Теория старения: эволюция и сегодняшние советы.

  Любопытный анализ эволюции теорий старения не так давно был сделан доктором из ЮАР Дунканом Кармайклом. С выводами и конкретными советами к действию.

Согласно мнению исследователя первая из великих теорий старения была предложена Августом Вейсманом почти 140 лет назад. В то время его считали почти таким же известным, как Чарльз Дарвин, лидером в области биологии и эволюции. Он предложил первое большое объяснение возраста, основывающегося на теории износа, сравнивая человека  с  лошадьми, которые изнашивают зубы, и которым со временем  становится нечем жевать. Мы не можем отрицать, констатировал он, что наши коленные суставы изнашиваются, наши зубы изнашиваются, и наше зрение ухудшается. В течение многих лет эта теория была принята как ведущая теория старения; однако, как и другие теории, со временем она стала  менее популярной. Износ, -это, несомненно, значительная часть процесса старения, но только ли в нем заключается процесс старения?

К 1960-м годам в центре внимания специалистов оказалась другая теория старения — теория свободных радикалов. Вплоть до 1950-х годов концепция свободных радикалов и антиоксидантов была совершенно неизвестна. В 1954 году, когда доктор Харман предложил свою теорию свободных радикалов, поначалу ее никто не воспринимал всерьез. Когда в 1954 году, когда он предположил, что элементы, называемые «свободными радикалами», подпрыгивают вокруг наших клеток, подобно нестабильным магнитам, вызывая их старение, а «антиоксиданты» предотвращают это повреждение, его высмеяли. 

После многих лет игнорирования теория свободных радикалов Хармана стала глобальным хитом в одночасье. Появилась новая теория старения: исследования, согласно которому мы накапливали ущерб от свободных радикалов с возрастом. Исследования  в рамках этой теории показывали, что антиоксиданты и витамины могут применяться при раке кожи. Чем больше антиоксидантов мы принимаем, тем быстрее они снимают воспаление и предотвращают повреждение. В короткие сроки теория свободных радикалов стала самой цитируемой теорией старения. В течение 40 лет  антиоксидантные добавок и витамины  обеспечивали фронт работ многих предприятий.

Однако и в теории свободных радикалов начали проявляться трещины:

Ожидалось, что витаминные добавки должны были помочь предотвратить радикальное повреждение и предотвратить его распространение. Тем не менее, в исследовании с участием курильщиков оказалось что у тех, кто принимал витамин Е, было больше шансов получить  рак легких, чем у курильщиков, которые не принимали защитный антиоксидант. Почему же защитные антиоксиданты  способствовали преждевременной смерти? Было высказано предположение, что избыточные витаминные добавки могут создавать наши собственные внутренние антиоксидантные системы.  И хотя это предположение еще не доказано, было обнаружено, что избыточные антиоксиданты могут отключать нашу систему P-53, удаляющую поврежденные, или раковые клетки и таким образом препятствующую их размножению.

Митохондриальная теория старения

С осознанием того, что наши собственные внутриклеточные антиоксиданты оказались более важными, чем глотание антиоксидантных витаминов, активизировались исследования других внутриклеточных организмов, которые могут быть важны при старении. В верхней части списка была митохондрия. Ваша средняя клетка может нести до 2000 митохондрий, основная задача которых состоит в том, чтобы отбирать глюкозу и кислород и преобразовывать их в энергию АТФ. Если митохондрии перестанут вырабатывать энергию, мы будем чувствовать себя истощенными. Митохондрии являются двигателями клетки и,  как при сгоревшем двигателе в автомобиле мы выбрасываем автомобиль, когда митохондрии клетки сгорают, клетка также прекращает свое существование.

Когда мы начинаем стареть, процесс дегенерации может протекать на удивление быстро, и это частично объясняется исчезновением митохондрий. Осознав взаимосвязь многие ученые  начали искать способы защищать и восстанавливать наши митохондрии. Большой прорыв произошел в 1960-х годах, когда наука показала, что  можно восстановить здоровые митохондрии и отсрочить процесс старения. Исследования продолжались долго, однако особых результатов продемонстрировано не было и первоначальный энтузиазм, а вмести с ним и финансирование в исследовании митохондрий пошли на спад.

