Веками человечество искало способ замедлить старение. Взяв в основу клеточную теорию, ученые поняли, что молодость зависит от длины теломер. Появилась возможность отсрочить старость доступными средствами.

Что такое «теломеры»?

Термин «теломера» (telomere) появился в 1932 году, — так Г. Мёллером названы концевые участки хромосом, характеризующиеся полным отсутствием способности соединяться с другими хромосомами.

О теломерах доподлинно известно, что они:

• не несут в себе генетической информации, но гарантируют стабильность генома;
• защищают клетки в процессе деления;
• не превышают число 92 штук в каждой клетке.

Теломерные участки хромосом в каждом цикле деления клетки укорачиваются. Число таких делений ограничено пределом Хейфлика. Как только длина теломеры принимает минимально допустимый размер, клетка останавливает процесс деления.

Связь между теломерами и старением

Исследование, удостоенное премии Нобеля, выявило причину клеточного старения. Она связана с выполняющими защитную функцию теломерами, которые на протяжении жизни человека укорачиваются. При этом длина теломер влияет на продолжительность жизни, состояние внутренних органов и кожи. Этим и объясняется феномен взаимосвязи молодости и длины теломеры.

Укорочение теломер наглядно проявляется на внешнем облике, здоровье и самочувствии, это заметно даже невооруженным взглядом, без проведения анализов и медицинских исследований. Об этом свидетельствуют раннее появление морщин, дряблость кожи, депрессии, слабость. Частые простудные заболевания, ухудшение зрения, склонность к сердечно-сосудистым и прочим заболеваниям говорят, что теломеры человека гораздо короче, чем у среднестатистического сверстника, а биологический возраст старше возраста, установленного паспортом.

Ученые не сомневаются: чем короче теломеры – тем хуже здоровье. Так, уже установлена взаимосвязь между укорочением теломер и вероятностью развития слабоумия, онкологических заболеваний и сахарного диабета.

Проведение анализа на длину теломер

Благодаря современной медицине каждый человек может измерить длину своих теломер и, приняв меры, замедлить старение. Для этого достаточно натощак сдать анализ крови из вены. Теломерный тест ответит на вопрос, насколько биологический возраст соответствует настоящему и даст повод задуматься о необходимости внесения серьезных изменений в сложившийся образ жизни.

Получив результаты анализов и следуя правилам здорового образа жизни, следует через полгода или год вновь посетить диагностический центр и сделать повторный анализ на длину теломера. Это позволит отслеживать изменение длины теломер, анализировать эффективность действия антивозрастной терапии и контролировать биологический возраст.

Удлинить и восстанавливать теломеры поможет теломераза

Как только ученые установили причину старения, возник вопрос, касающийся способов удлинения коротких теломер до исходной длины.

Так, в 1971 году ученый А.М. Оловников выдвинул теорию, согласно которой в человеческом организме должен присутствовать фермент, способный увеличивать теломеры. Ему присвоили название теломераза. Спустя годы она была обнаружена американскими учеными: это открытие также удостоилось премии имени Нобеля. Было установлено, что теломераза защищает структуру теломер, способствует удлинению их концов и имеет собственное функциональное предназначение.

Возникает закономерный вопрос: почему процесс старения не замедляется, если в организме вырабатывается фермент, способный ему противостоять? Оказывается, чаще всего это фермент малоактивен или с возрастом не активен вовсе. При этом зафиксирован интересный факт: в стволовых клетках, в женских яйцеклетках и мужских сперматозоидах теломераза проявляет активность на высоком уровне в течение долгих лет жизни.

С момента открытия теломеразы проведено немало исследований, которые позволили сделать выводы относительно возможности борьбы со старением.

Замедляем старение клеток, защищая теломеры

Обнаружив теломеразу, ученые нашли способ стимулировать её активность. Повышению функции фермента способствует достаточная физическая нагрузка, здоровое витаминизированное питание, активный образ жизни, исключающий вредные привычки (алкоголь, курение, гиподинамия), отсутствие стрессов и сведение к минимуму вирусных заболеваний.

Анализируя факторы, замедляющие старение клеток и укорочение теломер, выделяют пять правил для сохранения молодости .

Правило №1 – Правильное питание. Сбалансированное питание подразумевает соблюдение полноценной диеты, употребление достаточного количества витаминов и чистой воды, сведение к минимуму жирной и богатой быстрыми углеводами пищи, отказ от монодиет. Возможен дополнительный прием витамина D, при необходимости — гормонозаместительная терапия.

Правило №2 – Физическая активность. Умеренная физическая активность поддерживает высокий уровень обмена веществ, позволяет поддерживать хорошую форму и не допускать ожирения. Наибольший эффект достигает при наличии регулярной половой жизни. При этом стоит обратить внимание на качество и продолжительность сна: организм должен отдыхать достаточное время, которое определяется индивидуальными потребностями.

Правило №3 – Снижение веса. Чтобы понять, есть ли повод беспокоиться о лишнем весе, замеряют талию (у женщин допустимый показатель — 80 см, у мужчин – 94 см) или рассчитать индекс массы тела (ИМТ).

Для расчета ИМТ выполняют расчет, разделив массу тела в килограммах на квадрат роста, выраженный в метрах:

I = m/ h 2 , где I – индекс массы тела, m – масса в кг, h – рост в метрах.

Полученный результат не должен превышать значение в 25 единиц: до 25 — нормальный вес, свыше 25 — ожирение.

