Блог компании Газпромбанк. Автор: Василиса Белокопытова. Победить старение человека и позволить ему обрести вечную (ну, или хотя бы более продолжительную) жизнь — одна из самых желанных и труднодостижимых целей науки. Огромное количество загадок, связанных с причинами и механизмами этого процесса, делало задачу нереальной. Но в последние годы ученые, кажется, нашли способ не просто останавливать старение, но обращать его вспять.

Вообще, этот текст совсем не похож на то, что мы обычно публикуем на Хабре. Но мимо такой темы пройти очень сложно: слишком редко в этой области случаются прорывы, подобные этому. Ну, и потом, решение вопроса старения очень похоже на попытки разобраться, как работает код, местами еще и обфусцированный, чтобы заставить приложение делать то, что нужно. На этом заканчиваем оправдываться и переходим к сути.

История вопроса

За столетия теорий старения накопилось немало. Доминировали, разумеется, те, в которых старость была предопределена богами и являлась частью их великого замысла. Но были и попытки подвести «научную базу». Гиппократ считал причиной старения уменьшение влаги в теле, Аристотель — охлаждение, а Платон обосновывал истощением внутреннего огня.

В Средневековье люди считали, что старость можно «отменить» с помощью эликсиров и ритуалов и искали философский камень, который может подарить бессмертие. А затем научная мысль развернулась на 180° и почти до XVII века в медицинском обществе воцарилась гуморальная теория Галена, в которой все сводилось к четырем жидкостям (гуморам): кровь, слизь, черная и желтая желчь. Результатам нарушения их баланса и была старость.

В 1882 году немецкий биолог Август Вейсман объяснил старение теорией изнашивания. По его мнению, люди стареют, потому что клетки и органы человека приходят в негодность в связи с влиянием внутренних и внешних факторов. Воздействие этих факторов приводит к накоплению такого количества повреждений, что организм уже не способен компенсировать их собственными механизмами восстановления. В определённой степени эту теорию можно назвать одной из первых попыток научно объяснить старение.

Впрочем, по-настоящему значимых научных изысканий в этой области не было вплоть до середины XX века, когда 1952 году ученый Питер Медавар выдвинул гипотезу, согласно которой старение среди людей возникло как побочный продукт естественного отбора: некоторые гены в молодом возрасте приносят особи пользу, но с течением времени из-за них накапливаются повреждения, приводящие к старости.

Учёный предположил, что в диких условиях животные просто не доживают до преклонного возраста, умирая от зубов хищников, заболеваний или несчастных случаев, и негативное влияние мутаций на организм просто не успевает проявиться. В случае с человеком, чья продолжительность жизни увеличилась в результате возникновения цивилизованных сообществ, накопленные мутации оказывают свое влияние.

Поначалу теория получила определённую поддержку и считалась одной из наиболее правдоподобных. Однако с течением времени экспериментальные данные обнаружили ее несостоятельность: клетки пожилых людей далеко не всегда переполнены мутациями, и наоборот, в клетках молодых людей и животных мутаций могло быть много, и их связь с процессом старения не просматривалась.

Свободнорадикальная теория, также возникшая в 50-х годах прошлого века, утверждает, что старение происходит из-за свободных радикалов, которые повреждают клетки. Повреждения накапливаются, и клетки перестают нормально функционировать.

Свободные радикалы — это молекулы и атомы с одним неспаренным электроном на верхнем электронном уровне. Они могут образовываться в клетке и повреждать её биологические функции.

Теория породила несколько модификаций, но ни одна из них не решалась объявить свободные радикалы единственной причиной старения, хотя в ходе исследований были получены достоверные сведения о связи вредоносных молекул и атомов с раковыми и нейродегенеративными заболеваниями.

Более свежей и перспективной теорией, объясняющей старение, стала так называемая теломерная теория. В 2009 году биологи Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования в области теломер и теломеразы. Их работа пролила свет на роль этих структур в старении клеток и их влияние на продолжительность жизни. Теломеры — это своего рода защитные колпачки хромосом. С каждым делением клетки колпачки укорачиваются и в какой-то момент становятся такими небольшими, что клетка перестает делиться. Впрочем, некоторые клетки с помощью особого фермента теломеразы способны замедлять процесс сокращения колпачков или вовсе восстанавливать их, обеспечивая себе возможность делиться и дальше.

Согласно результатам исследований, скорость, с которой сокращаются колпачки, зависит от внешних факторов, например от образа жизни человека. Так, у курящих людей процесс происходит быстрее, а у придерживающихся здорового образа жизни — медленнее. И хотя теломерная теория обратила внимание на важный процесс, влияющий на старение, она не дала всех ответов. Хотя бы потому, что люди, ведущие здоровый образ жизни, живущие в благоприятных экологических и социальных условиях, все равно стареют, хоть и медленнее, чем другие.

Выдвигались и другие теории. Например, что старение является запрограммированной функцией человеческого организма, или что старение связано с изменениями в нервной и эндокринной системах.

В целом практически все выдвигавшиеся теории верно объясняли причины старения: клетки организма со временем перестают делиться так, как должны, и от этого критически важные системы организма начинают функционировать со сбоями. Однако причины подобных клеточных изменений в каждой теории были разными, и не все они нашли экспериментальное подтверждение.

В прошлом году появилась новая теория, и она претендует на статус наиболее верной. В отличие от предшествующих, ответы на вопросы о причинах старения эта теория ищет не в генах, а в том, по какому принципу происходит их активация и деактивация.

Эпигенетические метки

Автором новой теории стал профессор Дэвид Синклер и его коллеги из Гарвардской медицинской школы. В своем исследовании, опубликованном в журнале Cellhttps://www.cell.com/cell/fulltext/S0092–8674(22)01570–7, ученые описывают механизм, который, предположительно, заставляет клетки стареть. Обновив этот механизм, процесс старения можно остановить и развернуть в обратную сторону.

Речь идет об эпигенетических маркерах (метках).