Что такое теломеры и почему мы стареем?

Полезные продукты

Существуют продукты, которые стимулируют активность теломеразы. К ним относят следующее:

• лосось;
• авокадо;
• яйца;
• зеленый чай;
• мясо;
• бобовые;
• голубика;
• чеснок;
• грейпфрут.

Чтобы уменьшить выраженность воспалительных изменений в организме и улучшить питание клеток, нужно употреблять продукты, которые содержат много цинка. К ним относят говяжью печень и устрицы. Также стоит есть продукты из пшеницы. Для сокращения влияния стрессовых факторов полезно употреблять магний. Он присутствует в зеленых овощах, бобовых, растительных маслах. Также вещество включает шоколад и цельнозерновые каши.

В качестве антиоксидантов стоит использовать витамин Е. Элемент присутствует в авокадо, орехах, растительных маслах

Немаловажное значение имеют омега-3 жирные кислоты. Данные вещества входят в состав морепродуктов

Помимо этого, стимуляции синтеза теломеразы способствуют виноград и чай благодаря наличию полифенолов. Обязательно стоит добавлять в пищу куркуму, которая оказывает противовоспалительный эффект.

Очень полезно употреблять пищу с витамином А. Это вещество присутствует в тыкве, моркови, томатах. Также оно содержится в шпинате, болгарском перце

Немаловажное значение имеет и витамин D. Данное вещество содержится в печени трески, селедке, сардинах

Указанные элементы благоприятно влияют на нервную систему и структуру костных тканей.

Чтобы предотвратить преждевременное старение, необходимо употреблять аминокислоты

Особенно важно делать это по вечерам. Это обусловлено активным делением клеток в ночное время

Благодаря этим особенностям пептиды могут восстанавливать пораженные теломеры. 5 раз в неделю на ужин следует употреблять белковую пищу. Если человек занимается спортом, белок должен присутствовать в ежедневном рационе. При этом ужинать необходимо за 3 часа до сна. Количество пищи вечером не должно превышать 2/3 порции обеда.

Таким образом, активность теломеразы можно увеличивать. Улучшение функционирования фермента и увеличение длины теломер связано с умеренной физической нагрузкой. Также этому способствуют витамины и полиненасыщенные кислоты, которые присутствуют в здоровой пище.

Врачи уверяют, что длина теломеров у людей, которые привыкли вести здоровый образ жизни, намного больше. Этого нельзя сказать о тех, кто употребляет много алкогольных напитков, курит, не контролирует свой вес и ведет недостаточно активный образ жизни. Стремительное уменьшение длины теломеров наблюдается под воздействием стрессовых факторов и вирусных инфекций.

Использование активатора теломеразы

Со времени возникновения теломер-теломеразной теории старения начались поиски препарата, который способен стимулировать синтез теломеразы и замедлить возрастные изменения. В результате крупная биотехнологическая компания США Geron Inc сумела отыскать молекулу, которая стала базой первого активатора теломеразы, который называется ТА-65.

Особенности состава

Эта молекула была получена из корневища перепончатого астрагала. Это лекарственное растение с давних времен применяется в китайской медицине для профилактики раковых заболеваний. Состав данного средства включает больше 2000 молекул. При этом только одна может активизировать теломеразу. Ее назвали ТА-65.

Процесс получения и очищения этой молекулы является достаточно трудоемким и многоступенчатым. Вещество не только нужно отличить от остальных, но и максимально качественно очистить его от примесей. Молекула и метод ее получения была запатентованы. Чтобы получить минимальный объем ТА-65, нужно переработать примерно 5-6 т сырья. Потому доза активного компонента, которая находится в одной капсуле, может приравниваться к нескольким литрам экстракта.

Для достижения стойких результатов требуется применять средство минимум 3 месяца. Потому заменить препарат употреблением нескольких литров обыкновенного экстракта не удастся.

Механизм действия

При проникновении в системный кровоток молекула попадает в клетку и активизирует функции гена, который отвечает за временную активизацию теломеразы. Благодаря этому фермент начинает формировать конечные зоны хромосом. Это достигается за счет добавления оснований нуклеотидов. За счет наращивания теломеров клетка получает новую возможность к делению и функционированию. Таким образом продолжается ее жизнь. Можно сказать, что клетки из стареющих трансформируются в молодые и активные. Данный процесс влияет на работу всего организма.

