7 главных элементов старения: Известный биохакер о врагах молодости, которых нужно знать в лицо

В 26 лет успешный программист Дэйв Эспри уже был мультимиллионером и почти инвалидом: вес — 136 кг, преддиабет, артрит, туман в голове, высокий риск инфаркта и инсульта. С такой стартовой точки начался его путь в биохакинг. Сейчас ему 45, он весит 90 кг, с долей жира всего 9,6%, чувствует себя лучше, чем в молодости, и всерьез планирует прожить до 180 лет. Чтобы победить в борьбе со старением, считает Эспри, нужно прежде всего определить, с кем ты воюешь. Reminder публикует главу из его книги "Сверхчеловек", посвященную семи главным элементам старения.
Многие мои друзья, работающие в сфере омолаживающих технологий (а я дружу со странноватыми, но выдающимися личностями), интересуются прежде всего особыми типами повреждений клеток, ускоряющих старение человеческого организма. Я называю такие типы повреждений семью главными элементами старения. Влияние этой семерки на наше тело проявляется на клеточном уровне. Понять, как это происходит, — важнейшая задача. Давайте посмотрим, по каким тропам к нам подбирается старость и как именно воздействует на организм.
1. Уменьшение объема тканей В молодости в организме очень много стволовых клеток. Будучи универсальными, они способны самостоятельно обновляться, что приводит к появлению новых таких же клеток. После деления они превращаются в различные типы клеток, то есть в клетки разных тканей и органов. Когда некоторые клетки уничтожаются в ходе апоптоза, стволовые клетки тотчас принимаются за дело, занимая места погибших. Но по мере старения многое меняется. Запас стволовых клеток постепенно уменьшается. К тому же митохондрии перестают стимулировать апоптоз, когда это действительно нужно. Какие-то клетки погибают раньше положенного срока, а другим организм не сразу способен найти подходящую замену.
Что ассоциируется обычно с понятием "преклонный возраст"? Вы, наверное, сразу представили слабого, худого человека с морщинистым лицом и трясущимися руками? Типичные признаки старения — это по сути внешние проявления процесса сокращения численности клеток и нарушения механизма замены погибших клеток новыми. Разрушение мышечной ткани в старости — настолько распространенная проблема, что ей даже дали особое название: саркопения (возрастное атрофическое дегенеративное изменение скелетной мускулатуры, приводящее к постепенной потере мышечной массы и силы). Человек в таком состоянии начинает часто падать, нередко ломая кости, и, что еще печальнее, тело после подобных травм (или, например, хирургических операций) перестает полноценно восстанавливаться.
Когда нейроны головного мозга отмирают и организм не может найти им замену, создаются условия для ухудшения умственных способностей и развития деменции. Атрофия тканей гиппокампа — области мозга, ответственной за эмоции, память и работу нервной системы, — даже считается основным показателем, по которому можно определить, насколько стар человеческий организм.
2. Мутации митохондрий Словосочетание "мутации митохондрий" означает, что в митохондриях возникают повреждения. Это еще одна лазейка, позволяющая старости постепенно вступать в свои права, и переоценить степень этой опасности невозможно. При нежелательных изменениях в "электростанциях" ваших клеток, то есть в органеллах, которые снабжают вас энергией и, следовательно, помогают оставаться живыми, вскоре страдать начинает все тело, а не отдельные органы и системы.
Генетический код можно представить в виде плана, в соответствии с которым в вашем теле происходят и еще будут происходить "строительные работы". Но нужно понимать: организм, испытывающий недостаток энергии, ни на что не годен. Не забывайте, что ДНК митохондрий существует отдельно от человеческой: эти крохотные органоиды ведут свое происхождение от древних бактерий и обладают собственной наследственностью. Последняя выполняет весьма существенную роль: регулирует производство энергии в вашем организме. К сожалению, ДНК митохондрий гораздо менее устойчива к мутациям, нежели человеческая: у первой способность самовосстанавливаться после каких-либо нарушений ограничена. Именно поэтому свои маленькие "электростанции" нужно добросовестно оберегать от воздействия нежелательных факторов.
