Является ли старение излечимой болезнью?

можно ли остановить старение 9 18

Пока вы сидите здесь и читаете эту статью, ваши клетки работают в вашем теле, выполняя все разнообразные биохимические реакции, необходимые для поддержания вашей жизнедеятельности. По мере того как они пыхтят, они накапливают мутации, выдерживают токсины окружающей среды и изо всех сил стараются усваивать питательные вещества из далеко не идеального рациона.

С течением времени наши клетки начинают ослабевать. Наши когда-то готовые биологические солдаты, рабочие и защитники уже не те, что были раньше. Мы стареем… постоянно. Этот общепризнанный факт теперь рассматривается некоторыми оптимистично настроенными исследователями скорее как временное препятствие из-за недавних открытий, в которых поле долголетия гудит разговорами о бессмертии.

Вы спросите, почему такой резкий сдвиг? Что ж, по правде говоря, поиски бессмертия — не новое увлечение. Поиски источника молодости и эликсиров вечной жизни существовали с самого начала человечества. Однако недавние эксперименты в области долголетия принесли новые интересные наблюдения, которые заставляют нас задаться вопросом, действительно ли старение неизбежно, или это просто еще одна болезнь, лекарство от которой ждет нашего открытия.

В следующих разделах я расскажу о трех ключевых экспериментах последних двух десятилетий, которые значительно продвинули вперед область долголетия и продолжительность жизни исследовательская работа. Эти исследования ясно показывают, что если такой путь к бессмертию действительно существует, то он лежит не в каком-то скрытом источнике или волшебном зелье, а скорее в понимании скрытого мира внутри наших собственных клеток и тканей.

Исследования парабиоза

Отличительной чертой молодости является способность организма клетки-предшественники заменить старые или поврежденные клетки новыми. С возрастом эта способность исчезает, и мы больше не можем пополнять наши ткани новыми клетками с той же эффективностью. Это приводит к таким проблемам, как атрофия мышц и снижение функции органов. В 2005 году исследователь из Стэнфорда доктор Томас Рандо и его коллеги опубликовали статью, в которой исследуется влияние возраста на способность сателлитных клеток, типа мышц. клетка-предшественница, размножаться и регенерировать. (Конбой и др., 2005). Предыдущие исследования, проведенные этой лабораторией, показали, что снижение способности стареющих сателлитных клеток генерировать новые клетки (также известное как «регенеративный потенциал») было связано не с внутренними изменениями внутри клетки, а скорее с отсутствием внешних сигналов, активирующих регенерацию, из окружающей среды. (Конбой и др., 2003). Другими словами, что-то было не так с самой клеткой, а скорее с окружающей средой, из-за чего она перестала регенерировать.

Кровеносная система — это система доставки питательных веществ, которая помогает формировать среду клетки. Он делает это, снабжая клетку материалами, необходимыми ей для функционирования. В 2005 году лаборатория Rando задалась вопросом, может ли замена системы кровообращения старого организма системой кровообращения более молодого животного восстановить активацию и распространение стареющих сателлитных клеток. Чтобы исследовать этот вопрос, исследователи лаборатории Rando хирургическим путем соединили системы кровообращения молодой и старой мыши в процедуре, называемой парабиозом. После синхронизации систем кровообращения мышей сателлитные клетки старых мышей были более способны генерировать новые клетки, показывающие регенеративный потенциал, аналогичный потенциалу сателлитных клеток у молодых мышей. Дополнительное исследование также зафиксировало влияние парабиоза на увеличение продолжительности жизни. В этом исследовании мышей соединяли парабиозом всего на три месяца, а затем разделяли. Воздействие более молодой системы кровообращения увеличило продолжительность жизни мышей со 125 до 130 недель, что в целом увеличило продолжительность жизни на 5% (Zhang et al., 2021).