Когда человек прекращает употреблять ТА-65, фермент теломераза снова снижает свою активность. Это значит, что стимулирование элемента носит временный и контролируемый характер. Предельный объем активного компонента в крови достигается спустя 3 часа после применения вещества. Исследования препарата проводились на клетках, животных и людях. Первая категория экспериментов помогла доказать, что добавление ТА-65 к структуре клеток продлевает их жизненный цикл и позволяет справиться с лимитом Хейфлика.

В 30-35 недель ученые каждый день вводили грызунам активатор теломеразы. Такая терапия проводилась в течение 1 месяца. Как следствие, продолжительность жизни увеличивалась примерно до 80 недель. Применение средства способствовало удлинению теломеров, восстановлению активность теломеразы и уменьшению поражения ДНК в хромосомах. Также активатор ТА-65 обеспечивал уменьшение дегенеративных поражений органов. При этом страдала селезенка, мозг, кишечник, яички.

Благодаря применению вещества восстанавливались репродуктивные возможности грызунов. Это помогло добиться заметного омоложения мышей. При этом ни одно из животных не столкнулось с развитием злокачественных опухолей. Таким образом, ТА-65 можно назвать первым активатором теломеразы, который имеет подтвержденную эффективность и безопасность. Благодаря применению вещества удается добиться омоложения клеток за счет стимуляции теломеразы.

Удлинение теломеров позволяет увеличить длительность здоровой жизни. Применение вещества на долгие годы обеспечивает человека жизненной энергией. Благодаря этому удается изнутри остановить процессы старения и оставаться активным в любом возрасте.

Преимущества препарата

Активатор ТА-65 представляет собой натуральное средство, результативность которого подтверждена многочисленными исследованиями. Благодаря его применению удается стимулировать активность теломеразы и запустить восстановление коротких теломеров в организме. Это помогает существенно замедлить процессы старения.

Вследствие омоложения клеток на фоне применения ТА-65 удается получить такие эффекты:

• уменьшить вероятность возрастных заболеваний;
• сократить риск развития онкологии;
• увеличить эластичность кожи;
• улучшить функционирование иммунной системы;
• поддерживать в норме когнитивные функции;
• нормализовать состояние волос и ногтей;
• сохранить в норме сексуальную энергию;
• улучшить остроту зрения;
• повысить плотность костных структур.

Теломеры и теломераза – важные элементы, от которых напрямую зависят возрастные изменения в организме. Чтобы остановить процессы старения, можно применять активатор ТА-65, который имеет немало преимуществ.

Повторите, пожалуйста

Программа-минимум для тех, кто желает жить молодым до самой старости.

• Минимизируйте стресс и меняйте отношение к жизни на позитивное.
• Питайтесь разнообразно, но не переедайте.
• Будьте внимательны к себе. Проблемная кожа и зубы, нарушения пищеварения, гинекологические заболевания, дефицит витаминов в анализе крови — косвенные, но весьма популярные приметы вялотекущего воспалительного процесса, с которым стоит бороться не откладывая.
• Двигайтесь. Выберите посильную физическую активность, которая доставляет удовольствие, и наслаждайтесь ею хотя бы 150 минут в неделю.
• Практикуйте медитацию.

Фото: Irving Penn «Iceland Poppy» (2006)

Теломеры: можно ли сделать их бессмертными и остановить клеточное старение

Существуют ли способы обнулить счётчик делений клетки и остановить клеточное старение, а значит, и старение организма? В настоящее время учёные всего мира бьются над решением этого вопроса. И определённые сдвиги есть. Так, в 2009 году Нобелевский комитет присудил премию исследователям Калифорнийского университета Кэрол Грейдер, Элизабет Блэкберн и Джеку Шостаку за открытие ими в 1984 году фермента, обеспечивающего наращивание теломеры.  Новое органическое вещество белковой природы получило название теломераза. Частица -аза в конце слова указывает на принадлежность к ферментам.