Правило №4 – Медитация. Важное значение в процессе борьбы со старением играет благоприятный эмоциональный фон. Ученые не сомневаются в том, что стрессы укорачивают жизнь. Бороться с ним можно разными способами, в том числе медитацией, которая помогает расслабиться и снять напряжение.

Правило №5 – Лекарственные травы. Продлить молодость без лекарств поможет прием лекарственных трав (ромашка, подорожник, шалфей, лаванда и т.д.). Народная медицина предлагает множество рецептов, однако, выбирая среди них эффективные, учитывайте хронические заболевания и советуйтесь с врачом. Не занимайтесь самолечением.

Анализируя достижения науки и медицины, можно с уверенностью сказать, что продолжительность жизни зависит от нас самих. Продление молодости не требует больших затрат, а лишь повышенного внимания к себе и собственному здоровью.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Уже более 50 лет прошло с тех пор, как на культуре фибробластов доказан феномен старения клеток, но существование старых клеток в организме долгое время подвергалось сомнению. Не было доказательств, что старение отдельных клеток играет важную роль в старении всего организма . В последние годы были открыты молекулярные механизмы старения клеток, их связь с онкологическими заболеваниями и воспалением. По современным представлениям, воспаление играет ведущую роль в генезе практически всех возраст-зависимых заболеваний, которые в конечном итоге приводят организм к смертельному исходу. Оказалось, что старые клетки, с одной стороны, выступают в качестве супрессоров опухолей (поскольку необратимо перестают делиться сами и снижают риск трансформации окружающих клеток), а с другой - специфический метаболизм старых клеток может вызывать воспаление и перерождение соседних предраковых клеток в злокачественные. В настоящее время проходят клинические испытания лекарственных препаратов, избирательно элиминирующих старые клетки в органах и тканях, тем самым предотвращая дегенеративные изменения органов и рак.

В организме человека присутствует примерно 300 типов клеток, и все они делятся на две большие группы: одни могут делиться и размножаться (то есть, они митотически компетентны ), а другие - постмитотические - не делятся: это достигшие крайней стадии дифференцировки нейроны, кардиомиоциты, зернистые лейкоциты и другие.

В нашем организме существуют обновляющиеся ткани, в которых есть пул постоянно делящихся клеток, которые заменяют отработанные или погибающие клетки. Такие клетки есть в криптах кишечника, в базальном слое эпителия кожи, в костном мозге (кроветворные клетки). Обновление клеток может происходить довольно интенсивно: так, клетки соединительной ткани в поджелудочной железе заменяются каждые 24 часа, клетки слизистой желудка - каждые три дня, лейкоциты - каждые 10 дней, клетки кожи - каждые шесть недель, примерно 70 г пролиферирующих клеток тонкого кишечника удаляется из организма ежедневно .

Стволовые клетки, существующие практически во всех органах и тканях, способны делиться неограниченно. Регенерация тканей происходит за счет пролиферации стволовых клеток, которые могут не только делиться, но и дифференцироваться в клетки той ткани, регенерация которой происходит. Стволовые клетки есть в миокарде, в головном мозге (в гипокампе и в обонятельных луковицах) и в других тканях. Это открывает большие надежды в плане лечения нейродегенеративных заболеваний и инфаркта миокарда .

Постоянно обновляющиеся ткани способствуют увеличению продолжительности жизни. При делении клеток происходит омоложение тканей: новые клетки приходят на место поврежденных, при этом интенсивнее происходит репарация (устранение повреждений ДНК) и возможна регенерация при повреждении тканей. Не удивительно, что у позвоночных значительно выше продолжительность жизни, чем у беспозвоночных - тех же насекомых, у которых во взрослом состоянии клетки не делятся.

Но в то же время обновляющиеся ткани подвержены гиперпролиферации, что ведет к образованию опухолей, в том числе - злокачественных. Это происходит из-за нарушений регуляции деления клеток и повышенной частоты мутагенеза в активно делящихся клетках. По современным представлениям, чтобы клетка приобрела свойство злокачественности, ей необходимо 4–6 мутаций . Мутации возникают редко, и для того, чтобы клетка стала раковой - это подсчитано для фибробластов человека - должно произойти около 100 делений (такое число делений обычно происходит у человека примерно в возрасте 40 лет) .

Стоит, в прочем, помнить, что мутация мутации рознь, и согласно новейшим геномным исследованиям в каждом поколении человек приобретает около 60 новых мутаций (которых не было в ДНК у его родителей). Очевидно, что большая часть из них вполне нейтральная (см. «Перевалило за тысячу: третья фаза геномики человека »). - Ред.

В целях защиты от самого себя, в организме сформировались специальные клеточные механизмы супрессии опухолей . Один из них - репликативное старение клеток (сенесценция ), заключающееся в необратимой остановке деления клетки в стадии G1 клеточного цикла . При старении клетка перестает делиться: она не реагирует на ростовые факторы и становится устойчивой к апоптозу.

Лимит Хейфлика

Феномен старения клеток был впервые открыт в 1961 г. Леонардом Хейфликом с коллегами на культуре фибробластов. Оказалось, что клетки в культуре фибробластов человека при хороших условиях живут ограниченное время и способны удваиваться примерно 50±10 раз, - и это число стали называть лимитом Хейфлика , . До открытия Хейфлика господствовала точка зрения, что клетки бессмертны, а старение и смерть - это свойство организма в целом.

Эта концепция считалась неопровержимой во многом благодаря экспериментам Карреля, который поддерживал культуру клеток сердца цыпленка 34 года (ее выбросили лишь после его смерти). Однако, как выяснилось впоследствии, бессмертие культуры Карреля было артефактом, поскольку вместе с эмбриональной сывороткой, которая добавлялась в культуральную среду для роста клеток, туда попадали и сами эмбриональные клетки (и, скорее всего, культура Карреля стала уже далеко не тем, чем была в начале).

