Старение человека, перспективы излечения старения

[Vadims]

Удаление митохондрий обратило клеточное старение

Томографическая реконструкция митохондрии

Изображение: Guy Perkins, National Center for Microscopy and Imaging Research

Британские исследователи обнаружили, что удаление синтезирующих энергию митохондрий из клеток устраняет проявления их старения. Отчет о работе опубликован в EMBO Journal.

Репликативное старение клеток, или сенесценция — это состояние, при котором клетки, подвергающиеся повреждающим воздействиям, перестают делиться. Оно служит природным механизмом защиты от развития рака, но способствует возникновению возрастных изменений организма и связанных с ними заболеваний. Такие изменения возникают в результате синтеза сенесцентными клетками сигнальных молекул, активирующих воспалительные реакции и оксидативный стресс (повреждение клеточных структур активными формами кислорода). Механизмы, ответственные за сенесценцию, до конца не уточнены не были.

Сотрудники Ньюкаслского университета усовершенствовали методику стимуляции митофагии — уничтожения клеткой поврежденных митохондрий. Это позволило им полностью удалить митохондрии из клеточной культуры. В течение месяца наблюдения в клетках отсутствовало митохондриальное дыхание и синтез митохондриальных белков.

Затем эту методику применили к различным моделям сенесцентных клеток. Выяснилось, что удаление из них митохондрий резко снижает синтез типичных для сенесценции белков, в том числе ингибиторов циклин-зависимой киназы р21 и р16, а также связанной с сенесценцией бета-галактозидазой (SA β-Gal). Также в клетках уменьшилась продукция провоспалительных и прооксидантных факторов. В то же время удаление митохондрий стимулировало гликолиз и продукцию АТФ.

Кроме того, ученым удалось установить непосредственный механизм запуска сенесценции. Оказалось, что в ответ на повреждение ДНК важный регулятор синтеза белка mTORC1 (комплекс 1 мишени рапамицина у млекопитающих) активирует формирование новых митохондрий, зависимое от регуляторного белка PGC-1β (коактиватор 1β активируемого пролифератором пероксисом рецептора γ).

В эксперименте на животных подавление биогенеза митохондрий назначением рапамицина или выключением гена PGC-1β уменьшало возрастной рост числа сенесцентных клеток в печени и связанные с этим провоспалительные изменения.

«Теперь мы на шаг ближе к разработке терапии клеточного старения, мишенью которой станут митохондрии», — заявила ведущий автор исследования Клара Коррея-Мелло (Clara Correia-Melo).

Митохондрии — органеллы клетки, проводящие аэробное окисление для выработки АТФ. Поскольку митохондрии непосредственно контактируют с кислородом, они становятся основной мишенью его активных форм.

https://nplus1.ru/news/2016/02/04/senescence-mitophagy

[Dem]

А как клетки смогут жить без АТФ? Ох уж эти британские учёные...

[Якут]

    А представляете, человек получил долголетие и живёт лет так 300? Все его друзья и родные давно ушли, а он живёт. Тоскливо, наверное.

[Nucleosome]

https://geektimes.ru/post/270404/

докопался пока только до абстракта статьи, но большое подозрение, что эффект получен в основном из-за замедления рака. то есть вполне возможно, что подобный механизм у нас есть и так, и позволяет нам долго стареть... также, p16 тут тоже при делах...

А как клетки смогут жить без АТФ? Ох уж эти британские учёные...

АТФ будет из гликолиза, но дышать организм уже не сможет. учёные тут как видно не при чём - они только хотели посмотреть как клетки обойдутся без митохондрий, а n+1 это интерепретировал в ракурс старения

[Vadims]

Интересно, учитывая что кривые смертности при продлении или сокращении жизни сохраняют свою форму, значит за старение ответственен только какой-то один процесс, а все остальные проявления являются лишь его следствием. Что это может быть за процесс?

[Nucleosome]

Что это может быть за процесс?

