошибке» была выдвинута в 1954 г. американским физиком М. Сциллардом. Исследуя эффекты воздействия радиации на живые организмы, он показал, что действие ионизирующего излучения существенно сокращает срок жизни людей и животных. Под воздействием радиации происходят многочисленные мутации в молекуле ДНК и инициируются некоторые симптомы старения, такие как седина или раковые опухоли. Из своих наблюдений Сцилард сделал вывод, что мутации являются непосредственной причиной старения живых организмов. Однако он не объяснил факта старения людей и животных, не подвергавшихся облучению.
Его последователь Л. Оргель считал, что мутации в генетическом аппарате клетки могут быть либо спонтанными, либо возникать в ответ на воздействие агрессивных факторов – ионизирующей радиации, ультрафиолета, воздействия вирусов и токсических (мутагенных) веществ и т.д. С течением времени система репарации ДНК изнашивается, в результате чего происходит старение организма.
Теория апоптоза (самоубийства клеток)
Академик В.П. Скулачев называет свою теорию теорией клеточного апоптоза. Апоптоз (греч. «листопад») – процесс запрограммированной гибели клетки. Как деревья избавляются от частей, чтобы сохранить целое, так и каждая отдельная клетка, пройдя свой жизненный цикл, должна отмереть и ее место должна занять новая. Если клетка заразится вирусом, или в ней произойдет мутация, ведущая к озлокачествлению, или просто истечет срок ее существования, то, чтобы не подвергать опасности весь организм, она должна умереть. В отличие от некроза – насильственной гибели клеток из-за травмы, ожога, отравления, недостатка кислорода в результате закупоривания кровеносных сосудов и т.д., при апоптозе клетка аккуратно саморазбирается на части, и соседние клетки используют ее фрагменты в качестве строительного материала.
Самоликвидации подвергаются и митохондрии – изучив этот процесс, Скулачев назвал его митоптозом. Митоптоз происходит, если в митохондриях образуется слишком много свободных радикалов. Когда количество погибших митохондрий слишком велико, продукты их распада отравляют клетку и приводят к ее апоптозу. Старение, с точки зрения Скулачева, – результат того, что в организме гибнет больше клеток, чем рождается, а отмирающие функциональные клетки заменяются соединительной тканью. Суть его работы – поиск методов противодействия разрушению клеточных структур свободными радикалами. По мнению ученого, старость – это болезнь, которую можно и нужно лечить, программу старения организма можно вывести из строя и тем самым выключить механизм, сокращающий нашу жизнь.
По мнению Скулачева, главная из активных форм кислорода, приводящих к гибели митохондрий и клеток – перекись водорода. В настоящее время под его руководством проходит испытания препарат SKQ, предназначенный для предотвращения признаков старения.
Попытки ученых «сломать» ген старения

За последние годы в генетике произошел колоссальный прорыв. Биологи научились по своему выбору «ломать» гены. Прицельно испортив ген или «выбив» часть цепочки ДНК, через некоторое время на основе наблюдений можно сделать вывод, для чего был нужен тот или иной ген. Например, недавно итальянским ученым удалось выделить ген белка р66sch: если его «выбить», то подопытная мышь живет дольше контрольного экземпляра. Это явно «вредный» ген, но в естественной среде обитания он, похоже, для чего-то нужен: мышки без p66sch, выпущенные на волю, быстро пали жертвами зимних холодов и хищников.

 

b_500_190_16777215_0_0_images_24.06.13.5.jpg

 

 Другой любопытный эксперимент был проведен в Бельгии. Его главным героем стала резушка (Arabidopsis thaliana). Это маленькая травка, которая живет всего 1–2 месяца, очень популярная у биологов: она быстро растет, быстро размножается, другими словами, идеальный кандидат для всевозможных опытов. Вскоре после цветения резушка засыхает, так как ее семена вырабатывают специальные вещества, убивающие растение. В мире флоры это довольно распространенное явление, его можно встретить даже у деревьев, например у гигантских пальм Tahina spectabilis на Мадагаскаре. Эти деревья растут около 50 лет, потом зацветают, образуют плоды и вскоре погибают. 
Из 20 тысяч генов, имеющихся у резушки, бельгийские биологи «вышибли» два, ответственные за запуск «программы самоубийства» после цветения. У растения не до конца сформировались соцветия, после чего они завяли, но резушка не погибла, а стала выпускать новые побеги-усики; вместо листьев-перышек появились мясистые листья, ствол стал вытягиваться, утолщаться и деревенеть. Через полтора года, когда была опубликована статья об опыте, растение было живо, и ученые не знали, что с ним делать.
 
