Старение и антиэйджинг: медико-биологические подходы к увеличению продолжительности жизни и активному долголетию

Баланс между апоптозом и арестом поврежденных клеток наиболее важен как компромисс между старением и раком (Тyner et al., 2002). То есть или организм должен убить поврежденные клетки, или дать им возможность существовать, увеличивая риск возникновения рака. Однако, по современным представлениям, клетка стареет в результате накопления белковых повреждений. Скорость этого накопления устанавливается прежде всего генетически детерминированными затратами на ремонт и поддержку клеточных структур, которые, в свою очередь, определяются организмом для удовлетворения своих экологических потребностей.

Долгоживущие организмы имеют большие затраты (иногда более длительный метаболизм), что приводит к более медленному накоплению повреждений. Для борьбы с риском, который представляют собой поврежденные клетки, организм создал систему механизмов, которые часто включают второй ряд компромиссов. Эпигенетические изменения в СК за время жизни накапливаются. Механизм накопления эпигенетических изменений клетки уже известен:

1) со временем в клетке медленно теряются маркеры репрессированного хроматина, что может быть связано с дифференцировкой клеток в организме;

2) происходит утрата маркеров репрессии, которая рано или поздно приводит к дерепрессии дремлющих транспозонов и, соответственно, к росту количества вызванных ими повреждений ДНК;

3) отмечается активация клеточных систем репарации ДНК, которые участвуют в восстановлении ДНК, вызывают и несанкционированные рекомбинации в теломерах;

4) рекомбиназы транспозонов непосредственно инициируют рекомбинации ДНК;

5) в результате протяженные участки теломерной ДНК преобразуются в кольца и теряются;

6) теломеры укорачиваются на длину утраченной кольцевой ДНК и ускоряют утрату теломерной ДНК в десятки раз;

7) последующий апоптоз большинства клеток и предопределяет старение как биологическое явление.

Данный механизм является альтернативным гипотезе о генетически запрограммированном старении и гипотезе о старении как следствии накопления ошибок и повреждений, объясняет механизм ускорения утраты теломер в случае окислительного стресса и повреждений ДНК, а также взаимосвязь старения и возникновения опухолей (Галицкий, 2009).

Именно эти постгеномные эпигенетические изменения являются первым этапом старения соматической клетки. Но клетки крови живут очень недолго. Клетки сохраняют жизнеспособность в течение ограниченного периода (напр.