Половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение

КЛЕТОЧНЫЙ КЛЮЧ ДОЛГОЛЕТИЯ

— В нашем организме есть клетки короткоживущие, которые быстро обновляются, и есть долгоживущие, которые не заменяются вообще. Получается очень большой разброс: одни на всю жизнь, другие — лишь на пару дней, неделю или несколько месяцев. Мы исследуем причины, определяющие такое различие в сроках жизни клеток, а именно — гены, работа которых может увеличивать и сокращать период существования клетки, — рассказывает профессор Гарвардской медицинской школы и МГУ им. Ломоносова, руководитель лабораторий по исследованиям в области старения Вадим Гладышев. О полученных результатах ученый сообщил на недавней международной конференции «Способы достижения активного долголетия» в Казани , куда съехались ведущие исследователи со всего мира.

Гарвардская команда Гладышева изучила данные о 20 видах клеток человека и выяснила: экспрессия (то есть активность работы) каких генов соответствует долгой жизни клеток внутри организма и каких — меньшему сроку жизни. «Мы выстроили закономерности и назвали эту модель longevity signature («ключ долголетия». — Авт.), — поясняет профессор. — Такой алгоритм позволяет увидеть, какие гены нужно задействовать, чтобы клетки дольше жили. Следующий этап — подбор условий, веществ, которые поменяют работу нужных генов в необходимом направлении, то есть для продления жизни клетки (чтобы при этом она, разумеется, оставалась здоровой и не перерождалась в опухолевую. — Авт.)». Фактически речь идет о тестировании потенциальных геропротекторов, то есть соединений, препаратов, которые могут замедлить старение и продлить жизнь самого человека, поясняют специалисты.

— Кстати, в ходе такого «генного тестирования» может открыться важное обстоятельство: одно и то же «антивозрастное» соединение окажется полезным с точки зрения долголетия для одного органа/типа клеток человека и одновременно бесполезным, а то и вредным для других клеток (то есть будет не продлевать, а даже сокращать их жизнь. — Авт.), — отмечает ученый. — Это может означать, что подобные препараты «от старости» нельзя будет принимать в виде таблеток или вводить их в кровь, чтобы они не попали во все органы.

— Может быть, можно будет применять метод, который сейчас используется для лечения некоторых видов рака — инъекции прицельно в определенное место, конкретный орган?

— Да, теоретически это один из возможных подходов.

РАЗ И НА ВСЮ ЖИЗНЬ

В Интернете можно найти много текстов и красочных роликов, уверяющих, что наш организм «полностью обновляется за 7 — 10 лет». Это полная глупость, качает головой профессор Гладышев. Как минимум потому, что клетки самых главных наших органов — центра управления всем организмом, то есть головного мозга, и главного мотора, то есть сердца, практически не обновляются вообще. «Нейроны (нервные клетки мозга) возникают во время эмбрионального развития, и к 4 — 5 месяцу беременности женщины у будущего младенца формируется большинство таких клеток, — поясняет ученый. — После рождения и до конца жизни человека нейроны преимущественно лишь умирают». Увы, новые нервные клетки мозга по последним научным данным появляются в течение жизни в микроскопическом количестве.

Словом, биология-анатомия-медицина сделали виток по спирали, и после глубоких исследований новейшими методами вернулись к тезису о том, что нервные клетки практически не восстанавливаются. Это значит, что их нужно усиленно беречь.

ЭТО ПРИГОДИТСЯ

Как продлить жизнь нервных клеток

1. Побольше кислорода!

Для хорошего питания клеток мозга нужен полноценный приток кислорода. Улучшить его помогают аэробные физнагрузки, самая безопасная из которых при любом состоянии здоровья и возрасте — ходьба быстрым шагом: максимально быстро, насколько это возможно без одышки.

2. Поменьше сладкого

Вы, конечно, с детства помните, что клеткам мозга нужна глюкоза, но если будете часто подкармливать свои нейроны чистым сахаром из конфет и печенья, то начнутся неблагоприятные процессы, повреждающие кровеносные сосуды в мозге. Гораздо безопаснее и полезнее обеспечивать мозг глюкозой, которая образуется при усвоении медленных (сложных) углеводов, то есть: круп с минимальной обработкой (монастырская овсянка, темный рис); хлеба и макаронов из муки грубого помола; овощей. Кондитерские изделия желательно заменять фруктами.