Вновь подключим воображение. Предположим, наши гены — это план, позволяющий понять, каким станет "здание" (тело): высоким или не очень, с большим количеством комнат и окон или с маленьким, с одной разновидностью крыши или с другой. ДНК органелл-"электростанций" дает возможность определить, как именно в этом "здании" будут устроены проводка, отопление, освещение и вентиляция. Когда в перечисленных системах вдруг начнутся серьезные сбои, вся конструкция из плоти и крови, которая, впрочем, до определенного срока сама по себе может быть довольно устойчивой к внешним воздействиям, придет в полную негодность. ДНК митохондрий "ломается" и "портится" очень легко, поэтому следить за ее состоянием одна из ваших первоочередных задач.
ДНК митохондрий повреждается из-за пагубного воздействия свободных радикалов, что приводит к потере частей генетического материала, которым обладают органеллы. После подобных нарушений микроскопические "электростанции" перестают производить достаточное количество энергии и, соответственно, не обеспечивают нас силами. Кроме того, из-за "раненых" митохондрий в организме возникает воспаление, и он начинает преждевременно стареть. Но первый этап этой цепочки — появление избытка свободных радикалов, возникающих в результате ухудшившейся работы митохондрий. Чем эффективнее митохондрии справляются со своей главной задачей, тем меньше будет повреждаться их ДНК, вне зависимости от того, какие гены передались вам от родителей.
3. Клетки-зомби Современные специалисты из области омолаживающих технологий сосредоточены в первую очередь на изучении неумирающих (сенесцентных) клеток, то есть таких, которые, даже будучи "изношенными", продолжают свое существование. Они не делятся, не выполняют заложенных в них природой задач и становятся буквально мертвым грузом — однако, не функционируя должным образом, продолжают выделять белки, способствующие воспалению, в результате чего оно переходит в хроническую форму и возникает много проблем. Кроме того, митохондрии в сенесцентных клетках перестают правильно работать и вырабатывают много активных форм кислорода. Это состояние называется дисфункцией митохондрий. Связано оно с воздействием стареющих клеток, и заставляет организм дряхлеть очень и очень быстро.
Со временем число клеток-зомби увеличивается, а все более и более ощутимый урон, наносимый ими телу, становится главной причиной стремительного старения и различных недугов. Когда в тканях появляется слишком много ни на что не годных, однако неумирающих клеток, организм перестает правильно реагировать на инсулин. Так развивается инсулинорезистентность — предвестник сахарного диабета второго типа. Из-за клеток-зомби также возрастает количество висцерального жира. Чем больше его объем, тем выше вероятность того, что вы приобретете целый букет болезней. Особенно часто в таких случаях развивается сахарный диабет второго типа.
Кроме того, бесконечно дряхлеющие клетки способствуют появлению многих симптомов старения, которые не сократят продолжительность вашей жизни, но в пожилом возрасте существенно ослабят здоровье. К примеру, врачам уже давно известно, что у пациентов, нуждающихся в трансплантации коленного сустава, в хрящах этого сочленения слишком много клеток-зомби. Кстати, исследования показывают: если ввести в коленный сустав даже незначительное число подобных клеток, может развиться артрит.
Сенесцентные клетки, как полагают некоторые специалисты, можно уничтожать посредством метформина — препарата, используемого при лечении сахарного диабета. Судя по результатам исследований, благодаря его применению и у животных, и у людей уменьшается риск расстройств и заболеваний, обычно сопутствующих старению. Это, например, нарушения обмена веществ, сердечно-сосудистые заболевания, рак и ухудшение когнитивных способностей. У людей пожилого и преклонного возраста после приема метформина продолжительность жизни увеличилась на пять лет. Добиться подобного эффекта, согласно заключениям исследователей, проводивших эксперименты над мышами, можно при двух главных условиях: если замедляется старение клеток и уменьшается количество свободных радикалов.
В борьбе с клетками-зомби, судя по всему, помогает и рапамицин. Он оказывает угнетающее действие на один из сигнальных путей под названием "мишень рапамицина млекопитающих" (mTOR) и отвечает за правильное протекание важнейших процессов, непосредственно связанных с жизнью и функционированием клеток, а именно за рост, гибель, деление и аутофагию. В результате исследований выяснилось, что при подавлении работы mTOR число "вечно дряхлеющих" перестает повышаться. У мышей благодаря рапамицину увеличивается продолжительность жизни, улучшается иммунная реакция, замедляется разрушение тканей и в целом организм в процессе старения не становится заметно слабее, к тому же понижается риск развития сердечной недостаточности, рака и когнитивных нарушений. Неплохо, правда? Но поскольку пока в нашем распоряжении нет проверенных фактов, свидетельствующих о том, что рапамицин в большей степени безопасен для здоровья, нежели опасен, лучше немного подождите, пока не появятся результаты глубоких исследований.
