Эффект теломер: революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни - Элизабет Блэкберн

Неужели все клетки ограничены пределом Хейфлика? Нет. В нашем организме присутствуют клетки, которые постоянно обновляются. Среди них клетки иммунной системы, костей, кишечника, печени, поджелудочной железы, кожи и волосяных луковиц, а также клетки, выстилающие стенки сердца и сосудов. Чтобы поддерживать здоровье организма, им приходится делиться снова и снова. К числу обновляющихся относятся некоторые виды обычных клеток, способных к делению (например, клетки иммунной системы); клетки-предшественницы, способные делиться еще дольше; жизненно важные стволовые клетки, которые могут делиться бесконечно, пока остаются здоровыми. И в отличие от клеток из лаборатории клетки в организме человека не всегда подчиняются пределу Хейфлика, потому что – как вы узнаете из первой главы – в них содержится фермент теломераза. В стволовых клетках – если поддерживать их здоровыми – присутствует достаточно теломеразы, чтобы они продолжали делиться на протяжении всей человеческой жизни. Регулярное обновление клеток (тот самый буйный рост) служит одной из причин, по которым кожа Лизы выглядит молодой и красивой. Именно поэтому ее суставы двигаются без особых проблем и она может полной грудью вдыхать прохладный воздух, приносимый ветром с побережья. Благодаря появлению новых клеток важнейшие ткани и органы ее тела то и дело обновляются. Идет непрерывное обновление на клеточном уровне – и Лиза чувствует себя моложе своих лет.

Клетки, достигшие фазы увядания, больше не способны делиться. В каком-то смысле они слишком дряхлые для этого. С одной стороны, даже хорошо, что такие клетки прекращают делиться: если бы они продолжали размножаться, это могло бы способствовать возникновению рака. С другой стороны, дряхлые клетки отнюдь не безобидны – они истощены и растеряны. Они путаются и не посылают нужные сигналы другим клеткам организма – они больше не способны добросовестно справляться со своими былыми обязанностями. Они больны. Время буйного роста подошло к концу – во всяком случае для них, и это серьезнейшим образом отражается на вашем здоровье. Когда слишком много клеток достигает фазы увядания, ткани организма начинают стареть. Так, например, когда количество дряхлых клеток в стенках кровеносных сосудов достигает критической отметки, артерии теряют эластичность, в связи с чем повышается риск сердечного приступа. Когда борющиеся с инфекцией клетки иммунной системы из-за «старческого слабоумия» не могут распознать вирус у вас в крови, повышается риск заболеть простудой или гриппом. Старые клетки выделяют вещества, способствующие воспалению, из-за чего организм становится более уязвимым для хронических заболеваний. И наконец, существование многих старых клеток завершается благодаря запрограммированному механизму их гибели.

Так развивается болезнь.

Рис. 3. Старение и болезни. Возраст – главный определяющий фактор возникновения хронических заболеваний. На графике показана статистика смертности в том или ином возрасте от одной из четырех болезней, являющихся самыми распространенными причинами смерти (болезни сердца, рак, болезни дыхательных путей, инсульт и другие нарушения мозгового кровообращения). После 40 лет смертность от хронических заболеваний начинает увеличиваться и резко возрастает после 60 (источники: Центры по контролю и профилактике заболеваний США, «Десять основных причин смерти и инвалидности», http://www.cdc.gov/injury/wisqars/leadingCauses.html).

Многие клетки здорового человека могут делиться снова и снова, пока их теломеры (и другие важнейшие составные элементы, такие как белки) продолжают функционировать как следует. Когда же эта способность утрачивается, клетки становятся старыми. В конце концов, фазы увядания могут достигнуть даже удивительные стволовые клетки. Такое ограничение способности клеток к делению служит одной из причин того, что по мере приближения человека к седьмому или восьмому десятку его здоровье начинает ухудшаться, хотя многим удается оставаться здоровыми гораздо дольше. Здоровая жизнь до 80–100 лет окажется реальностью для некоторых из нас и для многих из наших детей {5}. По всему миру сейчас живет порядка 300 000 людей старше 100 лет, и их число стремительно увеличивается. Еще большему числу людей удается пережить отметку в 90 лет. По оценкам ученых, более трети новорожденных в Великобритании смогут дожить до 100 лет {6}. Сколько из этих лет будет омрачено страшными болезнями? Если мы более тщательно изучим факторы, способствующие обновлению клеток, то даже в старости наши суставы смогут плавно двигаться, легкие – свободно дышать, иммунные клетки – отважно сражаться с инфекциями, сердце – активно перекачивать кровь через все четыре камеры, а ум останется острым.

