Взламывая код старения: новая наука о старении и о том что значит оставаться молодым

В своей новой книге «Взламывая код старения: новая наука о старении и о том что значит оставаться молодым» Джош Миттельдорф, который изучал старение десятилетиями и писал об этом на своем вебсайте, изучает науку о старении и устанавливает свою собственную теорию о том почему мы, и буквально все организмы сложнее бактерии, стареем. (Соавтор книги Дориан Саган, но теория Миттельдорфа).

Эта научная книга года, лучшее что я читал в последнее время.

Миттельдорф эксперт в эволюционной теории — хотя и является астрофизиком — и проворно и мастерски излагает и критикует несколько текущих теорий старения. В следствии он предлагает свою собственную радикально отличающуюся теорию. Он очень убедителен. Какая бы не была судьба его теории, он приносит достаточно свидетельств как за так и против других теорий, что мне кажется, его теория заслуживает что бы с ней считались.

Шип в боку эволюционной теории

Старение было шипом в боку теории эволюции с самого начала. Даже Дарвин знал и понимал это и не видел пути инкорпорировать старение в теорию эволюции

Старение представляет собой загадку для теории эволюции, потому что старение явно понижает биологическую приспособленность, вызывая меньшую репродуктивность и более высокую смертность. Почему эволюция не отменила это, или не позволила появится?

Если организм не стареет, это будет казаться преимуществом: оно никогда не умрет и будет продолжать плодится в течение всей жизни; следовательно чем дольше организм живет, тем больше потомков он оставит, и более приспособленным в терминах эволюции оно будет.

Дествительно мы видим это в некоторых организмах. Лобстер, к примеру, очевидно не стареет, но растет все больше и более плодовитым становиться с течением жизни. (Рекордным вес лобстера был 20 килограмм.) Миттельдорф описывает несколько видов долгоживущего моллюска, который ничего не делает, кроме того что ест и откладывает яйца по миллиону в день.

Но человек и большинство животных стареют. Животные в дикой природе имеют больший риск смерти от хищника и инфекций, чем старше они становятся. Почему эволюция не остановила это?

Одна старая идея, Питера Медавара, что сила естественного отбора понижается со временем со старением. Если организм стареет и потом умирает, любые гены, которые участвовали в старении, уже переданы потомкам. Идея в том, что некоторые гены, которые вызывают старение, также необходимы для роста и репродукции. Следовательно естественный отбор неспособен устранить эти гены старения.

Идея Медавара приводит нас к трем современным теориям старения.

Аккумуляция мутаций: Генетические мутации всегда представлены в популяции; в другом контексте это известно как генетический груз. Если мутации не достаточно сильны, чтобы вызвать смерть, но вызывают только 1% уменьшение уровня приспособленности, тогда эти гены могут ошиваться в популяции долгое время. По существу, естественный отбор не имеет достаточно времени, чтобы избавиться от них. Примером может послужить ген ApoE4, который поднимает риск старческого слабоумия и сердечно-сосудистых заболеваний.

Но даже 1% разницы в приспособленности, как Миттельдорф говорит, «далеко для того чтобы быть невидимым для естественного отбора». Старые животные не умирают из-за старение обычно, но они умирают гораздо чаще от хищников и болезней чем молодые животные. У некоторых арктических видов, 60% смертей в дикой природе может быть отнесено к старению. Естественный отбор должен быть способен устранить гены вызывающие эти огромный счет смертей, и сделать это быстро.

Антагонистическая плейотропия: Некоторые, может быть большинство, генов имеет несколько функций, и эта теория говорит о том что гены которые обеспечивают беспечную юность не могут быть выполоты, так как вызывают старение. Как пример это может быть гормон IGF-1, который вовлечен в оба как старение так и рост. Новорожденные мыши, не имеющие этого гормона, вскоре умирают, однако его повышенное содержание в организме престарелых людей коррелирует с раковыми заболеваниями и повышенной смертностью.

IGF-1— гормон роста. Подтверждением его важной роли в старении служит синдром Ларона — форма карликовости, вызванная мутацией в рецепторе гормона роста. Люди с синдромом Ларона не дорастают до положенных размеров, зато у них реже развиваются заболевания, сопровождающие старение (например, рак и диабет).

mTOR. Это белок, о котором заговорили в связи с пользой голодания. Он поддерживает процессы расщепления глюкозы и синтеза белка, но блокирует аутофагию — переваривание пришедших в негодность белков и органелл. При голодании возникает дефицит энергии, mTOR перестает работать, запускается аутофагия и клетка обновляет свое содержимое и «рабочие инструменты». С этим, по всей видимости, связано то, что ограничение потребления калорий продлевает жизнь самым разным организмам.

