Post #1539

Понравился X-Пeтра Федичева. У нас до сих пор нет единой теории старения. Это поразительно, учитывая, насколько далеко продвинулась биология. Несмотря на столетия догадок и десятилетия накопления данных, до сих пор не существует единой количественной модели, объясняющей, как и почему стареют живые системы, и как это можно остановить. Вместо этого у нас есть длинный список частичных объяснений. По некоторым подсчётам, существует более 300 различных теорий старения. Это не признак успеха. Это признак фрагментации. Но прежде чем строить такую теорию, нам необходимо прийти к согласию относительно феноменологии старения, решить, что именно необходимо объяснить. Каковы основные, неоспоримые особенности старения, которые должна учитывать любая модель? Вот моё предложение. Во-первых, смертность не просто растёт с возрастом — она растёт экспоненциально. У самых разных видов, от мух до человека, вероятность смерти удваивается каждые несколько лет взрослой жизни. Это известно как закон Гомперца, и он определяет центральную количественную характеристику старения. Отклонения от этой закономерности редки и интересны. У некоторых короткоживущих животных риск смертности снижается к концу жизни. Голые землекопы практически не стареют в демографическом отношении, хотя их молекулярные показатели do. Люди же продолжают стареть по принципу Гомперца даже после окончания средней продолжительности жизни. Поразительно, насколько это отличается от того, как выходят из строя машины. Большинство инженерных систем не подчиняются экспоненциальному закону смертности. Они подчиняются степенным законам. В механических системах — реактивных двигателях, турбинах, мостах — риск отказа обычно увеличивается согласно распределению Вейбулла: сначала медленно, затем быстро ускоряясь по мере накопления износа. Это называется отказом «ваннообразной формы». Он детерминирован и часто определяется одним слабым звеном. Биология так не работает. Она шумная, избыточная и динамичная. Клетки взаимодействуют друг с другом, системы компенсируют друг друга, а сбои возникают из-за нарушения координации, а не из-за поломки одной части. Вот почему смертность организмов растёт экспоненциально, а не детерминированно. И это важная подсказка. Это говорит нам, что старение — это не просто износ. Это нечто иное — нечто эмерджентное, статистическое и глубоко биологическое. Во-вторых, старение по своей сути стохастично. Даже генетически идентичные особи в одной и той же среде обитания умирают не одновременно. Они дрейфуют. И размах этого дрейфа — дисперсия продолжительности жизни и возрастных признаков — фактически увеличивается с возрастом. У людей эта дисперсия, по-видимому, растёт гиперболически, как будто все физиологические системы сходятся к некоему рубежу около 120 лет. Чем дольше живёт вид, тем меньше эта дисперсия. То же самое мы наблюдаем и в геноме. Часы метилирования ДНК — предсказательные модели, основанные на эпигенетических паттернах, — черпают большую часть своей мощности не из детерминированных изменений, а из накапливающегося шума. Эпигенетический дрейф оказывается основным сигналом. Недавние исследования показывают, что от 70 до 90 процентов того, что эти часы «узнают», — это просто статистический разброс. Остальное — это тонкая структура, отклонения от чистого шума, несущие биологический смысл. В-третьих, старение масштабируется. Среди млекопитающих более крупные животные, как правило, живут дольше и медленнее. Продолжительность жизни и время развития предсказуемо пропорциональны размеру тела в четверть степени. Молекулярные повреждения, напротив, — мутации, дрейф метилирования, окислительный стресс — имеют тенденцию обратно пропорционально увеличиваться продолжительности жизни. Более крупные и долгоживущие виды накапливают эти повреждения медленнее. Здесь есть глубокая геометрия, своего рода аллометрическое ограничение, связывающее темп биологии и её долговечность. Хорошая теория старения должна объяснить, почему.