Читайте также: Пышная юбка с тканью сверху

3. Недосыпам — нет

Не хочется добавлять вам стресс, но доказано, что при дефиците сна усиливается выработка веществ, накопление которых может вызывать воспаления и в дальнейшем гибель нейронов. А во время полноценного сна, наоборот, наиболее активно идет очистка мозга от накопившегося мусора. Самая ценная в «очистительном» плане — фаза глубокого медленного сна, на нее приходится 15 — 20% от общей продолжительности вашего сна, и в идеале она должна составлять не менее 1,5 — 2 часов.

ЯЙЦЕКЛЕТКИ: А ЧАСИКИ ВСЕ-ТАКИ ТИКАЮТ

Как и нейроны, яйцеклетки даются женщине раз и на всю жизнь. Это значит, что ввиду естественных ежемесячных потерь запас женских половых клеток истощается и полностью иссякает в среднем к возрасту от 40 до 55 лет. Тем, кто планирует иметь детей, но по каким-либо причинам затягивает с беременностью, современная медицина предлагает замораживать яйцеклетки и хранить в криобанке (в Москве стоимость процедур, необходимых для забора женских половых клеток и помещения на хранение, может достигать 170 — 175 тыс. руб. плюс около 15 — 17 тыс руб. в год за само хранение в криобанке).

Еще один вид важнейших и, увы, невозобновляемых клеток — кардиомиоциты, или клетки сердечной мышцы (миокарда). Как и нейроны, они могут в течение жизни восполняться по чуть-чуть, но количество вновь возникающих кардиомиоцитов настолько мало, что говорить всерьез про обновление сердца не приходится, поясняет Вадим Гладышев. И это еще один повод усиленно заботиться о здоровье своего «мотора».

Чтобы сердце стало долгожителем

Врач-кардиолог, кандидат медицинских наук, главный терапевт Ильинской больницы Ярослав Ашихмин советует:

— Контролируйте свое артериальное давление (АД): вне физической нагрузки оно всегда должно быть ниже 130 («верхнее») и 85 («нижнее») мм рт. ст . Если цифры АД подскакивают выше 140 и 90 мм рт.ст. – срочно записывайтесь на прием к терапевту или кардиологу.

— Избавляйтесь от лишнего веса. Для здорового сердца нормальным показателем индекса массы тела (ИМТ) считается цифра до 25. Чтобы посчитать ИМТ, возведите свой рост (в метрах) в квадрат, затем свой вес (в кг) разделите на полученное число.

— Бросьте курить и не злоупотребляйте алкоголем. При отсутствии противопоказаний (заболевания пищеварения, беременность и др .), относительно безопасным считается 1 бокал сухого вина в день не чаще 5 раз в неделю для женщин и до 2 бокалов в день не более 5 раз в неделю для мужчин.

— Старайтесь как можно больше двигаться: согласно последним международным рекомендациям для здоровья сердца и сосудов требуется еженедельно не менее 150 минут умеренных физнагрузок (по 30 минут 5 дней в неделю) либо не менее 75 минут высокоинтенсивных физнагрузок (по 15 минут в день 5 дней в неделю).

КОЖА ЛЕГКО МЕНЯЕТСЯ РАЗ В МЕСЯЦ? НЕ ОБОЛЬЩАЙТЕСЬ

Большинство других клеток нашего организма, кто быстрее, кто медленнее, но так или иначе обновляется. К примеру, жировые клетки живут 7,5 — 8 лет, клетки печени гепатоциты в среднем 327 дней, клетки эпителия (внутренней оболочки кишечника) 2 — 4 дня, клетки кожи 10 — 30 дней, а срок жизни сперматозоида 2 месяца.

Однако и здесь не все так просто, как представляют авторы многочисленных картинок и видеороликов в Интернете, предупреждает профессор Гладышев. Не стоит обольщаться, что ваша печень полностью обновляется каждый год, а вся кожа легко меняется раз в месяц.

— Часто все упрощают, но в жизни многое происходит по-другому: скажем, некоторые клетки биологически способны обновляться, но по факту такая клетка живет в своем органе и, если убрать ее, то заместится другой клеткой хоть в течение дня, а если не трогать — может сидеть 10 лет и не меняться. Еще бывает, что один и тот же тип клеток в одном месте организма за какое-то время полностью поменялся, а в другом месте живет как ни в чем не бывало. Какие факторы на это влияют, пока во многом остается загадкой внутренней саморегуляции организма.