Впрочем, недавнее открытие 2016 года способствовало  возврату интереса к данной теории. Именно в 2016  была доказана значимость витамина B3 (никотинамид) для поддержания здоровья митохондрий. Никотинамид превращается в организм в NMN (никотинамид мононуклеотид). NMN является важным элементом, помогающим митохондриям получать энергию АТФ. Ученые показали, что добавление NMN мышам улучшает их митохондриальную энергию за счет снижения веса. В отдельном исследовании в 2018 году известный доктор Дэвид Синклер показал, что добавление NMN улучшило работу митохондрий, что фактически омолодило артерии и мышцы стареющих крыс.

Геронтогены

К 1970-м годам ученые выдвинули предположение, что мы можем обладать «генами долголетия», ответственными за продолжительность жизни, внешний вид и состояние здоровья. 

Первые геронтогены были выявлены еще до 1980-х годов и это открытие вызвало волну волнения в мире здорового старения. 

К началу 1990-х годов ученая Синтия Каньон наткнулась на ген Daf-2, при отключении которого можно было удвоить продолжительность жизни червей.

В свою очередь гены sirtuin (известные также как гены SIR) представляли собой класс генов, которые продлевают жизнь. Ученые обнаружили, что, включив ген SIR-2, они могут продлить срок жизни дрожжей.

Затем последовали другие открытия, — генов Daf-16, FOXO и mTOR, демонстрирующие свой класс в способности продлевать продолжительность жизни.

Считалось, что люди могут иметь до 11 различных геронтогенов, но только у немногих счастливчиков они срабатывали, помогая им жить долгой, здоровой жизнью.

В результате внимание переключилось на изучение того, какими изменениями образа жизни мы могли бы принести положительные изменения. 

Ученые обнаружили, что при строгом ограничении калорий SIR-2 активируется в клетках дрожжей, и они живут дольше. Затем вышеупомянутый Дэвид Синклер смог вызвать у общества очередной импульс оптимизма, продемонстрировав, что ресвератрол (антиоксидант, содержащийся в винограде и вине) способен переключаться на ген SIR-2 у червей и продлевать их продолжительность жизни. Таким образом человечество еще на один шаг приблизилось к поиску первой добавки, которая могла бы быть использована для продления жизни людей.

Однако на сегодня исследование геронтогенов  находится в зачаточном состоянии и предстоит еще больше путь.

Теория ограничения калорий

В настоящее время теория ограничения калорий  остается пожалуй одной из  самых захватывающих теорий здорового старения в мире. Сформулированная в 1930-х годах,  американским исследователем Клайвом Маккей, начавшим свои эксперименты над крысами, которых кормили особым рационом, эта теория только недавно стала набирать широкое распространение. С тех пор было накоплено огромное количество доказательств того, что диета с ограничением калорий помогает мухам, червям, грызунам, обезьянам и даже людям жить значительно дольше.

Чтобы ограничить потребление калорий, нам нужно было уменьшить количество макроэлементов (углеводов, жиров и белков), потребляя только 1200 килокалорий в день. Ученые выяснили, что если человек с 30 лет сократит потребление калорий на 30%, он добавит семь лет к своей жизни. 

Если бы мы смогли сделать это, то запустили бы длинный список значительных преимуществ для здоровья:

Защита от окислительного повреждения

Активация геронтогена SIR и выключение гена Daf-16

Понижение нашей температуры ядра (необходимость чего было доказано для продления жизни)

Снижение резистентности к инсулину (инсулин — гормон, который выводит глюкозу из кровотока и безопасно хранит ее в жировых клетках. С возрастом  этот процесс становится все труднее и требуется больше инсулина для выполнения этой работы. Что и называется «инсулинорезистентностью» и рассматривается как основной фактор возникновения множественных хронических заболеваний. Именно ограничение калорий является очень эффективным способом снижения резистентности к инсулину. Что уменьшает риск подверженности  раку, ожирению, сердечным приступам и диабету. А следовательно, способствует более долгой и здоровой жизни.

Однако для реализации этой установки потребуются значительные усилия. Для сравнения: если среднее потребление в Китае в 1961 году могло составлять 1439 ккал в день, то к 2013 году оно возросло до 3108 ккал. А среднее потребление в США сегодня составляет 3600 ккал в день.

Несмотря на лучший послужной список ограничения калорий, по пути к долголетию, к счастью для многих гурманов он не является единственным вариантом борьбы с резистентностью инсулина. Нашлась пара альтернатив, которые показали аналогичные преимущества и оказались очень популярными:

Прерывистый пост также снижал резистентность к инсулину без ограничения калорий. 

Кроме того достигали той же цели и интервальные высокоинтенсивные тренировки (HIIT). Например, 20-минутные занятия тяжелой атлетикой и аэробикой с перерывами на отдых. 

Стволовые клетки

Пару лет назад  понятие «стволовые клетки» начало возвращать ученых к новому пониманию того, как клетки делятся и умирают. Однако что происходит, когда заканчиваются стволовые клетки? Казалось бы ответ обнаруживается сам. И тот орган, в котором они закончились, просто перестает работать. Например, когда женщины стареют, их яичники выходят из строя и у них наступает менопауза. 

По мере старения наши стволовые клетки становятся менее эффективными в создании новых здоровых клеток. В результате кожа теряет свою эластичность и появляются морщины, наши мышцы, также как и кости сокращаются в объеме и теряют свою силу.

Любопытно, что при общем ухудшении качества стволовых клеток, некоторые ткани могли продолжать создавать стволовые клетки вечно (например, стволовые клетки спермы), в то время как другие ткани  оказываются исчерпаемы. Этот факт износа стволовых клеток оказался настолько важен, что было высказано предположение,  о том, что «живому организму столько же лет, сколько лет его стволовым клеткам».

Однако, есть ли точные доказательства того, что мы можем исчерпать стволовые клетки? Долгое время этот вопрос оставался без ответа. Вплоть до 2017 года. Когда отличное исследование показало, что когда стволовые клетки изнашиваются в мозге, мозг и тело быстро стареют и умирают. Исследование было выполнено на мышах в гипоталамусе, который является центральной частью мозга,  передающим сообщения между телом и мозгом. Когда нервные стволовые клетки в этой области заканчивались мыши быстро умирали. В свою очередь, когда стволовые клетки добавлялись в гипоталамус, мыши продолжали жить  и жили более здоровой жизнью. 

Известно, что многие пожилые люди, которые умерли естественной смертью, нередко сохраняли относительно крепкое здоровье. Вполне возможно, что это ускорение смерти было обусловлено именно стволовыми клетками в центре мозга, подводит итог сегодняшним знаниям в области старения доктор Кармайкл — как только они заканчивались, заканчивалась и жизнь человека.

Заключение

В заключения доктор Дункан Кармайкл дает ряд рекомендаций. Если бы существовало одно решение, чтобы управлять  всем, то это должна бы была быть теория ограничения калорий. Однако по его мнению решение проблемы никогда не ограничилось одним универсальным ответом.

Образ жизни, состоящий из периодического поста и ежедневных упражнений, обеспечивающих ограничение калорий, дает  наибольший гарантированный результат долголетия.

Уберите сахар из рациона чтобы повысить гены долголетия и митохондрии, вырабатывающие энергии, используйте  витамины и добавки для комплектации того, чего не хватает в диете. Однако помните, что ежедневное употребление высоких доз  витаминов может отключить внутренние антиоксидантные системы и оказаться вредным.

Кроме того, хотя это и не вошло в эту статью но описано в книге Younger for Longer, правильный сон, снятие стресса и удаление токсинов важны для здоровья и долголетия. 

Замена стволовых клеток уже происходит и это перспективное лечение будет актуально в ближайшее время. Но не менее важно и собственное внимательное отношение к своими клеткам.