накопление соматических мутаций. бессмысленное и беспощадное.

[Vadims]

накопление соматических мутаций. бессмысленное и беспощадное.

Это одно из следствий, а не первопричина. Если бы это было первопричиной тогда и в яйцеклетках например мутации накапливались бы от поколения к поколению, и у растений при черенковании так как все клетки это потомки старых, и у гидр и т.д. Надо выяснить что запускает все эти процессы.

[Nucleosome]

Это одно из следствий, а не первопричина.

да вы что, какое следствие - мутации - результат хаотичного движения атомов, а это такая же фундаментальная вещь как и Второе Начало.

Если бы это было первопричиной тогда и в яйцеклетках например мутации накапливались бы от поколения к поколению

так и происходит - откуда возникают врождённые болезни. но на то и есть отбор, и "правило красной королевы", чтобы это дело отсеивать, а у соматический клеток деления строго регулируемы (когда иначе возникает рак), потому отсеить они сами по себе что-то могут очень ограниченно, вот и накапливается.

и у растений при черенковании так как все клетки это потомки старых, и у гидр и т.д.

и это происходит - при только соматическом разножении мутации накапливаются быстрее, чем при чередовании с рекоминацией и потому породы вырождаются, есть конечно и такие организмы, которые размножаются только соматически (во всяком случае никто у них не видел ни рекомбинации, ни полового размножения), но во-первых их очень мало, а во-вторых они приспособились иметь кол-во мутаций и интенсивность отбора котора позоволяет им удерживаться от вырождения, хотя о том насколько такие виды эволюционно-стабильны открыт - то есть может оказаться, что они не способны так удержаться - на это указывает их малочисленность, и такие виды это просто случайность и существуют они не долго, быстро вымирая, просто в подобное скатывается кто-то постоянно - поскольку и рекомбинация и тем более половое размножение, тем более если самцы отдельно, стоит довольно дорого и на коротких эволюционных дистанциях - к примпру быстро заселисть вдруг ставший доступным кусок ареала вроде бессмысленны...

Надо выяснить что запускает все эти процессы.

Второе Начало. абсолютно надёжных процессов не бывает и быть не может.

[ВадимZero]

накопление соматических мутаций. бессмысленное и беспощадное.

Осталось только понять почему у старых людей, не рождаются старые дети.

[Nucleosome]

Осталось только понять почему у старых людей, не рождаются старые дети.

потому что в формировании нового человека участвует одна клетка от организма (люди почкованием не размножаются), и которая находится в глубине организма и не принемает активного участия в метаболизме, воздействию ультрафиолета или компонентов пищи, а в случае женщин она ещё и не делится. кроме того - связь возраста родителей с вероятностью наследственных заболеваний есть. а в такой ситуации это и есть выражение мутаций - в случае множества соматических клеток старение.

[ВадимZero]

и которая находится в глубине организма и не принемает активного участия в метаболизме, воздействию ультрафиолета или компонентов пищи,

Существуют и другие мутагенные факторы от которых половые клетки не защищены. Радиация, оксиданты, метаболизм самой клетки.

кроме того - связь возраста родителей с вероятностью наследственных заболеваний есть. а в такой ситуации это и есть выражение мутаций

Наследственные болезни, следствие наследственности, а не мутаций родителя.

[Nucleosome]

Существуют и другие мутагенные факторы от которых половые клетки не защищены. Радиация, оксиданты, метаболизм самой клетки.

мутации конечно неотъемлимый спутник жизни любой клетки. просто половой в меньшей степени в общем случае, чем соматической.