Энергия жизни в метохондриях

b_500_389_16777215_0_0_images_24.06.13.6.jpg

 

Митохондрия (от греч. μίτος — нить и χόνδρος — зёрнышко, крупинка) — двумембранная гранулярная или нитевидная органелла толщиной около 0,5 мкм. Характерна для большинства эукариотических клеток как автотрофов (фотосинтезирующие растения), так и гетеротрофов (грибы, животные). Энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии в синтезе молекул АТФ, который происходит за счёт движения электрона по электронно-транспортной цепи белков внутренней мембраны. Количество митохондрий в клетках различных организмов существенно отличается: так, одноклеточные зелёные водоросли (эвглена, хлорелла, политомелла) и трипаносомы имеют лишь одну гигантскую митохондрию, тогда как ооцит и амёба Chaos chaos содержат 300 000 и 500 000 митохондрий соответственно; у кишечных анаэробных энтамёб и некоторых других паразитических простейших митохондрии отсутствуют.
Ответ, похоже, лежит на поверхности. Во всяком случае, группа под руководством академика Владимира Скулачёва еще в 1969 году экспериментальным путем доказала гипотезу английского биохимика Питера Митчелла, предположившего наличие разности электрических потенциалов на мембране митохондрий. Всю важность этого открытия оценить сразу не удалось, но сегодня именно эта особенность органелл, возможно, поможет человечеству — нет, не отменить смерть, но стареть красиво.
 Митохондрия окисляет вещества и запасает энергию. Этот замысловатый процесс лежит в основе всей жизни на нашей планете, и ученые долго не могли понять, каким образом он протекает. Лучшие умы бились над решением этой задачи, пытаясь обнаружить специальный белок, фермент, который преобразовывал бы энергию окисления в энергию АТФ.
 Питер Митчелл предположил, что сначала химическая энергия окисления преобразуется в электрическую (то есть в разность потенциалов на мембране митохондрий), которая потом используется для синтеза молекулы АТФ. Предположение о «митохондриальном электричестве» было доказано в лабораториях Владимира Скулачёва и Ефима Либермана. В 1978 году за свою гипотезу Митчелл получил Нобелевскую премию (один из немногих случаев, когда эта премия была вручена за теорию, а не за ее доказательство). А Скулачёв и Либерман за свои опыты были удостоены Государственной премии СССР.
Выработка свободных радикалов - «программа старения»

b_500_177_16777215_0_0_images_24.06.13.7.jpg

 

Выяснилось, что при окислении внутренность митохондрии заряжается отрицательно и затягивает положительно заряженные ионы. Обычный ион проникнуть внутрь митохондрии не может — мембрана органеллы его не пропустит, но Владимир Скулачёв с коллегами предложили использовать ионы, заряд которых «размазан» по всей их структуре. Такие частицы, как оказалось, проходят сквозь мембрану, как привидение сквозь стену. Удивительные ионы американский биохимик Дэвид Грин так и назвал — «ионы Скулачёва».
 Еще за 20 лет до открытия Митчелла и Скулачёва американский профессор Дэнхем Харман и советский академик Николай Эмануэль пришли к выводу, что активные формы кислорода, свободные радикалы, оказывают негативное влияние на организм человека, вызывая старение клеток. К концу 70-х годов ХХ века это была уже догма, и никто с этой теорией не спорил, так как уже тогда было очевидно: большинство повреждений нашего организма связаны с окислением свободными радикалами.
 Важное открытие было сделано в конце прошлого века. Теория, что свободные радикалы попадают в человеческий организм извне, была опровергнута. Оказалось, что наш организм сам вырабатывает эти радикалы, и чем старше человек, тем выше уровень активных форм кислорода в его организме. А вина за это лежит на все тех же митохондриях: часть кислорода органеллы пускают не на получение электричества и АТФ, а на образование свободных радикалов, которые сначала разрушают митохондрию, а затем убивают клетку.
Обе теории — о накоплении ошибок и о «запрограммированном» старении — внезапно слились в единое целое и… открыли перед нами колоссальные перспективы, дали шанс на успех в борьбе со старением. 
 
