В одном исследовании изучались стволовые клетки гипоталамуса – части мозга, уже активно участвующей в регуляции сигналов, контролирующих такие фундаментальные процессы, как голод, жажда, циркадные ритмы и температура тела. Исследователи обнаружили, что гипоталамические стволовые клетки массово гибли, когда мыши в эксперименте старели. Инъекция свежих стволовых клеток из гипоталамуса новорожденных мышей не только омолодила эту конкретную область мозга – она увеличила продолжительность жизни на 10 % по сравнению с животными, получившими в качестве контроля другой тип клеток. И, как это часто бывает в экспериментах по изучению старения, мыши жили не просто дольше, но и в более здоровом состоянии, лучше справлялись с упражнениями на беговом колесе и когнитивными тестами и отличались большей мышечной выносливостью.
Это удивительно: добавление стволовых клеток только в одно место имеет настолько сильный эффект, что в результате мыши фактически живут дольше. Хотя это и звучит невероятно, возможно, это не удивительно, учитывая роль гипоталамуса как сигнального звена для столь многих разнообразных процессов. Использование стволовых клеток должно продолжать добавлять новые нейроны в эту критическую область, возвращая под гипоталамический контроль регуляцию всех фундаментальных аспектов физиологии. Однако положительный эффект от инъекции стволовых клеток проявился только через несколько месяцев. По оценкам ученых, это недостаточный срок для того, чтобы они привели к созданию новых нейронов. Они сделали вывод, что за это отвечал какой-то более быстрый процесс, заставивший их заподозрить, что сигнальные экзосомы, производимые стволовыми клетками, омолаживают клеточную популяцию. Собирая экзосомы из стволовых клеток гипоталамуса в пробирку и вводя их в одиночку, они увидели много таких же омолаживающих преимуществ.
Положительныйэффект от инъекции стволовых клеток проявляется только через несколько месяцев после введения.
Если этот результат подтвердится, его можно будет превратить в непосредственный способ лечения. Мы могли бы трансформировать некоторые клетки в иПСК и дифференцировать их в нейронные стволовые клетки, которые можно было бы ввести непосредственно в мозг.
Или мы могли бы вырастить их в лаборатории и собрать для инфузии экзосомы, которые они производят. Вероятно, эти крошечные капсулы, несущие сообщение, играют важную роль не только в обсуждаемом аспекте старения, и это не единственный способ их применения для лечения. Одно исследование показало, что предоставление экзосом из нервных стволовых клеток значительно улучшило восстановление после инсульта у свиней. А еще экзосомы обычно исследуются как способ доставки лекарств и других полезных молекул туда, где они необходимы организму. С экзосомами, похоже, хорошие вещи действительно приходят в небольших количествах.
Хотя простая, но заманчивая идея молодой крови как лекарства от всех болезней, кажется, поселилась во многих сердцах, набирает силу гипотеза о том, что старение – это отчасти феномен нарушения системы клеточных сигналов. Все эксперименты с гетерохронным парабиозом, обменом крови, сигнальными препаратами и экзосомами показывают, что некоторые аспекты старения и потери регенеративной способности не только присущи клеткам, но и отражают реакции на сигналы в окружающей клетку среде. То, что происходит при старении, – это порочный круг: по мере ухудшения состояния внутренней среды организма клетки и ткани, пораженные этими неправильными сигналами, страдают, а затем начинают испускать собственные сигналы, которые ускоряют дегенерацию организма. Это плохая новость, потому что говорит о спиралевидности траектории старения, когда плохое ведет к худшему. Но это может быть хорошей новостью для нас, поскольку положительные изменения приводят к эффективным циклам омоложения в наших телах.
Еще предстоит определить, будем ли мы время от времени посещать клинику плазмафереза для очищения крови, принимать лекарства, чтобы восстановить баланс клеточных сигналов, или наполняться экзосомами. Но исправление неправильных сигналов, вероятно, будет важной частью антивозрастного арсенала.
Питание митохондрий
Ухудшение состояния митохондрий, стада полуавтономных генераторов энергии, которые можно найти внутри клеток, отвечает за старение всего организма. В старых клетках митохондрий меньше, а те, что остались, менее эффективны в производстве энергии. Проблемы особенно остро стоят в тех местах, где клетки используют много энергии, таких как мозг, сердце и мышцы. Митохондрии почти наверняка играют определенную роль при болезни Паркинсона, и появляется все больше доказательств их влияния и на другие состояния. Таким образом, разработка методов лечения, помогающих митохондриям, может облегчить многие проблемы старости.
Как мы уже упоминали в Главе 4, первые теории об участии митохондрий в процессе старения основывались на свободных радикалах. Это семейство жадно реагирующих химических веществ, образующихся как побочный продукт высокоэнергетических реакций, используемых митохондриями для выработки энергии. И особенно вредная и направленная на митохондрии группа известна как активные формы кислорода (АФК). Бесконтрольно эти свободные радикалы могут создавать хаос вокруг клеток, реагируя со всем, что видят, повреждая белки, жиры и даже ДНК. К счастью для нас, это можно исправить с помощью антиоксидантов – молекул, которые могут стабилизировать их, не нанося значительного ущерба себе самим. Наш организм вырабатывает собственные антиоксиданты в виде белков, таких как каталаза и супероксиддисмутаза, и мы также находим их в пище в виде витаминов, таких как витамины С и Е. Таким образом, если АФК являются проблемой, то, по-видимому, есть простое решение: увеличить уровень антиоксидантов, либо приказывая организму производить больше, либо принимая витаминные добавки.
Мы уже коснулись попыток увеличить выработку антиоксидантов у мышей в Главе 4: добавление дополнительных копий генов антиоксидантов для супероксиддисмутазы и каталазы, по-видимому, не увеличивает продолжительность жизни. Кроме того, есть огромное количество доказательств того, что антиоксидантные добавки не увеличивают продолжительность жизни ни у мышей, ни у людей. В опубликованном в 2012 году Кокрановском систематическом обзоре
[67] (который считается «золотым стандартом» обобщения результатов медицинских исследований) рассматривались 78 исследований с общим числом участников 300 000 человек для оценки эффективности антиоксидантных добавок. Посыл был ясен: эти добавки бессмысленны и, возможно, даже вредны. Было обнаружено, что витамины А и С наряду с селеном не влияют на продолжительность жизни. А витамин Е и бета-каротин даже увеличивают риск смерти на 3 и 5 % соответственно.
Вероятная причина неэффективности антиоксидантов заключается в том, что АФК используются для различных функций по всему организму, как сигналы для передачи инструкций внутри или между клетками, или в более специализированных местах, таких как иммунные клетки, применяющих их для уничтожения бактерий. В результате зачистка слишком большого количества свободных радикалов витаминными таблетками может привести к тому, что организм снизит выработку собственных внутренних антиоксидантных ферментов, чтобы убедиться, что у нас достаточно АФК для этих критически важных процессов. Или при высоких дозах витаминов уровень АФК может стать слишком низким, так что они не могут выполнять жизненно важные функции, активно причиняя вред. Таким образом, остановить эти неистовые химические реакции целиком – это не вариант.
