Старение — сложный биологический процесс, в котором переплетаются генетические программы, образ жизни и воздействие окружающей среды. Но за последние десятилетия генетика сделала огромный рывок: современные исследования не только выявили гены, связанные с долголетием, но и показали, что именно в структуре ДНК отражена скорость биологического старения. Поговорили об этом с врачом-терапевтом Мариной Степковской.
Теломеры: биологический счетчик возраста
На концах хромосом расположены теломеры — защитные структуры, предотвращающие повреждение ДНК при каждом клеточном делении. Со временем теломеры укорачиваются и, когда их длина достигает критического уровня, клетка теряет способность к делению. Это явление — клеточная сенесценция — один из главных двигателей старения тканей.
Длина теломер частично наследуется. Более медленное их укорочение связано с долгожительством. Теломераза — фермент, восстанавливающий теломеры, — активна лишь в стволовых и некоторых иммунных клетках, и ее чрезмерная активация избыточно повышает риск опухолей.
Таким образом, теломеры выступают чувствительным индикатором состояния организма и одним из наиболее изученных маркеров биологического возраста.
Гены долголетия
Международные исследования долгожителей выделили несколько генов, значительно повышающих вероятность достижения возраста 90+.
* FOXO3, который регулирует клеточный стресс-ответ, метаболизм и иммунитет. Его благоприятные варианты встречаются у долгожителей чаще, чем в среднем в популяции.
* Аллель APOE2 защищает от сердечно-сосудистых заболеваний и деменции, в то время как APOE4, напротив, повышает риски.
* SIRT1 и SIRT6 — гены семейства сиртуинов. Участвуют в регуляции энергии, воспаления и репарации (восстановления после повреждения или ошибки) ДНК.
* IGF1 и связанные пути контролируют гормон роста и обмен веществ. Более низкая активность этих путей связана с увеличением продолжительности жизни в ряде моделей.
«Важно подчеркнуть: не существует гена бессмертия. Долголетие — результат совокупности сотен и тысяч генетических вариаций, каждая из которых оказывает небольшой эффект, а также образа жизни, поддерживающего положительные особенности организма и сглаживающего черты, которые могут трансформироваться в болезнь», — продолжает врач.
Репарация ДНК: качество ремонта определяет темп старения
Ежедневно в каждой клетке происходит до миллиона повреждений ДНК. От того, насколько эффективно организм их устраняет, зависят скорость накопления мутаций и биологическое старение. Ключевые системы репарации включают путь нуклеотидного вырезания (XPA–XPD), гены двойного разрыва (BRCA1/2), ферменты PARP, активируемые при повреждении ДНК.
«Мутации в этих системах приводят к ускоренному старению и ранним возрастным заболеваниям. Напротив, у долгожителей часто выявляют повышенную активность генов репарации или их более эффективные варианты», — говорит Марина Степковская.
Митохондриальная ДНК: энергия и свободные радикалы
Митохондрии — «электростанции» клетки — обладают собственной ДНК, уязвимой для повреждений. С возрастом мутации в митохондриальной ДНК накапливаются быстрее, чем в ядерной, что снижает энергетический потенциал клеток и усиливает окислительный стресс.
«Некоторые варианты митохондриальной ДНК, выявленные у долгожителей, обеспечивают более эффективную работу дыхательной цепи и меньший уровень свободных радикалов. Это еще один пример того, как генетика помогает определять скорость биологического старения», — рассказывает эксперт.
Наследственность или образ жизни: что важнее
По оценкам современных исследований, генетика объясняет около 20–30% вариаций продолжительности жизни. Остальное — воздействие среды и образа жизни. То есть предрасположенность определяет лишь потенциал.
«Реализация этого потенциала зависит от факторов, которые человек в значительной степени контролирует: питание, регулярная физическая активность, уровень стресса, отказ от курения и злоупотребления алкоголем, качество сна и социальная активность», — рассказывает Марина Степковская.
Генетические исследования старения показали, что ДНК — это не просто носитель информации, но и тонкий регулятор биологического времени. Теломеры, гены репарации, митохондриальная ДНК образуют сложную сеть механизмов, влияющих на продолжительность жизни.
«Но главное открытие XXI века заключается в том, что генетические программы старения пластичны. Их можно замедлить с помощью привычек, образа жизни и медицинских технологий. ДНК определяет лишь стартовые условия, а вот траекторию старения человек формирует сам», — отмечает эксперт.