Доставка антиоксидантов внутрь метохондрий

b_500_218_16777215_0_0_images_24.06.13.8.jpg

 

Для наиболее эффективного лечения той или иной болезни необходимо организовать адресную доставку активного действующего вещества к пораженному органу. Главный враг свободных радикалов — антиоксиданты, и если вы хотите в зародыше убить свободные радикалы, нужно организовать доставку антиоксидантов внутрь митохондрии. Но как это сделать? Как прицепить к «иону Скулачёва» эффективный антиоксидант, способный восстанавливаться после того, как он нейтрализует свободный радикал? Для решения этой проблемы Владимир Скулачёв вместе с сыном Максимом Скулачёвым в 2003 году начал разработку новых митохондриально-адресованных антиоксидантов.
 Точкой отсчета стали опыты с хлоропластами растений, образующими кислород и потому всегда находящимися в условиях кислородного стресса. В результате на основе хинона хлоропластов (пластохинона) был получен антиоксидант SkQ1, эффективность которого оказалась выше всех существующих аналогов в десятки и даже сотни раз.
 
b_500_141_16777215_0_0_images_24.06.13.9.jpg
Первые успехи ученых в  борьбе со страрением
С 2005 года начались клинические испытания препарата на крысах OXYS с ускоренным процессом старения. Первые признаки старения у этих животных — катаракта и дистрофия глазной сетчатки — появляются уже в возрасте трех-четырех месяцев.
 Одно из первых открытий, которые сделала группа Натальи Колосовой в Новосибирске в Институте цитологии и генетики, — грызуны, получавшие препарат, прекрасно видели в возрасте двух лет, а крысы из контрольной группы к этому времени почти полностью ослепли. Следующий этап исследований поставил перед собой задачу выяснить, возможно ли добиться такого же эффекта, закапывая препарат в глаза. Эффект сохранился. Обнадеживающие результаты были получены и при лечении кошек, собак и лошадей, пациентов нескольких ветеринарных клиник. Особенно яркий положительный эффект был обнаружен при врожденной дисплазии сетчатки (радикальное улучшение в 67% случаев) и при ее вторичной дегенерации (54%). Но при прогрессирующей дегенерации сетчатки капли были менее эффективны (29%).
 
b_500_301_16777215_0_0_images_24.06.13.10.jpg
 
 
Как показали опыты в лаборатории члена-корреспондента РАН Владимира Анисимова в НИИ онкологии им. Н. Н. Петрова (Санкт-Петербург), мыши, получавшие SkQ1 перорально, стали жить дольше. Более того, период молодости и активности у подопытных животных оказался гораздо длиннее, чем у мышей из контрольной группы. Эффект можно оценивать по-разному, но некоторые признаки старения у подопытных мышек не появлялись вообще. Например, самки до конца своих дней сохраняли репродуктивную функцию.
Эксперименты были повторены несколько раз в Санкт-Петербурге, а затем и в Стокгольме, в лаборатории президента Шведской королевской академии наук. Всего в проекте на сегодняшний момент участвуют около 300 человек и 40 научных и медицинских центров в России, на Украине, а также в Швеции, США и Германии.
С «ионами Скулачёва» сложилась нетипичная для современной науки ситуация. Обычно есть болезнь, и ученые перебирают тысячи соединений в надежде найти одно, которое поможет наиболее эффективно справиться с недугом. А Владимир Скулачёв и его коллеги изобрели вещество и ищут заболевания, которые сумеет исцелить этот препарат.
 Болезни глаз были первой ласточкой, однако процесс вывода на рынок абсолютно нового препарата требует много времени. Так, между началом клинических испытаний новых глазных капель и поступлением лекарства на полки аптек прошло более четырех лет. Причем в показаниях к применению нового препарата пока значится лишь «синдром сухого глаза», эффективность в лечении которого была клинически доказана в ведущих офтальмологических центрах страны.
 Испытания на больных с такими недугами пожилых людей, как уже упоминавшиеся катаракта, глаукома, дистрофия сетчатки и прочие виды ретинопатии, продолжаются, и, как надеются создатели препарата, список его показаний со временем будет увеличиваться.
 Другой спектр болезней, справиться с которыми, как считают ученые, поможет SkQ1, — воспалительные заболевания костей и суставов, неизменные спутники людей старшего поколения. Первые результаты испытаний на людях, как надеется Максим Скулачёв, должны появиться через три года.
 
Источники:
1. Журнал Discovery
2. http://zazdorovie.ru/
3. http://www.vechnayamolodost.ru/
4. http://ru.wikipedia.org/
5. http://humbio.ru/

 

ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Оставить комментарий от имени гостя

0 / 1000 Ограничение символов
Размер текста должен быть меньше 1000 символов

Комментарии

  • Комментарии не найдены