Биологические основы старения и долголетия - [38]
Но гены, с которыми связано старение, могут не только выходить из мтДНК, но и внедряться в нее. Это обнаружено в конце 1985 года Г. Вертрандом с соавторами при исследовании механизмов старения другого вида грибов — нейроспоры.
"ДНК старения" этого организма также имеет структуру мобильного генетического элемента, но его размер гораздо больше "ДНК старения" аскомицета и состоит из (9-10) 10>3 пар оснований. Штамм нейроспоры, обретшей способность не стареть, не содержит и "ДНК старения".
В рассматриваемом случае можно предположить, каким образом внедрение такой ДНК в митохондрии нарушает функции, а со временем приводит и к гибели нейроспоры. Дело в том, что эта ДНК включается в место локализации генов, контролирующих синтез рРНК (митохондрии осуществляют синтез нескольких белков с использованием собственных рибосом). Но в результате такого изменения мтДНК ее способность к синтезу рРНК нарушается и, следовательно, возникает дефицит митохондриальных рибосом, приводящий к нарушению жизненно необходимого для нейроспоры митохондриального синтеза белка.
Механизмы внедрения "ДНК старения" нейроспоры также пока не исследованы, но известно, что такое внедрение связано с образованием в мтДНК разрывов. Итак, мы опять приходим к заключению, что нестабильность ДНК, на этот раз мтДНК — одна из причин (а в данном случае — определяющая) старения клеток.
Конечно, механизмы и характер изменения и участия в старении генов мтДНК у клеток млекопитающих могут не ограничиваться кратко рассмотренным у грибов. Кроме того, "гены старения", способные к транспозиции, возможно, могут выщепляться из ядерной ДНК и размножаться в ядре. Во всяком случае, целостность ядерного генома нарушается не только вследствие депуринизации ДНК, образования в ней разрывов и т. д.
М. Фенч и А. А. Морли в конце 1985 года обнаружили в лимфоцитах, полученных из периферической крови людей в возрасте от 0 до 82 лет, фрагменты хроматина, не связанные с основной массой хроматина ядра. Содержание таких микроядер в клетках было тем больше, чем больше был возраст доноров, от которых получали эти клетки. Частота наблюдения микроядер также возрастала после повреждения ДНК рентгеновским облучением культивируемых in vitro лимфоцитов. Это свидетельствует, что увеличенная нестабильность ДНК и является причиной образования микроядер в лимфоцитах пожилых и старых людей.
В 1985 году большая группа японских исследователей разработала специальную методику быстрого исследования кольцевых молекул в животных клетках. Эта методика позволяла следить за появлением таких молекул в ходе старения лимфоцитов грызунов в организме, легочных фибробластов человека в культуре клеток.
В нехромосомные ДНК со средним размером 1500 пар нуклеотидов наблюдали в обоих типах клеток, причем содержание копий таких ДНК и характер их распределения по размерам зависели от возраста (степени постарения) клеток. В процессе старения фибробластов здоровых доноров и людей с синдромом преждевременного старения (прогерия взрослых, или синдром Вернера) в них увеличивалось содержание внехромосомных ДНК с меньшей длиной.
Особенно интересны данные, полученные на лимфоцитах периферической крови мышат в возрасте 7-10 недель и старых мышей в возрасте более 17 месяцев. Оказалось, что при старении происходит увеличение абсолютного и относительного содержания в препаратах ДНК кольцевых внехромосомных молекул с контурной длиной 0,4–0,8 мкм. Корреляция степени такого молекулярного изменения со старением организма обнаружена и при сравнении мышей одного возраста, но различающихся по скорости старения. Похоже, что это изменение является следствием перестроек ДНК, нестабильности генов, их локальной редупликации — амплификации и выщепления из генома. Но в любом случае этот молекулярный признак можно попытаться использовать для количественной характеристики клеточного старения.
Одна из наиболее фундаментальных закономерностей старения генетического вещества (которому подчиняется и ядерная, и мтДНК, и половых и соматических клеток) состоит в том, что его повреждение не ограничивается одним каким-либо молекулярным событием. Это многоэтапный процесс, развитие которого приводит к образованию все более сложных и поэтому, вероятно, все медленнее и труднее поддающихся репарации повреждений.
Действительно образование тепловых спонтанных повреждений ДНК начинается с выщепления из ДНК пуринового или реже пиримидинового основания (см. рис. 1).
Но в апуриновых (апиримидиновых) участках резко ослабляются фосфордиэфирные связи остова спирали и в результате образуются разрывы цепей. При наличии такого типа повреждений (назовем их первичными) возрастает вероятность образования в ДНК двойных разрывов и сшивок полинуклеотидных цепей с белками (вторичные повреждения). А последние могут с большой вероятностью реализоваться в изменения структуры хромосом (Хромосомные аберрации — третичные Повреждения генетического вещества).
Теперь посмотрим, как меняется способность ДНК к репараций при повреждениях на различных уровнях. Известно, что апуриновые участки или однонитевые разрывы репарируются довольно быстро, относительно точно и полно; вторичные же — значительно медленнее, не всегда полно и, вероятно, менее точно; а хромосомные аберрации, если они возникли, обычно называются необратимыми.
Как сохранить молодость, остановить старение, укрепить здоровье и увеличить продолжительность жизни? Наука стоит на пороге революции: исследования теломер (концевые участки хромосом) и теломеразы (Нобелевская премия по физиологии и медицине 2009 года) дали свои плоды. Доктор М. Фоссел, ведущий специалист по клиническому применению теломеразы, в своей книге рассказывает, что такое старение, почему изнашиваются органы тела, стареет сама клетка, и объясняет, как и чем всем нам может помочь открытие этого фермента и что еще нужно (диета, упражнения…), чтобы повернуть процесс старения вспять и полностью избавиться от всех возрастных болезней.
Улучшение санитарных условий и антибиотики привели к эпохальному повышению продолжительности жизни людей, но при этом послужили причиной новых проблем со здоровьем, нарушив тонкое, вековое равновесие, сложившееся и между микроорганизмами, живущими внутри нас, и в окружающей среде. В итоге устойчивость микроорганизмов к антибиотикам стала одной из самых серьезных медицинских проблем нашего времени. Книга “Микробы хорошие и плохие” посвящена не только этой проблеме, но и так называемой “гигиенической гипотезе”, согласно которой нынешний прогрессирующий всплеск иммунных и других заболеваний связан с нашей чрезмерной заботой об улучшении санитарных условий. Рассказывая о том, что в нашей войне с микробами пошло совсем не так, как надо, Джессика Снайдер Сакс раскрывает перед читателями складывающиеся сегодня представления о симбиотических отношениях человеческого организма и населяющих его микробов, число которых, кстати, превосходит число наших собственных клеток в девять раз! Кроме того, автор этой книги подает нам надежду на то, что в будущем люди научатся создавать и использовать антибиотики более благоразумно, и даже на то, что когда-нибудь мы сможем заменить противо-бактериальные и дезинфицирующие средства бактериальными, каждое из которых будет специально разработано так, чтобы обеспечивать наилучшую заботу о нашем здоровье.
Есть сомнения по поводу названия."С названием этой статьи приключилась почти мистическая история. Рабочим названием было: «Интуиция слепа без знания», поскольку Виктор Николаевич не раз с огорчением говорил о том, что люди тренируются в основном по интуиции. Но при верстке первой части статьи это название каким-то непостижимым образом изменилось на прямо противоположное: «Знание слепо без интуиции» (!!!), хотя в оглавлении номера стояло правильное. Вторая часть выходит с «правильным» названием. Но этот случай навел на мысль расставить на свои законные места интуицию и знание.".
Учитывая большую ответственность, которую повседневно несут руки и ноги, забота о них должна быть среди первостепенных. О том, как справиться с заболеваниями наших конечностей, рассказывает эта книжка.Проблемы, требующие вашего личного участия в оздоровлении своего организма, давно известны – остеопороз и переломы костей, плоскостопие, повреждение мениска, подагра, фантомная боль и варикоз. Не менее актуальны травмы конечностей, дрожь и онемение рук, локтевая боль, плексит. Вы узнаете, что предпринимает врач для лечения недуга, какие лекарства и способы выбирает для лечения.
В 1996 году в мире отмечали 100-летие со дня рождения Н. А. Бернштейна, создателя современной биомеханики - учения о двигательной деятельности человека и животных. К этой дате были приурочены научные конференции в США и Германии. В работе международной конференции в университете штата Пенсильвания (США) приняли участие 200 специалистов из США, Германии, Японии. Россиянин В. П. Зинченко выступил с докладом "Традиции Н. А. Бернштейна в изучении управления движениями". Вот как рассказано об этом в "Книге странствий" Игоря Губермана: "На обеих этих конференциях был его ученик, которого молодые ученые издали оглядывали с почтительным изумлением, довольно различимо шепча друг другу: "Он знал его при жизни, это фантастика!".
Данный справочник посвящен важнейшим вопросам современной иммунологии. В нем подробно рассматриваются различные иммунодефицитные состояния и методы их диагностики, все известные на сегодня болезни и расстройства иммунной системы, проблемы вакцинологии, традиционные и нетрадиционные методы лечения иммунной системы. Книга адресована практикующим врачам-иммунологам, а также широкому кругу читателей.