Недавние исследования российских ученых выявили, что даже в условиях полного исключения всех болезней и механизмов старения, продолжительность жизни человека не сможет превысить определенный биологический предел. Основной причиной этого являются случайные мутации ДНК. Подробности были опубликованы в GazetaBalakovo.Ru, где сообщается о работе команды исследователей из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) и Института искусственного интеллекта AIRI.
В ходе масштабного математического моделирования, результаты которого появились в журнале npj Aging, входящем в издательскую группу Nature, ученые попытались ответить на вопрос: сможет ли человечество обрести вечную жизнь, если победит рак, сердечно-сосудистые заболевания и другие возрастные недуги. Ответ оказался печальным: даже в идеальных условиях наш век будет ограничен, и главной причиной будут служить соматические мутации.
Соматические мутации представляют собой случайные изменения в ДНК, которые накапливаются в клетках организма на протяжении жизни. Каждый раз, когда клетка делится, в ее генетическом коде могут возникать небольшие ошибки. Хотя организм обладает системами восстановления, их эффективность со временем снижается, и мутации накапливаются.
Модель, разработанная вычислительным биологом Дмитрием Крюковым и его коллегами, позволила количественно оценить, как этот процесс влияет на продолжительность жизни человека. Согласно их расчетам, даже если устранить все обратимые признаки старения, соматические мутации устанавливают медианную продолжительность жизни в диапазоне от 146 до 194 лет. Это значительно превышает текущую среднюю продолжительность жизни в развитых странах, которая составляет примерно 79 лет, однако это далеко от бессмертия.
Одним из ключевых открытий стало то, что различные органы стареют с разной скоростью. Клетки печени и кожи постоянно обновляются, что позволяет им эффективно «сбрасывать» накопленные мутации на протяжении тысяч лет. В то же время клетки сердца (кардиомиоциты) и нейроны головного мозга практически не делятся, что приводит к накоплению мутаций на протяжении всей жизни.
По мнению исследователей, именно эти «незаменимые» клетки становятся важным «бутылочным горлышком», создавая жесткие ограничения для продолжительности жизни. Как объяснил один из авторов исследования Евгений Ефимов, расчеты показали, что даже при устранении всех других причин старения, мутации в нейронах и кардиомиоцитах снижают теоретическую продолжительность жизни с 1759 лет (для гипотетического нестареющего организма) до 156 лет.
Ученые акцентируют внимание на том, что их работа не является прогнозом будущего, а представляет собой математический мысленный эксперимент. Предел в 146–194 года не следует воспринимать как неизбежный приговор. Он лишь показывает, что соматические мутации, будучи относительно слабым фактором, могут оказать критическое влияние в комбинации с другими биологическими механизмами.
«Мы продемонстрировали, что соматические мутации играют значительную роль в старении, однако не могут объяснить всю наблюдаемую смертность. Это указывает на то, что другие механизмы старения, такие как потеря протеостаза, митохондриальная дисфункция или эпигенетические изменения, также вносят сопоставимый вклад в ограничение продолжительности жизни», – приводит слова Дмитрия Крюкова пресс-служба Сколтеха.
Таким образом, старение предстает как сложный и многогранный процесс. Для его глубокого понимания необходимо сотрудничество специалистов из различных областей науки. Это исследование является важным шагом к разделению старения на количественно измеримые механизмы, что в будущем может помочь в разработке стратегий, направленных не только на продление жизни, но и на улучшение качества активного долголетия.