Живи долго! Научный подход к долгой молодости и здоровью
Шрифт:
Пища для размышлений
Клеточное старение считается одним из основополагающих признаков старости [566] . Воспалительный SASP, выделяемый стареющими клетками, признается главной движущей силой деградации тканей и развития заболеваний [567] . Чтобы избежать старения клеток, мы можем защитить ДНК от повреждения, следуя рекомендациям, приведенным в главе «Окисление», а для очистки таких клеток и их SASP включить в рацион продукты, в которых содержатся природные сенолитические соединения: кверцетин, физетин и пиперлонгумин. Хотя пока неясно, можно ли достичь достаточного уровня сенолиза, употребляя продукты, богатые этими соединениями, такие продукты сами по себе полезны для здоровья.
Чтобы замедлить старение, ежедневно употребляйте:
• продукты, напитки и приправы, богатые кверцетином, такие как лук, яблоки, капуста, чай, каперсы без соли;
• свежую, замороженную или сублимированную клубнику;
• приправу к блюдам с пиппали (длинным перцем).
566
Lopez-Otin C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013;153(6):1194–217. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23746838/
567
van Deursen JM. Senolytic therapies for healthy longevity. Science. 2019;364(6441):636–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31097655/
Эпигенетика
До недавнего времени считалось, что процесс старения – это неумолимое снижение функций организма, характеризующееся
568
Lopez-Leon M, Goya RG. The emerging view of aging as a reversible epigenetic process. Gerontology. 2017;63(5):426–31. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28538216/
569
Sallon S, Solowey E, Cohen Y, et al. Germination, genetics, and growth of an ancient date seed. Science. 2008;320(5882):1464. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18556553/
570
Yashina S, Gubin S, Maksimovich S, Yashina A, Gakhova E, Gilichinsky D. Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109(10):4008–13. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3309767/
571
Rando TA, Chang HY. Aging, rejuvenation, and epigenetic reprogramming: resetting the aging clock. Cell. 2012;148(1–2):46–57. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22265401/
Великая перезагрузка
Задумайтесь. Девочка рождается с генетически заложенным количеством яйцеклеток. Могут пройти десятилетия, прежде чем одна из этих яйцеклеток будет оплодотворена. Эта яйцеклетка может пролежать в яичниках 20, 30, 40 лет – и все это время она будет стареть, как и все остальные клетки ее организма. Допустим, ее хозяйка забеременеет в 30 лет. После оплодотворения, если яйцеклетка каким-то образом не отмотает свои часы старения до нуля, из этой тридцатилетней яйцеклетки может родиться еще одна девочка с яичниками, которым на тот момент 30 лет и 9 месяцев. К тому времени, когда она родит ребенка спустя десятилетия, возраст яйцеклеток будет превышать 50 лет, и они будут продолжать стареть и накапливать молекулярные повреждения с каждым последующим поколением. Поэтому все проявления старения в яйцеклетках обязательно должны быть стерты [572] . В противном случае возраст яйцеклеток в яичниках женщин исчислялся бы миллионами лет!
572
Rando TA, Chang HY. Aging, rejuvenation, and epigenetic reprogramming: resetting the aging clock. Cell. 2012;148(1–2):46–57. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22265401/
В 1996 году мы узнали, что яйцеклетки – не единственные клетки, способные полностью изменить процесс старения. В тот год родилась овца по имени Долли. Ядро неоплодотворенной яйцеклетки было удалено, а на его место вставлено ядро клетки вымени. («Долли получена из клетки молочной железы, – невозмутимо заявил один из ключевых исследователей, объясняя, почему ее так назвали, – и мы не могли придумать более впечатляющей пары молочных желез, чем у Долли Партон [573] ») [574] . Затем после небольшого удара током, клетка начала делиться (сперматозоиды не потребовались), и на свет появилась Долли – первое животное, клонированное из взрослой клетки. (Ранее из клетки головастика была клонирована лягушка, за что исследователь был удостоен Нобелевской премии, но Долли стала первым животным, клонированным из взрослой клетки [575] .)
573
Американская кантри-певица и киноактриса. – Примеч. ред.