Наследственные болезни, следствие наследственности, а не мутаций родителя

это ваше утверждение противоречит предыдущему. и откуда по вашему берётся наследственность, если не из мутаций? святым духом заложена? родителей ли, или более отдалённых предков - не суть важно, откуда пополняются частоты летальных и суб-летальных алеллей (то есть тех, которые подверженны отбору в наибольшей степени), главное что из постоянных мутаций клеток половой линии. (но более редких в целом, чем соматических, собственно это и есть эволюционный смысл наличия линии половых клеток, которых кстати нет у растений потмоу что они асто практикуют бесполое размножение)

[Vadims]

Старение не от мутаций. Ведь известно, что если клонировать животное от соматической клетки старого родителя, молодое животное унаследует его возраст. И только в яйцеклетке возраст каким-то образом сбрасывается на ноль. Так что это не мутации, ведь их так просто не сбросишь.

[Vadims]

Вот доказательства.

«Обнуление» использовал в своих ранних экспериментах по клонированию Джон Гёрдон (John Bertrand Gurdon) — британский биолог, нобелевский лауреат 2012 года. Он извлекал ядро из яйцеклетки южноафриканской водной лягушки (шпорцевой лягушки) и вместо него помещал туда ядро мышечной или кишечной клетки головастика. Пересаженное ядро перепрограммировалось под действием тех же веществ, что инициируют «обнуление» оплодотворённой яйцеклетки. Такая гибридная клетка развивалась в нормальный организм без видимых признаков преждевременного старения. Данный эксперимент опроверг гипотезу о том, что процесс взросления и дифференцировки клеток сопровождается потерей генетического материала. К тому же Гёрдон доказал, что возраст ядра-донора может быть «обнулён».

https://www.nkj.ru/archive/articles/26133/

Мутации не "обнулишь", так что явно не в них дело.

[ВадимZero]

и откуда по вашему берётся наследственность, если не из мутаций?

Просто в момент появления мутации, факт наличия наследственной болезни, установить нельзя. Потому нельзя установить связь между возрастом родителя  и появлением у потомства наследственной болезни вызванной мутацией, а не наследственностью.

мутации конечно неотъемлимый спутник жизни любой клетки. просто половой в меньшей степени в общем случае, чем соматической.

В том то и дело, что пропасть в дряхлении соматических клеток и половых не объяснить естейственными мутациями. Слишком уж большая разница. Так же как не объяснить разницу в дряхлении клеток у разных видов. Скажем у летучих мышей и полевых. Или разных тканей организма..К примеру нейроны при очень мощном метаболизме, на удивление живут очень долго.

[ВадимZero]

Мутации не "обнулишь", так что явно не в них дело.

Есть мнения, что все дело в мутациях митохондриального генома.

[Vadims]

Мутации не "обнулишь", так что явно не в них дело.

Есть мнения, что все дело в мутациях митохондриального генома.

Возраст клону переносило ядро, именно возраст ядра и "обнуляли". Где у ядра митохондрии?

[ВадимZero]

Возраст клону переносило ядро, именно возраст ядра и "обнуляли". Где у ядра митохондрии?

У митохондрии нет ядра, но есть ДНК, как и у многих прокариот предком которых считают митохондрии.

[Nucleosome]

Вот доказательства.

из статьи не вполне ясно о чём речь. понятно, что по мере жизни у клеток, да и у тканей тоже накапливаются дефекты не связанные напрямую с геномом - вроде бляшек в сосудах и т. д. но итоговая причина так или инае будет в том, что с течением времени клетки будут давать всё больше белков с дефеактами - с чуть более низкой каталетической активностью, которые будут, грубо говоря чистить клетки не так хорошо, как раньше. в представленных работах речь видимо об эпигенетике, которая конечно тоже портится со временем.

Просто в момент появления мутации, факт наличия наследственной болезни, установить нельзя.

а момент нельзя понятно - яйцеклетка не может болеть гемофилией например, но у потомка она развится вполне может. откуда ещё кроме как из мутаций болезнь возьмётся?

Потому нельзя установить связь между возрастом родителя  и появлением у потомства наследственной болезни вызванной мутацией, а не наследственностью.

http://humrep.oxfordjournals.org/content/22/3/696.short

Advanced paternal age was associated with increased risks of heart defects, tracheo-oesophageal fistulaoesophageal atresia, other musculoskeletal/integumental anomalies, Down's syndrome and other chromosomal anomalies.

первый же запрос гугла по словам parents age and birth defects
что характерно - речь там в основном об отцах, а сперматозоиды активно деляться в отличае от яйцеклеток, а деление - основной, хотя конечно не единственный источник мутаций. правда надо ещё отличать дефекты развития от наследственных заболеваний (дефекты могут быть и совершенно спонтанно, только в основном с меньшей вероятностью)

В том то и дело, что пропасть в дряхлении соматических клеток и половых не объяснить естейственными мутациями

не вижу ничего не объяснимого. да и пропасть кажется только при самом поверхностном взгляде, в частности на наследственные заболевания как "богом данные". мутации просто по разному выражаются, плюс очень активный отсев половых клеток - и на стадии созревания, и развития эмбриона.

Так же как не объяснить разницу в дряхлении клеток у разных видов. Скажем у летучих мышей и полевых.

и в чём это различие? как раз такие выявленна масса общих черт - к примеру у старых мышей и человека. да и просто глядя на старых собак и кошек черты сходства со старыми людьми очень заметны. а это всё очень разные млекопитающие.

К примеру нейроны при очень мощном метаболизме, на удивление живут очень долго.

так как раз потому, что не делятся, да и "мощный метаболизм" у них это не переработка всякой дряни из вне, как у многих других клеток, а получение самого вкусного, кроме того, как раз такой метаболизм даёт им возможность давать новые отростки, которые возмещают убыль старых нейронов - а теряются они до 100 тыс в день на склоне нет...

У митохондрии нет ядра, но есть ДНК, как и у многих прокариот предком которых считают митохондрии.

у многих! потрясающе! не путайте Прокариот и вирусов, у прокариот ДНК есть абсолютно у всех. и... я не вполне понял - митохондии - предок Прокариот??? или вы хотиели сказать "которых считают предками митохондрий"? порядок слов в русском конечно не критичен, но иногда и без него не обойтись. но если вы пишите правильно, то остаётся только руками развести - то у нас наследственные болезни не от мутаций у родителей, то Прокариоты без ДНК, то они вообще потомки митохондрий... но да - в ядре никаких митохондрий нет и быть не может - во-перых ядерные поры для них слишком малы, а во-вторых, они своими окислительными процессами такого наделают ся геномом хозяина, что тут уж не до старения будет... своя ДНК у них конечно тоже портится и довольно быстро, но их у каждой в отдельности мало, и потому шансы меньше на мутацию, да и самих митохондрий много в клетке (кроме спермотозоидов), потому если какая-то их часть и издохнет от этого дела, то невелика потеря...

[ВадимZero]

а момент нельзя понятно - яйцеклетка не может болеть гемофилией например, но у потомка она развится вполне может. откуда ещё кроме как из мутаций болезнь возьмётся?

Но не каких указаний на возраст мы от этого не получим.

что характерно - речь там в основном об отцах, а сперматозоиды активно деляться в отличае от яйцеклеток, а деление - основной, хотя конечно не единственный источник мутаций.

Так это не удивительно, мущины в отличии от женщин способны оставлять потомство в глубокой старости. К тому же кореляция еще не причинно-следственная связь, а генетические отклонения еще не наследственные болезни. Вполне возможно, что с возрастом весь репродуктивный аппарат начинает сбоить, просто в силу того что отбор для  стареющих отцов идет плоховато.

я не вполне понял - митохондии - предок Прокариот???

потомок...

у них это не переработка всякой дряни из вне, как у многих других клеток, а получение самого вкусного,

Большая часть клеток такое же вкусное получает, но в меньших количествах, старея при этом быстрей.

в частности на наследственные заболевания как "богом данные". мутации просто по разному выражаются,

А вот старение довольно стереотипично. Что для случайных мутаций как то странно. Веть по идее случайные мутации должны давать случайную картину старения.