Внутри вашего тела живут клетки-зомби. Они не совсем мертвы. Такие клетки с большей вероятностью будут живыми, но не способны делиться и могут передавать свою «суть зомби» соседним клеткам. И соседние клетки тоже становятся зомби! Клетки-зомби повышают риск возникновения различных заболеваний, таких как рак и атеросклероз. Ученые сейчас активно думают над способами избавления от таких клеток. Однако есть нюансы. Наши внутренние «зомби» выполняют и полезные функции.
Ученые называют стареющие клетки «зомби». И накопление этого типа клеток в нашем организме является очень важным фактором старения человека. Проще говоря, сенесцентные клетки — это клетки, которые изначально обладали способностью делиться, но больше не способны делиться из-за накопленных повреждений. Обычно количество «зомби» увеличивается с возрастом. Это приводит к множеству гериатрических заболеваний, включая боли в суставах, когнитивную дисфункцию и системное воспаление.
Откуда в нашем организме берутся стареющие клетки?Это вовсе не старые клетки. Некоторые «зомби» формируются во время эмбрионального развития. В большинстве случаев стареющие клетки, вызывающие заболевания, вызваны ошибками, мутациями или другими повреждениями ДНК. Клетки, накопившие много повреждений, выходят из клеточного цикла, как бы говоря: «Я закончил, я больше не буду делиться». «Зомби» также сигнализируют о своем статусе иммунной системе, выделяя провоспалительные факторы. Иммунная система «вступает» в действие этих факторов и использует некоторые стареющие клетки.
«Зомби» могут образовываться и из-за повышенной активности отдельных генов. Например, если подозревается, что клетка потенциально может стать раковой, она превращается в стареющую клетку. И это хорошо! Позвольте мне привести вам пример родинки, понятный каждому. Мои читатели, вероятно, слышали о меланоме или раке кожи. Хотя родинки не являются меланомами, в родинках очень активно начинается деление клеток. Тогда в них включается механизм старения и деление прекращается. И получается, что размер родинки «фиксирован» и не превратится в раковую опухоль.
Важно отметить, что стареющие клетки могут сильно различаться по происхождению и природе. Поэтому некоторые ученые весьма скептически относятся к термину «стареющие клетки». Ведь не всегда понятно, о каких ячейках идет речь. Интуитивно может показаться, что внутри клетки что-то сломалось, потому что клетка перестала делиться. Но на самом деле «зомби» — это клетки, в которых активированы специальные механизмы нацеливания, ограничивающие деление клеток. Это преднамеренный, а не случайный сбой. Вероятно, это специальная «поломка» для профилактики рака.
Если клетки сильно повреждены и повреждение невозможно устранить, есть два варианта. Первый — это запрограммированная клеточная смерть, клеточное самоубийство или апоптоз. Второй — «зомби». Во втором случае клетка выживает, но перестает делиться.
Прежде чем выбрать один из двух вариантов, клетка пытается восстановить себя. Когда ДНК повреждается внутри клетки, активируется огромное количество механизмов «восстановления». Различные белки активируются, чтобы попытаться решить эту проблему. Однако если ошибку устранить невозможно, ячейка должна выбрать один из двух вариантов, упомянутых выше.
Существует как минимум четыре типа старения:
-
Репликативное старение. Большинство ячеек имеют встроенный ограничитель разделения, называемый пределом Хейфлика. Каждый раз, когда хромосома делится, концы хромосом, называемые теломерами, становятся короче. А после деления 40-60 раз клетка перестает делиться – это репликативное старение. Это старение особенно распространено у крупных животных, особенно у людей;
-
Повышенная чувствительность из-за стресса. Здесь мы говорим не о депрессии, а о том факте, что клетки могут быть повреждены такими вещами, как ультрафиолетовые лучи, ионизирующее излучение и активные формы кислорода. В результате клетки перестают делиться;
-
Старение вызвано генами рака. Онкогены — это гены, повышенная активность которых увеличивает риск развития рака. Когда клетки «чувствуют» раковый ген, они перестают делиться;
-
Старение эмбрионального развития. У людей разные эмбриональные структуры, и они не должны чрезмерно расти в утробе матери. Кроме того, некоторые структуры, такие как плавники и хвост эмбриона, должны полностью исчезнуть. Благодаря механизмам старения малыши рождаются без хвостиков!
Вообще старение очень нужно и важно. Но некоторые ученые называют стареющие клетки «зомби» и полагают, что некоторые из них необходимо удалить, чтобы победить старение.
таким образом, старение имеет свои преимущества и недостатки. Прежде всего, позвольте мне рассказать вам о преимуществах. Благодаря «зомби» организм предотвращает развитие некоторых видов рака. Ученые создали ГМ-животных с отключенным геном p16 p16 — один из важных генов, вызывающих старение. В результате у всех испытуемых развился рак. Другими словами, старение невозможно полностью остановить. Кроме того, ученые установили, что «зомби» могут способствовать регенерации кожи и мышечной ткани. Кроме того, старение клеток поджелудочной железы может увеличить выработку инсулина. Старение клеток печени предотвращает цирроз печени. В общем, «зомби» делают много полезного. Кстати, таких «зомби» можно встретить и среди долгожителей — голых землекопов.
С другой стороны, стареющие клетки имеют и множество «недостатков». Поэтому по мере того, как мы становимся старше, в нашем организме скапливается все больше и больше «зомби». Особенно опасны клетки, ставшие «зомби» из-за повреждения ДНК. Они начинают производить молекулы, которые могут вызвать хроническое воспаление в окружающих тканях. Следовательно, существует очень важная провоспалительная молекула — интерлейкин-6. Требуется для связи между ячейками. Интерлейкин-6 вызывает высокую температуру при заболевании и влияет на исход некоторых видов рака... Когда клетки перестают делиться во время старения, клетки могут начать производить в 40 раз больше интерлейкина-6. Это может привести к повреждению соседних клеток, а также к их старению. Происходит цепная реакция.
И еще: в нашем организме содержатся эндогенные вирусы, которые изначально «спящие» и интегрированы в наши геномы. Они попали туда в результате эволюции и закодированы непосредственно в нашей ДНК. Поэтому специальный клеточный механизм обычно подавляет вирус и не дает ему причинить вреда. Однако, как показали недавние исследования, зомби не подавляют такие эндогенные вирусы. В результате клетки собирают вирусные частицы из собственных геномов и заражают ими здоровые клетки. Инфицированные клетки также стареют. Но все не так уж и плохо. Авторы вышеупомянутого исследования создали антитела против частиц вируса и блокировали инфекцию.
Но стареющие клетки по-прежнему опасны, прежде всего потому, что они вызывают хроническое воспаление. Инфекции в организме нет, но происходит воспаление. А иммунная система по сути борется с самим организмом. В результате хроническое системное воспаление приводит к артритам, атеросклерозу и другим неприятным «старческим» заболеваниям. Воспаление может привести к раку, слабоумию, заболеванию почек и депрессии. А тяжесть системного хронического воспаления является очень хорошим предиктором вероятности смерти человека.
Откуда мы знаем, что сенесцентные клетки существуют и функционируют?Мы должны признать, что некоторые ученые скептически относятся к концепции сенесцентных клеток. Они сильно различаются, хотя бы потому, что сложно точно определить, что такое «зомби». Однако одна исследовательская группа провела эксперимент, который показал «функцию» стареющих клеток. Поэтому ученые собрали предраковые эпителиальные клетки. У них уже были «зрелые» мутации, вызывающие рак. Затем исследователи смешали эти предраковые клетки со стареющими клетками или нормальными нестареющими клетками, способными делиться. Затем как первую, так и вторую смеси вводили лабораторным грызунам. Они обнаружили, что риск рака и скорость роста опухоли увеличивались при введении смеси предраковых и стареющих клеток. Однако когда в нормальные клетки вводили другую смесь, таких ужасных последствий не наблюдалось.
Считается, что рак является результатом клеточных мутаций. Но на самом деле на успех и активность раковых клеток влияют и соседние клетки. Кроме того, если рядом с потенциально мутировавшими раковыми клетками находятся стареющие клетки, вероятность развития рака увеличивается.
Другая группа ученых провела другой эксперимент. Они взяли клетки свиней и с помощью радиации превратили некоторые из них в стареющие клетки. Затем исследователи трансплантировали как нормальные клетки, так и «зомби» в почки молодых мышей. Оказывается, у грызунов из-за стареющих клеток начинают возникать фиброз, воспаление и различные виды поражения почек. Другая группа ученых провела аналогичный эксперимент. Как делимые стареющие клетки, так и нормальные клетки собирали из жировой ткани мышей. Затем эксперты постепенно трансплантировали клетки другим грызунам. Выяснилось, что мыши, которым вводили «клетки-зомби», начали проявлять признаки старения, стали менее подвижными и слабыми. Чем больше стареющих клеток получал грызун, тем более стареющим становился грызун. В ходе экспериментов ученые обнаружили, что наличие одной стареющей клетки на каждые 10 000 нормальных клеток увеличивает риск смерти примерно в пять раз.
что делать - устранять "зомби" или нет? Видимо, надо оставить в покое механизм старения, но при этом можно и устранить накопившихся в результате "зомби". Как ты делаешь это? Наши гены должны быть активированы при определенных условиях. Поэтому у каждого гена есть регуляторный участок, который «подсказывает», где именно и при каких условиях этот ген должен функционировать (пример такого участка расположен перед стартом гена, и с какой позиции он может функционировать) указывает, что делать («читать»). Таким образом, мы можем «заглянуть», какие гены активируются в стареющих клетках. В целом ученые обнаружили, что у значительной части стареющих клеток их старение вызвано уже упомянутым геном p16. Как и другие гены, р16 имеет промотор. Это то, что можно «привязать» к другому гену. Затем, когда р16 «включается», параллельно включается его второй ген. Теперь о трюке. Он присоединяет промотор p16 к гену, вызывающему запрограммированную гибель клеток. И в тот момент, когда клетка по каким-то причинам «решает» стареть, она тут же умирает сама по себе.
или можно применить более хитрый подход. Например, добиться того, чтобы дополнительный ген, прикрепленный к промотору р16, функционировал только в присутствии синтетических веществ, которых нет в организме человека. Так что если ввести это секретное вещество мышке или человеку, все клетки, в которых активирован р16, погибнут. Это удаляет клетки, которые повредили ДНК и больше не способны делиться. Но полезна ли такая «чистка» для здоровья?
Ученые действительно обнаружили, что «очищение» весьма полезно. В ходе эксперимента исследователи удалили стареющие клетки у ГМ-мышей. В результате продолжительность жизни грызунов несколько увеличилась. При этом эти животные выглядели моложе других, были более активными, любопытными и жизнерадостными. Отлично! Оказывается, удаление стареющих клеток может помочь в борьбе со старением.
Однако, к сожалению, такую генную терапию необходимо проводить еще до рождения. Став взрослыми, мы не можем вернуться в состояние эмбриона что мы делаем? Как избавиться от вредных клеток?Хорошие новости. Уже разработаны сенолитические препараты, способные уничтожать определенные типы стареющих клеток. По крайней мере, так показали исследования на животных. Поэтому наиболее известная комбинация сенолитиков — дазатиниб и кверцетин. Дазатиниб обычно является лекарством от рака и опухолей. Кверцетин – это натуральное вещество, обычно встречающееся в продуктах питания. Исследования показали, что кверцетин повышает эффективность дазатиниба.
Мы уже описывали эксперименты, в которых авторы трансплантировали мышам сенесцентные клетки жировой ткани. Итак, в этом исследовании ученые взяли у ГМ-доноров светящиеся клетки. Донорские клетки отличались от клеток-реципиентов, и их можно было легко наблюдать под микроскопом. В ходе эксперимента реципиентам давали дазатиниб и кверцетин, и выяснилось, что сенолитические препараты уничтожали светящиеся «зомби», но не нормально светящиеся клетки. Ученые также провели дополнительные эксперименты на мышах старшего возраста, примерно возраста 80-летнего человека. Они получали тот же дазатиниб и кверцетин. «После лечения продолжительность жизни мышей увеличилась на 36%», — резюмируют авторы. Но на самом деле старая мышь прослужила немного дольше.
Другие ученые показали, что дазатиниб и кверцетин замедляют старение легких у мышей. И хотя некоторые другие исследователи проводили эксперименты на людях, они обнаружили, что выборка была ничтожно мала — всего девять участников. Но ученые заявили, что сенолитическое лечение снижает количество «зомби» в тканях. Однако неясно, какое влияние препарат оказал на продолжительность жизни. В отличие от мышей, люди живут настолько долго, что проводить подобные эксперименты затруднительно.
Помимо смеси дазатиниба и кверцетина, существуют и другие сенолитические препараты. Например, популярен экспериментальный препарат Навитоклакс, который также является противораковым препаратом. Вы можете задаться вопросом: «Как противораковые препараты действуют на стареющие клетки?» Ведь раковые клетки делятся очень активно, а «зомби» не делятся вообще. Однако у этих двух типов клеток есть кое-что общее. Это означает, что он постоянно излучает «сигналы об ошибках» относительно повреждений. Действительно, «зомби» перестают делиться в ответ на сигналы, тогда как раковые клетки игнорируют сигналы и делятся очень активно.
В одном исследовании ученые изучали стареющие клетки в сердцах грызунов. Да-да, «зомби» могут возникнуть и в сердце. Это вызывает фиброз и увеличение сердца, увеличивая риск внезапной смерти. По сути, ученые вызывали сердечные приступы у мышей. Они обнаружили, что 23-месячные грызуны, которым ранее давали навитоклакс, выздоравливали после сердечных приступов так же хорошо, как и 3-месячные мыши. Это похоже на то, как 70-летний мужчина выздоравливает после сердечного приступа, как будто он был подростком.
