Возраст: преимущества, парадоксы и решения

Давайте для примера рассмотрим проблему, проявляющуюся с возрастом, – остеоартрит, болезнь, вызываемую отказом хондроцитов. Это единственные клетки, живущие в хрящах наших суставов; они прячутся там, как маленькие семечки. Их работа – вырабатывать и поддерживать в рабочем состоянии хрящ, плотную, похожую на желатин соединительную ткань, состоящую в основном из белков, которые формируют две скользкие поверхности сустава, трущиеся друг о друга при движении. Хрящ делает движения сустава мягкими и плавными, минимизируя износ и позволяя нам совершать быстрые, эффективные движения. При остеоартрите клетки, устилающие, например, коленный сустав, медленно теряют длину теломер и становятся нефункциональными; это приводит к постепенному уменьшению поверхности сустава, боли и даже инвалидности. Клетки, устилающие суставы, – хондроциты – страдают от непосредственного старения и в конце концов отказывают, вызывая артрит. Белки хряща – в основном коллаген и протеогликаны – являются важнейшими продуктами хондроцитов. Эти белки относительно стабильны, но тем не менее все равно перерабатываются хондроцитами, которые разрушают текущую хрящевую матрицу и выделяют новую матрицу ей на смену. Короче говоря, поверхность суставов проходит постепенную, но очень важную переработку, и именно эта постепенная переработка замедляется с возрастом.

Из-за этого замедления в зрелые годы в матрице начинают накапливаться повреждения. Сама скорость повреждений постоянна – они вызываются нормальным давлением и стрессом, вызываемым движением любого сустава, особенно тех, что поддерживают вес нашего тела, в частности, тазобедренного и коленного. Но хондроциты постепенно теряют способность ремонтировать эти повреждения. Когда они стареют, их теломеры укорачиваются, экспрессия генов, кодирующих важные белки, замедляется, обновление белков в хряще происходит все медленнее, и хрящ начинает портиться. Он истончается и начинает рваться, а хондроциты лишаются физической защиты от сдавливания и растяжения, что приводит к быстрой их потере. Укорочение теломер также заставляет хондроциты медленнее реагировать на потребность в замене клеток и медленнее делиться. В результате хондроциты не просто начинают медленнее заменять хрящевую матрицу: самих хондроцитов тоже становится меньше.

Заметки на полях

В июле прошлого года праздновали 20-летие со дня рождения первого клонированного животного, знаменитой овечки Долли. Главным достижением было перепрограммирование соматических клеток, тогда как до нее млекопитающие получались исключительно из половых клеток. Долли, дав положительный ответ на возможность перепрограммирования полностью дифференцированной клетки, задала несколько новых вопросов, в том числе о долголетии и здоровом старении. Дело в том, что в возрасте 6 лет, незадолго до своей смерти, Долли стали беспокоить суставы, и она проходила лечение от артроза. Встал вопрос, обязательна ли при старении триада: метаболический синдром, артериальная гипертензия и артроз? С этой целью изучили 13 клонированных овечек в возрасте 7–9 лет, причем 4 из них были из той же клеточной линии, что и овечка Долли. Особое внимание было уделено обследованию всех основных суставов, в том числе коленых, наиболее пострадавших от остеоартрита у Долли. Параметры сравнили с контрольной группой, с более молодыми овечками 5–6 лет, и статистически значимых различий не обнаружили. Несмотря на преклонный возраст животных, не было обнаружено никаких клинических признаков дегенеративных заболеваний суставов.