Ученые выявили механизм старения

Сейчас люди живут дольше, в среднем на 40 лет больше,чем пару веков назад. Это поднимает вопрос о том, как наше качество жизни можно сохранить в старости. Ученые обнаружили, что только около 25 процентов вариаций в долговечности человека обусловлены генетическими факторами – это означает, что другие элементы (тренировки, режим питания) играют большую роль в процессах старения.

Ученые выявили механизм старения

Кожа – самый большой орган тела (около двух квадратных метров) и составляет около 16% нашего веса. Старение начинается именно с него. Итак, почему мы пренебрегаем ею? Ведь кроме нашего пренебрежения, экологические факторы могут оказывать пагубное воздействие на организм и ускорять процесс старения. Они побуждают преждевременное старение, гиперпигментацию, воспалительные реакции, такие как экзема и даже вызывают прыщи.

Ученые говорят, что значительные 80% старения связаны с УФ-излучением. Помимо этого, экологические факторы (ионизирующее и инфракрасное излучение, усиленное тепло, загрязнение воздуха и бытовые чистящие средства, различные пластмассы и тяжелые металлы, ароматизаторы, косметика и пестициды, гербициды и диоксины, фталаты и хлор) отвечают за ускорение механизма старения.

Эти элементы влияют на кожу с помощью различных механизмов. Например, они могут ускорить процесс внутреннего старения. Так как это влияет на клетки кожи в каждом слое, может спровоцировать обновление кожи, оставив ее более тонкой, сухой, с мелкими морщинами. Существуют сильные научные данные, подтверждающие влияние факторов окружающей среды (солнечная радиация, курение и загрязнение воздуха) на процесс старения.

Ваша кожа, как внешний барьер, находится в прямом контакте с различными загрязнителями воздуха. В результате взаимодействия сообщалось о воздействии твердых частиц и появлении заметных признаков старения кожи (пятна пигментации и морщины). Механизм, с помощью которого окружающая среда оказывает вредное воздействие, заключается в образовании реакционноспособных видов кислорода, повреждающих коллаген. Кроме того, частицы служат носителями для органических химических веществ и металлов, которые затем депонируются в жизненно важных органах (митохондриях) клеток кожи, что приводит к старению кожи при повреждении митохондрий.

Предрасположенность к раннему старению

У некоторых восприимчивых индивидуумов с геном CYP1B1 высокая подверженность экологическим ксеноэстрогенам может привести к повышению регуляции ферментов биосинтеза меланина и вызвать гиперпигментацию и мелизму. Те, у кого нулевая активность гена GSTM1, обладают низкой способностью к детоксикации и не способны детоксифицировать растворители, эпоксиды, тяжелые металлы и гербициды. Следовательно, у них может быстрее развиться преждевременное старение кожи. Эти пациенты получат большую пользу от добавок, увеличивающих производство глутатиона.

Если вы находитесь в постоянном состоянии стресса, старение наступает быстрее. Тем не менее, растущее присутствие токсинов в окружающей среде увеличивает необходимость более специфического предотвращения их вредного воздействия – об этом предупреждают ученые. Это еще раз доказывает, что использование генетических особенностей для создания персонализированного режима питания и ухода за кожей является эффективным методом. Ключом к здоровой коже считается принятие индивидуального медицинского подхода, в котором применяются планы питания, добавки и средства по уходу за кожей, соответствующие потребностям каждого человека.

Помимо очевидного, существует внутренняя структурная разница между мужским и женским старением. Стимуляция андрогена (тестостерона) вызывает увеличение толщины кожи, что объясняет, почему у мужчины примерно на 25% кожа толще, чем у женщины. Кроме того, текстура кожи мужчины  более жесткая. Паскаль Пьедимонте (Pascal Piedimonte), международный менеджер по обучению из головного офиса Bioderma в Лионе из Франции, предполагает, что внутренние различия делают кожу человека физиологически более устойчивой. Однако это не означает, что мужчины должны отказаться от режима по уходу за кожей. Жизненно важны хороший уход за лицом, увлажняющий крем и крем для глаз.

Старение начинается с кожи, а продолжается с мышц

Чтобы лучше понять связь между спортом и старением, биомедицинский исследователь Стивен Харридж из Королевского колледжа в Лондоне и его коллеги посмотрели, изменились ли характеристики скелетных мышц от самого процесса старения или с помощью последствий выбора образа жизни, которые сильно связаны с преждевременным старением (например, тенденция принимать более сидячий образ жизни). Из-за последнего, нынешнее восприятие структуры мышц и возраста происходит у людей, чья физическая активность низкая. У этих индивидуумов был выявлен ряд характеристик «типичных» мышц старшего возраста, таких как изменения мышечных волокон.

Харридж и его группа набрали 125 мужчин и женщин велосипедистов в возрасте 55-79 лет, которые регулярно ездили на велосипеде в течение примерно 26 лет. Ученые предсказали, что поскольку у этих спортсменов на данный момент такой же высокий уровень физической активности, любые изменения в их мышцах по мере старения не могут быть объяснены бездействием, а скорее неотъемлемым естественным процессом.

Биопсии были взяты из больших мышц на стороне бедра, которые мы используем во время езды на велосипеде – vastus lateralis. Часть материала разрезали на тонкие срезы, чтобы структуру оценить под микроскопом, а часть ее была переработана в жидкость, для расчетов содержание белка.

Чтобы исследовать, как структура мышц отличается между велосипедистами в возрасте 55 – 79 лет, Харриджу понадобился набор легко измеримых ясных свойств мышц: капилляры, мышечное волокно и митохондрии, высокоспециализированные структуры в наших клетках, которые используют кислород для производства энергии. Капилляры снабжают мышцы кровью – это необходимо работы энергии в мышцах. Упражнение на выносливость улучшает доставку кислорода за счет увеличения количества капилляров, которые его снабжают. Когда их количество в биопсии мышц было оценено, Харридж и его коллеги выяснили, что между возрастом женщин-велосипедистов и капиллярной плотностью не было никакой связи. Отмечено лишь снижение плотности веществ с увеличением возраста у мужчин велосипедистов. Этот вывод, опубликованный недавно в журнале Aging Cell, стал одним из самых важных в исследовании, поскольку он может доказать, что на изменение влияет процесс старения, а не из-за взаимодействия между данным явлением и бездействием (отсутствием спорта).

Спорт – за или против старения

В отличие от плотности капилляров, эффект старения и состав мышечных волокон не был так тесно связан. Скелетная мышца состоит из двух широких типов волокон: тип I, которые медленно сокращаются и позволяют нам выполнять выносливость (работа на дальних дистанциях), быстрые подергивания (тип II), которые быстро сокращаются, устают и используются для силовых нагрузок. Старая мышца склонна к тенденции иметь меньшие мышечные волокна второго типа – отчасти объясняя, почему пожилым людям трудно совершать быстрые внезапные движения.

Основная характеристика мышц I типа заключается в том, что она использует кислород, и поэтому неудивительно, что у более молодых мужчин и женщин-велосипедистов, участвовавших в этом исследовании, было больше волокон I типа по сравнению с волокнами типа II.

Харридж и его коллеги обнаружили, что это соотношение волокон типа I и типа II оставалось таким же, как у велосипедистов в зрелом возрасте. Ученые выяснили: митохондрии, которые лучше работают у младших мастеров-спортсменов, также не изменялись с возрастом среди участников исследования. Данные показывают, что использование наших мышц для тренировки в старости не позволяет им ухудшаться и сохраняет свою функцию. Однако для Харриджа и его команды остался один важный вопрос: как эти свойства действительно связаны с физиологическими функциями, которые позволяют нам выполнять физические упражнения в данном случае на велосипеде.

В 2015 году Харридж и его лаборатория провели еще один анализ в той же группе велосипедистов, которая фокусировалась исключительно на физиологических функциях, на тех физических механизмах, связанных с выносливостью мышц, и не обнаружили сильных взаимосвязей между ними.

Упражнение на выносливость зависит от аэробного метаболизма – того, как организм вырабатывает энергию, сжигая углеводы, белки и жиры в присутствии кислорода, которые могут быть измерены VO2max – максимальное количество кислорода, что человек  использует во время интенсивных физических упражнений. Еще в 2015 году ученые измерили VO2max во время непрерывного прогрессивного теста на велоэргометр. Харридж и его группа обнаружили, что чем больше доля волокон типа I и типа II у участников, тем лучше их VO2max. Вещество линейно увеличивается с капиллярной плотностью у мужчин. Как видим, спорт все же помогает оттянуть механизм старения, но в определенном возрасте даже физическая нагрузка не предотвратит естественный процесс.