Tick, tock: как стресс ускоряет старение ваших хромосом

Отметьте, как ... как стресс ускоряет старение ваших хромосомных часов
                На молекулярном уровне стрессы и напряжения могут привести к тому, что часы вашего тела перерастут в спринт. Кредит: Lightspring/Shutterstock

Старение неизбежно для всех живых организмов, и хотя мы до сих пор не знаем точно, почему наши тела постепенно становятся все более ветхими, мы начинаем понимать, как это происходит.
                                                                                       

Наше новое исследование, опубликованное в Ecology Letters, выявляет факторы, которые влияют на один из наиболее важных аспектов процесса старения на фундаментальном уровне нашей ДНК. Это говорит о том, как стресс может заставить биохимические часы организма, встроенные в наши хромосомы, тикать быстрее.

ДНК — генетический материал в наших клетках — не плавает свободно в ядрах клеток, а организована в сгустки, называемые хромосомами. Когда клетка делится и производит собственную копию, она должна сделать копию своей ДНК, и из-за того, как этот процесс работает, крошечная часть всегда теряется на одном конце каждой молекулы ДНК.

Чтобы защитить жизненно важные части ДНК от потери в процессе, концы хромосом закрыты специальными последовательностями, называемыми теломерами. Они постепенно исчезают при последовательном делении клеток.

Эта постепенная потеря теломер действует как клеточные часы: с каждой репликацией они становятся короче, а в определенный момент они становятся слишком короткими, заставляя клетку запрограммировать процесс смерти. Ключевой вопрос заключается в том, что этот процесс, который происходит на клеточном уровне, на самом деле означает для нашей смертности. Неужели судьба отдельных клеток так важна? Действительно ли тикающие теломерные часы отсчитывают оставшееся время, в течение которого наши тела должны жить?

Клеточное старение является лишь одним из многих компонентов старения, но оно является одним из самых важных. Постепенное разрушение тканей нашего тела и необратимая гибель наших клеток ответственны за наиболее заметные последствия старения, такие как потеря физической формы, ухудшение соединительной ткани, приводящее к морщинам кожи, или нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона.

Что заставляет нас тикать?

Другой важный вопрос: существуют ли факторы, которые ускоряют или замедляют потерю наших тикающих теломер?

Пока наши ответы на этот вопрос были неполными. Исследования дают представление о возможных механизмах, предполагающих, что такие вещи, как инфекции или даже выделение дополнительной энергии для размножения, могут ускорить укорочение теломер и ускорить старение клеток.

Это доказательство является частичным, но все эти факторы, похоже, имеют одну общую черту: они вызывают «физиологический стресс». Вообще говоря, наши клетки испытывают стресс, когда их биохимические процессы нарушаются из-за нехватки ресурсов или по какой-либо другой причине. Например, если клетки теряют слишком много воды, мы можем сказать, что они находятся в состоянии «дегидратационного стресса».

Более знакомые виды стресса также учитываются. Усталость и переутомление ставят нас в хронический стресс, как и чувство беспокойства в течение длительных периодов. Недостаток сна или эмоциональный стресс могут изменить внутренние клеточные пути, включая функционирование теломер.

Имея это в виду, мы задали себе один простой вопрос. Могут ли различные виды стресса, испытываемого человеком, на самом деле ускорить процесс старения?


            Отметьте, как ... как стресс ускоряет старение ваших хромосомных часов
                Теломеры (выделены белым цветом) похожи на молекулярные буферы для ваших хромосом. Предоставлено: Департамент энергетики США Программа генома человека

Стресс и напряжение

В нашем исследовании под руководством моего коллеги Марион Шателайн из Варшавского университета (в настоящее время Инсбрукский университет) мы решили рассмотреть этот вопрос как можно более широко. Многие исследования рассматривали эту проблему на конкретных видах, таких как мыши, крысы и различные виды рыб и птиц (как дикие, так и в лабораторных условиях). Мы собрали имеющиеся данные в краткий обзор существующих знаний по всем изученным до сих пор организмам позвоночных.

Появляющаяся картина ясно указывает на то, что на потери теломер оказывает сильное влияние стресс. При прочих равных условиях стресс действительно ускоряет потерю теломер и ускоряет внутренние клеточные часы.

Важно отметить, что тип стресса имеет большое значение: безусловно, самое сильное негативное влияние оказывают инфекции, вызываемые патогенами, конкуренция за ресурсы и интенсивные инвестиции в воспроизводство.

Другие факторы стресса, такие как неправильное питание, нарушение работы человека или жизнь в городах, также ускоряют клеточное старение, хотя и в меньшей степени.

Становление радикальным

Возникает естественный вопрос: что заставляет стресс оказывать такое мощное влияние на клеточные часы? Есть ли один механизм или много? Наш анализ, возможно, выявил одного возможного кандидата: «окислительный стресс».

Когда клетки испытывают стресс, это часто проявляется в скоплении окисляющих молекул, таких как свободные радикалы. Проживая на открытых концах наших хромосом, теломеры являются идеальными мишенями для атаки этими химически реактивными молекулами.

Наш анализ показывает, что независимо от типа стресса, этот окислительный стресс может быть реальным биохимическим процессом, который связывает стресс и потерю теломер. Что касается того, означает ли это, что мы должны есть больше антиоксидантов, чтобы защитить наши теломеры, это, безусловно, требует больше исследований.

Я знаю, что тебе интересно: значит ли это, что мы открыли секрет старения? Можем ли мы использовать эти знания, чтобы замедлить процесс старения или остановить его? Короткий ответ — нет.

Старение слишком важно для нашей биологии, чтобы полностью от него избавиться. Но наше исследование подчеркивает важную истину: уменьшая стресс, мы можем сделать наши тела большой пользой.

В современном мире трудно полностью избежать стресса, но мы можем ежедневно принимать решения, чтобы уменьшить его. Высыпайтесь, пейте достаточно воды, ешьте здоровую пищу и не напрягайтесь. Это не купит вам вечную жизнь, но оно должно держать ваши клетки в хорошем состоянии.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *