Почему мы стареем?

Вопрос

Стареют все. Со временем тело хуже себя восстанавливает, ткани теряют свои функции, а риск почти любой серьёзной болезни резко растёт. Примерно после 30 лет риск умереть у человека удваивается каждые восемь лет.

Это не так очевидно, как кажется. Тело — не машина, которая изнашивается, как автомобиль: оно постоянно перестраивает себя, заменяя клетки и молекулы. Эмбрион, созданный из клеток взрослых, начинает жизнь с новым телом. А некоторые животные, похоже, почти не стареют. Так почему же стареем мы? Здесь два отдельных вопроса: почему эволюция допустила старение и что на самом деле происходит в теле с возрастом.

Что известно

• Почему эволюция это допускает. В 1952 году Питер Медавар указал, что в дикой природе большинство животных погибает молодыми — от хищников, несчастных случаев и болезней. Поэтому естественный отбор почти не действует на то, что происходит в поздние годы, и вредные эффекты, проявляющиеся только в старости, могут накапливаться. В 1957 году Джордж Уильямс добавил, что гены, полезные в молодости, могут поддерживаться отбором, даже если позже они вредят. Эти идеи широко приняты.
• Старение очень разное. Мыши живут два-три года, голые землекопы похожего размера — более 30. Гренландские акулы, возможно, живут веками. Некоторые животные, например отдельные виды черепах и некоторые виды пресноводной гидры, почти или совсем не показывают роста смертности с возрастом.
• Его можно изменить. Единичные мутации у червя C. elegans могут удвоить продолжительность его жизни, как показала в 1993 году лаборатория Синтии Кеньон. Ограничение питания без недоедания продлевает жизнь многим лабораторным животным. У мышей удаление старых «сенесцентных» клеток, которые перестают делиться, но остаются в тканях и выделяют воспалительные сигналы, улучшает здоровье и продлевает жизнь.
• Клетки ведут учёт. Химические метки на ДНК меняются с возрастом так регулярно, что «эпигенетические часы» могут по анализу крови определить возраст человека с точностью до нескольких лет.
• Клетки можно «обнулить». В 2006 году Синъя Яманака показал, что четыре фактора превращают взрослые клетки обратно в стволовые клетки, похожие на эмбриональные. Частичные варианты такого перепрограммирования заставляли старые клетки и ткани мышей вести себя моложе.
• В 2013 году исследователи свели клеточные изменения при старении в список «признаков»: повреждённая ДНК, укороченные теломеры, неправильно свёрнутые и слипающиеся белки, сбоящие митохондрии, сенесцентные клетки и другие. В 2023 году список расширили до двенадцати.

Основные гипотезы

Накопление повреждений

Старение — это накопление множества видов молекулярных повреждений, за которыми ремонт не успевает. Каждый «признак» — одна из форм таких повреждений. С этой точки зрения единой причины нет.

Программа

Старение отчасти продолжает развитие: генетические программы, полезные в молодости, продолжают работать и со временем становятся вредными. В пользу этого говорят эпигенетические изменения и их частичная обратимость.

Компромиссы

У организма ограниченные ресурсы, и ему приходится выбирать между размножением и поддержанием тела. Виды и отдельные особи по-разному распределяют этот бюджет, что объясняет огромные различия в продолжительности жизни.

Что могло бы дать ответ

• Выяснить, какие признаки старения управляют остальными, изменяя их по одному у животных и наблюдая за последствиями.
• Проверенная мера биологического возраста, которая предсказывает здоровье и смертность и позволяет испытывать лечение на людях.
• Понять, как долгоживущие виды, например голые землекопы или гренландские киты, избегают того упадка, который переживаем мы.
• Лечение, которое в контролируемом испытании доказанно продлевает здоровую жизнь человека.