В 2009 году Элизабет Блэкберн (совместно с Кэрол Грейдер и Джеком Шостаком) была удостоена Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие теломер и теломеразы. Она раскрыла один из ключевых механизмов клеточного старения: укорочение теломер. Теломеры — это защитные «колпачки» на концах хромосом. Чем короче теломеры, тем быстрее клетка теряет способность делиться и стареет.
Теломеры — это части концов хромосом, состоящие из повторяющейся последовательности ДНК (TTAGGG у людей). Они защищают генетический материал от повреждения во время деления клеток.
Почему теломеры укорачиваются?
Существует проблема с репликацией концов: каждый раз, когда клетка делится, ДНК-полимераза не может полностью реплицировать концы хромосом, в результате чего теломеры постепенно укорачиваются. Кроме того, окислительный стресс и воспаление значительно ускоряют этот процесс.
В процессе метаболизма образуются активные формы кислорода (ROS), которые вызывают разрыв теломерной ДНК, тем самым ускоряя ее укорачивание. Теломерная ДНК особенно подвержена повреждениям, потому что:
Из-за высокого содержания гуанина он легко окисляется;
Поскольку белков, отвечающих за восстановление ДНК в теломерах, мало, способность теломер к восстановлению очень низкая.
Когда теломеры становятся чрезвычайно короткими, клетки входят в состояние старения (клеточного старения) или апоптоза (запрограммированной клеточной смерти). Это один из основных механизмов старения человека
Когда человек находится в состоянии стресса, гипоталамус в мозге посылает сигналы тревоги. Гипофиз получает сигнал и посылает инструкции надпочечникам, которые выбрасывают в кровоток кортизол и адреналин — два гормона, играющие ключевую роль в реакции на стресс. Кортизол не только мобилизует организм, но и подавляет активность теломеразы — фермента, восстанавливающего теломеры. Это особенно влияет на стволовые клетки, которые обычно отвечают за обновление тканей.
Но даже в нормальных клетках, лишенных теломеразы, стресс все равно наносит удар. Кортизол повышает уровень свободных радикалов, которые повреждают теломерную ДНК. Адреналин через специальные рецепторы активирует белки, которые вызывают преждевременное старение клеток. В результате теломеры укорачиваются быстрее, клетки перестают делиться, и организм постепенно слабеет.
Хронический стресс активирует NF-κB — провоспалительный сигнальный путь).
Воспалительные цитокины (такие как ИЛ-6) подавляют активность теломеразы.
Клетки быстрее стареют, теряют способность делиться, активность теломеразы снижается.
Кортизол подавляет экспрессию TERT (каталитической субъединицы теломеразы).
У людей с высоким уровнем стресса теломеры на 10–15% короче (исследования матерей детей с хроническими заболеваниями и врачей, испытывающих нехватку времени).
Мы склонны думать о стрессе как о временном дискомфорте, но его реальная цена — теломеры, крошечные защитные колпачки на концах хромосом. Каждая реакция на стресс приближает клетки на один шаг к моменту, когда они перестанут делиться.
P.S.
- Хотите связаться со мной?
