Alternative alla morte: come sconfiggere l'invecchiamento

In qualità di biologia molecolare moderna guarda al fenomeno dell'invecchiamento? Come cercare di studiare l'invecchiamento, c'è speranza per rallentare o addirittura fermare questo processo? Queste domande concentrati sulla conferenza biologo Alexander Panchina, con il quale ha fatto in passato in ufficio Mail.Ru Gruppo lezioni di scienza popolare Set Up.

Invecchiamento - una riduzione dell'età della speranza di vita. A partire da una certa età, ogni anno aumenta la probabilità di morte di una persona. Dopo 20 anni, ogni otto anni di vita aumenta il rischio di circa la metà. La gente sta morendo di malattie cardiache, cancro, ictus, enfisema, polmonite, malattie renali, malattia di Alzheimer, incidente. Ma la buona notizia è che il progresso scientifico e tecnologico ha permesso di vincere molte malattie e prolungare la vita umana.

Nel corso degli ultimi 60 anni in tutti i paesi maggiore aspettativa di vita, e in alcune persone hanno cominciato a vivere circa 20 anni più a lungo. In Australia, il Canada, il Giappone e alcuni paesi europei, l'aspettativa di vita media superiore a 80 anni. Questa è la domanda circa l'importanza di una buona medicina nel paese, l'uso sapiente dei progressi scientifici, l'uso di farmaci efficaci, e non qualche omeopatia e così via. Ma nel complesso notevoli progressi in tutto il mondo.

Anche alla fine del XIX secolo, è stato ipotizzato teorica idra immortalità. Nel 1997, Daniel Martinez ha dimostrato sperimentalmente l'ipotesi

Quando si pone la questione se sia possibile sconfiggere questo aumento grafico dell'aumento della mortalità, ricordo le parole dei fratelli Wright, "Se gli uccelli possono volare, allora possiamo ottenere volo controllato." I biologi dicono che se un'idra con l'età, il rischio di morte non è aumentato, è probabile che questo può farci. Non ci sono limitazioni fondamentali che non consentono un organismo vivente di vivere molto a lungo. Un classico esempio di una longeva organismo - la talpa ratto, che vive dieci volte più a lungo rispetto ai loro parenti - topi e ratti. Il genoma del ratto talpa nudo sta già indagando gli scienziati sperano di capire che cosa lo rende così speciale, e di essere a lungo vissuto.

Se valutiamo la diversità della vita sul pianeta, l'aspettativa di vita dei mammiferi possono differire da quasi un centinaio di volte, e gli animali in generale - nell'ordine delle decine di migliaia di volte. Con che cosa può essere collegata? E 'evidente che un ruolo importante nella invecchiamento e la longevità geni giocano. Che toporagno o di arvicola da un punto di vista evolutivo, non sono particolarmente interessati a come vivere a lungo. In natura, alcuni membri di tali specie sopravvivono alla vecchiaia, la loro abbastanza presto per mangiare predatori. Anche se ci fosse un qualche tipo di mutazione, prolungare la vita, dal suo sarebbe di scarsa utilità in termini di maggiore successo riproduttivo. E le specie, per sbarazzarsi della minaccia dai predatori, stiamo solo assistendo ad un aumento della speranza di vita. La stessa talpa nudo che vive sotto terra, può vivere per 31 anni. Un altro esempio di protezione dai predatori - la capacità di volare, come è il caso con i pipistrelli e uccelli. Ma le persone possono proteggersi con l'aiuto della scienza e della tecnologia.

Ci sono organismi in cui il gene è già stabiliti il ​​programma di morte. Ad esempio, alcune specie di femmine di salmone muoiono subito dopo la deposizione delle uova. Ma c'è un altro interessante esempio - il polpo:

Illustrazione: Odissea lumaca

Il polpo femmina depone le uova, cessa di mangiare, e in media un mese muore. Questa morte programmata. Ma si è scoperto che questo programma può essere annullata, con chirurgicamente - appena tagliato fuori un paio di ghiandole, dopo di che il polpo non può vivere un mese, e 6-9 mesi.

Ci sono esempi di morte cellulare programmata, quando le singole cellule possono uccidere se stessi. Questo processo è chiamato apoptosi quando le cellule si accumulano un gran numero di mutazioni che non diventare cancerose, non costituire una minaccia per il corpo, essa stessa è distruggere, e abbastanza ragionevole - la cella non è solo schizzi di tutti i suoi contenuti, e collassa in compartimenti, che possono poi essere catturato da vicino di casa cellule e smaltiti. È interessante notare che v'è una transizione da morte cellulare alla morte di tutto l'organismo. Gut verme Caenorhabditis elegans (nematode) punta fluorescente. E quando il worm sta morendo per cause naturali o come risultato di qualche danno, poi un'ora prima della sua morte nel fronte dell'onda intestino bagliore viene amplificato e gradualmente si estende fino alla fine dell 'intestino. Dopo questo, il worm si sposta in un altro mondo. Questo fenomeno è chiamato "onde blu della morte." Onda può essere indotta artificialmente, ad esempio congelare e scongelare il worm. Inoltre, gli scienziati hanno trovato un modo per fermare questa ondata. La durata della vita del verme non aumenta, ma se è danneggiato, non morirà. Con l'emergere di un'onda avvia il processo di morte cellulare, ma poi è svanisce bagliore blu, e il worm continua a vivere. Inutile incandescenza è solo un indicatore ed è veramente l'onda di morte cellulare lungo l'intestino, che porta alla morte.

Perché questo meccanismo è sorto? A quanto pare, a causa di tale "morte in un'ora", il worm arriva come cibo per la loro prole. Worms cova bambini muoiono e diventano cibo per la prossima generazione. Simbolo del sacrificio della maternità.

Negli esseri umani, almeno negli adulti, stati trovati tali meccanismi. Il nostro invecchiamento è un aggregato di molti processi differenti. Uno di loro - è l'invecchiamento delle cellule.

Vecchie cellule possono danneggiare adiacente, in grado di rilasciare sostanze che portano alla infiammazione. le cellule più anziani possono diventare cancerose, quindi sarebbe bene per sbarazzarsi di loro. I risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati dalla rimozione utilizzando un farmaco speciale vecchie cellule di un certo tipo nei roditori geneticamente modificati. E questi roditori vissuto più a lungo. Questo è abbastanza possibile trovare un approccio alla invecchiamento delle cellule.

L'accorciamento dei telomeri

cromosoma umano in grigio telomeri - bianco

invecchiamento cellulare è associata con alcuni processi. Uno di loro - un accorciamento dei telomeri. Natura modo che ad ogni divisione cellulare, la molecola di DNA è ridotta. Alle estremità dei cromosomi sono segmenti chiamati telomeri, che sono soggetti ad accorciare, proteggendo così il resto del cromosoma. Telomeri si accorciano di generazione in generazione, e sono vecchie celle sono molto brevi. Che è un vecchio e un giovane uomo cellule possono essere distinte dalla lunghezza dei telomeri, tenendo conto di alcune variazioni di queste caratteristiche.

Tuttavia, il problema è già stato risolto nella accorciamento delle nostre cellule staminali. Hanno un enzima telomerasi, che è in grado di finire di costruire i telomeri. Pertanto, su alcune delle cellule dicono che sono immortali.

Un'altra grande novità è che siamo in grado di allungare i telomeri con la terapia genica. Gli esperimenti sono stati eseguiti in cui il virus erogata attraverso un telomerasi speciale nei roditori, e telomeri sono stati completati nelle cellule. Questi roditori, come dimostrano gli esperimenti, vivono più a lungo.

44-year-old Elizabeth Parrish, capo della American Bioviva società di ricerca, forse, è diventata la prima persona in cui è stato testato anti-invecchiamento con successo la terapia genica

Esperimenti simili sono stati ispirati da Elizabeth Parrish provate a immaginare una simile terapia genica. E 'chiaro che lo fa nel quadro della campagna di PR-, perché possiede la più grande società di biotecnologia. La notizia passò l'informazione, che è un po 'come lei allungata telomeri. Ma questo non è un esperimento scientifico, non v'è alcun gruppo di controllo, nessun confronto. Anche se questa storia ispira molti e dice che l'accorciamento dei telomeri non è un problema insormontabile di invecchiamento. l'accumulo di danni

Un'altra cosa che accade nelle cellule - è l'accumulo di danni. Sono diversi. Uno dei tipi di danni - è l'accumulo nelle cellule di spazzatura. Ad esempio, proteine ​​cattive scricchiolò, come avviene nel caso del morbo di Alzheimer. O impropriamente organelli, come i mitocondri danneggiati lavoro. Ad ogni divisione cellulare queste lesioni come sono diluiti, e ciascuno dei due risultanti cellule che dovrebbero essere due volte più piccolo. Cioè, la divisione cellulare attiva potrebbe rigenerarsi.

Ma la divisione ha un lato oscuro - il cancro. Ci sono mutazioni genetiche che non sono diluiti. Cancer cell - cellulare ha accumulato un gran numero di mutazioni che possono portare a dividersi all'infinito, la disattivazione di apoptosi. Oggi, ci sono metodi più moderni per combattere il cancro. In precedenza è stato completamente la malattia incurabile, è ora in un certo numero di casi si è trattato.

Il digiuno

Uno dei più bei esperimenti per prolungare la vita è stata associata con lo studio degli effetti della fame parziale. L'esperimento è stato condotto nei roditori. Questo è un grafico di mortalità:

Il colore verde indica quelli che mangiano dalla pancia, abete rosso blu è il 25% in meno, viola - 55% in meno, e rosso - 65%. Come si può vedere, l'aspettativa di vita massima è aumentata di circa 1, 5 volte. Verde è morto da qualche parte in tre anni, mentre il resto ha vissuto significativamente più lungo. Quando tutto il verde è morto, i Reds sono ancora vivi. Un risultato impressionante. Si è scoperto che il meccanismo di prolungare la vita per fame rilevante per organismi molto diversi, ma non per tutti. Ci sono quelli in cui una privazione parziale riduce l'aspettativa di vita. Ma in molte specie funziona. Ad esempio, i elegans nematodi Caenorhabditis, ratti, alcuni ceppi di topi, cani, non ci sono dati contrastanti per quanto riguarda i macachi. In pubblico, è molto difficile da mettere tali esperimenti. Quando scoperto, come fame parziale prolunga la vita del verme, ha trovato un ormone che viene secreto in risposta all'assunzione di cibo. Questi ormoni agiscono sul recettore DAF-2 situati sulla superficie cellulare, e che promuove qualche modo l'invecchiamento. Se questo danno recettore, questi vermi vivono circa due volte più a lungo.

Quando DAF-2 recettore viene attivato, si innesca una cascata di processi cellulari che portano alla inattivazione della proteina, che è chiamato il DAF-16. DAF-16 - questo è una proteina molto importante che regola il lavoro delle cellule come segue. Se il cibo a disposizione e la DAF-16 è inattivato, la cellula pensa: "Oh, pasto zashib è completo, tutto è buono, ci si può rilassare, non sono in pericolo, è possibile moltiplicare, dividere -. È tutto a posto" Se questo segnale non è presente, vale a dire DAF-2 è rotto, o se non c'è cibo, attiva DAF-16, la cellula pensa: "Che casino, sto morendo, lo stress, un incubo! È necessario salvare te stesso "- e gestisce una serie di meccanismi di difesa: da mutazioni di stress ossidativo, shock termico, tutti in fila. Ie DAF-16 rende centinaia di lavoro di altri geni che proteggono le cellule di vari problemi.

Si è scoperto che la persona ha proteina simile a DAF-16 e DAF-2. Ma simile alla mutazione della proteina DAF-16 è stato trovato. Ci sono persone con una variante di questa proteina, e ci sono persone con un'altra opzione. I proprietari di prima forma di realizzazione (foxo3) sono molto più propensi a vivere per 90 anni o più. Cioè, studiando il meccanismo molecolare della maturazione in vermi, possiamo capire meglio come i meccanismi di invecchiamento negli esseri umani.

Naturalmente, non tutto ciò che impariamo a conoscere i vermi, può essere tradotto per gli esseri umani. Ad esempio, se togliamo le cellule germinali della gonade del worm, si attiva anche il DAF-16 e vivrà più a lungo. Ma se si castrare te stesso, la tua vita non è estesa.

