Современные определения старения описывают его как постепенный, линейный процесс. Но новые исследования намекают на то, что нам нужно отказаться от этого предположения.
Внезапно почувствовали себя старыми? Ученые нашли доказательства того, что вместо долгого и постепенного угасания мы стареем резко, с пиками, приходящимися на три конкретных периода нашей жизни. Но возможно ли оставаться моложе как можно дольше?
Этапы старения
Первые подсказки о том, что старение нелинейно и проходит резкими этапами, появились при изучении Drosophila melanogaster — маленьких плодовых мух.
В 2011 году исследователи из Французского национального института здравоохранения и медицинских исследований в Париже обнаружили, что дрозофилы в конце своей естественной жизни входят в отчетливую фазу, сигнализирующую о приближении смерти. Кормление мух синими красителями — для измерения уровня потребления пищи — делало их синими. Но мухи становились синими только после достижения определенного возраста: у старых плодовых мух кишечник становится слишком проницаемым, поэтому, когда они потребляют краситель, он просачивается в их полость тела, окрашивая их в синий цвет. Синий цвет и вызывающая его кишечная проницаемость являются надежным показателем того, что муха скоро умрет — и очень скоро. Этот состояние также характеризуется некоторыми классическими признаками дряхлости, включая снижение спонтанной двигательной активности и запасов энергии.
Это натолкнуло ученых на мысль, что процесс старения Drosophila melanogaster является двухфазным: медленно протекает большую часть взрослой жизни мухи, а затем резко переходит в глубокое состояние немощности. Это может объясняться тем, что мухи долго выдерживают накопление молекулярного повреждения, поскольку в молодости способны к регенерации, но затем достигают порога, который они больше не могут перенести.
С тех пор подобные процессы наблюдались и у других модельных организмов, включая нематод и рыбок данио, что указывает на то, что резкое старение является общей чертой. И за последние несколько лет накопились доказательства того, что люди, как и плодовые мухи, переживают подобные резкие эскалации старения — и, возможно, по схожим причинам.
Люди — не исключение
В 2022 году команда из Института Wellcome Sanger обнаружила значительную веху в старении человека — быструю потерю организмом способности производить новые клетки крови, которая наблюдается примерно в 70 лет.
До этого момента у большинства людей есть сильная и стабильная популяция от 20 000 до 200 000 гемопоэтических стволовых клеток, которые производят новые лейкоциты, эритроциты и тромбоциты. Но после 70 лет их производство резко снижается. Это значительно повышает риск анемии и других состояний, характеризующихся снижением гемопоэза, а также дисфункций иммунной системы, недостаточной регенерации тканей и гематологических опухолей. Причина этого резкого коллапса, похоже, в том, что большинство этих гемопоэтических стволовых клеток подвергаются необратимому молекулярному повреждению, накопленному в течение жизни.
По мнению ученых, это классическая точка перелома, когда система переживает резкий переход от одного равновесного состояния к другому, часто необратимому, после долгого, медленного накопления давления. Эта концепция хорошо известна в физике или экологии, но геронтологи хотят внедрить ее в исследования старения.
Действительно, накапливается все больше доказательств того, что во многих областях и системах организма процессы старения усиливаются после нарушения критических биологических пределов.
Исследователи обнаружили другие такие точки перелома, многие из которых универсальны для всех людей и приходятся примерно на тот же возраст.
Биомаркеры и признаки старения
Эксперименты других ученых указывают на то, что кровь — или, точнее, плазма — содержит ключевые регуляторы старения.
В одном из недавних исследований ученые отслеживали, как изменяются белки в плазме в течение жизни человека. Они собрали кровь у 4263 человек в возрасте от 18 до 95 лет и измерили уровень 2925 белков плазмы. Авторы ожидали увидеть с возрастом постепенные, линейные изменения, но, к их удивлению, обнаружили, что анализы группировались в четыре группы по изменению уровня биомаркеров: до 34 лет, от 34 до 60 лет, от 61 до 78 лет и старше 78 лет. В пределах каждой группы профили белков были очень похожими, но в возрасте 34, 60 и 78 лет они изменялись слишком резко.
Поэтому авторы этой работы пришли к выводу, что люди, похоже, переживают три быстрых всплеска старения примерно в 34, 60 и 78 лет.
Начало старения: слишком рано?
А вот их коллеги из Института Фрица Липманна (Германия) считают, что люди переживают первый быстрый всплеск старения примерно в 40 лет, который кардинально меняет их метаболизм. И это, к сожалению, не все: внезапный и драматический процесс старения, отраженный в молекулярных сдвигах, также сопровождается ускорением потери мышечной массы и ухудшением состояния кожи. Иммунные клетки быстро становятся дисфункциональными, значительно возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний и смерти.
Некоторые исследования показывают, что такой первый четкий всплеск старения впоследствии повторяется снова, примерно в 60 и 80 лет, сопровождаясь резким снижением функции почек и иммунной системы.
Впрочем, начало старения может быть также связано с изменениями образа жизни и гиподинамией, а это означает, что оно обратимо, по крайней мере частично.