574
BBC News. 1997: Dolly the sheep is cloned. On this day: 1950–2005. BBC.Published February 22, 2005. Accessed May 26, 2021.; https://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/february/22/newsid_4245000/4245877.stm
575
Gurdon JB. The cloning of a frog. Development. 2013;140(12):2446–8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23715536/
Мир был поражен тем, что удалось создать генетически идентичную копию животного. После Долли были созданы тысячи клонов мышей, коз, свиней, крыс, коров, лошадей, хорьков, волков, оленей, буйволов, верблюдов и собак. Мимо кошек тоже не прошли, первая из них предсказуемо получила имя Copycat [576] . Однако значимость этого не ограничивается воспроизведением особо продуктивных сельскохозяйственных животных. Оказалось, что в одной зрелой специализированной клетке, взятой из вымени овцы, был спрятан полный генетический план всего животного, которое мы узнали под именем Долли [577] . Более того, возраст клетки был отмотан назад до нуля.
576
Burgstaller JP, Brem G. Aging of cloned animals: a mini-review. Gerontology. 2017;63(5):417–25. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27820924/
577
Lopez-Leon M, Goya RG. The emerging view of aging as a reversible epigenetic process. Gerontology. 2017;63(5):426–31. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28538216/
Ходят разговоры, что Долли была поражена неким синдромом преждевременного старения. Ведь овцы живут до 12 лет, а клетка вымени была взята у шестилетнего донора [578] , и Долли умерла в 6 лет, что позволяет предположить, что часы старения просто тикали без перезапуска. Но Долли умерла от вирусного заболевания, а не от старости [579] , и последующие опыты показывают, что клоны могут иметь нормальную продолжительность жизни [580] . Более того, мышей последовательно реклонировали, то есть создавали клоны из клонов и далее из последующих клонов в двадцати пяти поколениях – и у всех них была нормальная продолжительность жизни [581] . Таким образом, взрослые клетки можно не только вернуть в эмбриональное состояние, но и эффективно омолодить, стерев все следы старения [582] .
578
Song S, Johnson FB. Epigenetic mechanisms impacting aging: a focus on histone levels and telomeres. Genes. 2018;9(4):201. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29642537/
579
Rando TA, Chang HY. Aging, rejuvenation, and epigenetic reprogramming: resetting the aging clock. Cell. 2012;148(1–2):46–57. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22265401/
580
Burgstaller JP, Brem G. Aging of cloned animals: a mini-review. Gerontology. 2017;63(5):417–25. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27820924/
581
Wakayama S, Kohda T, Obokata H, et al. Successful serial recloning in the mouse over multiple generations. Cell Stem Cell. 2013;12(3):293–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23472871/
582
Lopez-Leon M, Goya RG. The emerging view of aging as a reversible epigenetic process. Gerontology. 2017;63(5):426–31. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28538216/
Добро
Гены заряжают пистолет, образ жизни нажимает на курок
Термин «эпигенетика» был придуман в 1940-х годах, еще до того, как мы узнали о физической природе генов, за 10 лет до того, как Уотсон и Крик (а также Уилкинс и Франклин) раскрыли структуру ДНК [583] , [584] . Эпигенетика, что буквально означает «над генетикой», формирует дополнительный уровень информации поверх последовательности ДНК, которая сама по себе содержит около 750 мегабайт данных [585] , кодирующих 50 000 генов [586] . Все наши делящиеся клетки генетически идентичны, несут в себе полный набор наших ДНК, но каждой клетке не нужно экспрессировать все десятки тысяч наших генов. Нашим нервным клеткам не нужно вырабатывать ферменты для печени, а клеткам сердца не приходится выращивать волосы. Вот тут-то и приходит на помощь эпигенетика – по сути, это то, что включает и выключает гены. Существует множество способов, с помощью которых наш организм делает это [587] . О сиртуинах и микроРНК я расскажу в отдельных главах, но самым известным эпигенетическим регулятором является метилирование ДНК [588] .
583
Waddington CH. The epigenotype. 1942. Int J Epidemiol. 2012;41(1):10–13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22186258/
584
Watson JD, Crick FHC. Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature. 1953;171(4356):737–8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13054692/
585
Song S, Johnson FB. Epigenetic mechanisms impacting aging: a focus on histone levels and telomeres. Genes. 2018;9(4):201. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29642537/
586
Salzberg SL. Open questions: how many genes do we have? BMC Biol. 2018;16(1):94. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30124169/
587
Govindaraju D, Atzmon G, Barzilai N. Genetics, lifestyle and longevity: lessons from centenarians. Appl Transl Genom. 2015;4:23–32. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26937346/
588
vel Szic KS, Declerck K, Vidakovic M, Vanden Berghe W. From inflammaging to healthy aging by dietary lifestyle choices: is epigenetics the key to personalized nutrition? Clin Epigenet. 2015;7(1):33. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25861393/
У нас есть ферменты, которые могут стратегически добавлять метильные группы непосредственно в ДНК, чтобы заглушить экспрессию генов. Метильная группа – это простая, стабильная конфигурация углерода, которая маркирует участки ДНК как выключенные. Это один из более чем десятка способов маркировки ДНК [589] . У нас есть отдельный набор ферментов, которые могут удалять эти метки, чтобы снова включить ген. В нашем генетическом коде насчитывается около 28 миллионов общих участков метилирования, большинство из которых метилированы [590] . Схема метилирования сохраняется при делении клеток: например, клетка печени делится на две новые клетки печени, а не на костную или мышечную клетку, – и таким образом схема метилирования в сперматозоидах и яйцеклетках может передаваться из поколения в поколение [591] .