Понижение температуры тела. Ученые показали, что у мух, рыб и мышей при снижении температуры замедляется метаболизм, что позволяет клеткам жить дольше и продлевает их жизнь на четверть. Продемонстрировано что и у людей более низкая базальная температура и более медленный метаболизм связаны с более  продолжительной жизнью. Не нужно спать в ванне со льдом каждую ночь, — важнее, например, не планировать своего участия в марафоне при температуре в 40 градусов. Это может повредить ДНК и клетки. Именно по этой причине лучше также поддерживать комнатную температуру в доме на уровне  18 градусов по Цельсию.

Снижение потребления пищи до 1200 ккал в день не только включает здоровые гены, но и снижает температуру ядра, а также замедляет метаболизм и способствует долголетию.

Медитация также замедляет обмен веществ, увеличивает длину теломер и способствует долголетию. Жизнь не должна напоминать постоянную гонку с препятствиями. Действия и спорт должны быть сбалансированы с медитацией и временем простоя. 

Пару слов о Гормоне роста. Гормон роста (ГР) выполняет много функций, он стимулирует стволовые клетки в организме делиться на новые клетки. В 1980-х годах ГР рассматривали как чудодейственный гормон дающий молодую энергию. Тем не менее, вполне возможно, считает доктор Кармайкл, что это омоложение происходит как раз за счет сжигания наших стволовых клеток. Ученые обнаружили, что люди с высоким уровнем ГР  живут менее продолжительной жизнью по сравнению со среднем показателем. Другие исследования показали, что люди с низким ГР имеют более длительную продолжительность жизни. «Если бы я подумал о приеме гормона роста, — резюмирует доктор свои размещения о ГР,  то принимал бы его в очень низких дозах, чтобы получать пользу, не сжигая стволовых клетки.»

Использованные в статье источники:

  1. Stadtman, E. R. ‘Review: Protein oxidation and aging.’ Science (1992): 257: 1220–4. 
  2. Dreher, F. ‘Topical antioxidants protect against UVA & UVB sun damage.’ Curr Probl Dermatol (2001): 29: 157–64. 
  3. Van Raamsdonk et al. Deletion of the mitochondrial superoxide dismutase SOD-2 extends life in Caenorhabditis Elegans.’ PLoS Genetics (2009). Accessed at: http://journals. plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1000361
  4. Alpha-tocopherol, beta-carotene cancer prevention study group. The effect of vitamin E and beta-carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. N Eng J of Med. 1994: 330: 1029-35. 
  5. Eder K et al. An excess dietary vitamin E concentration does not influence Nrf2 signaling in the liver of rats fed either soybean oil or salmon oil. Nutr Metab (Lond); 2017: 14: 71
  6. Sayin VI et al. Antioxidnats accelerate lung cancer progression in mice. Sci Transl Med. 2014: 6: 221ra15. 
  7. Hitomi, Y. et al. ‘Acute exercise increases expression of extracellular superoxide dismutase in skeletal muscle and the aorta.’ Redox Rep (2008): 13 (5): 213–16.
  8. Harman, D. ‘Free radical theory of aging: dietary implications.’ Am J Clin Nutr (1972): 839–43.
  9. Seo DY et al. Age-related changes in skeletal muscle mitochondria: the role of exercise. Integr Med Res: 2016: 5: 182-6.
  10. Zeigler DV et al. Mitochondrial effectors of cellular senescence: beyond the free radical theory of aging. Aging Cell. 2015: 14: 1-7.
  11. Lanza IR et al. Mitochondrial function as a determinant of life span. Pflugers Arch. 2010: 459: 277-89.
  12. Mills K et al. Long term administration of nicotinamide mononucleotide mitigates age-associated physiological decline in mice. Cell Metab. 2016: 24: 795-806. 
  13. Sinclair D et al. Impairment of an endothelial NAD-H2S signaling network is a reversible cause of vascular aging. Cell: 2018: 173: 74-89.
  14. Kenyon, C. et al. ‘A C elegans mutant that lives twice as long as wild type.’ Nature 366: 1993: 404–5. 
  15. Sinclair, D. A. et al. ‘Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan.’ Nature (2003): 425:. 191–6
  16. Sinclair, D. et al. ‘Sirtuin activators mimic caloric restriction and delay ageing in meta- zoans.’ Nature (2004): 430: 686–9.
  17. Semba, R. D. et al. ‘Resveratrol levels and all-cause mortality in older community- dwelling adults.’ JAMA (2014): 174: 1077–84.
  18. McCay C.M. et al. ‘The effect of retarded growth upon the length of lifespan and upon the ultimate body size’. Nutrition. 1935: 5: 155–71.
  19. Lee C. et al. ‘Dietary restriction with and without calorie restriction for healthy aging.’ MC (2016): 5. Accessed at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4755412/ 
  20. Speakman J.R. et al. ‘Starving for life: What animal studies can and cannot tell us about the use of Caloric Restriction to prolong human Lifespan.’ J Nutr 137: (2007): 1078–86
  21. Larson-Meyer, D. E. et al. ‘Effect of calorie restriction with or without exercise on insulin sensitivity, B-cell function, fat cell size and ectopic lipid in overweight subjects.’ Diabetes Care (2006): 29: 1337–44. 
  22. Longo, V. D. et al. ‘Evolutionary medicine: from dwarf model systems to healthy centenarians?’ Science (2003): 299: 1343–6.
  23. Roser M et al. Food per person. Our World in Data. https://ourworldindata.org/food-per-person
  24. Anson, R. M. et al. ‘Intermittent fasting dissociates beneficial effects of dietary restriction on glucose metabolism and neuronal resistance to injury from calorie intake.’ Proc Natl Acad Sci USA. 2003: 100: 6216–20.
  25. Martin, B. et al. ‘Caloric restriction and intermittent fasting: two potential diets for successful brain aging.’ Ageing Res Rev (2006): 5: 332–53.
  26. Keshel, T. E. et al. ‘Exercise training and insulin resistance: a current review.’ J Obes Weight Loss Ther (2015): 5: S5–003. 
  27. Kohman, R. A. Et al. ‘Voluntary wheel-running reverses age-induced changes in hippocampal gene expression.’ PLOS One (2011): 6: e22654.
  28. Becker A J Et al. Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells. Nature. 1963, 197: 452-454. https://tspace.library.utoronto.ca/retrieve/4602/nature_1963_197_452.pdf
  29. Sarrel, P. M. Et al. ‘The mortality toll of oestrogen avoidance: an analysis of excessive deaths among hysterectomized women aged 50 to 59 years.’ Am J Public Health (2013): 103: 1583–8. 
  30. Ahmed ASI et al. Effect of aging on stem cells. World J Exp Med. 2017: 7: 1-10.
  31. Ho A D et al. Stem cells and ageing. EMBO Rep. 2005: 6: S35-38.
  32.   Zhang Y. et al. ‘Hypothalamic stem cells control ageing speed partly through exosomal miRNAs.’ Nature. 2017: 548: 52–7. 
  33. Keil, G. et al. ‘Being cool. How body temperature influences ageing and longevity.’ Biogerontology (2015): 16: 383–97. 
  34. Simonsick, E. M. et al. ‘Basal body temperature as a biomarker of healthy aging.’ Age (2016): 38: 445–54.
  35. Kawa M P et al. Effects of growth hormone therapeutic supplementation on hematopoietic stem/progenitor cells in children with growth hormone deficiency: focus on proliferation and differentiation capabilities. Endocrine. 2015: 50: 162-175.
  36. Chen Y et al. Distinct effects of growth hormone and glutamine on activation of intestinal stem cells. JPEN. 2017: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28510488
  37.   Rudman, D. et al. ‘Effects of Human Growth Hormone in Men over 60 Years Old.’ N Engl J Med (1990): 323: 1–6.
  38.   Orme, S. M. et al. ‘Mortality and Cancer Incidence in Acromegaly: A Retrospective Cohort Study.’ J Clin Endocrinol Metab (1998): 83: 2730–4.
  39.   Milman, S. et al. ‘Low Insulin-Like Growth Factor 1 Level Predicts Survival in Humans with Exceptional Longevity.’ Aging Cell (12 March 2014). http://onlinelibrary.wiley.com/ doi/10.1111/acel.12213/full

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *