Кроме всем известного хронологического возраста, существует понятие биологического, который отражает состояние клеток и тканей организма. С годами в теле каждого человека накапливается определенное количество молекулярных повреждений, которые ускоряют процессы старения, — именно поэтому люди одного возраста могут выглядеть по-разному. Сегодня геронтология — наука, изучающая старение человека — исследует факторы, влияющие на биологический возраст, не только чтобы предотвратить хронические заболевания до их возникновения, но и с целью продлить биологическую молодость.
Каким образом нарушаются функции теломер и митохондрий, что ведет к эпигенетическим изменениям и нарушению процесса аутофагии и как все это связано со старением, «РБК Стиль» выяснил у ученых и медиков. Хорошая новость: на эти процессы можно влиять при помощи относительно простых и всем известных способов.
Митохондриальная теория старения
Теория
Сегодня существует более 20 различных подходов, объясняющих, почему человеческий организм изнашивается со временем, и большая часть из них может быть объяснена с помощью базовой митохондриальной теории старения. После того, как был расшифрован геном человека, фокус исследований внутриклеточных структур сместился на митохондрии, и количество публикаций на эту тему за последние 20 лет увеличилось в несколько десятков раз. Почему? Митохондрии служат энергостанциями наших клеток и участвуют во всех биохимических процессах, происходящих в организме, они важны с точки зрения сохранения жизни, здоровья и молодости.
«Митохондрии — единственные в организме внутриклеточные структуры, которые производят энергию для жизни и работы каждой клетки. Митохондрии осуществляют в нашей клетке больше 25 функций: они отвечают за митоптоз (механизм утилизации митохондрий), апоптоз (генетически запрограммированная форма гибели клетки), метаболическую ригидность, то есть умение митохондриями выбирать энергетический субстрат (углеводы или жиры), из которого они производят энергию с помощью кислорода, и многое другое».
Пищеварительная и кровеносная системы поставляют в митохондрии поставляются углеводы или жиры. Там они окисляются посредством кислорода и начинают вырабатывать молекулы АТФ (аденозинтрифосфорная кислота, участвует во всех биохимических процессах клетки и служит ей источником энергии). Чем качественнее работают митохондрии, тем активнее они производят энергию, которая помогает клеткам поддерживать жизнедеятельность в максимально эффективно, в том числе сохранять целостность ДНК, защищая ядро клетки от воздействия внешней среды, и поддерживать работу других внутриклеточных структур (рибосом, лизосом, эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, цитоскелета клетки).
Каждая клетка выполняет какую-то специфическую функцию, и для этого тоже требуется энергия. Нейроны передают сигналы в центральную и периферическую нервную систему, иммунные клетки борются с микробами и вирусами, клетки печени разлагают попавшие в организм токсины, клетки поджелудочной железы производят инсулин и глюкагон. То есть митохондрии — это основа функционирования любой клетки, и от качества их работы зависят жизнь и здоровье организма.
«Чем старше мы становимся, тем больше внешняя среда негативно влияет на митохондрии, — поясняет Андрей Тарасевич. — Высокоуглеводное дробное питание — главная причина, которая привела к тому, что количество больных ожирением растет с ужасающей скоростью. Если в 2021 году во всем мире насчитывалось около 520 млн человек, страдающих сахарным диабетом 2-го типа, то, по расчетам журнала «Ланцет», к 2050 году таких больных будет более 1 млрд 310 млн человек. Избыточное углеводное питание повреждает митохондрии, что приводит к возникновению большинства хронических заболеваний. Отсутствие физической активности также оказывает неблагоприятное действие на митохондрии: чем меньше мы двигаемся, тем хуже они работают, вследствие чего наступает повреждение митохондрий на уровне организма — преждевременное старение. Добровольная депривация сна, вызванная желанием как можно больше времени выкроить для жизни (сериалы, соцсети, смартфоны) тоже ведет к повреждению митохондрий и провоцируют болезни и старение вне зависимости от возраста».
Избыточное углеводное питание повреждает митохондрии, что приводит к возникновению большинства хронических заболеваний.
Угасание функций клеток неизбежно, но мы можем «надавить на педаль газа» и ускорить старение или «надавить на педаль тормоза» и замедлить его. Из-за неправильного образа жизни биологический возраст человека часто больше паспортного. Это и называется ранним старением. Но, улучшив работу митохондрий, мы в состоянии обратить вспять биологический возраст и вернуться назад на пять или семь лет. Единственный способ замедлить старение — внести незначительные, но важные коррективы в свой образ жизни, которые будут способствовать лучшей работе митохондрий в каждой клетке.
Практика
Первое, что советует эксперт: перейти на низкоуглеводную диету. «Это можно сделать безопасно, комфортно, без насилия, — заверяет Андрей Тарасевич. — Такой переход значительно замедлит скорость старения, улучшит состояние здоровья, восстановит силы и энергию и, конечно, отразится на внешнем виде. Второе: внедрить в свою рутину небольшие физические активности, которым можно уделять по пять минут в день. Третье: нормализовать сон и, самое главное, восстановить количество часов глубокой фазы сна. Именно он крайне важен для восстановления работы митохондрий, улучшения энергоснабжения клеток и замедления скорости старения в организме в целом».
Аутофагия
Теория
В 1974 году бельгийский цитолог и биохимик Кристиан де Дюв получил Нобелевскую премию за открытие лизосомы, а в 2016 японский молекулярный биолог Есинори Осуми — за изучение процесса аутофагии.
«Аутофагия — не очень удачное заимствование, которое переводится как «сам себя поедаю», что искажает смысл данного процесса, значение которого — «сам себя очищаю». Аутофагия, процесс самоочищения клеточного пространства, связано с лизосомой — небольшой органеллой, которая живет внутри клетки, содержит большое количество ферментов и имеет кислую среду. Соединяясь с различными веществами, она начинает их переваривать. Например, белки и сахара лизосома должна разрушить «до кирпичиков», чтобы клетка получила питательные вещества: аминокислоты и дисахариды».
Интенсивность аутофагии должна соответствовать уровню поступающих веществ, необходимому для жизнедеятельности. Если клетка подверглась воздействию ультрафиолетового облучения, а возможности усилить интенсивность аутофагии у нее ограничены, процесс будет пробуксовывать, а клетка будет наполняться балластными недопереваренными веществами.
«Большинство токсинов, с которыми клетка сталкивается в своей жизни, синтезированы или образованы в самой клетке из-за воздействия каких-то неблагоприятных факторов внешней среды, как правило физической природы, или нарушения обменных процессов», — отмечает Алексей Прокопов.
Аутофагия поддерживает качество жизнедеятельности и корректность метаболических процессов практически любой клетки организма. Контроль над этим процессом поможет найти решения для лечения различных хронических заболеваний. Прежде всего, это касается нейродегенеративных патологий, таких как болезни Паркинсона или Альцгеймера, когда в нервных клетках накапливаются токсичные вещества белковой природы. Аутофагия также имеет непосредственное отношение к оздоровлению других органов — печени, желудочно-кишечного тракта, мочевыводящей и иммунной систем и других.
Практика
«Нельзя забывать, что в нашем организме все устроено достаточно разумно и многие вещи детерминированы. Правильно используя свое тело, мы можем поддерживать аутофагию на корректном уровне, — продолжает Алексей Прокопов. — Базовая рекомендация — качественный сон, потому что пик аутофагии, или очищения клетки от накопленных балластных веществ, происходит именно ночью. Соответственно, чем мы лучше спим (достаточное количество времени, с открытой форточкой, в тишине), тем качественнее аутофагия».
Интервальное голодание и регулярная физическая нагрузка также влияют на этот процесс. Исследователи считают, что они могут приводить к омоложению пула поврежденных митохондрий и, соответственно, снижению токсического влияния свободных радикалов. Действия, направленные на повышение качества жизни, снижают стресс-нагрузку и помогают клеточной жизнедеятельности.
Базовая рекомендация — качественный сон, потому что пик очищения клетки от накопленных балластных веществ происходит именно ночью.
Аутофагию в клетках кожи можно стимулировать и посредством косметических средств. Существует определенный вид пептидов, которые активируют этот процесс в кератиноцитах и в меланоцитах, очищая внутриклеточное пространство, благодаря чему можно, например, бороться с пигментными пятнами.
Теломеры
Теория
Теломеры — участки, которые находятся внутри ядра клетки на концах хромосом. Их можно сравнить с защитными колпачками, предотвращающими повреждение ДНК во время копирования и деления клеток. Теломеры не кодируют белки (то есть не являются генами), но они критически важны для защиты генетического материала.
«Во время каждого цикла деления клетки, а именно во время удвоения ДНК, ферменты ДНК-полимеразы не могут полноценно скопировать самые концы хромосом. В результате каждая новая копия хромосом оказывается чуть короче предыдущей. Теломерные повторяющиеся участки и связанные с ними белки служат расходным материалом: во время деления укорачиваются именно они, а не функционально важные гены. Таким образом, теломеры защищают критические генные области от ущерба».
Когда теломеры достигают критически короткой длины, клетка получает сигнал, что дальнейшее деление может быть опасным — приводить к запуску программируемой клеточной смерти (апоптоза) или переходу клетки в состояние старения (сенесценции). Такой механизм защищает организм от раковой трансформации клеток с потенциально поврежденной ДНК. Теломеры играют роль счетчика клеточных делений, ограничивая число делений нормальных клеток, поскольку накопление старых (сенесцентных) клеток в тканях приводит к снижению способности тканей к регенерации, нарушению функций органов и появлению возрастных заболеваний, в том числе нейродегенеративных.
«Длина теломер часто метафорически рассматривается как биологические часы или счетчик делений клетки. С возрастом их средняя длина у большинства людей уменьшается. Если укорочение проходит слишком быстро, то в теории возможен ускоренный переход клеток в состояние сенесцентных, то есть старых, с пониженной функциональностью. Однако существует мнение, что длина теломер не может быть использована в качестве оценки биологического возраста, а их удлинение не обязательно приведет к омоложению, — отмечает Игорь Патрин.
Ведутся исследования, призванные понять механизмы поддержания длины теломер и отыскать возможности их «ремонта». Существует несколько подходов: активация «спящего» фермента — теломеразы, способного восстанавливать длину теломер и удлинять теломерные повторы ДНК. Он содержится в некоторых типах клеток (стволовых, половых, клетках иммунной системы), а также в большинстве раковых клеток. В обычных клетках активность теломеразы либо очень низкая, либо отсутствует. Идея в том, что искусственная активация теломеразы может продлить нормальную жизнь клетки. Однако теоретически это сопряжено с риском неконтролируемого деления и раковой трансформации.
Практика
Как и в других случаях, поддержать длину теломер помогают регулярная умеренная физическая нагрузка, снижение уровня стресса и нормализация психологического благополучия, а сбалансированное питание (богатое антиоксидантами, витаминами и микроэлемннтами) защищает от окислительного воздействия. Важен и отказ от вредных привычек (курения, злоупотребления алкоголем), так как токсины и продукты горения могут ускорять повреждение ДНК и теломер.
Поддержать длину теломер помогают регулярная умеренная физическая нагрузка, снижение стресса и нормализация психологического благополучия.
Воспаление
Теория
Системное хроническое воспаление (англ. inflammaging) также выступает фактором, провоцирующим старение. Причина тому — сенесцентные клетки, которые под воздействием стресса и других факторов прекращают цикл деления и накапливаются в тканях. С течением времени они выделяют вещества, которые могут вызывать хроническое воспаление и повреждения окружающих нормальных клеток, способствуя старению и развитию возрастных заболеваний. Воспалительный процесс снижает антиоксидантную способность организма, позволяя свободным радикалам взаимодействовать с жирными кислотами клеточных мембран и белками, что приводит к нарушению их функции.
Хроническое воспаление вызывает повреждение тканей и участвует в развитии заболеваний, связанных с возрастом, таких как ожирение и диабет 2-го типа. С ним также связаны атеросклероз, артрит, деменция, остеопороз и сердечно-сосудистые заболевания, как показало исследование, опубликованное в журнале Molecular Metabolism.
Практика
Противодействовать этим процессам поможет диета, в основе которой — продукты, обладающие противовоспалительным эффектом. Среди них черника, яблоки и листовые зеленые овощи, богатые антиоксидантами и полифенолами.
Микробиота
Теория
Микробиота — это совокупность всех микроорганизмов (бактерий, вирусов, грибков и других), которые обитают в организме, преимущественно в кишечнике. Эти микробы играют важную роль в поддержании здоровья, помогая переваривать пищу, защищать организм от патогенных бактерий и участвовать в различных физиологических процессах, например, таких как иммунный ответ и обмен веществ.
Микробиота может изменяться в зависимости от образа жизни, питания, окружающей среды и других факторов. Здоровая микробиота защищает от патогенов, участвует в процессе метаболизма, в то время как ее дисбаланс (дисбиоз) может приводить к различным проблемам: от синдрома раздраженного кишечника до онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний.
Практика
Состав микробиоты меняется с возрастом: уменьшается разнообразие, сокращается концентрация пробиотических штаммов и увеличивается доля условно-патогенной флоры, что отражается на здоровье. Поддержка микробиоты с помощью диеты, включающей клетчатку и ферментированные продукты, а также отказ от рафинированного сахара позволяют замедлить снизить риск желудочно-кишечных заболеваний, ассоциированных с возрастом.
Старение связано с накоплением молекулярных повреждений в клетках, которые приводят к снижению их способности восстанавливаться и функционировать. И хотя полностью остановить эти процессы невозможно, вполне реально притормозить их, если заботиться о себе при помощи нехитрых инструментов, доступных каждому. Как ни банально, но правильное питание, физическая активность, стресс-менеджмент и полноценный сон по-прежнему остаются залогом качественной и здоровой жизни.
Читайте все материалы проекта «РБК Wellbeing» здесь.