589
Li X, Yi C. A novel epigenetic mark derived from vitamin C. Biochemistry. 2020;59(1):8–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31538774/
590
Ciccarone F, Tagliatesta S, Caiafa P, Zampieri M. DNA methylation dynamics in aging: how far are we from understanding the mechanisms? Mech Ageing Dev. 2018;174:3–17. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29268958/
591
Mitteldorf J. How does the body know how old it is? Introducing the epigenetic clock hypothesis. In: Yashin AI, Jazwinski SM, eds. Aging and Health – A Systems Biology Perspective. Interdisciplinary Topics in Gerontology, vol 40. Karger, Basel;2015:49–62. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25341512/
Раньше мы думали, что как только клетки созрели и их ДНК метилирована, то есть за ними закреплены их специализированные функции, все на этом и закончилось [592] . Но теперь мы знаем, что наш «эпигеном», то есть структура метильных меток в клетках, является динамической системой и чутко реагирует на внешние раздражители. Эпигенетика позволяет организмам быстрее адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Для масштабных сдвигов в генетическом коде потребуется вечность, но уже имеющиеся у нас гены могут быть включены или выключены в течение нескольких часов. Эпигенетика – это про то, как зеленые кузнечики после пожара на лугу могут стать черными, чтобы лучше маскироваться на фоне обугленной почвы [593] , и как наш организм определяет количество активных потовых желез на коже в зависимости от того, родились мы в тропиках или в более холодном месте [594] . Эпигенетика – это благая весть. Она означает, что наша ДНК не является нашей судьбой. Независимо от нашей семейной истории, выбор образа жизни, который мы делаем, может эффективно включать и выключать некоторые из наших генов, влияя не только на нас самих, но и на наших детей и, возможно, даже на внуков [595] .
592
Ashapkin VV, Kutueva LI, Vanyushin BF. Epigenetic clock: just a convenient marker or an active driver of aging? In: Guest PC, ed. Reviews on Biomarker Studies in Aging and Anti-Aging Research. Advances in Experimental Medicine and Biology, vol 1178. Springer Cham; 2019:175–206. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31493228/
593
Vaiserman AM. Hormesis and epigenetics: is there a link? Ageing Res Rev. 2011;10(4):413–21. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21292042/
594
Kawahata A, Sakamoto H. Some observations on sweating of the Aino. Jpn J Physiol. 1951;2(2):166–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14897491/
595
Painter RC, Osmond C, Gluckman P, Hanson M, Phillips DI, Roseboom TJ. Transgenerational effects of prenatal exposure to the Dutch famine on neonatal adiposity and health in later life. BJOG. 2008;115(10):1243–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18715409/
В исследовании «Модуляция экспрессии генов путем вмешательства в питание и образ жизни» (Gene Expression Modulation by Intervention with Nutrition and Lifestyle, GEMINAL) доктор Дин Орниш и его коллеги взяли биопсию тканей до и после того, как испытуемые в течение 3 месяцев придерживались цельной растительной диеты. Благоприятные изменения в экспрессии были отмечены у 500 различных генов. Повысилась экспрессия генов, предотвращающих развитие заболеваний, а экспрессия онкогенов, способствующих, например, развитию рака груди и простаты, была подавлена [596] . Независимо от того, какие гены мы унаследовали от своих родителей, мы можем влиять на то, каким будет наше здоровье, приведя в порядок образ жизни и стиль питания. В этом и заключается сила эпигенетики. Одна и та же ДНК, но с разными результатами.
596
Ornish D, Magbanua MJ, Weidner G, et al. Changes in prostate gene expression in men undergoing an intensive nutrition and lifestyle intervention. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105(24):8369–74. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18559852/