Мужчины — это гетерогаметый пол, несущий вместо второй Х-хромосомы Y-хромосому. У женщин Х-хромосома, полученная от одного из родителей, случайным образом (50:50) инактивируется в раннем эмбриональном развитии. С возрастом равновесное соотношение может существенно меняться: выживают преимущественно те клетки, где активны Х-хромосомы с более длинными концами (теломерами), полученные от одного из родителей. Как известно, длина теломер играет немаловажную роль в клеточном старении. Длина теломер больше у взрослых женщин, чем у мужчин, хотя у новорожденных мальчиков и девочек она равнозначна. Разница составляет около 240 пар нуклеотидов, что соответствует примерно восьми «теломерным годам» (скорость укорочения составляет примерно 30 пар нуклеотидов в год). Более длинные теломеры у женщин могут быть обусловлены еще и действием эстрогенов. Эстрогены снижают окислительный стресс, ускоряющий разрушение теломер, а также стимулируют транскрипцию фермента теломеразы, который достраивает концы хромосом в стволовых и половых клетках.
Различия в длине теломер взрослых женщин и мужчин могут быть связаны также и с тем, что мужчины обычно выше и крупнее, чем женщины: большие размеры тела требуют большее число удвоений клеток и больше клеточных делений при регенерации тканей. Таким образом, история делений мужских клеток длиннее, чем женских, что неизбежно ведет к ускоренному укорочению теломер и более раннему началу возраст-ассоциированных заболеваний, особенно у крупных мужчин. Таким образом, более медленное укорочение теломер в клетках женщин с возрастом может в конечном итоге обусловливать их большую продолжительность жизни.
Самцы и самки многих животных по-разному реагируют на факторы, способные повлиять на продолжительность жизни. Ответная реакция на генетические манипуляции и другие воздействия, способные изменять длительность жизни, у разных полов может быть выражена в разной степени или даже быть противоположной. Генетические манипуляции, вещества-геропротекторы, низкокалорийная диета, которые продлевают жизнь модельным лабораторным животным, как правило, больше влияют на продолжительность жизни самок, чем самцов.
Митохондрии — одни из самых важных структур клетки, так как они вырабатывают АТФ — энергетическую валюту, необходимую для осуществления всех форм жизнедеятельности. По совместительству митохондрии участвуют также и в цикле образования мочевины, сжигании жиров, производстве тепла, запрограммированной гибели клеток, активации воспаления и клеточного старения. Некоторые побочные продукты работы митохондрий, в частности свободные радикалы, играют непосредственную роль в старении. Данные по изучению клеток женщин-долгожителей показывают, что у них лучше сохраняется биоэнергетическая функция митохондрий.
Митохондрии — единственные (кроме ядра) органеллы клетки с собственной ДНК (мтДНК). Отцы в передаче мтДНК следующим поколениям участие не принимают — мтДНК всегда передаются от матери к детям. Этот асимметричный характер наследования приводит к тому, что естественный отбор в отношении качества митохондриальных генов работает исключительно у женщин, что позволяет мутациям в них накапливаться, если они нейтральны или полезны женскому организму, даже если они вредят мужскому. Другими словами, если мутантные мтДНК будут вредны лишь для здоровья мужского пола, но не женского, ничто не помешает им передаваться из поколения в поколение. Таким образом, мужчины могут нести в своих митохондриальных геномах более высокий генетический груз. В экспериментах на плодовых мухах действительно удалось показать множество мутаций мтДНК, которые сокращали жизнь самцам, но не влияли на долгожительство у самок. У людей тоже обнаружены такие варианты мтДНК, которые ответственны за долголетие и передаются исключительно от долгоживущих матерей к их потомкам.
У самцов и самок по-разному формируется иммунологический ответ и наблюдаются различия во врожденном и приобретенном иммунитете. Как у беспозвоночных, так и у позвоночных животных врожденный и приобретенный иммунитет у самцов заметно ниже, чем у самок. С одной стороны, это обусловлено тем, что многие гены иммунитета находятся в Х-хромосоме. Несмотря на то что во второй Х-хромосоме у женщин большинство генов неактивно, некоторые иммунные гены избегают выключения, и поэтому в женском организме работают с обеих Х-хромосом. С другой стороны, это связано с угнетающим действием мужских половых гормонов на функцию иммунных клеток, поэтому мужчины чаще страдают инфекционными заболеваниями и опухолями, однако женщины больше подвержены аутоиммунным и аллергическим реакциям. Например, мужской гормон тестостерон препятствует развитию астмы, и поэтому большинство пациентов с астмой — женщины. Женщины чаще страдают рассеянным склерозом, системной красной волчанкой, ревматоидным артритом, которые являются аутоиммунными по своей природе. В то же время риск умереть от опухолей у мужчин в два раза больше, чем у женщин. Мужчины более восприимчивы ко всем инфекциям, в том числе к вирусам, бактериям, грибкам и паразитам.
Женщины чаще страдают астмой, рассеянным склерозом, системной красной волчанкой и ревматоидным артритом, а риск умереть от опухолей у мужчин в два раза больше, чем у женщин. Мужчины более восприимчивы ко всем инфекциям, вирусам, бактериям, грибкам и паразитам.
Иммунологический ответ на прививки у женщин формируется лучше, чем у мужчин.
С возрастом концентрации половых гормонов быстро снижаются у женщин и более медленно у мужчин. Это способствует прогрессирующему функциональному спаду иммунной системы у обоих полов. При старении некоторые половые особенности становятся еще более выраженными. Одним из наиболее явных признаков стареющей иммунной системы является хроническое вялотекущее воспаление, которое в большей степени касается женщин, чем мужчин. У женского организма выше уровни особых B-клеток, ассоциированных со старением, которые связаны с аутоиммунными процессами. В США среди пациентов с аутоиммунными заболеваниями 80 % составляют женщины.
Люди представляют собой метаорганизмы из-за симбиотических отношений с многочисленными микробными сообществами, которые присутствуют в различных анатомических местах человеческого тела. Микрофлора кишечника поставляет нам необходимые витамины и аминокислоты и служит источником энергии для клеток кишечного эпителия. Нежелательная микрофлора, наоборот, способствует аллергиям, аутоиммунным заболеваниям, ожирению, поликистозу яичников, кишечным воспалениям и диабету 2-го типа. Мужчины и женщины имеют различия в своей микрофлоре, а те, в свою очередь, могут обеспечивать разный спектр заболеваемости у обоих полов.
Стресс-ответ мужского и женского организмов тоже имеет определенные особенности. Женщины отличаются более выраженным психологическим стрессом, чем мужчины. У них также выделяется больше кортикостероидов — гормонов стресса, которые вырабатываются в надпочечниках. Это обусловлено тем, что в процессе полового созревания мужчин тестостерон подавляет функцию гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы реагирования на стрессовые ситуации. У женщин высокие уровни кортизола при стрессе становятся еще более заметными при старении. Как известно, кортизол ускоряет старение кожи — он приводит к ее обезвоживанию, истончению слоя подкожного жира и увеличению уровня сахара в крови (который служит причиной сшивки белков кожи), в результате чего кожа становится более тонкой и жесткой, и морщины проявляются более резко.