Омолаживающая спинномозговая жидкость

Хотя исследования парабиоза были захватывающим шагом вперед, их последствия были ограничены тканями, более доступными для системы кровообращения. центральная нервная система (ЦНС), с другой стороны, не так легко доступен. ЦНС защищена Гематологический барьер, система плотно соединенных эпителиальных клеток, которая защищает нашу нервную систему от потенциально вредных бактерий и вирусов, циркулирующих в нашей крови. По мере старения клеток нашей ЦНС мы становимся более подвержены риску развития нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Болезнь Паркинсона. Поэтому поиск способа омоложения клеток ЦНС также чрезвычайно важен для сохранения здоровья и долголетия.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Стэнфорда, доктор Тал Ирам и доктор Тони Висс-Корей, исследовали, может ли восполнение клеточной среды оказывать такое же омолаживающее действие в ЦНС, как и в других тканях. Вместо того, чтобы соединить кровеносные системы старых и молодых мышей (что позволило произвести обмен кровью и плазмой), они выполнили переливание спинномозговой жидкости — процедуру, которая заменяла спинномозговая жидкость (ликвор) старых мышей с таковым у молодых мышей.

В своем исследовании д-р Висс-Корей и д-р Ирам показали, что введение молодой спинномозговой жидкости (как от мышей, так и от людей) в желудочковую систему старых мышей улучшало ключевые функции клеток ЦНС у старых животных. В частности, переливание спинномозговой жидкости увеличивало пролиферацию и дифференциация популяций клеток-предшественников олигодендроцитов (OPC). OPCs — это клетки, которые дают начало зрелым олигодендроцитам, типу глиальных клеток в головном мозге, отвечающих за покрытие наших нейронов жирным проводящим веществом, называемым миелином, которое помогает в нейронной коммуникации.

С возрастом объем белое вещество (ткань в нашем мозгу, состоящая из миелиновых нейронов) уменьшается, что негативно влияет на когнитивные функции. Таким образом, одно из следствий результатов доктора Висс-Корей и доктора Ирама заключается в том, что восстановление OPC может противодействовать потере белого вещества и препятствовать снижению когнитивных функций с возрастом. Интересно, что другое исследование, проведенное в лаборатории Wyss-Coray в 2014 году, показало положительное влияние на когнитивные функции и синаптическая пластичность у старых мышей после хирургического лечения парабиоза (Villeda et al., 2014).


 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Эти исследования парабиоза и трансфузии спинномозговой жидкости были основополагающими в установлении важности среды клетки для ее функции и биологического старения, но они не дали ответа на следующий важный вопрос: если мы знаем, что что-то не так с окружающей средой, что конкретно с ней не так? Ответ на этот вопрос позволит нам разработать терапию для изменения среды наших клеток, позволяющую им вернуться к своему более молодому состоянию.

Часы Хорват

Исследования Висс-Корей и Рэндо показали нам, что то, что происходит вне наших клеток, имеет значение, но как насчет того, что происходит внутри? Если бы мы нырнули в наши клетки мимо плазматической мембраны, мимо цитозоля и в ядро ​​— командный центр клетки, — мы бы нашли нашу ДНК. ДНК можно рассматривать как набор инструкций, которые наши клетки используют для функционирования. Кроме того, наша ДНК имеет то, что называется эпигеномом, паттерном маркировки, который находится поверх наших генов и регулирует, где и когда они будут экспрессироваться в клетке. С возрастом эпигенетические паттерны, такие как ДНК-метилирование влиять на ген выражение. В некоторых случаях накопление или потеря определенных паттернов метилирования ДНК может привести к подавлению генов, связанных с долголетием (Salas-Pérez et al., 2019). Это ухудшает функцию клеток и в конечном итоге заставляет нас выглядеть, чувствовать и вести себя старше. В 2011 году доктор Стив Хорват, исследователь генетики и биостатистики человека из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, охарактеризовал корреляция между паттернами метилирования ДНК и старением, создавая новый биохимический критерий клеточного здоровья, который исследователи теперь называют эпигенетическими часами (Blocklandt et al., 2011; Horvath, 2013).

Как только стало известно об эпигенетических часах Хорвата, ученые начали активно изучать возможность изменения эпигенетических паттернов, чтобы повернуть время вспять (Rando & Chang, 2012). Исследования показали, что поддержание здорового образа жизни, такого как физические упражнения и правильное питание, может помочь клеткам поддерживать эпигенетические паттерны, которые больше напоминают те, которые обнаруживаются в более молодых клетках, но эти изменения пока могут только повернуть время вспять (Quach et al., 2017). ). Сейчас исследователи ищут другие способы редактирования эпигенома. С новыми инструментами в нашем распоряжении, такими как CRISPR, мы можем войти и вручную изменить эпигенетические паттерны нашей ДНК. В настоящее время в этом направлении проводится много работы (например, Lau and Suh et al., 2017), но важно отметить, что мы до сих пор не знаем, в какой степени эпигеном непосредственно способствует процессу старения и влияет ли его редактирование будет иметь предполагаемый омолаживающий эффект.

В заключение…

Эти исследования показывают, что мы уже на пути к раскрытию научных секретов продления жизни. Говорят, что первый человек, доживший до 150 лет, уже родился!

Учитывая недавние достижения, трудно представить, что мы не сможем продлить человеческую жизнь сверх ее нынешнего предела. Но вопрос о том, является ли старение просто еще одной болезнью, ожидающей излечения, является предметом споров. Только время покажет, сможет ли наука перехитрить смертность.

Хотя некоторые считают, что нам вообще не следует вступать в эту игру остроумия, одно можно сказать наверняка: любопытство является неотъемлемой частью нашей человечности, и пока мы живы, наше любопытство всегда будет побуждать нас искать ответы на этот непреходящий вопрос. .

Только время покажет, сможет ли наука перехитрить смертность

Об авторе

Ариэль Хоган получила степень бакалавра биологии и степень бакалавра французского языка в Университете Вирджинии. Сейчас она работает над докторской диссертацией. в неврологии в программе NSIDP в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Ее исследования сосредоточены на травмах ЦНС и восстановлении нервной системы. В частности, она исследует дифференциальные внутренние программы транскрипции, которые обеспечивают регенерацию ПНС, и исследует, как эти программы транскрипции могут быть вызваны в моделях повреждения ЦНС для ускорения регенерации. Ей также нравится узнавать о биомехатронике и интерфейсе мозг-машина (ИМТ), а также участвовать в научных исследованиях и преподавании. Вне лаборатории она проводит время, практикуя свой французский, играя в баскетбол, смотря фильмы (даже плохие) и путешествуя. Для получения дополнительной информации об Ариэль Хоган посетите ее полный профиль.

Рекомендации

Бокландт, С., Лин, В., Зель, М.Е., Санчес, Ф.Дж., Синсхаймер, Дж.С., Хорват, С., и Вилен, Э. (2011). Эпигенетический предиктор возраста. PLoS One, 6(6), e14821. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0014821

Конбой, И.М., Конбой, М.Дж., Вейджерс, А.Дж., Гирма, Э.Р., Вайсман, И.Л., и Рандо, Т.А. (2005). Омоложение состарившихся клеток-предшественников под воздействием молодой системной среды. природа, 433(7027), 760-764. https://doi.org/10.1038/nature03260

Конбой, И. М., Конбой, М. Дж., Смайт, Г. М., и Рандо, Т. А. (2003). Notch-опосредованное восстановление регенеративного потенциала состарившихся мышц. Наука (Нью-Йорк, Нью-Йорк), 302(5650), 1575-1577. https://doi.org/10.1126/science.1087573

Хорват С. (2013). Возраст метилирования ДНК тканей и типов клеток человека. Геном биология, 14(10), Р115. https://doi.org/10.1186/gb-2013-14-10-r115

Ирам Т., Керн Ф., Каур А., Минени С., Морнингстар А.Р., Шин Х., Гарсия М.А., Йерра Л., Палович Р., Ян А.С., Хан О. ., Лу, Н., Шукен, С.Р., Хейни, М.С., Лехалье, Б., Айер, М., Луо, Дж., Зеттерберг, Х., Келлер, А., Зучеро, Дж. Б., Висс-Корей, Т. (2022). Молодой CSF восстанавливает олигодендрогенез и память у старых мышей посредством Fgf17. природа, 605(7910), 509-515. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04722-0

Лау, CH, и Сух, Ю. (2017). Редактирование генома и эпигенома в механистических исследованиях старения человека и болезней, связанных со старением. геронтология, 63(2), 103-117. https://doi.org/10.1159/000452972

Куах А., Левин М.Э., Танака Т., Лу А.Т., Чен Б.Х., Ферруччи Л., Ритц Б., Бандинелли С., Нойхаузер М.Л., Бисли Дж.М., Снетселаар Л., Уоллес, Р.Б., Цао, П.С., Абшер, Д., Ассимс, Т.Л., Стюарт, Дж.Д., Ли, Ю., Хоу, Л., Баккарелли, А.А., Уитсел, Э.А., Хорват, С. (2017). Анализ эпигенетических часов диеты, физических упражнений, образования и факторов образа жизни. старение, 9(2), 419-446. https://doi.org/10.18632/aging.101168

Рандо, Т. А. и Чанг, HY (2012). Старение, омоложение и эпигенетическое перепрограммирование: сброс часов старения. Ячейка, 148(1-2), 46 – 57. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.01.003

Салас-Перес, Ф., Рамос-Лопес, О., Мансего, М.Л., Милагро, Ф.И., Сантос, Дж.Л., Риезу-Бой, Дж.И., и Мартинес, Дж.А. (2019). Метилирование ДНК в генах путей регуляции долголетия: связь с ожирением и метаболическими осложнениями. старение, 11(6), 1874-1899. https://doi.org/10.18632/aging.101882

Телано Л.Н., Бейкер С. Физиология, спинномозговая жидкость. [Обновлено 2022 июля 4 г.]. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2022 янв. Доступна с: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK519007/

Вилледа С.А., Пламбек К.Е., Мидделдорп Дж., Кастеллано Дж.М., Мошер К.И., Луо Дж., Смит Л.К., Биери Г., Лин К., Бердник Д., Вабл Р., Удеочу, Дж., Уитли, Э.Г., Зоу, Б., Симмонс, Д.А., Се, Х.С., Лонго, Ф.М., и Висс-Корей, Т. (2014). Молодая кровь устраняет возрастные нарушения когнитивной функции и синаптической пластичности у мышей. Природа медицины, 20(6), 659-663. https://doi.org/10.1038/nm.3569

Чжан Б., Ли Д.Э., Трапп А., Тышковский А., Лу А.Т., Бареджа А. Керепеси К., Кац Л.Х., Шиндяпина А.В., Дмитриев С.Е., Бахт Г.С., Хорват С. ., Гладышев В.Н., Уайт Дж.П., bioRxiv 2021.11.11.468258;doi:https://doi.org/10.1101/2021.11.11.468258

Эта статья первоначально появилась на Зная нейроны

Вам также может понравиться

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

ДОСТУПНЫЕ ЯЗЫКИ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

распространение болезни дома 11 26
Почему наши дома стали горячими точками COVID
by Бекки Танстолл
Оставаясь дома, многие из нас защитились от заражения COVID на работе, в школе, в магазинах или…
синдром внезапной детской смерти 11 17
Как защитить ребенка от синдрома внезапной детской смерти
by Рэйчел Мун
Каждый год около 3,400 младенцев в США внезапно и неожиданно умирают во сне, по данным…
как сказать, если что-то правда 11 30
3 вопроса, которые нужно задать, если что-то правда
by Боб Бриттен
Истину бывает сложно определить. Каждое сообщение, которое вы читаете, видите или слышите, исходит откуда-то и было…
Как культура передает эмоции, которые вы испытываете к музыке
Как культура передает эмоции, которые вы испытываете к музыке
by Джордж Атанасопулос и Имре Лахдельма
Я проводил исследования в таких местах, как Папуа-Новая Гвинея, Япония и Греция. Правда в том…
эфирное масло и цветы
Использование эфирных масел и оптимизация нашего тела, разума и духа
by Хизер Доун Годфри, PGCE, BSc
Эфирные масла имеют множество применений, от эфирных и косметических до психоэмоциональных и…
объяснение рождественских традиций 11 30
Как Рождество стало американской праздничной традицией
by Томас Адам
Каждый сезон празднование Рождества публично проводится религиозными лидерами и консерваторами ...
преимущества ходьбы задом наперёд 11 30
Ходьба задом наперёд имеет удивительную пользу для здоровья
by izf/Shutterstock Джек Макнамара
Одним из наиболее хорошо изученных преимуществ ходьбы назад является улучшение стабильности и равновесия.…
тоскую по питомцу 11 26
Как помочь оплакать потерю любимого домашнего питомца
by Мелисса Старлинг
Прошло три недели с тех пор, как мы с напарником потеряли нашу любимую 14.5-летнюю собаку Киви Тарро. Его…

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.