Мутации – небольшие отклонения от первоначальной формы хромосомы или ДНК, которые происходят при ее воспроизведении. Как правило, они не влияют на работу клетки, но в некоторых случаях мутации могут оказаться вредоносными для организма. Так, изменение скорости деления клетки может привести к возникновению раковой опухоли. Теломеры защищают организм от таких отклонений.
Теломераза – фермент, который восстанавливает теломеры, не давая им укорачиваться и тем самым снижая количество потенциальных мутаций.
Свободные радикалы – в процессе многих (или даже большинства) биохимических реакций появляются молекулы без электронов (негативно заряженных частиц, которые вращаются вокруг ядра атома). Такие молекулы называются свободными радикалами. Они пытаются «забрать» электрон у другой молекулы, и таким образом могут нарушать работу различных структур и функций.
Окислительное повреждение – урон, который наносят свободные радикалы.
Процесс возрастного нарушения функций клеток – не столько заболевание, сколько следствие накопления отходов химических процессов, происходящих в здоровом организме, и неизбежного образования свободных радикалов, постепенно приводящих к дисфункции органов. Другими словами, клетки стареют из-за «мусора», который образуется в процессе их нормальной работы и постепенно уничтожает их.
2. Теломерная теория старения
Теломеры не дают хромосомам «склеиваться», сворачиваться или неправильно разворачиваться, а также останавливают присоединение хромосом к ДНК. Когда в ДНК или хромосомах появляются нетипичные последовательности, клетка получает неверные инструкции. В результате этого клетка может мутировать, становясь бесполезной или опасной.
Все клетки должны делиться определенное число раз (см. предел Хейфлика); после чего они отмирают. Теломерная теория старения описывает данное явление как естественное свойство генов и предполагает, что без стороннего вмешательства в результате этого процесса должны остаться только здоровые клетки. С возрастом механизм работы теломер нарушается, и это приводит к мутациям и аномальному делению клеток.
Теломераза – это вещество, которое восстанавливает теломеры. Здоровые клетки в изобилии производят этот фермент. В организме существует специальный ген hTERT, который управляет – «включает» и «выключает» – активностью теломер. Когда токсичные вещества прекрепляются к этому гену и нарушают его нормальную работу, теломеры перестают восстанавливаться.
3. Иммунная теория старения
В здоровом организме стареющие клетки выводятся с помощью иммунной системы, которая должна автоматически их распознавать. К сожалению, с возрастом наша иммунная система начинает терять свою эффективность (подробнее об этом см. в главе 8). Из-за этого бесполезные и потенциально опасные клетки продолжают находиться в теле. Пытаясь восстановить собственную функцию, они начинают вырабатывать различные белки. Полученный таким образом белок зачастую оказывается поврежденным, что провоцирует воспалительный процесс. После этого в воспаленной части тела появляются белые кровяные тельца, которые уничтожают «старые» клетки. При этом воспалительный процесс также затрагивает и соседние клетки, в результате чего в организме начинается цепная реакция, ослабляющая затронутые ею органы.
4. Митохондриальная свободнорадикальная теория старения
Этой теории посвящена одноименная книга. ДНК в митохондриях клетки и ее ядре могут немного отличаться. Митохондрии подвержены повреждению свободными радикалами (см. выше). В процессе самовосстановления поврежденные митохондрии начинают производить еще больше свободных радикалов. Когда повреждение превышает определенный порог, клетка разрушается и высвобождает свободные радикалы, нанося урон всем окружающим клеткам и тканям. Для выведения свободных радикалов из организма используются липопротеины низкой плотности (вещества, известные многим как переносчики ЛПНП-холестерина). Чем больше организм производит липопротеинов низкой плотности, тем больше урона наносится артериям. Это мешает организму снабжать органы кислородом и питательными веществами.