Il peso corporeo

pipistrelli nani possono vivere fino a 40 anni. Organismi con maggiore peso corporeo vivono più a lungo. Ma ci sono quelli la cui aspettativa di vita è molto maggiore rispetto alla calcolato sulla base della loro massa corporea. Ad esempio, le persone vivono molto più a lungo rispetto ad altre specie con la stessa massa. pipistrelli nani ei loro parenti sono anche di lunga durata. Questi pipistrelli si presentò come la proteina DAF-2, ma con mutazioni specifiche.

A parte organismi modello, gli scienziati stanno esplorando e le mutazioni che si verificano negli esseri umani.

Questo giovane è morto all'età di 17 anni, ha avuto una sindrome di invecchiamento precoce chiamato "Progeria". Questo disturbo genetico che provoca comparsa precoce di segni di invecchiamento. In giovane età ci sono malattie senili, e le persone vivono in media 13 anni. Per questa malattia provoca una mutazione nel gene che è responsabile per la sintesi della proteina lamina. Questa proteina è responsabile per l'organizzazione del nucleo, la cosiddetta matrice nucleare, struttura nucleare. Vermi con invecchiamento matrice nucleare viene distrutta nelle cellule, e più lento accade, i vermi vivono più a lungo. Forse la distruzione della matrice nucleare gioca un ruolo importante nella maturazione umana.

L'ormone della crescita

L'ormone della crescita porta indirettamente alla amplificazione del segnale, che viene fatto passare attraverso il nostro analogico DAF-2. Se molto più facile, quindi nani cellule sentire qualche effetto di fame. Qui pigmeo del mouse Yoda e la sua fidanzata Principessa Leia:

In Yoda era viziato gene che regola la sintesi dell'ormone della crescita. Ha vissuto in laboratorio per quattro anni - in termini di età umano è più di un centinaio di anni.

In Ecuador, c'è una popolazione di persone con una certa forma di nanismo chiamata sindrome di Laron, ci sono circa un centinaio di persone. Non sappiamo come vivono. Gli scienziati li guarda per oltre 20 anni ed è stata la pubblicazione che queste persone hanno ridotto il rischio di alcune malattie senili, tra cui il cancro e il diabete. Forse davvero vivono più a lungo rispetto alle altre persone della stessa regione.

Dio TOR, il signore di detriti

Illustrazione: The Lab Ban

Le nostre cellule sono in grado di rimuovere se stesso dalle macerie non solo nella divisione. Essi possono assorbire. Questo è chiamato autofagia - cellule digerire il più sporco in sé, allora in qualche modo recuperare e lanciare. Questo processo può contribuire al ringiovanimento di cellule, ma impedisce proteina TOR.

Che cosa sta facendo? Egli dice: "Tutto è utili. Questo panino stantio che avete qui è a portata di mano. Sarà la fame, bloccherà, e andrà alla causa. " I nostri antenati vivevano in un regolare scarsità di cibo. Non ci sono stati gli organismi geneticamente modificati, non c'era rivoluzione verde, l'agricoltura normale, non c'era nulla. La fame potrebbe verificarsi in qualsiasi momento, e, di conseguenza, TOR ha svolto un ruolo importante. Ma ora questa immondizia si accumula e danneggia le cellule. Fortunatamente, ci sono sostanze-inibitori che possono sopprimere la proteina.

inibitori TOR attivano l'autofagia attraverso la proteina. TOR stessa prende il nome dalla rapamicina: Obiettivo della Rapamicina (target della rapamicina). Rapamicina - è un antibiotico che producono funghi, è anche usato come immunosoppressore. Questa sostanza è utilizzata nel trapianto per ridurre il rischio di rigetto. Rapamicina prolunga anche la vita di vari organismi, come topi, e abbastanza forte.

La rapamicina è molto costoso, quindi in molti casi utilizzare un inibitore molto più economico delle RPT - caffeina. studi su animali hanno confermato che migliora e prolunga la vita dell'autofagia. Inoltre abbiamo i risultati di studi epidemiologici, secondo la quale le popolazioni umane, dove bere alcune tazze di caffè al giorno, il tasso di mortalità è stato ridotto del 10%.

V'è il concetto di "paradosso francese": i francesi longeva e raramente soffrono di malattie cardiovascolari. Un tempo, questo spiega il consumo di resveratrolo contenuto nel vino rosso. Roditori la sostanza prolunga la vita. Ma poi contato quanto per consumare il vino l'uomo al resveratrolo ha avuto lo stesso effetto - due barili al giorno. Apparentemente, il paradosso francese appena collegato con sé etanolo, che in determinate concentrazioni basse di allungare la vita di nematodi. Le persone che bevono un bicchiere di vino al giorno riduce il rischio di malattie cardiovascolari come la malattia coronarica, malattia coronarica e così via. Ma etanolo ha un lato negativo laterale: l'alcolismo, cirrosi epatica, aumenta il rischio di alcuni tumori. Pertanto, se è possibile raccomandare come geroprotector etanolo - è un punto controverso. Esso suscita interesse degli scienziati e metformina - una cura per il diabete. Ha alcuni effetti collaterali legati al tratto gastrointestinale. C'è una ricerca che conferma che la metformina prolunga la vita dei vermi.

Ma la più lunga - 50% - nematodi dal vivo a causa di alfa-chetoglutarato. Egli è notevole che c'è nelle persone in gran numero, e ha una bassa tossicità. Ma fino ad ora, non esistono studi sui roditori, gli scienziati, perché è molto difficile ottenere finanziamenti per studiare il farmaco contro l'invecchiamento, perché l'invecchiamento non è considerata una malattia. Alfa-chetoglutarato, per inciso, gli atleti utilizzare come additivo alimentare per accelerare la crescita della massa muscolare. Ma ci sono rapporti conflittuali se aiuta proprio in questo.

sangue Young

Illustrazione: Popular Science

In uno studio, i ricercatori chirurgicamente uniti corpi di due roditori - vecchi e giovani, che unisce il loro sistema di sangue. In queste condizioni, vecchio roditore che vive più a lungo e giovane - di meno, mentre nei roditori più anziani aumenta la plasticità del sistema nervoso, cioè la capacità delle cellule nervose di formare nuove connessioni neurali. Si migliora anche la rigenerazione del tessuto muscolare. E 'chiaro che nessuno si offre di cucire insieme anziani e bambini piccoli agli anziani vivono più a lungo. Ma forse troveremo alcuni fattori che sono presenti in giovane siero, o trovare le celle che prolungano la vita e li può sintetizzare e dare come una medicina per le persone anziane. Questo meraviglioso detto Tony Wyss-Corea (Tony Wyss-Coray). Attualmente lo svolgimento di prove tecniche utilizzano plasma di giovani organismi per il trattamento della malattia di Alzheimer. Vediamo cosa ne escono.

Per vivere a lungo

Un'altra storia coinvolge un ricercatore Aubrey de Grey (Aubrey de Grey), ha anche esibito al Ted Talk. Aubry ha detto: "Alcune persone dicono:" Beh, estenderemo la durata di 20 anni, non ha intenzione di morire in 80 e 100. Ma non è ancora molto confortante. Possiamo contare su qualcosa di più? "". Aubrey risposto, "Yes, we can". Perché? Egli cita la metafora della gravitazione universale. Se si prende la palla e scagliarle contro di lui, cadrà. Se ti buttare a lui molto, cadrà in seguito. Ma se ti buttare a questo, in modo che raggiunga la prima velocità cosmica, poi la palla volerà nello spazio, mai di tornare sulla Terra. "Guarda, il progresso scientifico e tecnologico si sta sviluppando sempre più velocemente, e, forse, per quei 20 anni, è ancora vivrai, si presenti con un farmaco che prolunga la vita per altri 25 anni, e nel corso di questi 25 anni si presenti con un farmaco che prolunga la vita per altri 30 anni, e così via. E forse, dal momento che una certa età, alcune persone possono vivere per un lungo periodo di tempo, migliaia di anni. " Molti scienziati sono scettici. Ma non ci sono argomenti seri per cui è impossibile in linea di principio. Vediamo che il progresso scientifico e tecnico prolunga la vita della gente, con tutto il mondo, in tutti i paesi, anche i più poveri, e l'aspettativa di vita è in costante crescita. Ciò significa che, per il bene di prolungare la vita ha bisogno di sviluppare la scienza.

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