К сожалению, сенолитические препараты имеют побочные эффекты, особенно неприятный кашель с кровью. И хорошие новости:
-
Дозировка для борьбы с зомби не такая высокая, как для борьбы с раком;
-
Сенолитики также можно принимать курсами, а не регулярно. Вы пьете, а потом остаетесь в живых 10-20 лет, чтобы «спасти» «зомби;
-
Существует квертизин, сенолитический препарат, который используется в сочетании с дазатинибом и имеет мало побочных эффектов. Он сам по себе является флавоноидом и содержится во многих фруктах и овощах, особенно в каперсах. Действительно, есть овощи для получения кверцетина – это расточительство. Чтобы получить необходимое количество кверцетина, нужно съедать 0,5 кг каперсов в день. Что делает кверцетин? Он подавляет белок, который предотвращает самостоятельную гибель клеток, приказывая им «жить!» Грубо говоря, этот белок подобен психотерапевту. А когда приходит кверцетин и убивает психотерапевта, клетки говорят: «Все кончено, я не хочу больше жить».
В настоящее время много ажиотажа вокруг другого сенолитического препарата – физетина. Он также содержится в различных фруктах и овощах, включая яблоки, огурцы, лук и виноград. Биохакеры любят есть физетин. Но есть нюансы. Существует научная программа тестирования вмешательств — Программа тестирования вмешательств. Она беспристрастно тестирует всевозможные методы борьбы со старением. Три разные лаборатории в США тестируют предлагаемый метод отдельно на мышах-самцах и самках. Согласно программам интервенционных испытаний, физетин обычно не продлевает выживаемость.
Но в целом, даже если физетин или другие сенолитические препараты действуют на мышей, это не значит, что они подействуют на вас или на меня. Из 100 препаратов, действующих на грызунов, только 10 эффективны для человека. Поэтому мы ждем исследований сенолитических препаратов на людях, чтобы понять, какие из них эффективны и могут ли они действовать без серьезных побочных эффектов.
Есть части нашего тела, где клетки вообще не делятся. Это наш мозг. Да-да, нейроны не могут делиться, и со временем они могут прийти в негодность и устареть. Например, в стареющих нейронах количество митохондрий может уменьшаться. Стареющие нейроны также могут секретировать интерлейкин-6. Это означает, что он вызывает старческое хроническое воспаление в мозге. То же самое происходит с клетками, которые питают и защищают нейроны, например с астроцитами. И еще есть поговорка о стволовых клетках!
В общем, дела обстоят плохо. С возрастом наш мозг чаще подвержен возрастному хроническому воспалению. Кстати, был эксперимент, в котором интерлейкин-6 вводили в мозг мышам, что приводило к снижению когнитивных функций у грызунов. Ученым также известно, что в спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Паркинсона и Альцгеймера присутствует множество противовоспалительных маркеров.
Ученые изучали влияние сенолитических препаратов на мозг мышей. Оказывается, сенолитическая терапия может избирательно устранять «стареющие» нейроны, то есть поврежденные нейроны, вызывающие воспаление. В результате когнитивные способности грызунов улучшились после устранения «проблемных» нейронов. Вывод прост. Лучше потерять часть поврежденных нейронов сегодня, но лучше предотвратить воспаление и сохранить больше здоровых нейронов завтра.
Однако ученые до сих пор не уверены, стоит ли уничтожать «зомби» с помощью препаратов, направленных на лечение рака. Кроме того, удаление сенесцентных клеток не является панацеей от старости, поскольку «зомби» — лишь один из симптомов этого неприятного процесса. Существует более десятка причин старения!
Однако важно обращать внимание на стареющие клетки, поскольку они вызывают системное воспаление, а такое воспаление является сильным предиктором смертности человека. Неудивительно, что есть исследования. Люди, живущие более 110 лет, имеют гораздо более низкие уровни маркеров воспаления, таких как интерлейкин-6. И это не случайно. А теперь давайте продолжим наши исследования разрушения стареющих клеток!
Напоследок хотелось бы рассказать о недавних экспериментах с дрозофилой. Авторы этого исследования решили объединить два метода продления жизни:
-
Устранили «зомби»;
-
Они также омолаживали с помощью фактора Яманака другие клетки организма, превращая их в стволовые клетки, более активно делящиеся и пополняющие удаленные старые клетки.
Ученые пришли к выводу, что объединение этих двух методов дает лучшие результаты, чем использование одного метода по отдельности. Это еще раз говорит о том, что старение — многообразный процесс. И чтобы победить его, необходимо использовать одновременно различные методы: восстановление митохондрий, увеличение количества стволовых клеток и уменьшение числа «зомби», продление теломеразы, удаление мутаций. Я думаю, что в будущем появятся комбинированные методы лечения старения, и люди будут жить намного дольше, чем сейчас.
Рекомендации ↗
[my] Исследования Наука Поп-ученый Наука Эволюция Александр Панчин Клеточная биология Развитие Наука PRO Видео YouTube Длинный пост 3Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: «Зомби-клетки» внутри нас.