Алексей Москалев - Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Митохондрии– энергетические станции клеток, вырабатывающие в необходимых количествах энергетическую валюту – молекулу АТФ [65] АТФ – универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. , постепенно утрачивают целостность своей ДНК. В одной митохондрии может быть несколько молекул митохондриальных ДНК(мтДНК). Свободные радикалы, местом образования которых являются митохондрии, окисляют основания в цепочке мтДНК, например, гуанозин [66] Гуанозин – одна из букв генетического кода. . В результате возникают точечные (однобуквенные) мутации, которые наравне с выпадением участков мтДНК (делециями) приводят к сбоям в способности митохондрий к делению и образованию АТФ. МтДНК, имеющая делеции, легче удваивается, так как она короче, процесс ее репликации [67] Репликация – процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК. менее энергозатратен, в результате чего дефектные митохондрии заполоняют стареющие клетки, например, мышц и нейронов мозга (в них больше всего митохондрий), вызывая саркопению и нейродегенерацию. Возникающий недостаток АТФ и других видов энергетической валюты клетки (НАДН [68] НФДН – никотинамидадениндинуклеотид является производным витамина B 3 (ниацина) и участвует в переносе свободного электрона в процессах окисления-восстановления. , ФАД [69] ФАД – флавинадениндинуклеотид служит окислительно-восстановительным челноком, перенося электрон. Является производным витамина В 2 (рибофлавина). ), преимущественно образующихся в митохондриях, способствует угнетению функциональных способностей тканей, ростовых и репарационных процессов.

Как показали исследования Д. Аркинга, оценка количества мтДНК, приходящейся на одну клетку в образцах крови, позволяет определять качество митохондрий и довольно точно предсказывать биологический возраст. В то время как количество клеточной мтДНК с возрастом снижается, уровень свободно циркулирующей в крови мтДНК (по данным К. Франчески) возрастает. Свободно циркулирующая кольцевая мтДНК – маркер клеточного распада. В крови она подвергается окислению, становится похожей на бактериальную кольцевую ДНК и поэтому вызывает воспалительные процессы в организме, активируя рецепторы TLR9 [70] Толл-подобный рецептор 9 – мембранный белок, локализующийся в эндосомах внутри клеток и обеспечивающий функционирование врожденного иммунитета. Распознает особенности на молекуле ДНК, которые встречаются относительно редко в ДНК позвоночных по сравнению с бактериальной или вирусной ДНК. клеток.

Старые клетки постепенно забиваются «мусором», состоящим из поврежденных митохондрий и агрегатов окисленных и денатурированных белков. Клетка пытается задействовать все большее количество лизосом для их переваривания. Поэтому такие клетки начинают прокрашиваться на лизосомальный [71] Лизосома – структура клетки, в которой происходит переваривание старых структур или инфекционных агентов. фермент – возрастзависимую бета-галактозидазу [72] Бета-галактозидаза – фермент, катализирующий расщепление дисахарида лактозы на глюкозу и галактозу. .

В соединительной ткани, эпителии [73] Эпителий – ткань, покрывающая поверхность тела и все его полости. стенки кишечника и кожи, эндотелии [74] Эндотелий – внутренняя выстилка кровеносных сосудов. сосудов при старении происходит накопление клеток, утративших способность к делению. Это так называемое клеточное старение. Старые клетки не только отказываются выполнять свои функции, но и активно повреждают окружающую их ткань, провоцируют воспаление, угнетают стволовые клетки, стимулируют образование опухолей, разрушают межклеточныйматрикс [75] Матрикс – упорядоченная сеть переплетенных макромолекул (коллагена, эластина, гликозаминогликанов, протеогликанов), в которую погружены клетки, образующие данную ткань. . Тем не менее такие клетки продолжают расти в размерах и накапливать некоторые продукты своей жизнедеятельности – старческий пигмент липофусцин, амилоид(агрегаты поврежденных белков). Они имеют уплощенную форму и гигантские размеры. На срезе ткани их легко выявить и подсчитать при специальном окрашивании на бета-галактозидазу – фермент, связанный со старением.

Липофусцин был впервые описан в нейронах в 1842 году Х. Ганновером. Липофусцин является внутрилизосомным полимерным материалом, который не в состоянии разрушаться гидролитическими ферментами лизосом или выводиться из клетки и организма. Это коричнево-желтый пигмент, который состоит из сшитых поперечно остатков белков, которые образуются в присутствии катализатора – ионов железа. Помимо белков (30–70 %) на 20–50 % липофусцин состоит из окисленных липидов, а также включает в себя следовые количества углеводов и металлов. Железо в кислой среде лизосом способствует образованию избыточного количества активных форм кислорода, которые приводят к вшиванию белков и липидов в неперевариваемый липофусцин, который считается важным признаком старения. Липофусцин с возрастом накапливается в ткани мозга, сердца, сетчатке глаза. Его можно измерить в качестве биомаркера старения в крови. В марте 2015 года Фу-Куи Фенг и коллеги показали, что уровень липофусцина, измеренный в слюне, хорошо коррелирует с возрастом пациента. Это делает тест на содержание липофусцина безболезненным и более доступным, чем многие другие.

Повреждение ДНК и эпигенетические нарушения [76] Эпигенетические нарушения – сбой в регуляции активности генов. приводят к изменению спектра белков в составе вещества хромосом (хроматина) и пространственной укладки хромосомного материала. Например, ядра старых клеток в избытке содержат участки, окрашиваемые иммуноцитохимически на такие белки, как гистон гамма-H2AX, 53BP1 (это маркеры разрывов нитей ДНК), а также PML и HIRA, формирующие участки сверхплотной упаковки ДНК. Последние изменения делают неактивными гены, важные для клеточного деления и роста.

Одной из наиболее доступных для оценки скорости старения тканей является кожа. Происходящие в ней изменения во многом отражают изменения эндокринной и нервной регуляции функций тела при старении, статус иммунной защиты. Легко извлекаемые из кожи фибробласты можно культивировать в лаборатории и оценивать по параметрам их жизнедеятельности общий уровень старения организма.

Системные изменения затрагивают гормональный фон, состояние нервной и иммунной систем. Статус иммунной системыопределяет не только то, как часто мы болеем простудными заболеваниями. Возрастной спад одних сторон иммунитета и гиперактивация других является причиной аутоиммунных заболеваний (ревматоидного артрита [77] Артрит – заболевание соединительной ткани с преимущественным поражением мелких суставов. , тиреоидита [78] Тиреоидит – воспаление ткани щитовидной железы. , болезней поджелудочной железы), аллергий, онкологических заболеваний, хронических воспалительных процессов.