Ученые выявили переломный момент, когда процесс старения организма ускоряется

Фото из открытых источников

Течение времени может быть линейным, но процесс старения человека — нет. Вместо постепенного перехода, жизнь неуверенно и рывками проходит через стремительный рост в детстве и плато ранней взрослости, а затем, с течением десятилетий, происходит ускорение старения.

В ходе исследования был выявлен переломный момент, когда обычно происходит это ускорение: примерно в возрасте 50 лет.

Согласно исследованию белков в организме человека в широком диапазоне взрослых возрастов, после этого периода темпы старения тканей и органов становятся более крутыми, чем в предыдущие десятилетия, и вены стареют быстрее всего.

«На основе изменений белков, связанных со старением, мы разработали тканеспецифические протеомные часы старения и охарактеризовали траектории старения на уровне органов», — пишет группа ученых из Китайской академии наук в своей статье, опубликованной в журнале Cell. «Временной анализ выявил переломный момент в процессе старения примерно в 50 лет, при этом кровеносные сосуды являются тканью, которая стареет раньше и особенно подвержена старению».

По сравнению с большинством других млекопитающих, продолжительность жизни человека удивительно велика, но это сопряжено с определенными издержками. Одна из них — снижение функций органов, что приводит к увеличению риска хронических заболеваний с возрастом.

У нас нет достаточного понимания закономерностей старения отдельных органов, поэтому команда исследователей изучала, как белки в разных тканях изменяются с течением времени.

«Наши результаты закладывают основу для системного понимания процесса старения человека через призму белков», — пишут исследователи.

Они собрали образцы тканей у 76 доноров органов в возрасте от 14 до 68 лет, умерших от случайной черепно-мозговой травмы. Также были взяты образцы крови.

516 образцов, взятых из 13 различных тканей, охватывали семь систем организма: сердечно-сосудистую (сердце и аорта), пищеварительную (печень, поджелудочная железа и кишечник), иммунную (селезенка и лимфатические узлы), эндокринную (надпочечники и белая жировая ткань), дыхательную (легкие), покровную (кожа) и опорно-двигательную (мышцы).

Команда составила каталог белков, обнаруженных в этих системах, тщательно отслеживая, как изменялся их уровень по мере увеличения возраста доноров.

«Мы выявили белки, обогащенные и усиленные в тканях, — пишут они, — а также те, которые являются общими для всех тканей и жизненно важны для основных функций жизнеобеспечения в биологии».

Исследователи сравнили свои результаты с базой данных заболеваний и связанных с ними генов и обнаружили, что экспрессия 48 белков, связанных с заболеваниями, увеличивается с возрастом.

К ним относятся сердечно-сосудистые заболевания, фиброз тканей, жировая болезнь печени и опухоли печени.

Как выяснили исследователи, наиболее резкие изменения произошли в возрасте от 45 до 55 лет.

Именно на этом этапе многие ткани претерпевают существенную протеомную перестройку, при этом наиболее заметные изменения происходят в аорте, что свидетельствует о ее высокой восприимчивости к старению.

В селезенке также наблюдались устойчивые изменения, как и в поджелудочной железе — органе брюшной полости, отвечающем за выработку ферментов и гормонов, которые наш организм использует для расщепления и усвоения питательных веществ из пищи.

Для проверки своих выводов исследователи выделили белок, связанный со старением, в аортах мышей и ввели его молодым мышам, чтобы понаблюдать за результатами.

У животных, получавших этот белок, наблюдалось снижение физической работоспособности, уменьшение силы хвата, снижение выносливости, а также ухудшение равновесия и координации по сравнению с мышами, не получавшими лечение. У них также были выявлены выраженные признаки сосудистого старения.

Сила мышц, особенно сила хвата, влияет на нашу способность справляться с возрастными заболеваниями и травмами, а исследование, проведенное ранее в Финляндии, предполагает, что генетические факторы, влияющие на силу мышц, могут играть роль в здоровом старении.

Предыдущие исследования американской группы показали еще два пика старения: примерно в 44 года и примерно в 60 лет.

В этом исследовании первый пик показал изменения в молекулах, связанных с метаболизмом липидов, кофеина и алкоголя, а также с сердечно-сосудистыми заболеваниями и дисфункциями кожи и мышц.

Второй пик был связан с метаболизмом углеводов и кофеина, сердечно-сосудистыми заболеваниями, состоянием кожи и мышц, регуляцией иммунной системы и функцией почек.

Результаты исследования показывают, что старение человека — это сложный, поэтапный процесс, затрагивающий различные системы организма.

Изучение того, как старение будет влиять на конкретные части тела в определенные периоды времени, может помочь в разработке медицинских методов, облегчающих этот процесс.

«Наше исследование призвано создать всеобъемлющий мультитканевой протеомный атлас, охватывающий 50 лет всего процесса старения человека, прояснить механизмы, лежащие в основе дисбаланса протеостаза в стареющих органах, и выявить как универсальные, так и тканеспецифические закономерности старения», — пишут авторы. «Эти данные могут способствовать разработке целенаправленных мер по борьбе со старением и возрастными заболеваниями, открывая путь к улучшению здоровья пожилых людей».