Что такое старение
Прежде чем разобраться в процессе омоложения, попытаемся сначала понять, что такое старение . Обычно под старением понимают процесс, при котором постепенно нарушаются и теряются важные функции организма, в том числе способности к размножению и регенерации. Относительно причин старения выдвигались и выдвигаются различные гипотезы, которые делятся на две принципиально отличающиеся смысловые группы. Ученые, приверженцы первой группы, утверждают: процесс старения обусловлен некой (неизвестной) программой, заложенной эволюцией, причем программу эту можно замедлить или сломать. Приверженцы второй группы возражают: никакой специальной программы не существует, однако со временем накапливаются повреждения и поломки во всех структурах организма, что и приводит к старению.
Чуть более подробный разговор на эту тему идет в статье «Старение — плата за подавление раковых опухолей?» . — Ред.
Вне зависимости от правоты тех или других, процессы старения, происходящие на всех уровнях (от молекулярного до организменного), одинаковы для всех. Так, со временем в ДНК возникают мутации, начинает хуже регулироваться экспрессия генов, в клетках накапливаются агрегаты поврежденных белков и липидов. Кроме того, деление клеток происходит реже, и клетки выполняют свои функции менее эффективно, что, в свою очередь, ведет к замедлению регенерации органов, уменьшению мышечной массы, ослаблению иммунитета, снижению умственных способностей и пр. Изменения, перечисленные выше — всего лишь малая толика всех не слишком приятных процессов, которые происходят в стареющем организме. Перечень этих физиологических проблем наводит на невеселые размышления о том, что «прекрасное далеко», несмотря на мольбы, будет жестоко. И ты с тоской смотришь на толстые тома молекулярной биологии, сознавая, как постарел за время их прочтения. Но, дорогой читатель, не спеши отчаиваться! Сотни ученых по всему миру, уже благополучно прошедшие этот путь, теперь трудятся, чтобы вернуть упущенные годы. И надо сказать, они достигли некоторых успехов в своем деле.
Освобождая ум
Французские исследователи не углубляются в выяснение вопроса, почему полудрёма (гипнагогия, стадия N1) повышает креативность и заставляет мозг работать иначе, раскрывая его скрытый потенциал. Но нейропсихологи задумываются об этом давно.
Если объяснять простыми словами, то по мере засыпания наш мозг частично блокирует входящие сигналы, переставая уделять им то внимание, без которого невозможна его деятельность в состоянии бодрствования. Отключившись от внешних раздражителей и поставив фильтры собственной рассудочной деятельности (вспомним народную мудрость: много думать вредно), мы словно освобождаем ум от беспрерывного шума, мельтешения мыслей и тотального контроля со стороны логики
Он становится открытым и восприимчивым к новым ассоциативным связям. Мозг занимается обработкой полученной информации, в том числе нерешённых задач, используя интуитивный подход и привлекая ресурсы из нашего подсознания. При этом скорость его работы возрастает в разы, а поиск решения становится более вариативным и идёт сразу в нескольких направлениях.
Тот, кто изобрёл ХХ век. Кем был Никола Тесла: гением или мистификатором?
Подробнее
«Обнуление» и замедление часов
Одним из немаловажных успехов ученых было увеличение продолжительности жизни их лабораторных любимцев — круглого червя Caernorhabditis elegans, мушки Drosophila melanogaster и лабораторной мыши Mus musculus с помощью индуцированных мутаций в определенных генах или подбором диеты, ограничивающей калории .
Исследователи давно экспериментально находят гены, влияющие на продолжительность жизни, и пытаются понять механизм их действия. К настоящему моменту таких генов найдено уже несколько десятков (как в модельных организмах, так и в человеке). Например, продлевают продолжительность жизни лабораторных животных мутации, сделанные в следующих сигнальных путях:
- (5′ AMP-activated protein kinase). AMPK — это фермент, который играет роль в поддержании энергетического гомеостаза клетки.
Знаменательно то, что использование подобных приемов продлевало не только жизнь, но и молодость подопытных. Получается, что мы способны экспериментально замедлить ход «часов старения». Но возможно ли часы остановить или, более того, повернуть их стрелки вспять? Следует заметить, что в природе «обнуление» этих часов происходит каждый раз вслед за моментом оплодотворения. Фактический возраст яйцеклетки человека равен возрасту женщины.
Сперматозоид, конечно, возрастом моложе, однако и он успел пройти через ряд клеточных делений. В клетке же, образованной в результате оплодотворения, «возрастной след» родителей отсутствует полностью! Механизмы «обнуления» до сих пор неясны. Но все же понятно, что этот процесс проходит под действием определенных веществ, находящихся в цитоплазме яйцеклетки. Для выживания вида вышеописанный процесс чрезвычайно важен.
- ИПСК способны образовывать опухоли из-за своей высокой пролиферативной активности;
- цикл этот занимает около трех недель, и при том процент успешно перепрограммировавшихся клеток невелик (максимальная эффективность — около 0, 01%) .
Эксперимент Яманаки также подтвердил гипотезу о том, что часы старения взрослых дифференцированных клеток могут быть «обнулены».
Рисунок 1. Схема уже классических экспериментов: клонирование лягушки Джоном Гёрдоном и получение ИПСК методом Синъя Яманаки
Во всех приведенных выше экспериментах омоложение протекает только совместно с дедифференцировкой (то есть с потерей клеточной специализации). Но возможно ли обратить процесс старения вспять, сохранив при этом специфические клеточные функции?
Метод Дали может быть достигнут с помощью медитации
Вполне возможно, что к этому моменту мы были заинтригованы тем гипнагогическим состоянием, которого Дали достиг во время сна. Тем не менее, мы должны помнить, что нелегко достичь и использовать эту особую фазу сна. Сальвадор Дали был опытным «психо-навигатором» в мире подсознания, нам, конечно, будет сложней добраться туда.
Мы также можем достичь очень похожего эффекта, используя медитацию, чтобы катализировать и усиливать творческий процесс. Это то, что Дэвид Линч, еще один гений подсознания и сюрреализма, рассказывает нам в своей книге «Поймать большую рыбу». Медитация успокаивает внешний звук и гармонизирует мысли. И таким образом, по мере освоения техники, мы уступим более живому и свободному ментальному потоку. Мы достигнем измерения, которое почти всегда скрыто от наших занятых умов.
Хотя метод Сальвадора Дали не был новым, он смог дать ему исключительное и беспрецедентное использование. Если мы хотим повысить нашу креативность, нам достаточно позволить себе быть немного более свободным, даже немного более детским. Давайте не забудем взглянуть на нашу внешность, а также на глубины нашего разума, где совершенно определенно находятся невероятные идеи и мысли.
Знакомьтесь, эпигенетика
Основные механизмы перепрограммирования клеточного ядра и его дедифференцировки — это объекты, изучаемые . Эта наука изучает механизмы, которые меняют экспрессию генов, но не затрагивают при этом последовательность ДНК.
Пример. Клетки нашего организма имеют одинаковый генетический материал, но они экспрессируют различные гены, что приводит к клеточной специализации (клетки печени, кости, нейроны)
Важно, что эпигенетические механизмы не только «руководят» дифференцировкой, но и постоянно поддерживают специализацию образовавшейся клетки. Дифференцированные клетки многократно делятся и постоянно подвергаются воздействию дестабилизирующих внешних факторов, однако сохраняют свои функции
Несмотря на эпигенетическую устойчивость, описанные выше эксперименты демонстрируют, что статус клеток пластичен и обратим. Изучая динамику перепрограммирования мышиных клеток (фибробластов) в ИПСК, ученые выяснили, что на четвертый—седьмой день в клетках происходит дестабилизация эпигенома.
Но возникновение дестабилизации еще не гарантирует, что клетки перейдут в ИПСК. Если в это самое время устранить факторы перепрограммирования, то клетки обратно превращаются в фибробласты . Исходя из этого, возникла любопытная гипотеза (еще не подтвержденная), объясняющая различие механизмов дедифференцировки и омоложения (рис. 3). При омоложении клетки подвергаются дестабилизирующим факторам недолгое время. Поэтому возрастные эпигенетические метки (как менее устойчивые) стираются, а эпигенетические метки, отвечающие за специализацию клетки, сохраняются. Поэтому клетки возвращаются в исходное состояние. При «обнулении» клетки подвергаются длительному воздействию факторов перепрограммирования. Поэтому все эпигенетические метки, существовавшие до этого в клетке, стираются. Теряются и специализация, и возраст клетки, и она превращается в стволовую. Возможен и третий способ: переход из состояния эпигенетической нестабильности сразу в клетку другого типа. Уже существуют способы превращения фибробластов в кардиомиоциты или в нейроны с использованием всего лишь нескольких транскрипционных факторов .
Рисунок 3. Иллюстрация гипотезы, объясняющей различия между процессами омоложения и перепрограммирования клеток. При омоложении клетки подвергаются кратковременному воздействию факторов перепрограммирования, поэтому теряют только те признаки, которые менее устойчивы (возраст). При длительном воздействии этих факторов клетки теряют даже устойчивые признаки клетки (специализацию).
рисунок автора статьи
Саксенда – дозировка и способ применения
Препарат вводится в подкожные ткани так же, как и инсулин. Продается в специальных одноразовых ручках с тонкой короткой иглой. Препарат следует вводить в подкожную клетчатку (не внутримышечно), и для этого достаточно иглы длиной 6-8 мм. Его можно вводить в живот, бедра и предплечье. Будьте осторожны, чтобы не вводить его в одно и то же место.
Терапия обычно начинается с дозы 0,6 мг/сут, а затем увеличивается на 0,6 мг/сут с интервалами не менее семи дней, пока максимальная рекомендуемая доза не составит 3 мг/сут. Постепенное увеличение дозы препарата сводит к минимуму риск побочных эффектов терапии, особенно заболеваний пищеварительной системы.
График повышения дозы:
- Первая неделя – 0,6 мг / сут.
- Вторая неделя – 1,2 мг / сут.
- Третья неделя – 1,8 мг / сут.
- Четвертая неделя – 2,4 мг / сут.
- Поддерживающая доза – 3 мг / сут.
Кто может использовать Саксенду?
Показанием к лечению саксендой является ИМТ ≥30 кг/м2. Также разрешается начинать терапию с более низким ИМТ – в пределах 27-30 кг/м2, если лишние килограммы сопровождаются заболеваниями, связанными с диетой, а именно:
- предиабетом;
- сахарным диабетом 2 типа;
- артериальной гипертензией;
- дислипидемией;
- обструктивным апноэ во сне.
Саксенда разрешена к применению у взрослых. Снижение веса происходит за счет сочетания приема препарата с соответствующей диетой и физическими нагрузками. В связи с тем, что у пациента понижен аппетит, ему легче соблюдать рекомендации здорового питания.
О пользе сна с бутылкой в руке
Вспомним название одной из самых известных картин Дали — «Сон, вызванный полётом пчелы вокруг граната за секунду до пробуждения». В нём содержится намёк на то, откуда мастер сюрреализма черпал вдохновение.
Во время сиесты Сальвадор Дали садился в кресло, держа в руке ложку или другой металлический предмет. Подумав над сюжетом картины, он начинал засыпать — в этот момент ложка падала на тарелку, звук удара мгновенно будил художника, и он просыпался, успевая запомнить фантасмагорические образы и удивительные панорамы, рождённые его подсознанием. Не зря знаменитый испанец называл свои творения «фотографиями нарисованных вручную снов».
Тот же метод использовал изобретатель Томас Эдисон, только он брал в руку бутылку воды и, просыпаясь, сразу записывал пришедшие в голову идеи и мысли. Среди других гениев, овладевших искусством балансировать между сном и явью, называют Альберта Эйнштейна, Николу Теслу, Льюиса Кэрролла, но, пожалуй, многие из нас могут припомнить, что и в их жизни моменты озарений и решений сложных вопросов совпадали с моментами внезапного пробуждения.
На языке науки эта фаза — промежуточное состояние между сном и бодрствованием — называется гипнагогией или стадией N1. Она длится всего несколько минут и до сих пор слабо изучена специалистами-сомнологами. А зря.
Сколько весит мысль. Как наше воображение способно менять реальность
Подробнее
«У меня всегда было много гипнагогических переживаний, похожих на сны, которые меня завораживали. Поэтому я была весьма удивлена, когда узнала, что за последние два десятилетия почти никто не изучал это состояние», — признаётся нейробиолог из Парижского института мозга Дельфина Удиетт.
По её руководством учёные провели эксперимент, чтобы проверить, работает ли методика Сальвадора Дали и Томаса Эдисона на обычных людях. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Science Advances.
C бодрым утром! Как нужно правильно просыпаться?
Подробнее
Как работает Саксенда?
Действующее вещество в саксенде – лираглутид, аналог гормона инкретина человека. Термин «аналог» означает, что соединение отличается от гормона, вырабатываемого в организме естественным образом, только несколькими отдельными атомами. Согласованность лираглутида с человеческим гормоном GLP-1 составляет 97%.
Лираглутид – первое лекарство для похудания с таким механизмом действия, то есть имитирующее действие естественных гормонов инкретина. Но точный механизм работы Саксенды до конца не изучен. Известно, что лираглутид поглощается областями мозга, контролирующими аппетит.
Саксенда:
- замедляет опорожнение желудка, тем самым снижая скорость поступления глюкозы (энергии) из пищи в кровь;
- усиливает чувство сытости и насыщения;
- уменьшает чувство голода.
Саксенда уменьшает чувство голода
Лираглутид также используется для лечения диабета 2 типа (Виктоза). Его эффективность в стабилизации уровня сахара в крови основана на:
- увеличении секреции инсулина;
- снижение секреции глюкагона – гормона, противоположного инсулину.
В результате лечения саксендой в основном снижается висцеральный, а не подкожный жир, что полезно для здоровья. Висцеральная ткань гормонально активна, ее избыток приводит к развитию инсулинорезистентности и диабета 2 типа.
Гипнагогический метод очень распространен в творчестве
Метод Сальвадора Дали, основанный на достижении гипнагогического состояния, не был открыт им и не был неизвестен науке, психологии и, прежде всего, миру искусства. На самом деле, мы знаем, что Льюис Кэрролл также использовал нечто подобное. Читая «Алису в стране чудес» и особенно «Алису за зеркалом», мы сразу же можем почувствовать, что Кэрролл также использовал чисто сказочный тип повествования и образов.
Он также создал обычный метод, чтобы проснуться, прежде чем идти в глубокий сон. Он положил тетрадь рядом с креслом. В нем он описал каждый образ, который он видел в своем подсознательном мире.
Характеристики гипнагогического сна:
- Это состояние появляется в фазах 1 и 2 глубокого сна.
- Гипнагогическое состояние — это фаза, которую мы можем рассматривать как «перед сном». Наши мозговые волны переходят от бета к альфа.
- На этом этапе обычно появляются короткие и интенсивные зрительные и слуховые галлюцинации.
- Эти образы забываются, как только мы просыпаемся.
- Гипнагогические состояния или галлюцинации распространены у детей и подростков.
Однако после пробуждения мы размываем и полностью забываем эти изображения, если, конечно, мы не следуем стратегии, подобной стратегии Дали.
«Золотая середина для творчества»
В эксперименте приняли участие добровольцы, не имеющие проблем с засыпанием. Им, если кратко, давали возможность подремать между решением математических задач. Сначала участникам показывали последовательность из восьми чисел и предлагали догадаться, какое число следующее, основываясь на двух математических правилах. Было в их распоряжении и «скрытое правило», которое подсказывало, что искомое число совпадает со вторым в данной последовательности. Но чтобы понять это, требовался креативный подход, озарение.
После размышлений участникам давали 20-минутный перерыв, предлагая расслабиться и попробовать заснуть в откидном кресле, держа в руках чашку. Каждого снабдили устройством для измерения мозговых волн, чтобы было ясно, спал человек или нет, а если спал, то в какой стадии. Оказалось, что те, кто входил в стадию N1 и не погружался при этом в более глубокий сон, после пробуждения с большей вероятностью находили нематематический способ решения поставленной задачи, чем другие. Пребывая в коротком промежутке между сном и явью (замеры показали, что на это требуется, по крайней мере, 15 секунд), они внезапно догадывались применить «скрытое правило» и получали правильный ответ. Из тех, кто погрузился в состояние полудрёмы, таковых было 83%. Из тех, кто уснул глубоким сном или не уснул вовсе — лишь 30%.
«Наши результаты показывают, что в самом начале сна есть золотая середина для творчества, и для её достижения необходимо, чтобы человек балансировал между лёгким засыпанием и слишком глубоким», — пишут авторы исследования. Теперь они надеются проверить, как влияет стадия сна N1 на решение разных типов творческих задач. Возможно, некоторые из них будут иметь реальное применение в жизни. Другим интересным шагом станет поиск технологии: как целенаправленно погружать себя в творческую стадию сна и получать необходимый инсайт, но не использовать для пробуждения чашку, вилку, бутылку или какой-то иной предмет.
Во сне и наяву. Можно ли записывать сновидения и пересматривать их заново?
Подробнее
Как пробудить и улучшить наше творчество?
Давайте посмотрим на одну из его самых известных работ под названием «Сон, вызванный полетом пчелы за секунду до пробуждения». Это странное, но простое название предлагает нам небольшую подсказку об известном методе. Однако в этой картине он хотел показать что-то еще, чему он научился, читая Фрейда. Фрейд сказал, что многие из наших снов стимулируются звуками, запахами или присутствием извне, такими как звук этой пчелы, гудящей вокруг нас, пока мы спим.
У Дали была сиеста, и каждый раз он брал с собой ложку. Его метод, магия и ритуал были следующие: после еды он сидел в кресле. В одной руке он держал ложку и оставлял тарелку на полу. Его сон длился всего несколько минут, потому что его целью было не спать, а достичь гипнагогического состояния. Более того, когда он добрался до глубокого сна, он знал, что ложка выпадет из его руки. Звук удара по тарелке мгновенно разбудит его. Это было то, что он хотел.
Эта техника позволила ему путешествовать между сном и бодрствованием. Этот неизмеримый океан, в котором возникают самые удивительные существа, самые странные создания бессознательного мира. Промежуточное состояние, которое он посещал каждый день в течение нескольких минут. И где он пользуется преимуществами тех моментов, когда ум более подвижен и гиперассоциативен, чем когда-либо.
Омоложение без дедифференцировки
Разными группами ученых были проведены эксперименты, доказавшие возможность омоложения клетки без утраты её специфичности. Более того, к настоящему моменту описано уже три основных способа заставить клетку «вспомнить молодость» :
- Создание «молодого окружения».
- Воздействие на определенные гены.
- Фармакологическое воздействие на клетки.
Первый способ: создание «молодого окружения»
Чтобы понять, способны ли клетки и ткани старой мыши омолодиться под воздействием внешних биологических факторов, был использован гетерохронический парабиоз (ГП) — метод, при котором две мыши — молодая и старая — сшиваются боками (как сиамские близнецы; рис. 2). При этом у мышей создают общую кровеносную систему и пул крови. Супруги Конбой (Irina Conboy и Michael Conboy) еще в 2005 году продемонстрировали, что при ГП к клеткам мышц и печени старой мыши возвращается юность. Они приобретают фенотип молодых клеток, а молекулярные метки старения пропадают , . Восстанавливают свой потенциал и тканеспецифичные стволовые клетки мышц. Конбой сообщают, что даже очень старые стволовые клетки не теряют своих способностей восстанавливать и поддерживать ткань, просто надо обеспечить им молодое окружение .
Рисунок 2. Модель гетерохронического парабиоза. Мышей сшивают, создавая единую кровеносную систему.
В 2014 году Гарвардские биологи, используя ГП, выявили ростовой фактор дифференцировки 11 (grow differentiation factor 11, или GDF 11). Журнал Science назвал эту работу первой демонстрацией фактора омоложения, так как GDF11 обладает всеми необходимыми характеристиками: он синтезируется в организме, обращает старение вспять в большинстве тканей и его уровень снижается с возрастом .
Биологи из Стэнфорда тоже исследовали модель ГП. Они сосредоточились на эффектах, возникающих при воздействии молодой крови на мозг. Выяснилось, что в определенных областях мозга мыши повысился нейрогенез и уровень пролиферации стволовых клеток, то есть стали появляться новые нейроны, которые в норме появляются только у молодых особей , . Интересно, что во всех экспериментах с ГП молодые мыши стареют.
Механизмы описанных выше эффектов на сегодняшний день до конца не ясны. Ученые предполагают, что в эти процессы вовлечены как стволовые клетки, так и различные ростовые факторы, цитокины и др.
Третий способ: фармакологическое воздействие на клетки
Таким образом, разделить процессы старения и дифференцировки возможно. Осталось только разобраться, чем же различаются механизмы «обнуления» клеток и их омоложения.
Заключение
Опыты по омоложению клеток, как и выявление фактора омоложения GDF11, безусловно, впечатляют. Может показаться, что эликсир молодости вот-вот будет изобретен. Но, к сожалению, не так всё просто. Сделанные на сегодняшний день открытия — это лишь самые первые шаги. Ученые далеки от полного понимания механизмов старения и того, каким образом его можно контролировать/регулировать. Не стоит также забывать, что эксперименты проводились на мышах. Будет ли действовать тот же фактор GDF 11 на человека — неизвестно. И, наконец, существует вероятность, что мобилизация стволовых клеток у старых людей инициирует возникновение злокачественных опухолей или других побочных эффектов. Поэтому, если вам предложат омоложения ради испить «настойки из молодой крови» или «коктейль из стволовых клеток», не спешите. Клиники молодости едва ли появятся в ближайшие десять лет. Но если вы хотите быть молодым и крепким уже сейчас, следуйте примеру Джеффри Лайфа (рис. 4), действуйте по-старинке: занимайтесь спортом, бегайте, ешьте овощи и фрукты. Организм перед вами в долгу не останется.
Рисунок 4. Джеффри Лайф, 74-летний бодибилдер. Начал заниматься спортом только в 57 лет. Сейчас он выглядит значительно лучше, чем почти 20 лет назад.