Длина теломер

Длина теломер

Теломеры, FINITI и здоровье — где тут связь?

Теломеры — это концевые участки наших хромосом. Хромосомы хранят внутри себя наше ДНК, — основу основ, определяющее наш внешний вид, наше здоровье и, в конечном счёте продолжительность жизни. Теломеры выполняют ряд важнейших функций, в том числе, они защищают хромосомы и обеспечивают их правильный «ремонт» при повреждениях.
А ещё теломеры выполняют функцию биологических часов, отсчитывающих наш «клеточный возраст».

Но есть плохая новость — теломеры постоянно становятся короче. При каждом делении клетки (а деления происходят постоянно) каждая теломера становится короче. А короткие теломеры не способны выполнять свои функции и не могут делиться. Клетка, у которой теломера стала очень короткой — это больная и бесполезная клетка.

К счастью, вещество TA-65 способно удлинять теломеры естественным способом. TA-65 — это основной компонент препарата FINITI. Именно поэтому он так полезен. Очень полезен.

Насколько длина теломер важна для здоровья?

Она очень важна. Даже если вы до сих пор никогда не слышали ни о каких теломерах, факт остаётся фактом — их длина чрезвычайно важна для нашего здоровья и долголетия. Пожилой человек с длинными, «молодыми» теломерами будет здоров, а юноша с короткими теломерами будет постоянно болеть самыми разнообразными болезнями.

Если вы впервые слышите о теломерах — не страшно. В конце концов, об их существовании стало известно не так давно, а уж о влиянии на здоровье и старение — по научным меркам фактически «вчера». В 2009 году за изучение теломер была присуждена Нобелевская премия по физиологии Лауреатами стали Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак.

Сегодня множество учёных активно изучают теломеры. Потому что они очень, очень важны для здоровья и долголетия.

У молодых людей длинные теломеры, у старых — короткие

Эликсир молодости найден?

В настоящее время выявлен ряд болезней, которые прямо связаны с длиной теломер. Но косвенно с длиной теломер связаны все болезни. Короткие теломеры означают — биологически старый организм. Клетки с короткими теломерами не умирают, они просто перестают размножаться. Это и называется — клеточное старение.

Любая болезнь, которую юный организм легко переносит «на ногах», может свалить с ног старика. Удлинив наши теломеры, мы сделаем организм моложе (в прямом смысле слова!) и здоровее.

Это не эликсир молодости и не панацея, нет. Кроме длины теломеров, есть и другие факторы, вызывающие болезни и старение. Но теломеры очень, очень важны для здоровья и долголетия.


FINITI активирует ген hTERT. Ген hTERT увеличивает выработку фермента теломеразы. Теломераза удлиняет теломеры. Всё просто, не правда ли?

Чем грозят короткие теломеры

С данной главе использованы результаты научных исследований, приведенные в книге известного британского автора Нессы Кэри «Мусорная ДНК. Путешествие в темную материю генома» (2015 г).

Ремонт повреждённых хромосом

Каждая наша клетка имеет механизм, который «сшивает» разорванные хромосомы. Разрыв хромосом может произойти из-за множества причин, например, свободных радикалов. Куски разорванной хромосомы, фактически, плавают внутри клетки и нуждаются в срочном ремонте. Как клетка узнаёт, где нормальный конец хромосомы, а где её разрыв? Только по наличию теломеры (которая по сути представляет собой особое сочетание структур ДНК и белков). Если теломеры нормальной длины, клетка сошьёт хромосому безошибочно. Если она очень короткая, есть немалый риск, что кусок одной хромосомы будет пришит к совсем другой хромосоме. В результате получится хромосома-«мутант», которая будет действовать неправильно и, в конце-концов, погубит клетку, предварительно запустив в организм совершенно ненужные мутантные белки, вызывающие самые невероятные болезни.

При длинных теломерах такого не бывает.

Почему в пожилом возрасте слабый иммунитет?

Чем длиннее теломера, тем дольше и активнее может делиться клетка. За наш иммунитет отвечают клетки иммунной системы, которые возникают за счёт деления особого подвида стволовых клеток. Всю свою жизнь они очень активно делятся, создавая новые иммунные клетки и в конце концов начинают страдать от укорачивания теломер. А нет теломер — нет и деления. В старом организме переизбыток таких вот старых клеток, потерявших способность к делению и созданию новых клеток иммунной системы.

Именно поэтому пожилые люди сильнее подвержены болезням, чем молодые. Всё из-за длины теломер. Большая их длина очень, очень важна для здоровья и долголетия.

Бедные мышки!

В состав теломеров входит несколько белков. В 2007 году учёные провели опыт на эмбрионах мышей. Они смогли подавить образование в организме одного из таких белков, в результате чего теломеры мышей были чрезвычайно короткими.

В результате все эмбионы гибли, даже не родившись, причём гибли они от самых различных и невероятно жутких заболеваний. Как оказалось, их хромосомы были склеены произвольным образом. Они просто не могли выжить.

Клетка, живущая вечно

Ещё в 1998-м году учёные точно установили, что укорачивание теломер приводит к клеточному старению. Опыты проводились на фибробластах — клетках соединительной ткани кожи. Было выяснено, что увеличивая длину теломер в фибробластах, можно добиться того, что клетки перестанут стареть и будут жить практически вечно. А удлинить теломеры можно при помощи всё того же TA-65 — основного компонента FINITI.

…И всё-таки в FINITI есть что-то от эликсира молодости!

И тут мыши начинают курить…

Очередной опыт над несчастными мышками был проведен учёными в 2011 году. Ученые исследовали влияние сигаретного дыма на организм. Для этого они взяли две группы мышей — обычных и генетически модифицированных с укороченными теломерами. Обе группы мышей заставляли вдыхать сигаретный дым. С нормальными мышами не случилось ничего страшного, кроме стресса. А вот мыши-мутанты заболевали пневмофиброзом — тяжёлой и неизлечимой болезнью лёгких.

Читайте также:  Что поднимает температуру у человека

С людьми ситуация схожая. Проведенное в 2003 году исследование уровня смертности среди людей старше 60 лет, показало, что самый высокий уровень смертности наблюдался у обладателей самых коротких теломер.

Это очень важная информация для курящих пожилых людей. Что можно делать при длинных теломерах, совершенно противопоказано при коротких.

Сообразительные долгожители

Ещё одно исследование, проведенное сравнительно недавно, установило связь меду длиной теломер и умственной активностью в о-о-очень пожилом возрасте.

Изучив группу людей в возрасте ста и больше лет, учёные установили, что у хозяев более длинных теломер меньше симптомов старческих болезней и больше способностей к усвоению новой информации.

Отсюда, по крайне мере, ясно что и с короткими теломерами можно дожить до 100. Хотя это, конечно, не жизнь.

А не желаете ли бросить курить?

Курить и нервничать вредно. Два исследования (1, 2), выполненные разными группами учёных, доказали, что у курящих и подверженных стрессам людей теломеры становятся короче. Соответственно, старение ускоряется. Интересно, что нервные люди стареют даже несколько быстрее курящих… хотя разница невелика.

Так что курильщикам и «истерикам» нужно решать, — то ли бросать курить и нервничать, то ли пить препараты для удлинения теломер. А ещё лучше — сделать и то, и другое.

Ну, и об ожирении…

Как вы наверное, уже догадываетесь, у людей страдающих ожирением, длина теломеров… да-да. короче.

Правда, не совсем понятно, то ли теломеры укорачиваются от ожирения, то ли их малая длина ведёт к ожирению. Но в любом случае, людям, страдающим избыточным весом, FINITI необходим. Ну, или другой аналогичный препарат, без разницы.

теломеры очень важны. Их роль становится ясной только сейчас, но ни один серьёзный учёный не станет утверждать, что эта роль мала. Исследования доказывают, что она очень, очень велика. Возможно, даже намного больше, чем мы себе сейчас можем представить.

В этой статье мы охватили только малую долю того, что известно о теломерах. Но на сегодня уже установлена связь их длины с интеллектом, психикой, циррозом печени, заболеваниями сетчатки глаз и многое другое (узнать больше>>>)

Любой человек, желающий жить долго и без болезней должен немедленно заняться удлинением своих теломер.

Вот именно так — всё бросить и заняться. Без шуток и иронии.

Теломерная теория старения — один из самых простых способов объяснить, что происходит с организмом с течением времени. На концах каждой хромосомы есть «бессмысленные» участки, повторы теломерной ДНК, которые становятся короче с каждым делением клетки. Соответственно, чем дольше организм живет, тем больше его клеткам приходится размножаться и тем короче становится их теломерная «линия жизни». Когда концевые «заглушки» на хромосомах достигают критической длины, размножаться становится опасно — при следующих делениях концы продолжат укорачиваться, но пострадают уже не «бессмысленные» теломеры, а «осмысленные» гены. Поэтому короткие теломеры становятся мишенью для системы репарации (ремонта) ДНК, а она, в свою очередь, тормозит деление клетки. Наступает репликативное старение: клетка переходит в разряд «старых» и постепенно перестает выполнять большинство своих функций в ткани.

Читайте также: Познать тела меру. Как сегодня определяют биологический возраст человека и при чем тут машинное обучение

Поэтому длину теломер нередко используют для того, чтобы предсказать продолжительность жизни, и у людей она иногда действительно позволяет это сделать. Но если мы сравниваем между собой разные виды животных, то теломеры уже не дают нам ничего прогнозировать. В своей статье в Proceedings of National Academy of Sciences испанские ученые приводят результаты измерений теломер у разных видов позвоночных животных из мадридского зоопарка: дельфина, козы, оленя, фламинго, грифа, чайки, слона, а также лабораторной мыши (она была не из зоопарка).

Разброс в длине оказался значительным: от 10,4 кб (то есть тысяч пар нуклеотидов) у козы до 90,7 кб у дельфина-афалины. Но исследователи не смогли уложить эти цифры в модель, которая связала бы длину теломер с продолжительностью жизни: коза в среднем живет столько же лет, сколько и дельфин, а человек с его 15 кб в среднем живет в 40 раз дольше мыши с 50 кб.

Вероятно, отсутствие непосредственной связи вызвано тем, что длина теломер изменяется по сложным законам и под действием множества факторов. С одной стороны, теломерная ДНК страдает от окислительного стресса, что может вызвать дополнительную потерю ее участков. С другой стороны, во многих клетках организма — как правило, в стволовых и делящихся — работает фермент теломераза, надстраивающий исчезающие концы. Поэтому итоговая длина теломер зависит от соотношения этих двух факторов: потери участков и достраивания.

Исследователи проследили также, как длина теломер изменяется со временем. Для этого они измеряли ее у животных разного возраста. Оказалось, что скорость потери теломер не связана с абсолютной длиной: здесь рекордсменами оказались мышь (7000 кб в год) и человек (авторы приводят цифру 71 кб/год, в других работах можно встретить цифры 20-45 кб/год). И это значение удалось использовать как хороший предсказатель для продолжительности жизни.

Читайте также: Как посчитать старость. О старости, возрасте и о том, как они связаны

Интересно, что скорость укорочения ДНК, которую приводят испанские ученые, не приводит к полной потере теломер. Если бы смерть наступала в тот момент, когда клетки окончательно теряют способность делиться, люди, по подсчетам авторов статьи, жили бы до 211 лет, а слоны — до 333. Тем не менее в среднем изученные виды доживают до потери 25% длины, а максимальная продолжительность жизни соответствует укорочению теломер примерно вдвое.

Читайте также:  Олигозооспермия что означает

В то же время клетки перестают делиться, когда длина теломер составляет около 2 кб (по крайней мере, у человека), то есть 13% исходной длины. В своей работе ученые не обсуждают это противоречие, но можно предложить для него несколько объяснений. Вероятно, скорость укорочения теломер не постоянна в течение жизни и с возрастом становится выше (известно, например, что у человека она может изменяться). Кроме того, можно представить себе, что короткие теломеры «перетягивают» на себя внимание системы репарации и более серьезные повреждения ДНК остаются без ремонта, что вызывает преждевременное старение клеток и гибель организма.

27 октября 2015

  • 943
  • 0,8
  • 2
Автор
  • Анастасия Королева
  • Редактор
    • «Био/мол/текст»-2015
    • Биология
    • ДНК
    • Хроматин

    Статья на конкурс «био/мол/текст»: Между живыми существами и окружающей средой постоянно происходят многочисленные взаимодействия. Однако отдельный организм находится в более зависимом положении от внешних условий, чем окружающая среда от жизнедеятельности этого организма. На разных уровнях организации живой материи такая зависимость проявляется по-разному. В этой статье речь пойдет о влиянии климатических условий в разные периоды года на изменение длины теломер животных и растений. Имеющиеся данные позволяют говорить о том, что теломеры можно рассматривать в качестве структур, чувствительных к переменам внешних факторов.

    Обратите внимание!

    Эта работа опубликована в номинации «лучшая обзорная статья» конкурса «био/мол/текст»-2015.

    Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.

    Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

    В любой области нашей планеты условия окружающей среды непостоянны. Самым наглядным примером, конечно, являются области умеренного пояса, где наблюдаются четко различающиеся сезоны: весна, лето, осень, зима. Но в тропическом и субтропическом поясах также бывают неблагоприятные периоды (засуха или дожди), что, естественно, сказывается на жизнедеятельности организмов и на пищевых ресурсах. Чтобы переживать такие резкие перемены погоды и избегать голода, организмы выработали несколько стратегий. К ним относятся, во-первых, поражающие воображение миграции животных (вспомним, например, удивительное перемещение антилоп в парке Серенгети (Африка) или перелеты полярных крачек). Другая стратегия заключается в изменении уровня метаболизма и количества потребляемой пищи. Самые крайние разновидности этой стратегии — спячка и оцепенение. К организмам с такой адаптацией относятся, например, сурки, хомяки, сони, ежи, летучие мыши, некоторые птицы, также к этой группе живых существ можно отнести листопадные деревья.

    Так как перемена условий обитания влечет за собой мобилизацию большинства функций в организме, то, несомненно, это приводит к стрессу и может влиять на процессы, связанные со старением. В этом отношении полезно вспомнить о теломерах [1], ведь эти концевые структуры хромосом могут служить удобной моделью отслеживания изменений, которые происходят в разные сезоны года, так как их основные свойства — динамичность и чувствительность к переменам во внешней и внутренней среде. Уже показано, что изменения в длине теломер связаны как со стрессом, так и со старением [2, 3, 4, 5]. И чем хуже внешние условия, тем нагляднее изменения в этих хромосомных структурах. В настоящее время существует достаточно работ, подтверждающих сезонную чувствительность теломер и их связь со стратегиями переживания или избегания неблагоприятных времен года.

    Сезонные изменения в длине теломер у растений

    Самым красивым событием осени является листопад, но за этой внешней красотой скрываются драматические изменения, происходящие в теломерной биологии клеток листа. Группа китайских ученых, исследуя возрастную динамику длины теломер у разных видов древесных растений, обнаружила резкое укорочение теломер в их листьях в период с сентября по октябрь (рис. 1) [6, 7]. Причем как молодые, так и многовековые особи реликтового дерева гинкго были подвержены такой динамике теломер, то есть это естественный постоянно повторяющийся процесс, не зависящий от возраста дерева, но зависящий от возраста листа. Листопад — это необходимая адаптация лиственных деревьев к сезонам засухи или холодов. Наблюдаемое укорочение теломер можно рассматривать как следствие взаимодействия внешних и внутренних факторов, которые запускают необратимые процессы в тканях листа (например, апоптоз). Температура и влажность окружающей среды здесь играют не последнюю роль, так же как уровни гормона этилена и активных форм кислорода.

    Рисунок 1. Динамика длины теломер в период с апреля по октябрь у трех видов листопадных деревьев: гинкго (Ginkgo biloba L.) [5], ясеня (Fraxinus pennsylvanica Mars. var. Subintegerrima [Vahl.] Fern.) и ивы (Salix matsudana Koidz.) [6]. По оси ординат на графиках указаны значения длины теломер в парах нуклеотидов (п.н.). Рисунки с сайтов www.botanichka.ru, www.public.asu.edu, www.eicc.edu.

    Здесь интересно заметить, что влияние температуры на теломеры было выявлено также у таких простейших, как тетрахимены [8] и трипаносомы [9], а кроме того — у дрожжей Candida [10]. У тетрахимены, например, при повышении температуры культивирования длина теломер увеличивалась почти в три раза [8]. Теломеры и у этих организмов реагируют на изменение температуры окружающей среды, скорее всего, как на стрессовый фактор. Возможно, увеличение длины теломер является особым защитным механизмом.

    Длина теломер у животных, впадающих в спячку

    Продолжая говорить о влиянии сезонов на длину теломер, стоит обратить внимание на животных, впадающих в спячку. Интересные работы в этом направлении были проделаны на трех видах мелких грызунов — джунгарском хомяке [11], соне-полчке [12] и садовой соне [13]. Существуют данные о том, что маленькие впадающие в спячку грызуны имеют бóльшую максимальную продолжительность жизни и медленнее стареют, чем грызуны того же размера, не впадающие в спячку [14]. Хотя рекордсменом по продолжительности жизни среди грызунов, конечно, является голый землекоп, который живет до 30 лет и обладает особыми адаптациями к долгожительству [15]. При исследовании теломерной биологии грызунов, впадающих в спячку, было обнаружено, что как в периоды оцепенения, так и во время спячки длина теломер у них остается постоянной или даже увеличивается [11, 12, 13]. Это может говорить о замедлении процесса старения. Однако у садовой сони при пробуждении — когда происходит так называемое оттаивание, и температура тела повышается — происходит усиление метаболизма, которое опосредуется окислительным стрессом и укорочением теломер [13]. Несмотря на это, компенсация длины теломер в другие периоды жизни позволяет этим грызунам жить дольше. В отличие от сонь, голый землекоп, по сути, является пойкилотермным животным с низким уровнем метаболизма и не испытывает стресса, связанного с повышением обмена веществ. В фибробластах у землекопа и у близких к нему по образу жизни и некоторым молекулярным адаптациям слепышей была обнаружена активная теломераза, а укорочения теломер с возрастом не происходило [16, 17, 18].

    Читайте также:  Лаеннек внутримышечно отзывы

    У летучих мышей, впадающих в спячку, во всех анализируемых органах (печень, поджелудочная железа, почки, легкие, сердце) была выявлена более высокая активность теломеразы по сравнению с представителями того же отряда, но в спячку не впадающими [19]. У ранее упомянутых впадающих в спячку грызунов, скорее всего, теломераза тоже активна. Это может объяснять поддержание теломер у животных, предпочитающих переживать неблагоприятные условия во сне.

    Сезонные изменения длины теломер у людей

    Самым животрепещущим вопросом, наверное, является влияние смены сезонов на теломерную биологию людей. Удалось найти только одно исследование, проведенное в этом направлении [20]. Объектами исследования стали костариканцы. Для Коста-Рики характерны сильные сезонные различия: ежегодно в некоторых районах страны наступают периоды дождей. В анализ включили людей старше 60 лет. Оказалось, что в дождливый сезон их теломеры были значительно короче, чем в остальное время года (рис. 3). Если в райской Коста-Рике теломеры так реагируют на смену сезона, то можно только предполагать, что происходит с нашими теломерами, когда наступает русская осень и зима.

    Рисунок 2. Сезонное изменение длины теломер у костариканцев. На графике видно, что наибольшее укорочение теломер происходит в июне (шестой месяц) [20]. Фотографии с сайтов first-go.com, blog.mann-ivanov-ferber.ru.

    Изменение длины теломер у птиц

    Глобальные климатические изменения и даже тектонические процессы могут также оказывать влияние на теломеры. На примере чернохвостой чайки Larus crassirostris было показано, что изменения в динамике длины теломер у этой птицы могут быть объяснены такими явлениями, как Эль-Ниньо (2009/2010 гг.) и землетрясение (2010/2011 гг.). В первый временной период наблюдалась тенденция к увеличению длины теломер, а во второй — к сокращению, причем связи динамики теломер с возрастом выявлено не было (рис. 3) [21].

    Рисунок 3. Изменения в длине теломер у чернохвостой чайки в зависимости от природных катаклизмов. На рисунке представлено частотное распределение темпов изменения теломер по годам наблюдения. Видно, что в период 2009/2010 гг. изменения в длине теломер сдвинуты вправо (увеличение), а в 2010/2011 — влево (укорочение). На шкале справа треугольниками показано время сбора образцов (в мае каждого года). Фотография с сайта www.ozanimals.com, графики из [21].

    Возможно, увеличение длины теломер было связано с тем, что период Эль-Ниньо был благоприятен для добывания корма: снижались энергетические затраты на поиск пищи, что благоприятно сказывалось на физиологии птиц. А вот сильное землетрясение и последующее цунами вызвали перераспределение пищевых ресурсов, что потребовало от чаек больших энергетических затрат, при которых длина теломер стала укорачиваться. Понятно, что такое влияние условий происходит через стрессовое состояние, которое неизбежно возникает у организмов при подобных катаклизмах.

    Стратегия избегания неблагоприятных условий путем миграции может быть наиболее выгодной в мире животных. Приспособления к длительным переходам или перелетам затрагивают многие структуры и функции организма, в том числе и теломеры. Исследование на обыкновенных моевках Rissa tridactyla показало, что перелет птиц в края зимовки оказывает положительное влияние на длину теломер (рис. 4) [22].

    Рисунок 4. Длина теломер у обыкновенной моевки во время пребывания в регионах зимовки. Самки обозначены кругами, самцы — треугольниками. Фотография с сайта commons.wikimedia.org, график из [22].

    Это значит, что механизм поддержания длины теломер работает как одно из следствий адаптаций к стрессу. Перелеты на большие расстояния требуют от организма многих затрат, которые компенсируются изменениями в физиологии. Например, перед перелетом у птиц происходит накопление жира, в то же время обмен веществ замедляется. Это позволяет птицам расходовать энергию оптимально, уменьшать окислительный стресс и сохранять теломеры.

    Влияние сезона на динамику теломер, конечно, не может быть прямым. При перемене климата происходит изменение всех физиологических параметров. Теломеры же могут рассматриваться как своеобразные точки пересечения молекулярных процессов, которые при этом происходят. Чувствительность этих структур хромосом к разным факторам делает их очень популярными в научной среде. И тот факт, что в мире всё взаимосвязано, благодаря подобным исследованиям теломер приобретает новый оттенок.

  • Ссылка на основную публикацию
    Дифлюкан при рецидивирующей молочнице
    Такое заболевание, как молочница, многим женщинам знакомо не понаслышке. Три из четырех взрослых женщин, хотя бы раз за жизнь наблюдали...
    Дисменорм при климаксе
    Содержание 3D-изображения Состав и форма выпуска Характеристика Фармакологическое действие Показания препарата Дисменорм Противопоказания Применение при беременности и кормлении грудью Побочные...
    Диспансеризация хронический бронхит
    Что послужило поводом для начала такой грандиозной компании, как диспансеризация взрослого населения? Начиная с 1989 года, в Российской Федерации регистрируется...
    Дифтерия передается через
    Дифтерия – опасное инфекционное заболевание, при котором поражаются верхние дыхательные пути. В последнее время нам все чаще приходится слышать об...
    Adblock detector