ПРОЕКТ «МЫШЕЧНЫЙ ФАНТОМ»

Читайте также: Ткань для пошива штор названия

— Известны два пути обновления клеток. Первый — деление, после которого материнская клетка отмирает и заменяется новой, дочерней. Второй путь — превращение стволовых (универсальных. — Авт.) клеток в клетки определенных тканей и органов, — поясняет участник конференции «Способы достижения активного долголетия», ведущий научный сотрудник института RIKEN (Япония), заведующий лабораторией Казанского федерального университета (КФУ), кандидат наук, генетик Олег Гусев. — Наши мышцы и другие органы окружают пулы (скопления) стволовых клеток, которые «превращаются» в специализированные клетки, когда потребуется.

Со временем запасы стволовых клеток в организме истощаются, делящиеся клетки постепенно деградируют (см. далее «Вопрос-ребром»).

— Из-за этих и других причин с возрастом развивается саркопения, то есть потеря мышечной массы, что приводит к ухудшению качества жизни: человек слабеет, хуже передвигается, повышается риск падений, ушибов, переломов. Чтобы избавить людей от таких проблем, фактически омолодить мышцы, мы запускаем масштабный международный проект японского института RIKEN, КФУ и Института общей генетики РАН «Мышечный фантом». Причем, планируется, что ведущую роль в исследованиях будет играть именно Россия .

ЗАГАДКА ЛИЦЕВЫХ МЫШЦ

— Чем именно займутся ученые?

— В первую очередь мы будем анализировать многообразие мышц. Считается, что у человека всего три типа мышц: сердечная (миокард), гладкие мышцы и скелетные. Но одних только скелетных мышц больше 600! И по сей день не известно, что делает их схожими и разнообразными. Судя по всему, есть некая особая генетическая программа: несмотря на то, что все это в целом скелетные мышцы, у них есть собственные компоненты, которые определяют, каким именно видом они становятся.

— Почему это так важно выяснить?

— Помните, недавно умер знаменитый ученый Стивен Хокинг? У него была тяжелая стадия бокового амиотрофического склероза (наследственное заболевание нервной системы, которое сопровождается атрофией мышц. — Авт.). Поразительно то, что при полной парализации у Хокинга сохранялась мимика лица. А ведь заболевание наследственное, это значит, что во всех клетках тела мутация одна и та же. Однако, как оказалось, дистрофии (истощению) с возрастом подвергаются не все типы мышц — что при заболевании, как у Стивена, что у здоровых пожилых людей. В частности, выяснилось, что глазные мышцы и мышцы лица у человека самые устойчивые. И теперь важно понять: почему, например, мышцы конечностей становятся первыми жертвами дистрофии (с возрастом или при болезни. — Авт.), а другие типы мышц — нет. Что в них такого особенного? Если это выяснить, то появляются перспективы использовать генную терапию, чтобы вернуть дряхлеющие мышцы в хорошее состояние. Это и есть цель нашего проекта.

Сопоставляя результаты исследований у приматов и человека, по разным мышцам и в разном возрасте, исследователи планируют создать самый масштабный атлас работы разных типов мышц. И вычислить факторы, которые влияют на изменения и суперустойчивость мышц.

ВОПРОС-РЕБРОМ

Почему, обновляясь, мы стареем?

— Во-первых, истощаются запасы стволовых клеток, а во-вторых, важно понимать, что деление клеток не проходит бесследно, — поясняет генетик Олег Гусев. — В любом случае деление приводит к накоплению ошибок, мутаций. Клетка-родитель передает клетке-ребенку ДНК с некоторыми дефектами. Кроме генов, в дочернюю клетку попадает также часть биологического материала из материнской клетки, например, фрагменты старых белков и другое неблагоприятное наследство. Так что новые клетки уже немного «старые», и каждая последующая условно частично хуже прежней, особенно по мере увеличения возраста человека.

— Безусловно, в нашем организме есть инструменты репарации, то есть исправления повреждений, возникающих в ДНК материнских и дочерних клеток, — добавляет биолог Вадим Гладышев. — Однако, чем старше организм, тем медленнее и хуже работают механизмы починки, дефектов накапливается все больше. Процесс накопления таких неблагоприятных изменений это и есть старение, а его внешние проявления — дряхление и болезни, которые развиваются с возрастом. Однако биологически у нас нет препятствий, которые не позволили ли бы вмешаться в конвейер старения и затормозить его — так же, как мы уже научились тормозить и излечивать многие тяжелые болезни.

