Когда культовая рок-группа Queen задала вопрос: « Кто хочет жить вечно ?», этот вопрос был риторическим, но для многих людей ответ был «Да». Новое исследование предполагает, что бессмертие может быть научно невозможным, даже если мы каким-то образом найдем идеальное лекарство от старения.
Даже если ученым удастся преодолеть все остальные аспекты старения, люди все равно не смогут жить вечно, показывают новые исследования. Случайные мутации ДНК будут продолжать накапливаться в наших клетках до тех пор, пока организм не сможет больше функционировать.
Результаты моделирования, проведенного группой исследователей из Сколковского института науки и технологий в России, показывают, что этот процесс может наложить фундаментальное ограничение на продолжительность жизни человека: при таком оптимистичном сценарии большинство людей проживут не более 150-190 лет.
Это примерно вдвое больше нынешней продолжительности жизни человека, составляющей около 79 лет при благоприятных обстоятельствах, но это все еще жесткий предел продолжительности человеческой жизни.
Однако, по словам исследователей, их методика не столько предсказывает продолжительность жизни человека , сколько предлагает новый способ измерения вклада различных биологических процессов в старение.
«Таким образом, мы представляем надежную основу для оценки влияния соматических мутаций на старение и предлагаем новый подход к моделированию старения», — пишут они в статье, опубликованной в журнале npj Aging .
Исследователи утверждают, что эта концепция может помочь ученым оценить, какой вклад различные биологические процессы вносят в старение, потенциально помогая определить, каким механизмам следует отдавать приоритет в усилиях по его замедлению.
С возрастом риск развития некоторых заболеваний возрастает в геометрической прогрессии. Рак , болезни сердца и деменция — одни из самых распространенных заболеваний и причин смерти среди пожилых людей.
Однако старение — это не только болезни. В течение жизни в нашей ДНК постепенно накапливаются случайные мутации. При каждом делении клетки в ДНК могут возникать мельчайшие ошибки. Наш организм отлично справляется с восстановлением этих повреждений, но не идеально.
Со временем эти соматические мутации накапливаются. Большинство из них безвредны, в то время как некоторые могут способствовать развитию таких заболеваний, как рак .
Но даже если бы рак и все остальные возрастные заболевания можно было каким-то образом предотвратить, мутации продолжали бы накапливаться, постепенно ухудшая функционирование наших клеток, как показал новый анализ.
Исследователи под руководством специалиста по вычислительной биологии Дмитрия Криукова задали обманчиво простой вопрос: если бы все остальные признаки старения можно было каким-то образом устранить, ограничивали бы случайные мутации ДНК продолжительность жизни человека?
Это не было предсказанием того, сколько времени люди будут жить в будущем.
На самом деле это был мысленный эксперимент, призванный оценить верхний предел, который одни только соматические мутации могут установить для улучшения нашего подхода к пониманию старения.
Исследователи разработали математическую модель, которая систематически количественно оценивала влияние скорости мутации ДНК на основные органы организма, и использовали эту информацию для расчета продолжительности жизни человеческой популяции, свободной от возрастных заболеваний.
Ответ оказался на удивление оптимистичным – по крайней мере, по сравнению с нынешней продолжительностью жизни человека.
В зависимости от модели, средняя продолжительность жизни составляла от 146 до 194 лет. Теоретически, некоторые исключительные личности могут прожить гораздо дольше, но никто не будет жить вечно.
«Это математическая оценка (хотя и тщательная), а не экспериментальные данные», — отмечает Криуков .
По его словам , рассчитанные максимальные показатели продолжительности жизни «не являются вердиктом о неизбежности», «но они подчеркивают, что соматические мутации, хотя и удивительно слабы как самостоятельный фактор старения, могут стать критически важными в сочетании с другими механизмами».
Интересно, что исследователи обнаружили, что некоторые клетки более устойчивы, чем другие. Многие ткани, такие как кожа и печень , постоянно заменяют старые клетки новыми и теоретически могут продолжать это обновление в течение очень долгого времени.
Другие жизненно важные органы менее устойчивы. Клетки сердца и мозга в значительной степени невоспроизводимы , поэтому с годами они продолжают накапливать мутации. Именно эти долгоживущие клетки, как выяснила команда исследователей, накладывают самые строгие ограничения на продолжительность жизни.
В ходе исследования было сделано еще одно интересное наблюдение.
Идея о том, что накопление мутаций ДНК может быть основной причиной старения, обсуждается уже несколько десятилетий и лежит в основе теории соматических мутаций в процессе старения .
Предыдущие исследования показали, что мутации накапливаются на протяжении всей жизни, но вопрос о том, могут ли они сами по себе объяснить старение, остается спорным.
Работа Криукова и его команды предполагает, что соматические мутации, вероятно, являются лишь частью истории старения. Если одни только мутации определяют среднюю продолжительность жизни около 156 лет, а продолжительность жизни людей в настоящее время значительно короче, то и другие факторы должны накладывать ограничения.
Полученные данные подтверждают все более распространенное мнение о том, что старение — сложный процесс, в котором участвует множество факторов , и что выявление и понимание этих индивидуальных факторов может стать ключом к счастливой и здоровой жизни в пожилом возрасте.
Исследователи подчеркивают, что их работа — лишь часть общей картины, и для решения этой проблемы, вероятно, потребуется сотрудничество между многими областями знаний.
«Наша работа представляет собой важнейший первый шаг к разделению процесса старения на поддающиеся количественной оценке механистические компоненты», — пишут они .
«В конечном итоге, включение других важных факторов старения может проложить путь к всеобъемлющей, механистической теории старения. Для ее достижения потребуются скоординированные усилия нескольких исследовательских групп — сложная, но все более достижимая задача в ближайшем будущем».
Результаты исследования опубликованы в журнале npj Aging .
