Бездействующие клетки способствуют старению

С возрастом в наших тканях накапливается все больше не желающих умирать, но бездействующих клеток.

Это часть нашей биохимической программы по профилактике рака: подавления активности потенциально злокачественных клеток еще до того, как они начнут причинять неприятности.

К сожалению, они не остаются просто безобидными и незаметными, а умудряются причинять вряд окружающим тканям искаженными химическими сигналами.

К счастью, воспользовавшись достижениями новейшей "прицельной" противораковой терапии, можно разработать безопасные и эффективные методы избавления от этих стареющих клеток.

До сих пор обсуждались главным образом специфические формы возрастного повреждения наших клеток и их компонентов на молекулярном уровне - вместе с возможностями восстановления клеточных и тканевых функций путем устранения или обезвреживания таких дефектов. Однако в некоторых случаях стареющее тело накапливает клетки, которые поражены таким образом, что не просто перестают делать свой вклад в жизнеобеспечение организма, но фактически начинают отравлять его, рубя, так сказать, сук, поддерживающий их собственное существование.
Клетки, захваченные мутантными митохондриями
Когда эти органеллы в результате мутации своей собственной ДНК теряют способность "сжигать" топливо, главная причина неприятностей для организма (по моему мнению) не в дефиците энергии. Нам вредит контрадаптивный способ изменения метаболизма клеток-хозяев, пытающихся выжить в условиях митохондриальной недостаточности. Эта перестройка позволяет им влачить существование, повышая окислительные стресс за своими пределами, а в результате - даже в самых отдаленных от них уголках организма.

На первый взгляд, оптимальный для него выход - просто убивать такие клетки, избавляясь в результате от их токсичного воздействия. Однако сама природа некоторых из них делает такой выход рискованным. Вероятно, самый наглядный пример - волокна скелетной мускулатуры. Строение мышцы таково, что разрушение даже одной составляющей ее клетки отрицательно сказывается на нашей силе и подвижности. Отмирание этих клеток из-за старения (а не "отключения") уже является одной из важных причин возрастного дряхления тела. Мы просто не можем позволить себе усугублять проблему, убивая в целях самообороны мышечные волокна.

Следовательно, в данном конкретном случае лучше не уничтожать колонизированные мутантными митохондриями клетки, а искать способ сохранения и восстановления их нормальной метаболической активности, несмотря на неустранимые дефекты.

Однако известно и множество других случаев, когда риск ликвидации токсичной клетки пренебрежимо низок, а польза от этого очевидна. Хотя бы одна из подобных ситуаций известна каждому - рак. Никто не спорит, что уничтожение злокачественных клеток безусловно полезно для организма.

Сосредоточимся на трех типах клеток, которые, отнюдь не представляя такой опасности, как злокачественные опухоли, в совокупности существенно способствуют нашей возрастной деградации, ведущей к болезням, дряхлению и смерти. Реанимировать эти клетки нет никакого смысла: лучше просто уничтожать их, как и раковые. Они будут обсуждаться здесь вместе, поскольку представляют для нас примерно одинаковую угрозу, которую можно устранить сходными способами.
Атака клонов
Один из самых губительных возрастных эффектов - ослабление иммунной системы. Инфекции, которые доставляют лишь мелким неудобства молодым людям, могут убить биологически старого человека. Например, грипп ежегодно укладывает в стационары 114 000 американцев, унося вместе со своими осложнениями около 51 000 их жизней. Однако поражает эта напасть в основном тех, кто уже пострадал от возрастных патологий. Грипп и вызываемая им пневмония почти никогда не убивают взрослых людей младше семидесяти, после чего смертность возрастает экспоненциально. В США более 90% погибших от этих двух болезней - люди старше 65.

Рисунок 1. Возрастная уязвимость для гриппа и пневмонии. Вверху - уровень госпитализации женщин в Коннектикуте в 1993-1997. Внизу - смертность (по данным Центров лечения и профилактики болезней США)

Конечно, эту смертность можно несколько уменьшить с помощью вакцинации. Однако ненамного: от 30 до 75% стариков не реагируют на прививки от гриппа, тогда как среди молодых взрослых людей эта доля равна всего лишь 10%. Добавьте к этому, что иногда нас вакцинируют не от того штамма вируса, а это ограничивает пользу даже успешной иммунизации. У возрастного ослабления иммунной системы несколько причин.

Некоторые из них в конечном итоге вытекают из возрастных патологий в разных частях тела (например, общее усиление свободнорадикального стресса, обусловленное мутантными митохондриями). Однако одним из самых глубинных и неожиданных - факторов, заставляющим стариков поддаваться инфекциям, от которых без труда избавляются молодые люди, является, как ни трудно в это поверить, своего рода иммунологическое перенасыщение.
Отчет о боеготовности
У нашей иммунной системы две главных части. Одна из них врожденная. Ее задачи настолько общие, что ей не надо "учиться" распознавать специфических противников. Эту часть иммунной системы можно сравнить с солдатами, патрулирующими пограничную зону: они стараются поддерживать порядок, но не знают врага в лицо - просто хватают всех встреченных по пути подозрительных субъектов. С годами эта врожденная система безопасности, по-видимому, почти не меняется, а если с ней что-то и происходит, то, скорее всего, из-за конкретных возрастных патологий (некоторые из них будут рассмотрены ниже) или распространенных в старости факторов (например, витаминно-минеральных недостаточностей), а не в результате собственно биологического старения.

Вторая часть иммунной системы - адаптивная. Она напоминает множество отлично обученных спецподразделений, каждое из которых подготовлено к ведению боевых действий против того или иного вполне конкретного противника. Благодаря этой своей части наша иммунная система учится распознавать врагов, что объясняет эффективность вакцинаций.

В ней различаются два типа клеток - В- и Т-лимфоциты. Первые защищают нас в основном от таких патогенов, как типа бактерии и простейшие, т.е., от посторонних для организма агентов, на которые можно нацелиться непосредственно. В-лимфоциты распознают специфические "чужие" метки (антигены) на поверхности пришельцев и синтезируют соответствующе им антитела. Антитела, связываясь с антигенами подлежащего уничтожению чужака, действуют как маяки, направляющие на него атаку других компонентов иммунной системы, или просто блокируют рецепторы и прочие белки, необходимые для выживания патогена.

В противоположность этому цитотоксические Т-лимфоциты (известные также как Т-киллеры, или СD8-киллеры по их характерному рецептору) отвечают за искоренение внутренних врагов, т.е. клеток, порожденных самим организмом, но с некоторого момента действующих ему в ущерб, например раковых или зараженных вирусами. (Существуют и другие типы Т-лимфоцитов, но о них ниже.) Эти лимфоциты тоже нацеливаются на антигены, но только если те сочетаются с определенными белками "родных" клеток-изменниц.

Для приобретения специфической цитотоксичности (созревания) им не обязательно контактировать с антигеном, оказавшимся на поверхности непосредственно клетки-хозяина. В случае вирусов, например, такой антиген чаще предъявляется им другими компонентами иммунной системы, играющими роль разведчиков и добывающими опознавательные знаки врага среди остатков разрушенных им клеток. В любом случае зрелый Т-киллер без участия антител уничтожает клетки своего же организма, ставшие по разным причинам предателями.

Потенциальная проблема связана с необходимостью поддержания тонкого баланса между конкурирующими потребностями в условиях далеко не бесконечных ресурсов. С одной стороны, иммунная система должна уметь распознавать и уничтожать врагов, с которыми никогда раньше не встречалась. Для этого ей необходим запас так называемых наивных СD8-клеток, готовых "учиться" реагировать на новые угрозы, созревая в присутствии незнакомых антигенов и лишь после этого бросаясь в атаку.

С другой стороны, такая "учеба" требует времени, что дает врагу возможность закрепиться в организме, создавая угрожающую жизни ситуацию. Поэтому у нас всегда есть контингент СD8-клеток памяти - ветеранов иммунологических битв, помнящих в лицо уже побежденных врагов и сразу же начинающих их уничтожение.

medbe.ru