Читайте также: Маска череп своими руками из ткани

Автор статьи благодарит за содействие сопредседателя оргкомитета международной конференции «Способы достижения активного долголетия» Фанию Маганову и научного руководителя конференции, члена-корреспондента РАН Алексея Москалева.

Сколько живут клетки и ткани?

В течение всей жизни происходит обновление большинства клеток и тканей организма человека. Данный процесс обеспечивается клеточным делением и образованием того или иного типа клеток из стволовых клеток. Жизненный цикл, как и сама возможность обновления клеток, зависят от их вида. В то время как одни клетки живут только несколько дней, другие не меняются годами, а некоторые не обновляются вовсе.

Исследование продолжительности жизни клеток

Продолжительность существования клеток с малым сроком жизни была определена внедрением веществ, испускающих свечение — таким способом клетки становятся мечеными и удобными для наблюдения. Для определения жизненного цикла клеток с большим сроком существования использовалось измерение уровня изотопа углерод-14. Данное вещество содержится в атмосфере и поглощается растениями, далее попадает в организм человекам (в процессе пищеварения), и углерод-14 встраивается в ДНК каждой новой клетки. Когда клетка делится, ДНК, которая передается в новую клетку, содержит определенный уровень изотопа, соответствующий концентрации вещества в атмосфере на тот момент.
Таким образом, углерод-14 играет роль временной метки, по которой ученые определяли время появления клетки, так как процентное содержание изотопа в воздухе постоянно регистрируется.

Продолжительность жизни клеток и тканей

По результатам исследований, средний возраст всех клеток в организме взрослого человека может составлять от 7 до 10 лет. Такой усредненный результат породил утверждение, что организм полностью обновляется каждые 7 лет. На самом деле, каждый тип клеток имеет свою продолжительность жизни.

Клетки и ткани желудочно-кишечного тракта и печени

Самое короткое существование у клеток эпителия желудка и кишечника — до 5 дней. Быстрый цикл обновления связан с воздействием желудочного сока, желчи и пищеварительных ферментов. Если рассмотреть ткани кишечника без учёта эпителия, то средний их возраст составит 15-16 лет. Обновление гепатоцитов занимает от 300 до 500 дней.

Ткани кожи

Эпидермис, поверхностный защитный слой кожи, обновляется каждые 2 недели. Новые клетки растут в нижнем слое кожного покрова и постепенно вытесняют старые.

Клетки крови

Эритроциты крови существуют 4 месяца, а лейкоциты и тромбоциты — около 10 дней. Полное обновление элементов крови занимает до 150 дней. При этом новые клетки, постепенно развиваясь, сосуществуют со старыми.

Клетки сердца

Долгое время считалось, что ткани сердечной мышцы не обновляются и не восстанавливаются. Но, по современным исследованиям, мышцы сердца полностью обновляются за 20 лет.

Кости и мышцы

Клетки костей развиваются и восстанавливаются постоянно, но весь процесс занимает до 10 лет. Клетки и ткани скелетных мышц живут до 15 лет.

Органы зрения

Ткани хрусталика не могут восстанавливаться. Клетки, составляющие её, живут столько же, сколько и человек, постепенно истончаясь и старея. Этим объясняется возрастное ухудшение зрения, связанное с искривлением и помутнением хрусталика, и развитие катаракты. К восстановлению способна другая ткань глаза — роговица, клетки которой живут 7-10 дней.

Головной мозг

При изучении клеток зрительной коры мозга, их возраст соответствовал возрасту человека. Но при этом новые нейроны могут образовываться в других участках мозга — гиппокампе и обонятельной луковице. Клетки нервной системы не имеют определенного срока жизни, и появление новых нейронов не связано с клеточным циклом. Продолжительность работы нейронов и продукция новых клеток зависит от состояния нервной системы, физической и умственной активности.

Несмотря на то, что большинство клеток и тканей постоянно обновляется, с возрастом происходит замедление процессов восстановления. Это связано с накоплением мутаций в ДНК и ослаблением трансформации стволовых клеток.

Ю.Фролов. Сколько вам лет?// Наука и техника. — 2010. — №10. — С.28.

Акашева Д. У. и др. Сердце и возраст (часть I): теории старения, морфологические изменения //Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2013. – Т. 12. – №. 1.

Чумакова С. П. и др. Особенности физиологии эритроцитов. Гемолиз и эриптоз //Гематология и трансфузиология. – 2018. – Т. 63. – №. 4.

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом