Средняя продолжительность жизни человека за последние тысячелетия выросла с 30 до 80 лет, однако старение все еще воспринимается как неизбежный естественный процесс. Ведущий научно-популярного канала Veritasium совместно с главным ученым GE Global Research Center доктором Фионой Гинти разбирается в клеточных механизмах, определяющих наши биологические часы. Главный вопрос исследования — можно ли остановить увядание организма, не спровоцировав при этом развитие смертельных онкологических заболеваний.
⏳ От тридцати до бесконечности: эволюция продолжительности жизни 0:00
Исторические данные показывают колоссальный прогресс человечества в борьбе со смертью. Около 10 000 лет назад средняя продолжительность жизни человека составляла чуть более 30 лет. Всего век назад, в начале XX века, этот показатель едва достигал 50 лет. Для людей, родившихся в последние несколько десятилетий в развитом мире, ожидаемая продолжительность жизни составляет уже около 80 лет.
Однако эти расчеты не учитывают возможные технологические прорывы. По мнению ведущего канала Veritasium, рамки в 80 лет актуальны лишь при условии, что при нашей жизни не произойдет крупных открытий, способных замедлить процессы старения.
В современном научном сообществе старение официально не признается болезнью. Тем не менее, ведущий Veritasium подчеркивает, что именно старение может лежать в основе таких тяжелых патологий, как:
- сахарный диабет;
- сердечно-сосудистые заболевания;
- болезнь Альцгеймера.
До определенного момента старение кажется нам абсолютно естественным, ведь этот процесс сопровождает человека с самого рождения. Сначала он работает на нас: делает организм больше, сильнее, быстрее и умнее. Однако в какой-то момент биологический вектор меняет направление, запускается обратный процесс, и наши тела начинают разрушаться и деградировать.
🔬 Предел Хейфлика: почему клетки перестают делиться 1:35
Долгое время оставалось загадкой, почему человеческое тело увядает на макроскопическом уровне. Современная наука приходит к выводу, что в основе этого процесса лежат фундаментальные клеточные механизмы. На вопрос ведущего о том, стареем ли мы на макроуровне из-за того, что наши клетки стареют на микроуровне, доктор Фиона Гинти отвечает утвердительно.
Ключевое открытие в этой области сделал биолог Леонард Хейфлик. Изучая нормальные человеческие клетки, он обнаружил, что они способны делиться лишь ограниченное количество раз. В среднем этот показатель составляет около 50 делений, после чего наступает стадия, называемая «сенесцентностью».
Сенесцентная клетка — это постаревшая клетка, которая больше не может делиться. Она продолжает существовать в организме какое-то время, но именно накопление таких «состарившихся» клеток на микроуровне приводит к внешним признакам старения всего тела.
👟 Теломеры как молекулярные часы организма 2:27
Ученые выяснили, что внутри клеток существует своеобразный таймер, который сигнализирует им о необходимости прекратить деление. Роль таких часов выполняют теломеры — концевые участки хромосом.
Доктор Фиона Гинти приводит наглядную аналогию: теломеры похожи на пластиковые наконечники на шнурках, которые защищают их от распутывания. В мире генетики теломеры удерживают хромосомы вместе и не позволяют им слипаться с другими хромосомами.
При каждом делении клетки длина теломер сокращается. Фиона Гинти отмечает, что за один цикл деления теряется примерно 200 пар оснований. Это происходит из-за механических особенностей работы фермента ДНК-полимеразы, которой при репликации физически не хватает пространства, чтобы дойти до самого конца цепочки.
Сегодня процедура измерения длины теломер доступна для обычных людей. По словам доктора Гинти, научные исследования подтверждают прямую связь между состоянием теломер и образом жизни: у людей, практикующих регулярные физические нагрузки и ведущих активный образ жизни, теломеры остаются более длинными.
🦞 Секрет омара и обоюдоострый меч бессмертия 3:33
В природе существует фермент, способный остановить сокращение защитных наконечников хромосом — теломераза. Она непрерывно восстанавливает длину теломер, не позволяя им уменьшаться.
Ярким примером живого существа с перманентно активной теломеразой является омар. Этот организм фактически защищен от биологического старения: с течением времени омары лишь увеличиваются в размерах, не становясь слабее, а их хромосомы не претерпевают деградации. Омар обладает длинными теломерами, которые не укорачиваются, поэтому он умирает только тогда, когда его кто-то съедает.
Казалось бы, искусственное повышение уровня теломеразы могло бы подарить человеку вечную молодость, однако здесь ученые сталкиваются с опасным биологическим парадоксом. Фиона Гинти называет это «обоюдоострым мечом». Избыточная активность теломеразы — это главный признак онкологических заболеваний, связанных с неконтролируемым ростом тканей.
Клетки рака обладают аномально длинными теломерами и способны делиться бесконечно, обходя предел Хейфлика. В каком-то смысле рак представляет собой бессмертную клетку, живущую внутри человеческого организма. Согласно одной из существующих научных теорий, ограниченный потенциал деления клеток развился у человека в процессе эволюции именно как защитный механизм, не позволяющий поврежденным клеткам накапливать опасные мутации и трансформироваться в злокачественные опухоли.
🚀 Будущее медицины и проект «Прорыв» 5:32
Несмотря на сложность механизмов старения, достижения медицины за последние столетия увеличили человеческую жизнь сильнее, чем можно было представить. Ведущий Veritasium выражает уверенность в том, что следующие 100 лет принесут человечеству аналогичные невероятные результаты в области продления жизни. По его прогнозу, сегодняшние усредненные показатели ожидаемой продолжительности жизни точно не станут реальным возрастом смерти для будущих поколений.
Более подробно узнать о передовых исследованиях в этой области можно в документальном проекте «Прорыв» (Breakthrough), созданном телеканалом National Geographic совместно с компанией GE. Режиссером эпизода, посвященного будущему борьбы со старением, выступил знаменитый Рон Ховард.