По-настоящему бессмертными являются раковые клетки. Так, клетки HeLa , выделенные в 1951 г. из опухоли шейки матки Генриетты Лакс , до сих пор используются цитологами (в частности, c помощью клеток HeLa была разработана вакцина против полиомиелита). Эти клетки даже побывали в космосе.

О захватывающей истории бессмертия Генриетты Лакс см. в статье «Бессмертные клетки Генриетты Лакс », а также «Наследники клеток HeLa ». - Ред.

Как выяснилось, лимит Хейфлика зависит от возраста: чем старше человек, тем меньшее число раз удваиваются его клетки в культуре. Интересно, что замороженные клетки при разморозке и последующем культивировании как будто помнят число делений до замораживания. Фактически, внутри клетки существует «счетчик делений», и по достижении определенного предела (лимита Хейфлика) клетка перестает делиться - становится сенесцентной. Сенесцентные (старые) клетки имеют специфическую морфологию - они крупные, уплощенные, с большими ядрами, сильно вакуолизированы, у них меняется профиль экспрессии генов. В большинстве случаев они устойчивы к апоптозу.

Однако старение организма нельзя свести только к старению клеток. Это значительно более сложный процесс. Старые клетки есть и в молодом организме, но их мало! Когда же с возрастом сенесцентные клетки накапливаются в тканях, начинаются дегенеративные процессы, которые приводят к возраст-зависимым заболеваниям. Один из факторов этих заболеваний - так называемое старческое «стерильное» воспаление , которое связано с экспрессией провоспалительных цитокинов старыми клетками.

Еще один важный фактор биологического старения - строение хромосом и их кончиков - теломеров.

Теломерная теория старения

Рисунок 1. Теломеры - концевые участки хромосом. Поскольку хромосом у человека 23 пары (то есть, 46 штук), теломер получается 92.

В 1971 году наш соотечественник Алексей Матвеевич Оловников предположил, что лимит Хейфлика связан с «недорепликацией» концевых участков линейных хромосом (они имеют специальное название - теломеры ). Дело в том, что в каждом цикле деления клетки теломеры укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого кончика , . Кроме того, Оловников предсказал существование теломеразы (фермента, добавляющего повторяющиеся последовательности ДНК на концы хромосом), исходя из того факта, что иначе в активно делящихся клетках ДНК быстро бы «съелась», и генетический материал был бы утерян. (Проблема в том, что активность теломеразы угасает в большинстве дифференцированных клеток.)

Теломеры (рис. 1) играют важную роль: они стабилизируют кончики хромосом, которые иначе, как говорят цитогенетики, стали бы «липкими», т.е. подверженными разнообразным хромосомным аберрациям, что приводит к деградации генетического материала. Теломеры состоят из повторяющихся (1000–2000 раз) последовательностей (5′-TTAGGG-3′), что в сумме дает 10–15 тысяч нуклеотидных пар на каждый хромосомный кончик. На 3′-конце теломеры имеют довольно длинный однонитевой участок ДНК (150–200 нуклеотидов), участвующий в образовании петли по типу лассо , (рис. 2). С теломерами связано несколько белков, образующих защитный «колпачок» - этот комплекс называется шелтерином (рис. 3). Шелтерин предохраняет теломеры от действия нуклеаз и слипания и, видимо, именно он сохраняет целостность хромосомы.

Рисунок 2. Состав и структура теломер. Многократное деление клетки в случае отсутствия активности теломеразы ведет к укорочению теломер и репликативному старению .

Рисунок 3. Строение теломерного комплекса (шелтерина ). Теломеры находятся на концах хромосом и состоят из тандемных повторов TTAGGG, которые заканчиваются 32-членным выступающим одноцепочечным фрагментом. С теломерной ДНК связан шелтерин - комплекс из шести белков: TRF1, TRF2, RAP1, TIN2, TPP1 и POT1.

Незащищенные концы хромосом воспринимаются клеткой как повреждение генетического материала, что активирует репарацию ДНК . Теломерный комплекс вместе с шелтерином «стабилизирует» хромосомные кончики, защищая всю хромосому от разрушения. В сенесцентных клетках критическое укорочение теломер нарушает эту защитную функцию , в связи с чем начинают формироваться хромосомные аберрации, которые часто приводят к малигнизации. Чтобы этого не произошло, специальные молекулярные механизмы блокируют клеточное деление, и клетка переходит в состояние сенесцентности - необратимой остановки клеточного цикла. При этом клетка гарантированно не может размножаться, а значит, не сможет и сформировать опухоль. В клетках с нарушенной способностью к сенесценции (которые размножаются, несмотря на дисфункцию теломер), образуются хромосомные аберрации.

Длина теломер и скорость их укорочения зависит от возраста. У человека длина теломер варьирует от 15 тысяч нуклеотидных пар (т.н.п.) при рождении до 5 т.н.п. при хронических заболеваниях. Длина теломер максимальна у 18-месячных детей, а затем она быстро снижается до 12 т.н.п. к пятилетнему возрасту. После этого скорость укорачивания снижается .

Теломеры укорачиваются у разных людей с разной скоростью. Так, на эту скорость сильно влияют стрессы. Э. Блекберн (лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2009 г.) установлено, что женщины, постоянно испытывающие стресс (например, матери хронически больных детей), имеют значительно более короткие теломеры по сравнению со сверстницами (примерно на десять лет!). Лабораторией Э. Блекберн разработан коммерческий тест для определения «биологического возраста» людей на основании длины теломер.

