Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Омолодження або ревіталізація, реювенація (лат. rejuvenatio) — звернення процесу старіння організму. Базується на комплексному, системному, персоналізованому, впливі на 10 основних механізмів старіння[1][2][3][4].
Омолодження | |
Омолодження у Вікісховищі |
Пошуки засобів омолодження тривають з глибокої давнини («молодильні яблука» та інші сюжети в казках) і з античної епохи; середньовічні алхіміки шукали еліксир безсмертя і омолодження, конкістадори (наприклад, Понсе де Леон) шукали в Америці «фонтан вічної юності», графиня Єлизавета Баторі купалася в крові вбитих нею дівчат (схожі експерименти робили й інші могутні люди).
Проблематика фізіалогічного омолодження була почалася досліджуватся у медицині з 1910-1920-х років, цим займався, зокрема, відомий фізіолог Ойген Штейнах у Відні (він пов'язував омолодження з клітинами Лейдіга в статевих залозах, а чоловікам робив операцію вазектомії з метою збільшення не тільки потенції, але життєвої сили взагалі; робив він також пересадку статевих залоз тварин людям).
Починаючи з 2000-х років у науковому товаристві був узгоджений цілісний холістичний підхід до потенційного омолодження організму. 2013 року вийшла стаття «Механізми старіння»[1], в якій описуються всі ключові механізми старіння і, з іншого боку, сфери впливу для омолодження організму.
В даний час вважається, що омолодження можливе шляхом репарації (відновлення) структур молекул (включаючи геном та епігеном), органел, клітин і тканин людського організму, оптимізації міжклітинної взаємодії, очищення організму від сенесцентних (старих) клітин та відновлення стовбурових клітин.
Проблематикою старіння та дослідженнями методик для омолодження займається геронтологія, превентивна медицина, регенеративна медицина та група суміжних дисциплін та сфер: молекулярна, клітинна та системна біологія, епігенетика та генетика, нейронаука, біоінформатика та біокібернетика, персоналізована медицина, інтегративна медицина, нутрігенетика й нутрігеноміка, наномедицина, генотерапія, біоінженерія (молекулярна, генна, клітинна, тканинна), біохакінг та інші.
Механізми (ознаки) старіння і, як наслідок, погіршення здоров"я[1][2][3][4]:
Перші три були запропоновані багатьма вченими на основі нових наукових досліджень і, зокрема, додані авторами статті 2013 року[1] про 9 механізмів старіння в оновленну статті 2023 року[4]. Четвертий запропонований іншими вченими, включно з Обрі де Греєм.[7]
Рандомізоване клінічне дослідження 2021 року 43 здорових людей у віці від 50 до 72 років показало, що 8 тижнів здорового способу життя — рослинна дієта, достатній та якісний сон, фізичні вправи та активне розслаблення, а також прийом пробіотиків та фітонутрієнтів — омолодили біологічний (епігенетичний) вік людей у середньому на 3.2 роки (p=0.018).[9]
Також у 2021 році було задокументовано омолодження епігенетичного віку людини на 5 років всього за 7 місяців, за допомогою щоденної різноманітної рослинної дієти (особливо горіхи, овочі, насіння, ягоди та несолодкі фрукти), великої кількості різних дієтичних добавок (колаген, креатин, спермідин, лецитин, амінокислоти, вітаміни[10], поліфеноли, глюкозамін та інші).[11][12][13]
Крім того є багато досліджень на тваринах, які показують значне зменшення біологічного віку у тварин.[14][15][16][17][18][19][20][21]
Мультиоміка — це підхід до біологічного аналізу, спрямований на використання та інтеграцію великої кількості даних, наданої дослідженнями «омами», такими як геном, протеом, транскриптом, епігеном, епітранскриптом, метаболом, інтерактом, мікробіом (метагеном, метатранскриптом, метапротеом) та інші, щоб розвинути комплексне та цілісне розуміння біологічних систем.[22][23][24]
У дослідженні 2023 року, опублікованому в Nature Communications, дослідники використовували транскриптомні асоційовані дослідження (TWAS) і аналіз менделівської рандомізації (MR), щоб ідентифікувати сигнатури експресії генів і генетичні мішені ліків, пов'язані зі старінням на рівні епігеному та комплексним підходом до довголіття та омолодження. Вони ідентифікували 22 асоціації з високим ступенем достовірності з епігенетичним старінням і 7 з багатофакторним довголіттям, з кількома генами, пов'язаними з передачею сигналів інсуліну, функцією мітохондрій, клітинною реакцією на стрес і метаболізмом. Дослідження також виявило вплив імунних клітин на прискорення епігенетичного старіння, що передбачає потенційні можливі мішені для терапевтичних втручаннь. Подільші дослідження в цій сфері допоможуть визначити конкретні препарати чи втручання для терапії проти старіння. Інтеграція мультиоміки в точні стратегії омолодження є багатообіцяючою у визначенні лікарських цілей для продовження здорових років життя.[24]
Відповідно до сфери впливу (див. механізми старіння) існують різні методики впливу на біологічний вік організму. Наприклад, терапія стовбуровими клітинами, відновлення епігенетичних та генетичних пошкоджень, відновлення структури (подовження) теломер, відновлення здорової структури білків в клітинах та тканинах, оптимізація міжклітинних комунікацій, покращення функціонування мітохондрій, омолодження стовбурових клітин, клітинне репрограмування та інші.
Є кілька способів, якими люди можуть спробувати омолодити своє тіло, зокрема:
Основні статті — Здорове харчування, Раціональне харчування, Нутриціологія, Нутрігеноміка, Супер'їжа.
Дослідження показують, що дотримання середземноморської дієти[30][31] та окінавської дієти пов'язані з покращенням здоров'я та тривалості життя, й зниженням загальної смертності та смертності від багатьох хронічних хвороб.[32][33][34][35] Регулярне споживання фруктів та овочів[36], горіхів[37], цільнезернових[38], клітковини[39], жирної морської риби[40], рослинного протеїну[41], оливкової олії[42] знижує ризики багатьох хронічних захворювань та смертності від них.
Дослідження показують, що характер харчування є основною причиною порівняно великої сереньої тривалості життя в Японії[43].
Велику роль також відіграє здоров'я мікробіоти кишки. Дослідження показують, що мікробіота кишки бере участь у сприятливих ефектах для покращення здоров'я та продовження тривалості життя[44][45][46]. Різноманіття раціону також необхідно для формування та збереження різноманітної мікробіоти кишки. Різноманіття складу мікробіоти є однією з основних умов для здоров'я кишки та організма загалом. Тому для здоров'я мікробіоти кишки доцільним є вживання якомога більшої кількості різних продуктів з високим вмістом рослинних харчових волокон (клітковини), особливо фруктів, овочів, спецій та ферментованих продуктів.[47][48][49]
Див. також — Інтервальне голодування, Гормезис, Схуднення.
Відповідно до двох наукових оглядів, опублікованих у 2021 році, накопичені дані свідчать про те, що дієтичне обмеження — головним чином інтервальне голодування та обмеження калорійності — призводить до багатьох тих самих корисних змін у дорослих людей, що й у досліджуваних організмів, потенційно збільшуючи здоров'я та тривалість життя[50].
Сенолітики (від слів senescence і -lytic, «руйнівний») належать до класу малих молекул, які можуть вони вибірково індукувати загибель старіючих клітин (сенесцентних) і покращувати здоров'я людей.[51] Сенолітики усувають старіючі клітини, тоді як сеноморфні препарати (апігенін, еверолімус і рапаміцин тощо) — модулюють властивості старіючих клітин, не знищуючи їх, пригнічуючи фенотипи старіння, включаючи SASP.[52][53][20] Також препаратами-кандидатами є метформін, акарбоза, спермідин та препарати NAD+.[54][55]
Багато препаратів для продовження життя є синтетичними альтернативами або потенційними доповненнями до існуючих нутрицевтиків (БАДів), таких як різні досліджувані сполуки, що активують шляхи сиртуїну (SRT2104).[56] У деяких випадках фармацевтична препарати поєднується з нутрицевтиками — наприклад, у випадку гліцину в поєднанні з NAC.[57]
Споживання достатньої кількості білку, омега-3 жирних кислот, вітамінів та мікроелементів є життєво важливим для підтримки м'язової маси та сили з віком. Без достатнього харчування люди похилого віку піддають себе підвищеному ризику розвитку саркопенії. Таким чином, на додаток до фізичних вправ, харчові добавки можуть бути важливими для забезпечення хорошого фізичного здоров'я людей похилого віку.[58]
Дякі препарати можуть також впливати на рівень гормонів, відповідальних за омолодження та регенерацію організму, таких як тестостерон, гормон росту та інші. Такі добавки, як мононуклеотид нікотинаміду (NMN), рибозид нікотинаміду (NR), куркумін і омега-3 жирні кислоти, часто використовуються для омолодження, щоб відновити життєві сили та функціональність організму. Дослідження показують, що ці сполуки можуть уповільнювати процес старіння та покращувати здоров'я та благополуччя за допомогою різних механізмів, таких як регулювання тривалості життя, відновлення рівня клітинного коферменту NAD+, зменшення запалення та підтримка здоров'я мозку. Однак їх використання має відбуватися під керівництвом лікаря та доповнювати здоровий спосіб життя. Існують занепокоєння щодо регулювання та якості харчових добавок, що робить тестування третьою стороною необхідним. Майбутні напрямки досліджень включають вивчення складних взаємодій між різними добавками, генетичними факторами, мультиомікою та втручаннями у спосіб життя.
Основні статті — Епігенетичне перепрограмування, Стовбурові клітини, Лікування стовбуровими клітинами.
Активною областю досліджень омолодження є роботи зі стовбуровими клітинами, їх омолодженням або їх використанням[14]. Стовбурові клітини, на відміну від диференційованих клітин, здатні до тривалого поділу і відновлення структури тканин організму.
Перспективним є використанні індукованих плюрипотентних стовбурових клітин. Індуковані плюрипотентні ембріональні стовбурові клітини (induced pluripotent stem cells — iPSC, або iPS) вдалося отримати з клітин різних тканин (у першу чергу фібробластів) за допомогою їх перепрограмування у стовбурові клітини методами генетичної інженерії, зазвичай, за допомогою комбінації факторів Яманаки[59] — Oct4, Klf4, Sox2 та c-Myc — названих на честь Сін'я Яманака, або за допомогою РНК[60], або малих молекул[61].
Основні статті — Тканинна інженерія, Інженерія нервової тканини, Органоїд, Друк органів.
Тканинна інженерія — це біомедична інженерна дисципліна, яка використовує комбінацію клітин, інженерії, матеріалознавства і відповідних біохімічних і фізико-хімічних факторів для відновлення, підтримки, покращення або заміни різних типів біологічних тканин[62][63][64][65].
Основні статті — Генотерапія, Редагування генома.
Групою вчених у 2020 році була проведена генотерапія для омолодження та відновлення нервового волокна сітківки. Старим мишам ввели за допомогою аденовірусної генотерапії гени, які синтезують фактори Яманакі, які епігенетично омолоджують гангліозні клітини сітківки миші, що сприяє регенерації аксонів після пошкодження, і усуває втрату зору на мишачій моделі глаукоми та у літніх мишей. Сприятливий вплив OSK-індукованого перепрограмування регенерації аксонів і зору потребує ДНК-деметилаз TET1 і TET2. Ці дані вказують на те, що тканини ссавців зберігають запис епігенетичної інформації молодості, частково закодованої метилюванням ДНК, до якої можна отримати доступ для покращення функції тканини та сприяння регенерації in vivo. Таке омолодження клітин дозволило відновити штучно пошкоджений оптичний нерв — нервові волокна виросли виросли знову. Вчені досягли х2 збільшення кількості клітин сітківки і х5 прискорення росту оптичного нерва.[66]
В 2021 році було проведено невелике спонсороване інтервенційне нерандомізоване дослідження без контрольної групи з використанням нового запатентованого методу передачі генів центральної нервової системи для доставки генів AAV hTert і Klotho п'яти пацієнтам із легкою або помірною деменцією для першочергової оцінки безпеки. Дані клінічної відповіді були зібрані як вторинний інтерес. Терапія продемонструвала дуже високий профіль безпеки без виявлення серйозних побічних ефектів. Клінічне обстеження пацієнтів протягом одного року спостереження дало значні результати: у всіх п'яти пацієнтів було продемонстровано явне зменшення симптомів деменції, наприклад, стійке когнітивне покращення, виміряне за допомогою обстеження Фольштейна. Теломерний аналіз проводили до і після терапії. Було виявлено вимірне подовження теломер учасників, і зменшення біологіяного віку зі збільшенням хронологічного.[67]
«120-річна межа» тривалості життя встановлюється насамперед через нездатність тканини мозку до регенерації та неможливість трансплантації мозку.
Але три нові стратегії для омолодження старіючого людського мозку, можливо, зможуть вирішити унікальні проблеми, пов'язані з зупинкою старіння мозку[68][69].
Лабораторія доктора Пітера Волтера в Каліфорнійському університеті в Сан-Франциско виявила, що мозкова тканина регулярно відчуває, коли деякі нейрони мають проблеми, наприклад вірусні інфекції, і за допомогою механізму під назвою Інтегративна відповідь на стрес (ISR) активно пригнічує активність (синтез білка) хворих нейронів, щоб запобігти подальшому порушенню функції мозку. Коли ми старіємо, а функціонування нейронів головного мозку гіршає, наприклад, через запалення, активність ISR зростає, пригнічуючи дедалі більше і більше нейронних функцій. Уолтер і його співавтор, доктор Сусанна Розі, нещодавно виявили, що пригнічення активності ISR (яка сама по собі пригнічує функцію мозку) може неймовірно швидко повернути назад зниження когнітивних функцій у старих мишей. Наприклад, старим мишам набагато важче навчитися орієнтуватися в лабіринтах, ніж молодим мишам, але коли команда Каліфорнійського університету в Сан-Франциско обробила старших мишей інгібітором ISR лише за кілька днів, старі миші працювали так само добре, як і молоді миші. завдання лабіринт[70][71].
Це майже миттєве покращення когнітивних здібностей означає, що вікове погіршення розумового розвитку не пов'язане лише з відмиранням нейронів чи іншими постійними втратами, а частково через активні оборотні метаболічні процеси. Команди Каліфорнійського університету в Сан-Франциско вважають, що такі методи лікування, як інгібітори ISR, колись можуть відновити функції, втрачені не лише через старіння, але й після інсульту та травми.
Див. також — Молекулярна нейронаука, Нейрохімія.
Основні статті — Нейрогенез, Нейропластичність.
Доктор Саул Вілледа (також працює в Каліфорнійському університеті в Сан-Франциско) досліджував нейрогенез (утворення нових нейронів) у гіпокампі. Досліджуючи, чому одні частини мозку регенерують, а інші — ні, команда доктора Вілледи виявила низку сигнальних молекул, таких як сполуки, знайдені в юнацькій крові, які можуть «обманути» старі нейрони і створити нові — навіть у тих областях мозку, яких зазвичай немає нейрогенезу у дорослому мозку. Ці молекули також допомагають новоутвореним дорослим клітинам розвивати дендрити та аксони. Старі тварини, яких лікували такими омолоджуючими молекулами, справді демонстрували покращення когнітивних функцій.[72]
Подальші дослідження цієї команди дослідників, опубліковані в Nature в серпні 2023 року, показали, що системне введення екзогенного тромбоцитарного фактору 4 (PF4) послаблювало пов'язане з віком нейрозапалення в гіпокампі, викликало молекулярні зміни, пов'язані з синаптичною пластичністю, і покращувало процеси пізнання у літніх мишей.[73][74]
Основна стаття — Інженерія нервової тканини.
У Клінічному центрі регенеративної медицини Мейо, дослідницька робота групи вченихзосереджена на введенні в мозок стовбурових клітин (ембріоноподібних клітин, які можуть ділитися та диференціюватися на «дорослі» типи клітин), які викликають ріст нових кровоносних судин у мозку, живлення та пожвавлення старих нейронів і, можливо, допомагають у вирощуванні нових.
Вчені з Медичної школи Університету Чжецзян у Китаї також досягають успіхів у введенні стовбурових клітин і змушенні цих клітин мігрувати до пошкоджених регіонів і почати диференціюватись у нейрони, які замінять ті, що були втрачені внаслідок черепно-мозкової травми[75]. Поки що неясно, скільки втрачених функцій може відновити ця нова техніка, але нейробіологи сподіваються, що скоро вона може допомогти зменшити когнітивні та моторні порушення при нейродегенеративних захворюваннях, таких як деменція та хвороба Паркінсона.
Дослідження 2023 року показало, що органоїди людського мозку успішно інтегруються із зоровою системою дорослого щура після трансплантації у великі пошкоджені порожнини зорової кори. Транссинаптичне відстеження на основі вірусів виявило полісинаптичний шлях між трансплантованими людськими органоїдними нейронами та сітківкою щура-господаря, та взаємний зв'язок між трансплантатом та іншими регіонами зорової системи. Візуальна стимуляція тварин-господарів викликає відповіді в органоїдних нейронах, включаючи вибірковість орієнтації. Ці результати демонструють здатність органоїдів людського мозку приймати складні функції після введення у великі порожнини травми, пропонуючи трансляційну стратегію для відновлення функції після пошкодження кори.[76]
Щоб боротися з нагальною проблемою захворювань, пов'язаних зі старінням, і покращити здоров'я людини, існує пропозиція щодо терапії омолодження, зосередженої на перепрограмуванні транскриптомів старіючих клітин до більш молодого стану. Цей підхід передбачає використання транскриптомних даних з первинних людських клітин для визначення цілей омолодження, особливо зосереджуючись на нейронних клітинах, включаючи глутаматергічні нейрони, нейрональні стовбурові клітини та олігодендроцити, через їх значну роль у вирішенні проблеми вікової нейродегенерації. Експериментальні плани для широкомасштабних аналізів старіння та скринінгу збурень пропонуються як багатообіцяючі стратегії для розробки методів лікування, які потенційно можуть повернути процес старіння та покращити загальне самопочуття.[77]
Також, хронічне введення канабіноїдів в дослідженнях in vivo на тваринних моделях показало омолодження транскприптомів нейронів старих мишей до стану транскриптомів молодих мишей, та відновлення когнітивних функцій.[78] Крім того, вплив препаратів канабісу сприяв омолодженню мозку через інші механізми, зокрема, через стимуляцію нейрогенезу.[79][80][81] (див. Медичний канабіс)
Біоелектрика та біохімічні градієнти відіграють важливу роль у фізіологічних процесах і можуть впливати на фізіологічні процеси на молекулярному, клітинному та організмовому рівнях. Наприклад, мембранний потенціал спокою є вирішальним фактором у клітинних процесах, включаючи мітотичний поділ, що має потенційно вагомі наслідки для досліджень старіння. Міжклітинні сигнальні механізми та їхній вплив на епігенетичні модифікації дають змогу по-новому зрозуміти процес старіння та розробку цілеспрямованих втручань.[82]
Рандомізоване клінічне дослідження 2021 року показало, що 8 тижнів здорового способу життя — рослинно-орієнтована дієта + вітаміни + регулярна фізична активність — омолоджують біологічний (епігенетичний) вік людей у середньому на 3.2 роки (p=0.018)[25].
Також у 2021 році було задокументовано омолодження епігенетичного віку людини на 5 років всього за 7 місяців, за допомогою щоденної різноманітної рослинної дієти (особливо горіхи, овочі, насіння, ягоди та несолодкі фрукти), великої кількості різних дієтичних добавок (колаген, креатин, спермідин, лецитин, амінокислоти, вітаміни[10], поліфеноли, глюкозамін та інші)[11].
Дослідження 2020 року 35 дорослих здорових осіб від 65 років і старше показало, що 30 сеансів гіпербаричної терапії збільшуєть довжину теломер влітин крові на 20-30 %, та зменшують кількість сенесцентних (старих) Т-лімфоцитів на 10-37 %.[83]
Біологічний вік означає стан організму людини та його різноманітних систем і функцій. На відміну від хронологічного віку, який є просто показником тривалості життя людини, біологічний вік враховує низку факторів, які можуть впливати на загальний стан здоров'я та самопочуття організму. Ці фактори можуть включати вибір способу життя, наприклад, дієту та фізичні вправи, а також генетичні фактори та вплив токсинів навколишнього середовища.
Біологічний вік часто використовується як спосіб оцінки загального стану здоров'я людини та ризику вікових захворювань. Загалом біологічний вік людини вважається більш точним показником загального стану здоров'я, ніж її хронологічний вік. Це пояснюється тим, що хронологічний вік не враховує різні фактори, які можуть впливати на здоров'я людини, наприклад спосіб життя та вплив навколишнього середовища.
Вимірювання біологічного віку може бути складним, оскільки воно передбачає оцінку різноманітних факторів. Однак існує кілька методів, які зазвичай використовуються для оцінки біологічного віку, включаючи вимірювання біомаркерів у крові, оцінку фізіологічних функцій і використання алгоритмів для аналізу кількох факторів одночасно. Ці методи можуть надати точнішу картину загального стану здоров'я людини та ризику вікових захворювань.
Епігенетичний вік є мірою того, наскільки на ДНК людини вплинули різноманітні фактори навколишнього середовища, такі як дієта та спосіб життя. Епігенетичний вік стосується віку ДНК індивідуума на основі моделей хімічних модифікацій (знаних як «епігенетичні мітки»), які відбулися на їхніх генах з часом. На ці епігенетичні ознаки можуть впливати різні фактори навколишнього середовища, і вони можуть дати уявлення про загальний стан здоров'я та самопочуття людини.
Протягом 4 тижнів група дослідників на чолі з професором Кешавом Сінгхом додавала до їжі гризунів антибіотик доксициклін, що призвело до генної мутації та, як наслідок, мітохондріальної дисфункції. В результаті шкіра піддослідних покрилася зморшками, шерсть випала, а та, що залишилася, посивіла. Коли препарат перестав потрапляти до організмів мишей, то доволі швидко їхня шкіра розгладилася, а шерсть знову стала густою та природного кольору. Фактично, вчені змогли зістарити грузинів, а потім повернути до молодого стану.[84]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.