Одиннадцатью годами ранее, в 1973 году, существование особого вещества, способного удлинять концевые участки хромосом, предположил советский биолог, специалист Института Биохимической физики РАН Алексей Матвеевич Оловников.

Теломераза присоединяется к концу ДНК, спрятанному под теломерой, и использует его в качестве стартовой точки для добавления пар нуклеотидов и наращивания концевых участков хромосомы.

К сожалению, активно функционирующий «молодильный» фермент обнаружен лишь в трёх типах клеток человеческого организма: половых, стволовых и раковых. Остальным типам клеток не повезло: ген теломеразы в них прекращает своё функционирование уже в эмбриональный период развития, как бы выключается, и клетка даже не подозревает о его существовании.

Однако наука не стоит на месте. Учёные нашли способ заставить работать омолаживающий клетки фермент и даже встроить его ген в любую клетку. Правда, по понятным причинам массовые эксперименты пока проводились лишь на животных. Заслуживают внимания результаты исследования, организованного в 2012 году специалистами Испанского национального центра по исследованию рака. Двум группам мышей – взрослым и старым – вводили вирус, активизирующий теломеразу. Это позволило значительно увеличить продолжительность их жизни: взрослых животных – на 24 %, старых – на 13 %.

Воодушевлённая такими результатами 44-летняя глава фармкомпании из США Элизабет Пэрриш повторила опыт на себе. Ей вкололи ослабленный аденоассоциированный вирус, в который был предварительно встроен ген теломеразы. Уже спустя 6 месяцев теломеры женщины удлинились на 9 %, что соответствует омоложению тканей на 20 лет.

Возможно ли защитить или удлинить теломеры и продлить жизнь?

В 1998 году американские исследователи смогли преодолеть предел Хейфлика. Значение максимального укорочения теломер различно для разных типов клеток и организмов. Предел Хейфлика для большинства клеток человеческого организма составляет 52 деления. Увеличить это значение в процессе экспериментов стало возможным путем активации такого особого фермента, воздействующего на ДНК, как теломераза.

В 2009 году ученые из Стэнфордского университета были удостоены Нобелевской премии за разработку метода стимуляции теломер. Эта методика основана на применении особой молекулы РНК, несущей в себе ген TERT (обратной теломеразной транскриптазы). Она является матрицей для удлинения теломер и распадается после выполнения своей функции. Полученные клетки «омолаживаются» и начинают делиться более интенсивно, чем ранее. При этом их малигнизация, то есть превращение в злокачественные, не наступает.

Благодаря этому открытию стало возможным удлинять концы хромосом более чем на 1000 нуклеотидов (структурных единиц ДНК). Если пересчитать этот показатель на годы жизни человека, то он составит несколько лет. Такой процесс воздействия на теломеры абсолютно безопасен и не вызывает мутаций, приводящих к бесконтрольному делению и малигнизации клеток. Это объясняется тем фактом, что после введения особая молекула РНК быстро распадается и иммунитет не успевает реагировать на нее.

Ученые сделали выводы о том, что теломераза:

• защищает клетки от старения;
• продлевает жизнь клетки;
• предупреждает уменьшение длины теломер;
• создает матрицу для «достраивания» теломер;
• омолаживает клетки, возвращая их к молодому фенотипу.

Пока научные эксперименты, проводящиеся на основе теории ученых из Стэнфордского университета, выполнялись только на лабораторных мышах. В их итоге специалисты смогли затормозить старение кожи животных.

За это открытие работающая в США австралийка Элизабет Блекберн, американка Кэрол Грейдер и ее соотечественник Джек Шостак были удостоены Нобелевской премии. Ученые из Стэнфорда надеются, что созданная ими методика даст возможность в будущем лечить тяжелые заболевания (в том числе и нейродегенеративные), которые провоцируются укорочением теломер.

Питер Лэндсдорп, научный директор Европейского института биологии возраста рассказывает о роли теломер в процессах старения и образования опухолей:

Как бороться со стрессом и негативными мыслями

Существует множество статей, показывающих, что пессимистичный настрой связан с короткими теломерами. Вредные привычки мышления, такие как враждебность, злость и пессимизм приносят психологические страдания, что на клеточном уровне обусловлено укорочением теломер. Но не стоит переживать — с этим можно справиться.

Ученые установили, что проявление враждебности и нетерпеливости к окружающим вредит теломерам. Например, исследование, в котором принимали участие британские госслужащие, показало, что у мужчин, имеющих высокий показатель враждебности, вероятность наличия коротких теломер и высокого уровня теломеразы (свидетельствует о том, что фермент не справляется со своей задачей) была на 30% выше, чем у тех, кому данный тип поведения не свойственен. Кроме того, уровень кортизола и давление у этих испытуемых практически не повысились, что говорит о том, что стрессовая реакция вышла из-под контроля из-за частого использования. 

На теломерах пагубно сказывается и низкая сосредоточенность на текущем занятии. Исследование показывает, что у женщин, которым наиболее свойственно «витание в облаках» теломеры в среднем короче на 200 п. н. Этот результат был получен независимо от того, какой стресс испытывали эти женщины в повседневной жизни. 

Для того, чтобы оградить себя от лишних переживаний, а также защитить свои теломеры от деградации, есть несколько простых рекомендаций, которые предложили Элизабет Элен Блэкберн и Элисса Эпель в своей книге «Эффект теломер: революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни». Они помогут более гибко реагировать на происходящее вокруг нас и поступать адекватно ситуации:

• Систематизируйте свое время, старайтесь не выполнять несколько дел одновременно. «Однозадачность» помогает исключить отвлекающие факторы и целиком погружает в текущий момент.
• Старайтесь избегать навязчивых мыслей. Они не только не помогут решить проблему, но и глубже погрузят в болезненные, совершенно не плодотворные размышления.
• Не подавляйте нежелательные мысли. Негативные мысли, спрятанные в глубинах подсознания, только увеличивают уровень стресса, что приводит к хроническому нервному возбуждению и депрессии.
• Осознание собственных мыслей способствует стрессоустойчивости. Медитативные практики и некоторые ритмичные физические упражнения, например, бег, помогают привести мысли в порядок.
• Постарайтесь отыскать цель в жизни. Человек, знающий смысл своего существования, легче принимает важные решения и строит планы.
• Относитесь к себе менее критично. У людей, с высоким уровнем сострадания вырабатывается меньше кортизола в ответ на стресс. 
• Просыпайтесь с приподнятым настроением. Ученые утверждают, что у женщин, которые просыпаются с чувством радости, в иммунных клетках содержится больше теломеразы, а утренний скачок кортизола менее выражен, чем у людей, начинающих свой день с чувства тревоги или страха.
• Существует черта характера, полезная для теломер. Оказалось, что такое человеческое качество, как добросовестность, может привести к увеличению продолжительности жизни. В ходе одного исследования преподаватели должны были оценить добросовестность своих студентов. Оказалось, что длина теломер выше у тех учащихся, которых преподаватели охарактеризовали  более добросовестными.

Общие сведения

Механизм удлинения теломер в результате активности теломеразы

В результате деятельности теломеразы длина теломерных участков хромосом клетки увеличивается или сохраняется на постоянном уровне, компенсируя таким образом концевую недорепликацию и позволяя клетке делиться неограниченно долго. В ходе исследования этого фермента (состоящего, как описано ниже, из РНК-компонента и белкового компонента) выяснилось, что РНК-компонент экспрессируется на постоянном уровне практически во всех клетках, и для индуцирования теломеразной активности необходима экспрессия белкового компонента, названного поэтому каталитическим компонентом теломеразы. Искусственно индуцированная экспрессия гена каталитического компонента теломеразы (путём введения гена при помощи методов генной инженерии) делает клеточную культуру бессмертной, то есть способной делиться неограниченно долго, отменяя тем самым для культуры предел Хейфлика. Теломераза экспрессируется в стволовых, половых и некоторых других типах клеток организма, которым необходимо постоянно делиться для функционирования определённых тканей (например, клетки эпителия кишечника). Обычные соматические клетки организма лишены теломеразной активности. Клетки 85 % раковых опухолей обладают теломеразной активностью, поэтому считается, что активация теломеразы является одним из событий на пути клетки к злокачественному перерождению.

Берегите теломеры

Однако учёные призывают не валить всё на наследственность. С течением времени теломеры укорачиваются у всех, но с какой скоростью — зависит от образа жизни человека. Скажем даже более прямо: некоторые рутинные действия настолько эффективны для сохранения теломер, что могут отменить неблагоприятные наследственные факторы. И наоборот, банальное курение сокращает их длину быстрее, чем в среднем по популяции.

Исследования показывают, что теломеры вообще очень чувствительны к нарушениям золотых стандартов ЗОЖ. Они короче у тех, кто мало двигается, пьёт более четырех порций алкоголя в неделю и не жалует овощи и фрукты. Но если обобщить всю информацию, накопленную учёными к этому моменту, видно, что главный враг теломер, а значит, и вечной молодости — стресс в широком смысле этого слова. Метаанализ 109 исследований утверждает, что «предохранители» чувствительны к инфекциям, изматывающей физической активности, хроническому нервному перенапряжению и окислительному стрессу. Такой, например, бывает при рационе, богатом сахаром и бедном антиоксидантами.

Главный враг теломер, а значит, и вечной молодости — стресс в широком смысле этого слова.

Но самые впечатляющие данные обнародовали коллеги уже упомянутой Элизабет Блэкберн. Женщины, вынужденные ухаживать за тяжело больными детьми, теряют теломеры с рекордной скоростью. Однако даже такие плохие новости имеют светлую сторону. Обнаружилось, что те матери, которые относились к ситуации как к решаемой проблеме, имели лучшие показатели здоровья. То есть набивший оскомину совет «мыслите позитивно» совсем не плох: продуктивное отношение к жизненным невзгодам помогает сохранить молодость.

Irving Penn «Rose Blue Moon» (1970)

Функции концевых участков хромосом

В каждую клетку человеческого организма встроен счетчик, который отсчитывает срок ее жизни – теломер. Это маленький кусочек ДНК, который крепится «колпачком» на конце хромосомы и не несет никакой генетической информации. У теломера единственная функция: защищать хромосому от «изнашивания».

Фермент теломераза в организме

С каждым делением клетки «колпачок» становится меньше, концевой участок хромосомы укорачивается и организм начинает проявлять признаки старения.

Но у теломера есть возможность надстраиваться и удлиняться и стабилизировать хромосому. Это происходит за счет выработки особого фермента – теломеразы, который «пришивает колпачок».

Современная физиология доказала, что стимулировать концевые участки хромосомы и предупредить деградацию клеток возможно.

Например, при введении рибонуклеиновой кислоты теломераза вступает в активную фазу, и «достраивает», цепочку нуклеотидов – следовательно, предупреждает деградацию и удлиняет человеку жизнь на несколько лет.

Длина теломер и продолжительность жизни

Теломер – своеобразный индикатор долголетия, и чем он короче, тем клетка «дряхлее» и ближе к репликативному старению, т. е. к такому процессу, когда деление становится невозможным. Учеными уже доказано, что длинные теломеры у людей старше 60 лет обеспечивают хорошую работу иммунной системы и миокарда, чего нельзя сказать об их сверстниках с более короткими «колпачками».

Стареющая клетка не приводит непосредственно к какому-нибудь заболеванию. Незащищенная от износа хромосома становится слишком уязвимой, и рано или поздно наступает такой момент, когда «спящий» ген заявляет о себе.

Вывод один: если человек имеет наследственную предрасположенность к каким-либо заболеваниям, а особенно к раку, инсульту, деменции, сердечно-сосудистым патологиям или диабету, то с короткими теломерами риск болезни вступить в силу крайне высок.

Влияние на старение клеток

Исследователи в области физиологии, не упрощая научный подход и опираясь на конкретные факты, говорят, что удлинить теломер можно коррекцией образа жизни, физическими упражнениями, некоторыми продуктами и хорошим сном. Неправильное питание, вредные привычки укорачивают теломер, и следовательно, сокращают жизнь.

Также исследователи говорят о том, что искусственное, медикаментозное «удлинение» на современном этапе развития науки крайне опасно, поэтому лучший способ омоложения организма – изменение образа жизни.

Строение

Строение человеческой теломеразы было выяснено Скоттом Коэном и его исследовательской группой в австралийском Исследовательском институте детской медицины. Теломераза состоит из теломеразной обратной транскриптазы (TERT), теломеразной РНК (hTR или TERC), и дискерина (по две молекулы каждого из этих веществ). Две субъединицы фермента кодируются двумя различными генами. Кодирующий регион для TERT имеет длину 3396 пар, TERT таким образом содержит 1132 аминокислоту. Этот белок сворачивается и захватывает TERC (имеющую длину 451 нуклеотид), которая не транслируется, оставаясь РНК. TERT имеет форму рукавицы, что позволяет ему закрепляться на хромосоме и добавлять в неё одноцепочечные теломерные участки.

TERT — это обратная транскриптаза, то есть фермент, создающий одноцепочечную ДНК на основе шаблонной одноцепочечной РНК. Такие ферменты (а именно — образцы, полученные из вирусов) используются исследователями в лабораторном процессе полимеразной цепной реакции обратной транскрипции (RT-PCR), при помощи которого создаются копии ДНК на основе заданного РНК-шаблона. TERT же удерживает свой собственный шаблон — TERC.

Профессор Скордалакес и его коллеги первыми выявили полный набор и строение критически важных белков в молекуле теломеразы.

Назначение

Используя TERC, TERT добавляет повторяющуюся последовательность из шести нуклеотидов 5′-TTAGGG к 3′-нити хромосом. Указанная последовательность используется у позвоночных; у других классов организмов последовательности отличаются. Эти повторяющиеся последовательности TTAGGG вместе со своими парными белками и называются теломерами.

Шаблонный участок TERC содержит последовательность 3′-AAUCCC-5′. Теломераза связывает первые несколько нуклеотидов шаблона с последней теломерной последовательностью на хромосоме, добавляет новый повторяющийся участок (5′-TTAGGG-3′), отделяется, связывает новый 3′-конец теломеры с шаблоном и повторяет весь процесс заново.

Вторичная структура РНК-компонента теломеразы инфузории Tetrahymena termophila

Объяснение необходимости удлинения теломер приведено в основной статье о теломерах.

Новые шнурки

Процесс старения, хоть и запускается в момент появления человека на свет, несколько десятилетий практически не отражается на самочувствии и внешности. Спасибо за это стоит сказать ферменту теломеразе, которого много в организме молодых людей: он поддерживает и чинит теломеры после каждого деления клетки. С возрастом количество теломеразы критически падает — вполовину уже к сорока годам, а дальше ещё стремительнее. Постепенно теломеры теряют способность восстанавливаться, укорачиваются после каждого цикла деления клетки, а организм сталкивается с возрастными изменениями.

Казалось бы, лекарством против старости могли бы стать инъекции или таблетки с теломеразой. Но, увы, эта идея не так хороша, как кажется. Избыточное количество теломеразы ассоциировано с перерождением клеток в раковые, что отменяет саму идею долгой счастливой жизни. Особое коварство состоит в том, что математически рассчитать здоровую дозу фермента, чтобы помочь клеткам стать бессмертными, невозможно. Несмотря на несколько успешных экспериментов на мышах, людям рассчитывать на уколы молодости в ближайшее время точно не приходится — слишком велики риски не то что не продлить жизнь, а сократить её. Зато учёные всего мира с оптимизмом смотрят на «домашние» способы поддерживать уровень теломеразы на уровне молодого человека, даже если в паспорте вам немного за.

• Доказано, что теломераза активнее при высоком уровне эстрогена, что должно порадовать многодетных женщин. Количество этого гормона стабильно высоко при беременности, а матери с тремя детьми в среднем имеют более длинные теломеры, чем женщины того же возраста без детей или с единственным отпрыском.
• Медитация и цигун увеличивают количество теломеразы. Механизм пока остается загадкой, но факт, так сказать, медицинский.
• Выработку теломеразы стимулируют витамин D, омега-3-кислоты, коэнзим Q10, витамин С, ресвератрол и другие антиоксиданты. Так, содержание витамина D 100 мг на литр увеличивает длину теломер на 19%.
• Уровень теломеразы выше у тех, кто не ленится 40 минут в день посвящать прогулкам в быстром темпе.

Irving Penn «Anemone Inra Blue» (2006)