4. Изменения внеклеточного матрикса В пространстве между клетками находится внеклеточный матрикс — совокупность белков, обеспечивающих защиту тканей организма от стресса, травм и даже воздействия гравитации. Внеклеточный матрикс позволяет тканям полноценно выполнять свои функции, без него клетка была бы похожа на очень жидкое, растекающееся в разные стороны желе.
Внеклеточный матрикс буквально удерживает клетки рядом друг с другом; кроме того, благодаря ему обеспечивается эластичность тканей. Этот факт имеет важное значение, особенно если речь идет о тканях определенного типа, из которых состоят, например, артерии. Если подобные системы клеток утратят эластичность и станут жесткими, то организм, прогоняя кровь через кровеносную систему, будет вынужден тратить избыточное количество энергии, что может привести к повышению артериального давления и развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Но с годами внеклеточный матрикс может стать слишком жестким. В чем причина?
Сахар, перемещаясь в кровеносной системе, непрерывно вступает в реакцию соединения с белками, образуя конечные продукты гликирования, или КПГ (advanced glycation end products, или AGEs), способствующие воспалению. Гликированием называется процесс, в ходе которого глюкоза "прицепляется" к белкам. Если вы съедаете продукт, содержащий сахар, молекулы глюкозы начинают перемещаться по всем сосудам и системам организма, стремясь найти белки, с которыми можно соединиться. Когда такая связь осуществится, белки под воздействием глюкозы приобретут коричневую окраску. Точно такая же химическая реакция произойдет, например, если вы станете медленно обжаривать лук: благодаря содержащимся в нем сахарам начнется карамелизация.
Чтобы сохранить эластичность внеклеточного матрикса, в первую очередь нужно снизить уровень сахара в крови, а точнее, предотвратить резкое его повышение после приема пищи. По результатам исследования, в котором особое внимание уделялось количеству глюкозепана в организме, уровень этого КПГ с годами повышается почти у каждого человека. В контрольной группе состояли добровольцы, не страдавшие сахарным диабетом, но на протяжении длительного времени у них сохранялся высокий уровень сахара в крови; выяснилось, что содержание глюкозепана в организме этих испытуемых удвоилось по сравнению со значениями при нормальном уровне глюкозы. Значит, если вы хотите жить дольше, надо обязательно сокращать количество сахара в рационе.
Количество белков, обладающих поперечными молекулярными связями ("сшивками"), увеличивается также и при развитии в организме воспаления, причем неважно, какого именно типа. Вполне логичная мысль, ведь повышенный уровень сахара стимулирует воспалительные процессы и способствует образованию поперечных связей. Помимо выполнения действий, помогающих регулировать содержание глюкозы в крови, неплохо уделить время анализу своей системы питания и исключить все блюда, под влиянием которых в организме начинаются воспалительные процессы. При высокой чувствительности к определенным продуктам при их употреблении каждый раз запускается иммунная реакция, приводящая к развитию воспаления. И если такое происходит регулярно, то воспаление становится хроническим, а уровень КПГ — чересчур высоким. Чтобы выяснить, к какой разновидности пищи ваш организм наиболее чувствителен, можно провести тестирование в домашних условиях. Очень эффективные способы предлагают компании Viome и Everywell.
5. Внеклеточный "мусор" С годами продукты жизнедеятельности — внеклеточные агрегаты — накапливаются как внутри, так и снаружи клетки. Из тех, что собираются снаружи, наибольший вред здоровью причиняют плохо функционирующие белки с неправильной трехмерной структурой, обычно называемые амилоидами. Когда их количество возрастает, они склеиваются друг с другом и образуют отложения, нарушающие нормальное взаимодействие клеток, ускоряя процесс старения и становясь причиной развития болезней.