Любопытно, что у мышей очень длинные теломеры (50–40 т.н.п., по сравнению с 10–15 т.н.п. у человека). У некоторых линий лабораторных мышей длина теломер достигает 150 т.н.п. Более того, у мышей теломераза всегда активна, что не дает теломерам укорачиваться. Однако это, как всем известно, не делает мышей бессмертными. Мало того: у них опухоли развиваются намного чаще, чем у людей, что позволяет предположить, что укорачивание теломер как механизм защиты от опухолей у мышей не работает .

При сравнении длины теломер и теломеразной активности у разных млекопитающих оказалось, что виды, для которых характерно репликативное старение клеток, имеют большую продолжительность жизни и большой вес. Это, например, киты, продолжительность жизни которых может достигать 200 лет. Таким организмам репликативное старение просто необходимо, поскольку слишком большое число делений порождает множество мутаций, с которыми необходимо как-то бороться. Предположительно, репликативное старение и есть такой механизм борьбы, который сопровождается к тому же репрессией теломеразы .

Старение диференцированных клеток происходит иначе. Стареют и нейроны, и кардиомиоциты, а ведь они не делятся! Например, в них накапливается липофусцин - старческий пигмент, который нарушает функционирование клеток и запускает апоптоз. В клетках печени и селезенки с возрастом накапливается жир.

Связь репликативного старения клеток со старением организма, строго говоря, не доказана, но возрастная патология сопровождается и старением клеток (рис. 4). Злокачественные новообразования пожилого возраста в большинстве своем связаны с обновляемыми тканями. Онкологические заболевания в развитых странах - одна из основных причин заболеваемости и смертности, причем независимым фактором риска раковых заболеваний является просто... возраст. Число смертей от опухолевых заболеваний увеличивается с возрастом по экспоненте, так же как и общая смертность. Это говорит нам, что между старением и канцерогенезом существует фундаментальная связь.

Рисунок 4. Гистохимически окрашенные на наличие β-галактозидазной активности фибробласты человека линии WI-38. A - молодые; B - старые (сенесцентные).

Теломераза - фермент, который был предсказан

В организме должен существовать механизм, компенсирующий укорочение теломер, - такое предположение сделал А.М. Оловников . Действительно, в 1984 г. такой фермент был открыт Кэрол Грейдер и назван теломеразой . Теломераза (рис. 5) - это обратная транскриптаза, которая увеличивает длину теломер, компенсируя их недорепликацию. В 2009 году Э. Блэкберн, К. Грэйдер и Д. Шостак за открытие этого фермента и цикл работ по изучению теломер и теломеразы была присуждена Нобелевская премия (см: «„Нестареющая“ Нобелевская премия: в 2009 году отмечены работы по теломерам и теломеразе » ).

Рисунок 5. Теломераза содержит каталитический компонент (обратную транскриптазу ТERT), теломеразную РНК (hTR или TERC), содержащую две копии теломерного повтора и являющуюся матрицей для синтеза теломеров, и белок дискерин.

По данным Э. Блекберн, теломераза участвует в регуляции активности примерно 70 генов. Теломераза активна в зародышевых и эмбриональных тканях, в стволовых и пролиферирующих клетках. Ее обнаруживают в 90% раковых опухолей, что обеспечивает неудержимое размножение раковых клеток. В настоящее время среди препаратов, которые используют для лечения рака, есть и ингибитор теломеразы. Но в большинстве соматических клеток взрослого организма теломераза не активна.

В состояние сенесценции клетку могут привести многие стимулы - дисфункция теломер, повреждения ДНК, причиной которых могут быть мутагенные воздействия окружающей среды, эндогенные процессы, сильные митогенные сигналы (сверхэкспрессия онкогенов Ras, Raf, Mek, Mos, E2F-1 и др.), нарушения хроматина, стрессы и др. Фактически, клетки перестают делиться - становятся сенесцентными - в ответ на потенциально вызывающие рак события.

Страж генома

Дисфункция теломер, которая происходит при их укорачивании либо нарушении работы шелтерина, активирует белок р53 . Этот транскрипционный фактор приводит клетку в состояние сенесценции, либо вызывает апоптоз . При отсутствии р53 развивается нестабильность хромосом, характерная для карцином человека. Мутации в белке р53 обнаруживаются в 50% аденокарцином груди и в 40–60% случаев колоректальной аденокарциномы. Поэтому p53 зачастую называют «стражем генома».

Теломераза реактивируется в большинстве опухолей эпителиального происхождения, которые характерны для пожилых людей. Считается, что реактивация теломеразы - важный этап злокачественных процессов, поскольку это позволяет раковым клеткам «не обращать внимания» на лимит Хейфлика. Дисфункция теломер способствует хромосомным слияниям и аберрациям, что в отсутствии p53 чаще всего приводит к злокачественным новообразованиям.

О молекулярных механизмах старения клеток

Рисунок 6. Схема клеточного цикла. Клеточный цикл подразделяют на четыре стадии: 1. G1 (предсинтетическая) - период, когда клетка готовится к репликации ДНК. В этой стадии может произойти остановка клеточного цикла в случае обнаружения повреждений ДНК (на время репарации). Если обнаруживаются ошибки в репликации ДНК, и они не могут быть исправлены репарацией, клетка не переходит на стадию S. 2. S (cинтетическая) - когда происходит репликация ДНК. 3. G2 (постсинтетическая) - подготовка клетки к митозу, когда происходит проверка точности репликации ДНК; если обнаружены недореплицированные фрагменты или другие нарушения в синтезе, переход на следующую стадию (митоз) не происходит. 4. М (митоз) - формирование клеточного веретена, сегрегация (расхождение хромосом) и формирование двух дочерних клеток (собственно деление).