Инсулин. Основная его функция — заставлять клетки захватывать глюкозу из внеклеточной среды, то есть увеличивать потребление энергии. Кроме того, он усиливает выработку целого ряда гормонов, связанных с ростом и развитием, и отложение жировых запасов.

Миттельдорф описывает работы Майкла Розе, который спаривал плодовую мушку для долгожительста для того чтобы увидеть что случиться с фертильностью. В теории, если он выбирал долгоживущую мушку и спаривал ее на долгожительство, их плодовитость должна понижаться, давая антагонистическую плейотропию. Но это не случилось; их плодовитость пошла вверх. Так кажется нет причины почему природа не может разделить функцию фертильности со старением.

Одноразовая сома: Ресурсы, обычно в форме энергии еды, всегда в дефиците, так теория говорит, что организм должен выделять ресурсы для разных потребностей. Починка повреждений на клеточном уровне — эта одна из этих потребностей и важная часть старения, с того что если организм не может починить все повреждения, случается старение. Так если ресурсы в недостатке, организм выделяет их предпочтительно на рост и репродукции, и по существу дает себе стареть.

Яркие доказательство против теории -это ограничение калорий, наиболее надежное продляющее жизнь интервенция в лабораторных животных. Когда они буквально голодают, животные могут жить 50% дольше чем нормально кормленные животные. Если недостаток ресурсов вызывает старение, мы могли бы ожидать противоположное. Если ты ешь больше, ты будешь жить дольше; но это явно не тот случай. Ешь больше, умирай молодым — и это правда для буквально каждого вида организмов, которые были протестированы.

Тоже правда для упражнений — если повреждения и починка критически для старение, упражнения состарят тебя быстрее. Упражнения вызывают повреждения — еще они заставляют животных, включая человека, жить дольше.

Гормезис

Оба ограничение калорий и упражнения примеры гормезиса, в котором приложение стресса или токсинов вызывают лучшее здоровье и длинную жизнь. Организм не только чинит повреждения, но становиться сильнее и здоровее чем до этого.

Гормезис центральный эффект в теории старения Миттельдорфа. Как он говорит, это кажется что организм уже имеет анти-возрастные способности, которые просто не использует в простые времена. Организм польностью способен замедлить старение, когда условия правильные.

Старение — это не повреждения которые организм не контролирует или естественный отбор который не может устранить. Это не из-за недостатка ресурсов или плейотропных генов. Нет
Старение запрограммировано.

Программное старение и групповой отбор

Теория программированного старения сталкивается непосредственно с нео-Дарвинской теорией эволюции, которая представляет собой теорию текущей мысли в биологии.

Нео-Дарвинская теория гласит что естественный отбор происходит на уровне генов, и только благоволит индивидуумам, которые несут эти гены.

Миттельдорфа теория программированног�� старения полагается на групповом отборе, понятии которое по мнению большинста ученых не существует, или если существует, то недостаточно сильном.

Следовательно мое описание теории Миттельдорфа настолько радикально, с того что он польностью полагается на нео-Дарвинский синтез, и ученых, которые его поддерживают.

В этом свете более интересным является то, что наставник Миттельдорфа был еще одним сторонником группового отбора, Дэвид Слоан Уилсон, автор мастерской книги Дарвиновского собора: эволюция, религия и природа общества.

Запрограммированная теория старения рассматривает старение как «программу самоубийства», которая не приносит пользы индивидууму, но которая приносит большую пользу группе. Организм набирает гены, которые вызывают воспаление и другие формы повреждения, что приводит к старению и смерти. Старение — это целенаправленное усилие со стороны организма, а не то, чего он пытается избежать.

Почему организмы это делают? Преимущество группы должно быть очень мощным, чтобы отменить вред индивидууму. И действительно, это так, по словам Миттельдорфа.

Организмы стареют во избежание исчезновения.

В любой успешной группе организмов кажется, что группа может легко перерегулировать окружающую среду и уступить голоду или другим причинам.

Все животные в той или иной степени являются хищниками, в зависимости от других форм жизни для пропитания, и если животные слишком успешны, они рискуют голодом или эпидемиями и последующим исчезновением всей группы.

Старение — это способ организмо�� буферизации населения. В хорошие времена, с обильной пищей, организм стареет и некоторые из них умирают, тем самым сохраняя группу в пределах ее экологических ограничений и в соответствии с ее экологией. Группа процветает.

В плохие времена с меньшим количеством доступных ресурсов старение замедляется. Этот вид не хочет, чтобы каждый член умирал сразу, от голода или какой-то другой причины. Он хочет избежать исчезновения, событие, которое означает гибель каждого гена, переносимого видом. Когда кризис закончится, возобновляется старение.

Критика

Миттельдорф поставляет много доказательств своей теории, и это делает чтение увлекательным. Читая его, я подумал о нескольких возражениях, что было непросто, поскольку автор убеждает. Обратите внимание, что я не эволюционный биолог.

Старение кажется слишком беспорядочным, чтобы стать «программой самоубийц». Если вы думаете о том, как старение причиняет вред, болезнь и смерть, как могут возникать многочисленные источники этих вещей? Один ген, который вызвал смерть, был бы намного проще, и тот факт, что старение, по-видимому, имеет множественные генетические корни, заставляет задуматься, как это может произойти в результате естественного отбора.

По общему признанию, это возражение, вероятно, скорее зависит от вкуса в теориях, чем от эмпирической поддержки.

Другое возражение состоит в том, что просто прохождение времени, по-видимому, связан с некоторыми аспектами старения, например, накоплении железа или воздействии микробных антигенов.

Железо кажется хорошим примером плейотропных эффектов: он необходим для роста и размножения, но вызывает старение. Кроме того, естественный отбор может быть не в состоянии устранить его последствия для старения. Женщины с более высоким содержанием железа более плодородны, что может подпитывать эффект естественного отбора на железо, вызывающее старение после того, как у человека уже есть дети.

Обнаружение антигена происходит от инфекционных агентов и является основной причиной воспаления при старении. Чем дольше мы живем, тем больше антигенов мы подвергаемся, и на самом деле те, кто подвергается большему количеству заболеваний, умирают моложе, то есть они стареют быстрее. Но, возможно, организм не может убрать воспаление, так как нам оно нужно, чтобы бороться с патогенами.

Вывод

Взламывая код старения — лучшая книга, которую я прочитал в этом году, и ее необходимо читать всем, кто интересуется старением или эволюцией и биологией. Миттельдорф умело прокладывает себе путь через эволюционную теорию, ее историю и биологию старения — он даже знает свой путь в области экологии.

В конце книги он обсуждает перспективы исследований по борьбе со старением, а также то, что, по его мнению, является лучшим средством замедления старения, которое мы имеем сейчас.

Его идеи о замедлении старения, я рад сказать, очень созвучны тому, что я изложил на этом сайте: упражнения, прерывистый пост, добавки, такие как берберин и куркумин, аспирин и многое другое. (Я думаю, он должен был упомянуть о железе.) На горизонте есть технические разработки, такие как терапия теломеразой, которые имеют большие перспективы в достижении корневых механизмов старения.

Поэтому идите и читайте эту книгу

Примечание переводчика

Завершился опыт на 15000 мышах и 1050 молекул, на среднее и максимальное продление жизни в Джексовской лаборатории Стэнфордского университета. Наибольший результат показали
Магний,
Инулин (есть в топинамбуре)

и эти экстракты и вещества:
Lemon or lime extract, — Экстракт лимона
DTPA,
EDTA,
St. John's wort extract, — экстракт зверобоя
Hyperforin, — Гиперфорин
Ginkgo bilogoba extract, — Экстракт гинкго билобоба
Ginkgolide A or B, — Гинкголид А или В
vitamin C, — витамин С
Ascorbic acid 6-palmitate, — 6-пальмитат аскорбиновой кислоты
Pantothenic acid (vitamin B-5), — Пантотеновая кислота (витамин В-5)
Niacinamide, — Ниацинамид
Allicin (чеснок), — аллицин
Lactobionate,
Melatonin, — мелатонин
Metformin, — метформин
L-Dopa,
extract Mucuna beans (Mucuna Dopa), — экстракт Mucuna beans
L-Histidine, — гистидин
Quercetin, — кверцетин
Curcumin, — куркумин
L- Glutamic acid, — L-глутаминовая кислота
succinic acid, — янтарная кислота
N-Acetil Cysteine, — N-ацетилцистеин
Green tea extract, — экстракт зеленого чая
Epigallocatechin-3-gallaye, — эпигаллокатехин-3-gallaye
Glutathione, — Глутатион
Aspirin, — аспирин
Salicylate, — салицилат
Glycine, — глицин
Resveratrol, — ресвератрол
Genistein, — генистеин
Carnosine, — карнозин
Rapamycin, — рапамицин
Lipoic acid, — липоевая кислота
Taurine — таурин