У людей, страдающих болезнью Альцгеймера, в мозге имеются отложения определенного типа (состоящие из бета-амилоидов — белков, относящихся к числу внеклеточных агрегатов). Но задолго до возникновения заболевания из-за скоплений бета-амилоидов может начаться ухудшение когнитивных функций. При сахарном диабете второго типа повышается уровень внеклеточного агрегата амилина, нарушающего секрецию инсулина. Количество веществ, выделяемых клетками в качестве отходов, возрастая, накапливается — в том числе и в сердце, в результате развивается амилоидоз, создающий максимально благоприятную почву для развития сердечной недостаточности.
Что же в первую очередь заставляет белки склеиваться? Дело в том, что амилоиды скапливаются в тканях по разным причинам, но ученые пока не могут четко определить, по каким именно. На данный момент известно, что к отрицательным последствиям однозначно приводит аутоиммунная реакция, то есть процесс, в ходе которого организм атакует собственные здоровые клетки. Увы, аутоиммунными заболеваниями в той или иной форме страдает около 30% населения. Но даже если в организме отсутствуют все признаки аутоиммунной реакции, к образованию значительного объема амилоидов (вдобавок к уже вырабатывающимся конечным продуктам гликирования) может привести воспаление, вызванное избыточной чувствительностью к тем или иным продуктам либо постоянным эмоциональным стрессом.
6. Внутриклеточный "мусор" Почти у каждой клетки существует собственная, встроенная система обработки отходов — лизосома. Эта органелла своевременно уничтожает любые ненужные для работы организма вещества, помогая клетке не испытывать на себе их пагубное влияние и функционировать как положено.
Тут есть одно "но": если лизосома не может расщепить и переработать те или иные вещества, они скапливаются внутри клетки, заполняя предоставленное им пространство до тех пор, пока клетка не перестанет полноценно работать. Так образуются внутриклеточные белковые отложения. Если это происходит с очень большим количеством клеток, то на ваше здоровье начинает отрицательно влиять главный элемент старения номер 1: уменьшение объема тканей.
Лизосомы теряют способность перерабатывать "мусор" по одной из следующих причин. Во-первых, эти органоиды иногда повреждаются и прекращают полноценно функционировать. Чтобы разлагать все ненужное, возникающее в процессе жизнедеятельности клеток, лизосомам необходимы около 60 типов энзимов; а поскольку в генах, ответственных за их работу, могут происходить мутации, то, разумеется, упомянутые органеллы вследствие таких изменений перестают правильно выполнять свою работу. К тому же лизосомы повреждаются под воздействием активных форм кислорода или свободных радикалов при сбое в работе митохондрий.
Но, вероятнее всего, основная причина, по которой клетки наполняются "мусором", заключается в том, что вы потребляете с пищей много продуктов, не поддающихся полноценной переработке лизосомами, даже если последние функционируют как надо.
В 2019 году в журнале BMJ были опубликованы результаты исследования, в рамках которого специалисты на протяжении нескольких лет изучали стиль питания более чем 100 тысяч женщин в возрасте от 50 до 75 лет. Учитывались такие факторы, как: а) образ жизни; б) общее количество питательных веществ, ежедневно потребляемых с пищей; в) уровень образования и доходов каждой отдельно взятой испытуемой. Оказалось, что регулярное употребление жареной пищи (в ее состав тоже входят КПГ, так как приготовление подобной еды по сути аналогично процессу, в результате которого получается мясо с корочкой) коррелирует с повышенным риском умереть от целого ряда недугов, а особенно от сердечно-сосудистых заболеваний. По сравнению с испытуемыми, вообще не употреблявшими жареного, у женщин, ежедневно съедавших не менее одной порции такой еды, упомянутый выше риск оказался на 8% больше.
7. Укорочение теломер Представьте себе зашнурованные ботинки с пластиковыми колпачками, закрепленными на концах шнурков, чтобы они не растрепались. В организму похожу функцию выполняют теломеры: это "колпачки" нашей ДНК, благодаря которым хромосомы со временем (то есть в процессе старения) не так сильно изнашиваются, как могли бы без такой защиты. Работу теломер регулирует энзим теломераза, однако с годами они естественным образом разрушаются, укорачиваясь при каждом делении клетки. "Колпачки" ДНК по мере старения тела становятся все меньше, пока наконец их способность оберегать клетку не утрачивается полностью. Далее либо останавливается рост клетки, либо начинается ее запрограммированная гибель — апоптоз.
Укорочение теломер связано с ослаблением иммунной системы, развитием хронических и дегенеративных болезней, например сердечно-сосудистых заболеваний и сердечной недостаточности, а также с развитием рака, сахарного диабета и остеопороза. От скорости укорачивания "колпачков" хромосом существенно зависят темпы вашего старения. По утверждению ученых, по длине теломер можно достаточно точно определить биологический возраст человека (не всегда совпадающий с количеством прожитых лет). Если сравнить людей, у которых размеры упомянутых "колпачков" вполне нормальны для их возраста, с теми, у кого они меньше нормы, то у вторых риск возникновения серьезного недуга и смерти от него выше. Согласно результатам одного исследования с участием добровольцев старше 60 лет, у испытуемых с размерами теломер меньше нормальных значений, по сравнению со среднестатистическим человеком подобного возраста, вероятность умереть от сердечно-сосудистых заболеваний и от любой инфекции оказалась выше в три и восемь раз соответственно, нежели у добровольцев с длиной теломер, нормальной для их возрастной категории.
Некоторым исследователям удалось найти способы удлинения теломер, однако до сих пор нет достаточного количества доказательств, позволяющих утверждать, что существует подходящий способ для каждого отдельно взятого случая. Но все-таки нам уже кое-что известно о том, почему теломеры укорачиваются и как предотвратить данный процесс. Любопытно, что, скорее всего, это непосредственно связано со стрессом. В одном исследовании выяснилось, что по показателю длины теломер женщины, испытывающие сильный стресс, на десять лет старше своего биологического возраста. В этом нет ничего удивительного, ведь и психологическое, и физическое напряжение — идеальные условия для усиления окислительного стресса.
Еще один эффективный способ предотвратить преждевременное укорачивание теломер — физические упражнения. Немецкие исследователи изучили длину хромосомных "колпачков" у четырех групп испытуемых: в первой состояли молодые люди, ведущие сидячий образ жизни; во второй — молодые, но уделявшие много времени двигательной активности; в третьей — добровольцы среднего возраста, которые, как и участники из первой группы, на протяжении дня двигались очень мало; в четвертой испытуемые того же возраста, но активные, то есть в их повседневной жизни физическая нагрузка занимала значимое место. Между представителями первой и второй групп различий было мало, но когда их начали сравнивать с испытуемыми из третьей и четвертой групп, а затем еще и решили сопоставить друг с другом участников двух последних групп, удалось выявить существенную разницу. У добровольцев среднего возраста, привыкших целыми днями сидеть, теломеры были на 40% короче, чем у молодых испытуемых, в то время как у энергичных участников из четвертой группы размеры хромосомных "колпачков" были всего лишь на 10% меньше, чем у молодых представителей первых двух групп. Другими словами, у активных добровольцев укорачивание теломер было замедлено на 75%. Объяснить это можно, вероятнее всего, тем, что благодаря физическим упражнениям у человека повышается устойчивость к стрессу и замедляются воспалительные процессы.
В области исследования удлинения теломер есть несколько многообещающих направлений. Например, изучение синтетического пептида эпиталон — аналога эпиталамина, вырабатываемого эпифизом. В ходе экспериментов эпиталон ввели мышам, и выяснилось, что продолжительность их жизни возросла на 13,3%, так как, во-первых, была активирована теломераза, а во-вторых, начался апоптоз и замедлился рост опухолей. Теломеразу пытаются активировать и с помощью биологически активной добавки TA-65. Под этой торговой маркой скрывается циклоастрагенол, высококонцентрированный экстракт растения астрагал, используемого в аюрведической медицине.
Нам пока не известны результаты исследований, с помощью которых можно составить полное представление о способах, позволяющих удлинять теломеры, поэтому для начала имеет смысл делать как минимум следующее: избегать влияния опасных внешних факторов, стараться не пребывать долгое время в состоянии эмоционального стресса и добиться того, чтобы сон стал крепким — именно последнее позволяет правильно восстанавливать энергию, расходуемую организмом на сильные и порой не очень приятные чувства и эмоции.