Чтобы были понятны молекулярные механизмы перехода клетки в состояние сенесцентности, я напомню вам, как происходит деление клетки.

Процесс размножения клеток называют пролиферацией . Время существования клетки от деления до деления именуют клеточным циклом . Процесс пролиферации регулируется как самой клеткой - аутокринными ростовыми факторами, - так и ее микроокружением - паракринными сигналами.

Активация пролиферации происходит через клеточную мембрану, в которой присутствуют рецепторы, воспринимающие митогенные сигналы - это в основном ростовые факторы и межклеточные контактные сигналы. Ростовые факторы обычно имеют пептидную природу (к настоящему времени их известно около 100). Это, например, фактор роста тромбоцитов, который участвует в тромбообразовании и заживлении ран, эпителиальный фактор роста, различные цитокины - интерлейкины, фактор некроза опухолей, колониестимулирующие факторы и т.д. После активации пролиферации клетка выходит из фазы покоя G0 и начинается клеточный цикл (рис. 6).

Клеточный цикл регулируется циклин-зависимыми киназами , разными для каждой стадии клеточного цикла. Они активируются циклинами и инактивируются рядом ингибиторов. Цель такой сложной регуляции - обеспечить синтез ДНК с как можно меньшим числом ошибок, чтобы и дочерние клетки имели абсолютно идентичный наследственный материал. Проверка правильности копирования ДНК осуществляется в четырех «контрольных точках» цикла: если обнаруживаются ошибки, то клеточный цикл останавливается, и включается репарация ДНК . Если нарушения структуры ДНК удается исправить - клеточный цикл продолжается. Если нет - клетке лучше «покончить с собой» (путем апоптоза), чтобы избежать вероятности превращения в раковую.

Молекулярные механизмы, приводящие к необратимой остановке клеточного цикла, контролируются генами-супрессорами опухолей, среди которых p53 и pRB, связанные с ингибиторами циклин-зависимых киназ. Супрессию клеточного цикла в фазе G1 осуществляет белок p53, действующий через ингибитор циклин-зависимой киназы р21. Транскрипционный фактор р53 активируется при повреждениях ДНК, и функция его заключается в удалении из пула реплицирующихся клеток тех, которые являются потенциально онкогенными (отсюда и прозвище р53 - «страж генома»). Данное представление подтверждается тем фактом, что мутации р53 обнаруживают в ~50% случаев злокачественных опохолей. Другое проявление активности р53 связано с апоптозом наиболее поврежденных клеток.

Сенесценция клеток и возраст-зависимые заболевания

Рисунок 7. Взаимосвязь между старением клеток и старением организма.

Сенесцентные клетки накапливаются с возрастом и способствуют возрастным заболеваниям. Они снижают пролиферативный потенциал ткани и истощают пул стволовых клеток, что приводит к дегенеративным нарушениям ткани и снижает способность к регенерации и обновлению.

Сенесцентные клетки характеризуются специфической экспрессией генов: они секретируют воспалительные цитокины и металлопротеиназы, разрушающие межклеточный матрикс. Получается, что старые клетки обеспечивают вялотекущее старческое воспаление, а накопление старых фибробластов в коже служит причиной возрастного снижения способности к заживлению ран (рис. 7). Старые клетки также стимулируют пролиферацию и малигнизацию близлежащих предраковых клеток, благодаря секреции эпителиального фактора роста .

Сенесцентные клетки накапливаются во многих тканях человека, присутствуют в атеросклеротических бляшках, в язвах кожи, в пораженных артритом суставах, а также в доброкачественных и пренеопластических гиперпролиферативных поражениях простаты и печени. При облучении раковых опухолей некоторые клетки также переходят в состояние сенесценции, тем самым обеспечивая рецидивы заболевания.

Таким образом, клеточное старение демонстрирует эффект отрицательной плейотропии, суть которого состоит в том, что хорошее для молодого организма, может стать плохим для старого. Самый яркий пример - процессы воспаления. Выраженная реакция воспаления способствует быстрому выздоровлению молодого организма при инфекционных заболеваниях. В пожилом же возрасте активные воспалительные процессы приводят к возрастным заболеваниям. Сейчас принято считать, что воспаление играет определяющую роль практически при всех возраст-зависимых заболеваниях, начиная с нейродегенеративных.

Морщины и седина – очевидные внешние признаки старения. Но в организме почтенный возраст начинается с деградации теломеров. Остановить этот процесс возможно, и как утверждают ученые, достаточно просто.

Функции концевых участков хромосом

В каждую клетку человеческого организма встроен счетчик, который отсчитывает срок ее жизни – теломер. Это маленький кусочек ДНК, который крепится «колпачком» на конце хромосомы и не несет никакой генетической информации. У теломера единственная функция: защищать хромосому от «изнашивания».

Фермент теломераза в организме

С каждым делением клетки «колпачок» становится меньше, концевой участок хромосомы укорачивается и организм начинает проявлять признаки старения.

Но у теломера есть возможность надстраиваться и удлиняться и стабилизировать хромосому. Это происходит за счет выработки особого фермента – теломеразы, который «пришивает колпачок».

Современная физиология доказала, что стимулировать концевые участки хромосомы и предупредить деградацию клеток возможно.

Например, при введении рибонуклеиновой кислоты теломераза вступает в активную фазу, и «достраивает», цепочку нуклеотидов – следовательно, предупреждает деградацию и удлиняет человеку жизнь на несколько лет.

Длина теломер и продолжительность жизни

Теломер – своеобразный индикатор долголетия, и чем он короче, тем клетка «дряхлее» и ближе к репликативному старению, т. е. к такому процессу, когда деление становится невозможным. Учеными уже доказано, что длинные теломеры у людей старше 60 лет обеспечивают хорошую работу иммунной системы и миокарда, чего нельзя сказать об их сверстниках с более короткими «колпачками».

Стареющая клетка не приводит непосредственно к какому-нибудь заболеванию. Незащищенная от износа хромосома становится слишком уязвимой, и рано или поздно наступает такой момент, когда «спящий» ген заявляет о себе.

Вывод один: если человек имеет наследственную предрасположенность к каким-либо заболеваниям, а особенно к раку, инсульту, деменции, сердечно-сосудистым патологиям или диабету, то с короткими теломерами риск болезни вступить в силу крайне высок.

Влияние на старение клеток

Исследователи в области физиологии, не упрощая научный подход и опираясь на конкретные факты, говорят, что удлинить теломер можно коррекцией образа жизни, физическими упражнениями, некоторыми продуктами и хорошим сном. Неправильное питание, вредные привычки укорачивают теломер, и следовательно, сокращают жизнь.

Также исследователи говорят о том, что искусственное, медикаментозное «удлинение» на современном этапе развития науки крайне опасно, поэтому лучший способ омоложения организма – изменение образа жизни.

Как увеличить синтез теломеразы?

Каждому человеку под силу взять контроль над старением. Интересно, что теломер «умеет слушать» поведение, умственное состояние и распознавать все биохимические реакции в организме. На его выработку можно влиять. Есть доказательства того, что синтез теломеразы увеличивается от воздействия «женского» гормона эстрогена, который вырабатывается при беременности. Пример: у всех многодетных женщин теломеры длиннее. Это объясняет более короткую среднюю продолжительность жизни мужчин: эстрогенов у них значительно меньше.

Есть доказательства того, что синтез теломеразы сокращается от переедания, ожирения и калорийной еды.

Как удлинить без лекарств?

Увеличить теломеры просто. Важны полноценный сон и поддержание хорошего психоэмоционального состояния. Контроль стресса – главное условие нормального роста теломера, и в этом помогают занятия йогой или медитацией.

Достаточно ежедневной утренней гимнастики или получасовых прогулок в умеренном темпе, диеты с преобладанием фруктов и овощей с минимумом жиров, сахара, соли.

Как влияет еда на хромосому?

Рецепт удлинения также в достаточном поступлении в организм витаминов C, D, Омега-3, Co Q10, и других природных антиоксидантов.

Что включить в рацион?

Для восстановления клеточного баланса и нейтрализации окисления нужны в достаточном количестве овощи и фрукты. Они поставляют в организм природные, естественные для человеческого организма антиоксиданты. Наибольшей концентрацией полезных веществ обладают кисло-сладкие плоды красного, черного, фиолетового или синего цвета.

Способствуют синтезу теломеразы продукты с высоким содержанием цинка:

• говяжья печень;
• отруби;
• семена подсолнечника;
• твердые сыры;
• яйца.

В теломеразную диету для повышения стрессоустойчивости должны быть включены продукты с высоким содержанием магния:

• зеленые листовые овощи;
• чечевица;
• кунжут;
• отруби;
• орехи;
• арахис;
• овсяная крупа;
• гречневая крупа;

Важно основной прием продуктов с антиоксидантами перенести на ужин. Активное клеточное деление проходит ночью, и это способствует восстановлению поврежденных «колпачков».

Удлинение теломеров без вреда

Физиологи убеждены в том, что искусственно стимулировать синтез теломеразы опасно. Это может привести к бурному и неконтролиролируемому росту атипичных клеток. Стимуляция медицинскими препаратами возможна исключительно по показаниям для некоторых категорий онкологических больных.

Позитивный результат дают самые простые и естественные способы стимулирования синтеза теломеразы: умеренная физическая активность, ежедневный рацион с максимумом полезных веществ и положительный эмоциональный фон.

Лекарства

На сегодняшний день ученые находятся в поиске чудесного препарата, который помог бы замедлить старение, влияя на теломеры хромосом. Такого средства на аптечном рынке пока не существует, но очень скоро ситуация может измениться.

Важно придерживаться правильного здорового образа жизни, тогда старение будет существенно отложено.

Организма считается способность клеток делиться лишь конкретное количество раз. Каждый раз после этого ДНК человека укорачивается. При этом защиту генам обеспечивают теломеры. Они представляют собой концевые участки хромосом, которые с каждым делением уменьшаются.

Теломеры обеспечивают защиту главного фрагмента ДНК от поражения при репликации. Когда они заканчиваются, клетки не способны делиться. Однако некоторые из них не сталкиваются с подобными проблемами. Это обусловлено наличием в их составе другого фермента – теломеразы. Он все время удлиняет теломеры. Такие особенности характерны для раковых и стволовых клеток.

Теломеры находятся на 4 окончаниях хромосом и напоминают кончики шнурков. Эти элементы предотвращают склеивание хромосомных концов друг с другом. Также они помогают избежать слипания с остальными хромосомами. При нарушении этого процесса клетки погибают или трансформируются в опухоли. По мере деления клеток окончания теломеразы укорачиваются. Как следствие, клетки прекращают процесс деления. Эти изменения являются генетическими и эпигенетическими. Это значит, что они зависят от наследственной предрасположенности и воздействия внешних факторов.

Сохранение и регенерация теломеров зависит от активности теломеразы. Благодаря стимуляции синтеза фермента удается предотвратить истощение теломеров. Под ними находятся так называемые гены смерти. Они вызывают возникновение апоптоза. Этот процесс проявляется в виде гибели клеточных элементов. Данный процесс считается естественным и неотвратимым. Однако многочисленные научные исследования помогли установить, что у некоторых людей процесс укорачивания теломеров является слишком быстрым. Это становится причиной возникновения серьезных патологий и преждевременного старения.

Это означает, что существуют определенные отличия между физиологическим возрастом и реальной цифрой. Ткани бывают старше или моложе по сравнению с самим человеком. Чем сильнее укорачиваются теломеры, тем быстрее происходят процессы старения.

Методы защиты теломеров

Синтез фермента теломеразы, способного удлинять теломеры, тоже снижается по мере старения организма. Однако сегодня существуют медикаментозные средства, которые помогают скорректировать этот процесс. При этом они не имеют общедоступного характера и используются довольно редко.

Чтобы сохранить окончания теломеразы, необходима коррекция образа жизни. Согласно научным исследованиям, люди, которые часто медитируют, в меньшей степени подвергаются стрессовым факторам и воспалениям. У поклонников медитации концы хромосом обычно длиннее, чем у людей, которые не занимаются подобными практиками.

Стоит учитывать, что хронические воспаления провоцируют снижение активности теломеразы и ускоряют сокращение окончаний теломеров. Это обусловлено нарушением РН, поведением интерлейкинов и прочими процессами в организме.

Если человек хочет остановить старение и продлить долголетие, нужно приступать к лечению хронических воспалений в организме. Для этого необходимо своевременно устранять кариозное поражение зубов, простатит, воспаления в кишечнике, пародонтоз, гинекологические патологии.

Способы удлинения теломеров

Теломераза подвергается определенному воздействию. Активизация фермента достигается с помощью эстрогена. Количество данных увеличивается при беременности. Потому для многодетных женщин обычно характерна большая длина теломеров. Данная особенность является одним из обоснований большей продолжительности жизни у женщин.

Еще одним механизмом, которые способствует, удлинению теломеров, считается уменьшение калорийности рациона. Есть данные, что снижение количества потребляемых калорий лишь на 10 % от привычной нормы помогает увеличить продолжительность жизни на 5 лет. При этом переедание и существенное превышение веса снижает длину теломеров.

Эффективным методом удлинения теломеров считаются ежедневные прогулки. Их длительность должна составлять не меньше 40 минут. Еще одним действенным способом активизации синтеза теломеразы считается повышение уровня витамина D. Согласно многочисленным исследованиям, количество вещества на уровне 100 мг/л повышает длину теломеров на 19 %. Синтез теломеразы активизируют коэнзим Q10, ресфератрол. За этот процесс отвечают витамин С, омега-3 , а также другие антиоксиданты.

Нужно активизировать синтез теломеразы?

Есть мнение, что активизация продукции теломеразы может приводить к отрицательным последствиям. Это обусловлено тем, что данный фермент препятствует гибели опухолевых клеток. Но это не относится к коррекции образа жизни. Благодаря употреблению продуктов с омега-3 стимулируется синтез теломеразы в здоровых клетках. При этом выработка вещества в аномальных клетках наоборот замедляется.

Потому применение медикаментозных препаратов для активизации синтеза теломеразы осуществляется при наличии строгих показаний – к примеру, при развитии онкологических патологий. При этом коррекция образа жизни не может провоцировать отрицательные последствия. Потому врачи советуют употреблять полезные , своевременно лечить воспаления и справляться с воздействием стрессовых факторов на организм.

Полезные продукты

Существуют продукты, которые стимулируют активность теломеразы. К ним относят следующее:

• лосось;
• авокадо;
• яйца;
• зеленый чай;
• мясо;
• бобовые;
• голубика;
• чеснок;
• грейпфрут.

Чтобы уменьшить выраженность воспалительных изменений в организме и улучшить питание клеток, нужно употреблять продукты, которые содержат много цинка. К ним относят говяжью печень и устрицы. Также стоит есть продукты из пшеницы. Для сокращения влияния стрессовых факторов полезно употреблять магний. Он присутствует в зеленых овощах, бобовых, растительных маслах. Также вещество включает шоколад и цельнозерновые каши.

В качестве антиоксидантов стоит использовать Е. Элемент присутствует в авокадо, орехах, растительных маслах. Немаловажное значение имеют омега-3 жирные кислоты. Данные вещества входят в состав морепродуктов. Помимо этого, стимуляции синтеза теломеразы способствуют виноград и чай благодаря наличию полифенолов. Обязательно стоит добавлять в пищу , которая оказывает противовоспалительный эффект.

Очень полезно употреблять пищу с витамином А. Это вещество присутствует в тыкве, моркови, томатах. Также оно содержится в шпинате, болгарском перце. Немаловажное значение имеет и витамин D. Данное вещество содержится в печени трески, селедке, сардинах. Указанные элементы благоприятно влияют на нервную систему и структуру костных тканей.

Чтобы предотвратить преждевременное старение, необходимо употреблять аминокислоты. Особенно важно делать это по вечерам. Это обусловлено активным делением клеток в время. Благодаря этим особенностям пептиды могут восстанавливать пораженные теломеры. 5 раз в неделю на ужин следует употреблять белковую пищу. Если человек занимается спортом, белок должен присутствовать в ежедневном рационе. При этом ужинать необходимо за 3 часа до сна. Количество пищи вечером не должно превышать 2/3 порции обеда.

Таким образом, активность теломеразы можно увеличивать. Улучшение функционирования фермента и увеличение длины теломер связано с умеренной физической нагрузкой. Также этому способствуют витамины и полиненасыщенные , которые присутствуют в здоровой пище.

Врачи уверяют, что длина теломеров у людей, которые привыкли вести здоровый образ жизни, намного больше. Этого нельзя сказать о тех, кто употребляет много алкогольных напитков, курит, не контролирует свой вес и ведет недостаточно активный образ жизни. Стремительное уменьшение длины теломеров наблюдается под воздействием стрессовых факторов и вирусных инфекций.

Использование активатора теломеразы

Со времени возникновения теломер-теломеразной теории старения начались поиски препарата, который способен стимулировать синтез теломеразы и замедлить возрастные изменения. В результате крупная биотехнологическая компания США Geron Inc сумела отыскать молекулу, которая стала базой первого активатора теломеразы, который называется ТА-65.

Особенности состава

Эта молекула была получена из корневища перепончатого астрагала. Это лекарственное растение с давних времен применяется в китайской медицине для профилактики раковых заболеваний. Состав данного средства включает больше 2000 молекул. При этом только одна может активизировать теломеразу. Ее назвали ТА-65.

Процесс получения и очищения этой молекулы является достаточно трудоемким и многоступенчатым. Вещество не только нужно отличить от остальных, но и максимально качественно очистить его от примесей. Молекула и метод ее получения была запатентованы. Чтобы получить минимальный объем ТА-65, нужно переработать примерно 5-6 т сырья. Потому доза активного компонента, которая находится в одной капсуле, может приравниваться к нескольким литрам экстракта.

Для достижения стойких результатов требуется применять средство минимум 3 месяца. Потому заменить препарат употреблением нескольких литров обыкновенного экстракта не удастся.

Механизм действия

При проникновении в системный кровоток молекула попадает в клетку и активизирует функции гена, который отвечает за временную активизацию теломеразы. Благодаря этому фермент начинает формировать конечные зоны хромосом. Это достигается за счет добавления оснований нуклеотидов. За счет наращивания теломеров клетка получает новую возможность к делению и функционированию. Таким образом продолжается ее жизнь. Можно сказать, что клетки из стареющих трансформируются в молодые и активные. Данный процесс влияет на работу всего организма.

Когда человек прекращает употреблять ТА-65, фермент теломераза снова снижает свою активность. Это значит, что стимулирование элемента носит временный и контролируемый характер. Предельный объем активного компонента в крови достигается спустя 3 часа после применения вещества. Исследования препарата проводились на клетках, животных и людях. Первая категория экспериментов помогла доказать, что добавление ТА-65 к структуре клеток продлевает их жизненный цикл и позволяет справиться с лимитом Хейфлика.

Первое свидетельство об обратимости возрастных процессов у млекопитающих под влиянием ТА-65 было представлено в 2011 году. Публикация появилась в журнале The Nature. Мыши, на которых проводились опыты, имели короткие теломеры. Для них была характерна минимальная активность теломеразы. Грызуны имели поражения ДНК, серьезные поражения мозга и дегенеративные процессы в органах. В результате у них присутствовали нарушения репродуктивных функций, преждевременное старение. Длительность жизни животных не превышала 43 недель.

В 30-35 недель ученые каждый день вводили грызунам активатор теломеразы. Такая терапия проводилась в течение 1 месяца. Как следствие, продолжительность жизни увеличивалась примерно до 80 недель. Применение средства способствовало удлинению теломеров, восстановлению активность теломеразы и уменьшению поражения ДНК в хромосомах. Также активатор ТА-65 обеспечивал уменьшение дегенеративных поражений органов. При этом страдала селезенка, мозг, кишечник, яички.

Благодаря применению вещества восстанавливались репродуктивные возможности грызунов. Это помогло добиться заметного омоложения мышей. При этом ни одно из животных не столкнулось с развитием злокачественных опухолей. Таким образом, ТА-65 можно назвать первым активатором теломеразы, который имеет подтвержденную эффективность и безопасность. Благодаря применению вещества удается добиться омоложения клеток за счет стимуляции теломеразы.

Удлинение теломеров позволяет увеличить длительность здоровой жизни. Применение вещества на долгие годы обеспечивает человека жизненной энергией. Благодаря этому удается изнутри остановить процессы старения и оставаться активным в любом возрасте.

Преимущества препарата

Активатор ТА-65 представляет собой натуральное средство, результативность которого подтверждена многочисленными исследованиями. Благодаря его применению удается стимулировать активность теломеразы и запустить восстановление коротких теломеров в организме. Это помогает существенно замедлить процессы старения.

Вследствие омоложения клеток на фоне применения ТА-65 удается получить такие эффекты:

• уменьшить вероятность возрастных заболеваний;
• сократить риск развития онкологии;
• увеличить эластичность кожи;
• улучшить функционирование иммунной системы;
• поддерживать в норме когнитивные функции;
• нормализовать состояние волос и ногтей;
• сохранить в норме сексуальную энергию;
• улучшить остроту зрения;
• повысить плотность костных структур.

Теломеры и теломераза – важные элементы, от которых напрямую зависят возрастные изменения в организме. Чтобы остановить процессы старения, можно применять активатор ТА-65, который имеет немало преимуществ.