Ситуация была отчаянной. 19-летней турчанке с заболеванием печени срочно нужна была трансплантация. Пока она ждала своей очереди на эту операцию, у нее развилась печеночная энцефалопатия, при которой в крови накапливаются токсины из-за неправильной работы печени, и это уже начало отражаться на работе ее мозга.
Время стремительно уходило, а единственным вариантом для пересадки был орган, от использования которого уже отказались в нескольких больницах.
Эту печень считали неподходящей для трансплантации — мало того, что в ней была киста, образовавшаяся в результате паразитарной инфекции, ее прежним владельцем была недавно скончавшаяся 93-летняя женщина.
По всем стандартам трансплантологии, орган был слишком старым, особенно если учитывать, что реципиент был намного моложе.
Однако выбора не было, и врачи решили делать пересадку. Удивительно, но операция, сделанная в 2008 году в институте трансплантологии печени в турецком городе Малатья, закончилась полным успехом: молодая пациентка осталась жить и спустя шесть лет родила здорового ребенка. Когда ее дочери исполнился год, маме было 26, а у печени мамы был юбилей — 100 лет.
Немногим из нас удастся узнать, каково это — когда твоей печени столько же лет, сколько твоей прабабушке. Удивительно, однако, другое: насколько с разной скоростью стареют наши органы и ткани. Эта разница в старении может рассказать о состоянии нашего организма куда больше, чем календарный возраст, который, как оказывается, менее важен.
На самом деле ученых гораздо больше интересует степень несоответствия того, сколько вам лет, и вашего биологического возраста, показывающего, насколько стар ваш организм и его отдельные органы.
Конечно, обе эти цифры могут быть взаимосвязаны, но даже интуитивно понятно, что они далеко не всегда соответствуют друг другу. Всем нам отлично известно, что если всю жизнь недосыпать и питаться чем попало, это раньше времени состарит.
Старение часто рассматривается как постепенный процесс, то, что происходит со всем организмом в целом, хотя и у разных людей с разной скоростью.
Однако такой подход не дает нам полной картины. Исследования показывают, что сложносоставной комплекс причин (генетика, образ жизни, состояние окружающей среды) по-разному влияет на разные органы. Таким образом, мы можем выглядеть довольно моложаво в свои 38 лет, в то время как наши почки будут в таком состоянии, будто их пересадили нам от 61-летнего, как было продемонстрировано в одном из исследований.
А может быть и так: на лице у человека множество морщин, голова облысела, как у 80-летнего старца, а его сердцу — не больше 40 лет.
Генетик из Стэнфордского университета Майкл Снайдер проводит сравнение с автомобилем. "С течением времени машина начинает хуже функционировать в целом, но ее отдельные детали и узлы изнашиваются быстрее других, — говорит он. — Если ваш мотор начнет барахлить, вы можете его починить. Если на кузове появляются дефекты, вы можете отдать автомобиль в ремонт, там его подкрасят и подлатают. И так далее". Так что даже если мы и знаем свой общий биологический возраст, нам, чтобы прожить дольше и здоровыми, для начала надо осознать, что разные органы стареют с разной скоростью.
Однако точно установить биологический возраст отдельного органа — задача непростая. Хотя на многих сайтах предлагается с помощью "калькулятора" оценить возраст вашего сердца или легких, на самом деле для этого (чтобы получить более или менее точную картину) требуется подробное исследование функций конкретного органа, структуры его тканей, клеток и генетического здоровья.
Между тем, данные, собранные трансплантологами, дают нам уникальную возможность узнать, какие именно органы лучше справляются со старением. Исследователи, сравнивая возраст доноров с тем, насколько долго после пересадки прожили реципиенты, обнаружили, что, как правило, менее успешными бывают трансплантации более старых органов. Однако многое зависит от того, какой именно орган пересаживается.
В то время как успех операций по пересадке сердца и поджелудочной железы снижается после 40 лет (возраст донора), в случае с легкими никакой разницы не наблюдается вплоть до того времени, пока донор не достиг 65-ти.
Наиболее стойким к старению органом оказалась роговица — тут возраст донора, судя по всему, вообще не играет роли.
Данные, собранные трансплантологами, ставят, кроме того, вопросы по поводу существования границы жизненного цикла того или иного органа. Например, печень известна своим потенциалом регенерации, и у пациентов, у которых удаляется до двух третей этого органа, печень в течение года почти полностью восстанавливается до прежнего размера.
Некоторые исследователи предлагают активнее использовать в качестве потенциальных доноров печени девяностолетних, ссылаясь на несколько удачных операций по такой пересадке за последние годы. Другие ученые следят за состоянием небольшого количества пациентов, печени которых уже после пересадки исполнилось 100 лет — на несколько десятилетий раньше, чем их новому хозяину.
По словам Сиау, на то, как мы стареем, влияет множество факторов. "Что и как мы едим, как и когда спим — все это влияет на наши органы самыми разными способами, которые мы не до конца понимаем", — говорит он.
На микроскопическом уровне концепция старения органа становится еще более расплывчатой. Отдельные клетки заставляют большинство наших органов изнашиваться, им требуется замена достаточно регулярно. Что означает: многие ткани полностью регенерируются с течением времени, однако скорость такой регенерации сильно различается от органа к органу.
Отдельная клетка эритроцита циркулирует в наших венах и артериях в среднем четыре месяца, в то время как в кишечнике ей требуется замена уже через несколько дней.
С другой стороны, большая часть клеток головного мозга, нейронов, с возрастом не заменяется, и, как правило, им столько же лет, сколько и всему организму.
Оказалось, что клетки печени и поджелудочной железы у мышей — такого же возраста, что и само животное, и они сожительствуют с более молодыми клетками — это называется "генетический мозаицизм". Поскольку клетки-долгожители более подвержены возрастным изменениям и износу, чем те, чье существование ограничено несколькими днями, тот факт, что таковые существуют не только в мозгу, может дать исследователям ключи к разгадке механизмов старения органов.
Персонализированное старение
Независимо от того, насколько стойки наши органы перед лицом старения, все они со временем замедляют выполнение своих функций. Но свежие исследования показали, что мы сможем прогнозировать, какие из них выйдут из строя первыми.
Исследовав, как эти маркеры менялись у группы добровольцев в ходе нескольких ежеквартальных проверок в течение двух лет, ученые пришли к выводу, что люди, похоже, стареют согласно тем или иным биологическим механизмам.
Более того, они поняли, что можно разбить людей на категории по разным "стареотипам", типам старения, группируя биомаркеры на основе того, с каким органом или системой они наиболее тесно ассоциируются.
Ученые нашли доказательства существования четырех разных типов стареющих на основании основного для них пути старения (почки, печень, метаболизм и иммунитет), но полагают, что есть и другие, например, кардиостареющие.
Примечательно, что исследователям удалось определить "стареотипы" людей (по словам Снайдера, сводимые к сочетанию факторов генетики и окружающей среды) задолго до того, как те состарились.
Если ученые из Стэнфорда правы в своих выводах, то однажды молодые люди смогут получить от специалистов информацию о том, на какие именно аспекты здоровья следует обратить особое внимание по мере того, как они начнут стареть. "Если вы, предположим, кардиостареющий, то следите за уровнем плохого холестерина, регулярно обследуйте свое сердце, упражняйтесь, — говорит Снайдер. — Если вы — метаболический стареющий, следите за питанием. Печеночные стареющие должны стараться поменьше употреблять алкоголя. И так далее".
Критики отмечают, что мы пока не знаем, приведут ли физиологические изменения, обнаруженные в сравнительно краткосрочном исследовании стэнфордских ученых, к негативным последствиям для здоровья в долгосрочной перспективе. Но Снайдер уверен, что мы на пороге эры более персонализированного подхода к предотвращению старения. "Тут не подстрижешь всех под одну гребенку, — говорит он. — Физические упражнения и правильное питание в целом могут помочь, но если ваше сердце или ваши почки изношены, вам, видимо, нужна более целенаправленная стратегия".
Повернуть время вспять
При помощи компьютерных технологий ученым удается с большей точностью оценить степень биологического старения. Один из способов — изучение полупостоянных изменений в нашем ДНК (метилирования ДНК), на которые, как считается, влияют наш образ жизни и окружающая среда.
Часы эти позволяют также сравнить биологический возраст разных тканей. Есть ряд свидетельств, что ткани женской молочной железы, например, стареют быстрее, чем ткани остального организма, и это заставляет задуматься о возможности прогнозирования с помощью эпигенетических часов развития рака молочной железы.
Впрочем, некоторые ученые указывают на то, что даже если все работает именно так, далеко не факт, что замедление этих часов замедлит и процесс старения.
С какой бы стороны мы ни посмотрели на старение, конечная цель для многих исследователей — не просто замедлить ход часов, а повернуть время вспять.
Похоже, что на клеточном уровне это уже возможно. В марте 2020 года исследователи из школы медицины Стэнфордского университета сообщили, что им удалось омолодить клетки, взятые у пожилых людей, заставив эти клетки вырабатывать белки, разворачивающие развитие клеток вспять, к эмбриональному состоянию. Спустя несколько дней клетки выглядели так, будто помолодели на годы.
Сделать то же самое с целым органом, видимо, гораздо сложнее, но это исследование — лишь первый шаг к новым методам, которые помогут запустить биологические часы клеток и тканей в обратном направлении.
В настоящее время, однако, многие ученые больше сосредоточены на продлении периода здоровой жизни пожилых людей.
В недавнем обзорном докладе Линды Партридж и ее коллег из Университетского колледжа Лондона особое внимание обращается на такие препараты, как рапамицин, метформин и литий, которые потенциально способны помочь замедлить возникновение болезней и проблем, сопутствующих старости.
Отмечается, однако, что ни одно из этих средств не способно отменить все многочисленные симптомы старения.
Другие исследователи сходятся на том, что средства против старения, возможно, способны влиять лишь на состояние определенных тканей. Поэтому так важно разобраться в том, как старение отражается на разных органах.
Но как бы по-разному ни старились органы, имеет смысл следить за ними в комплексе. Ричард Сиау подчеркивает, что они взаимосвязаны, зависят друг от друга, и быстрое старение одного неизбежно отражается на остальных. "Если ваши суставы воспалены, то это сказывается и на вашем мозге, и на вашем сердце, — говорит он. — У каждого органа — своя динамика старения, но все они взаимозависимы".