Проблема в том, что далеко не все клетки делятся столько раз, сколько предписано природой. Иногда они прекращают делиться раньше, чем нужно, преждевременно достигая фазы увядания. Если это происходит, ни о какой счастливой и беззаботной глубокой старости не может быть и речи. Наступает преждевременное старение клеток. Именно это наблюдается у людей вроде Кары, чья полоса здоровья начинает темнеть в относительно раннем возрасте.

Хронологический возраст – главный определяющий фактор развития болезней: он отражает биологический процесс старения, протекающий внутри организма.

Выше мы задавали вопрос: почему люди стареют по-разному? Одна из причин кроется в старении клеток. Теперь возникает следующий вопрос: из-за чего клетки стареют раньше времени?

Чтобы ответить на него, представьте себе шнурки для обуви.

Как теломеры заставляют нас чувствовать себя старыми или, наоборот, молодыми и здоровыми

Вы помните, что на шнурках для обуви есть защитные пластиковые наконечники? Их еще называют пистончиками, и они не дают шнуркам изнашиваться раньше времени. Теперь представьте себе, что шнурки – это хромосомы, специальные структуры внутри клеток, которые содержат всю генетическую информацию. Теломеры, длина которых измеряется количеством отдельных элементов ДНК, известных как пары оснований, выполняют роль пистончиков – закрывают собой концевые участки хромосом, удерживая внутри них генетическую информацию. Итак, теломеры – это преграда на пути старения. Однако со временем они становятся короче.

Перед вами типичный жизненный путь теломеры в человеческой клетке.

Когда пистончики слишком сильно изнашиваются, шнурки больше невозможно использовать по назначению – их проще выкинуть и купить новые. Когда теломеры становятся слишком короткими, клетки перестают делиться, вот только новых, к сожалению, вам уже не купить. Теломеры – не единственная причина, по которой клетки стареют. Нормальные клетки подвергаются и другим стрессовым воздействиям, которые еще не до конца изучены. Тем не менее сокращение теломер – одна из первостепенных причин старения человеческих клеток, и это тот самый механизм, который обусловливает наличие предела Хейфлика.

Гены человека влияют на его теломеры: от генов зависит как изначальная длина теломер, так и скорость, с которой они укорачиваются. К счастью, в ходе наших и многих других исследований, проводимых в разных уголках земного шара, обнаружилось, что человек может взять ситуацию в свои руки и повлиять на длину и выносливость собственных теломер.

Вот несколько примеров.

• Некоторые из нас, оказавшись в непростой ситуации, начинают сильно переживать – подобная реакция ведет к сокращению теломер. Чтобы препятствовать этому, следует по возможности смотреть на вещи в более положительном ключе и относиться ко всему спокойнее.

• Отдельные методики, направленные на расслабление разума и тела, такие как медитация и цигун, способствуют снижению стресса и увеличению количества теломеразы – фермента, который восстанавливает теломеры.

• Упражнения, укрепляющие сердечно-сосудистую систему, также полезны теломерам. В книге мы подробно опишем две программы тренировок, которые помогают поддерживать теломеры в оптимальном состоянии. Эти программы подойдут для людей с любым уровнем физической подготовки.

• Теломеры ненавидят переработанное мясо (например, сосиски и колбасу), но свежие натуральные продукты идут им на пользу.

• Когда людям, живущим по соседству, не хватает сплоченности, то есть они не знакомы друг с другом и (или) не доверяют друг другу, это вредит теломерам. Причем уровень дохода людей не влияет на данную закономерность.

• У детей, живущих в неблагоприятных условиях, длина теломер уменьшается. Если оградить ребенка от небрежного отношения (такого как, например, в печально известных сиротских приютах в Румынии), то нанесенный ему вред можно частично компенсировать.

• Теломеры родительских хромосом, содержащихся в яйцеклетке и сперматозоиде, напрямую передаются плоду. Из этого следует поразительный вывод: если у ваших родителей была тяжелая жизнь, из-за которой их теломеры значительно укоротились, то укороченные теломеры могли достаться вам по наследству! Впрочем, если вы опасаетесь, что подобное могло с вами произойти, не паникуйте. Теломеры способны не только укорачиваться, но и удлиняться. Вы, как и все остальные, можете поддерживать длину своих теломер стабильной. А кроме того, от вашего образа жизни зависит, какие клетки вы оставите в наследство следующему поколению.