Генетическая лотерея - Баловнева Ольга

Исследования старения, продолжительности жизни (как общей, так и здоровой) требуют сравнения различных групп людей, объединенных по некоторым признакам здоровья, возраста появления возрастных заболеваний, долгожительства.

Сравнение и статистический анализ генетических маркеров в этих группах позволяют найти некоторые генетические вариации, присущие в большинстве группе людей с тем или иным признаком. Такого род исследования называются GWAS (полногеномный поиск ассоциаций) и применяются повсеместно для поиска связей между любыми признаками и генетической составляющей.

В контексте старения GWASы позволили установить некоторые гены, которые достаточно часто представлены в виде одного и того же варианта, например, у долгожителей. Это гены APOE, FOXO3A, HLA-DQA1 и SH2B3.

Часть этих генов имеет специфичную для отдельных популяций связь со старением, что говорит о неоднозначности влияния некоторых генов на продолжительность жизни и ее зависимости от многих других генетических факторов, специфичных для популяции. В целом, накопленные научные данные позволяют сказать, что продолжительность жизни на четверть – треть зависит от генетики, в то время как все остальное является факторами внешней среды: образ жизни, питание, экологическая ситуация.

Не так давно научному сообществу стали открываться новые горизонты генетических исследований вследствие создания и открытия доступа к биобанкам – огромным базам обезличенных генетических данных и данных о человеке (болезни, внешность, возраст, пол, семейная история заболеваний, национальность, физиологические и биохимические параметры и т. п.) для сотен тысяч людей.

Подобные биобанки позволили детально исследовать, в частности, вопрос старения с разных сторон. Например, недавнее совместное исследование ученых из России и США показало, что продолжительность жизни (и общей, и здоровой) статистически значимо зависит от количества ультраредких мутаций в различных генах.

Выяснилось, что каждый человек рождается в среднем с шестью генетическими заменами, частота появления которых составляет менее одной сотой процента, унаследованными от родителей и полностью нарушающих синтез продукта гена (белка или РНК). Количество таких вариаций варьируется в среднем от 0 до 15 и значимо изменяет продолжительность жизни почти на полтора года. Это небольшое изменение, и, к сожалению, подобного рода шажки вперед – это, вероятно, все, на что способна современная наука в области старения. Но будет ли способна наука будущего на большее?

На данный момент известно, что риск появления возрастных заболеваний и смерти в организме человека увеличивается экспоненциально с возрастом, удваиваясь примерно каждые восемь лет. Различные физиологические и биохимические показатели организма также изменяются на протяжении жизни, а их комбинация может служить своего рода посредником, отражающим биологический возраст организма, а не хронологический.

Оказалось, что такие комбинированные метрики в период роста организма ведут себя в соответствии с хронологическим возрастом, однако после начинают достаточно стохастическое движение, более-менее придерживаясь тренда хронологического возраста.

Однако необходимо отметить, что разброс значений этих метрик относительно хронологического возраста линейно увеличивается по мере взросления (старения). Время, требуемое для выравнивания биологического возраста с хронологическим после каждого существенного отклонения, называется resilience, и именно эта величина увеличивается с возрастом и может служить маркером старения.

Математическое моделирование изменений resilience с возрастом позволило установить, что при увеличении возраста до 120–150 лет значение resilience расходится с хронологическим возрастом полностью без возможности возврата в исходную точку, что биологически означает некоторый абсолютный предел продолжительности человеческой жизни.

Причины этого кроются в некоторых энергетических параметрах существования человека как организма, жизнь которого зависит от создания новых клеток и поддержания жизни – двух противоположных по сути процессов. Динамическое равновесие этих процессов достигается по завершении периода роста организма, однако последующее старение выводит эти два процесса из равновесия, приводя в итоге к гибели организма.

В соответствии с описанным динамическим равновесием решением проблемы старения является поддержка процесса создания клеток, их замены, что может быть достигнуто в будущем путем искусственного выращивания органов и тканей. Генетические подходы к созданию организма с увеличенной продолжительностью жизни (на животных) пока что могут привести только к одному результату – возникновению рака, так как чрезвычайно сложная и сбалансированная система (организм) при выходе из равновесия уже не может себя контролировать. Науке требуется максимально глубокое и всеобъемлющее понимание работы организма, чтобы уметь из одного равновесного состояния привести его в другое с большей продолжительностью жизни. Пока что до такого уровня знаний нам очень далеко.

Можно ли убежать от инфаркта?

Первым термин «инфаркт миокарда» упомянул французский терапевт R. Marie в 1896 году. До этого инфаркт миокарда называли сердечным приступом. Известные актеры Олег Даль, Владислав Галкин, певец Джо Дассен скончались от инфаркта в возрасте моложе 40 лет. Разберемся, какие есть возможности у медицины, а в частности, у генетики, чтобы предотвратить инфаркт миокарда.

Инфаркт миокарда – это отмирание участка сердечной мышцы, связанное с полной закупоркой коронарной артерии, кровоснабжающей сердечную мышцу (миокард), атеросклеротической бляшкой. В случае полной закупорки крупной коронарной артерии уже через 30 минут начинается гибель миокарда.

Как понять, что пора к врачу?

Американский колледж кардиологии предлагает специальный калькулятор для расчета риска развития сердечно-сосудистых катастроф, в том числе инфаркта миокарда, в течение ближайших 10 лет. Чтобы определить степень риска, нужно знать ваш пол, возраст, уровень артериального давления, курите вы или нет, есть ли у вас такое заболевание, как сахарный диабет, а также необходимо знать уровень холестерина общего и холестерина липопротеинов высокой плотности (Хс ЛПВП, «хорошего холестерина»). Риск можно рассчитать самому, а можно попросить вашего лечащего врача.

В основе развития инфаркта миокарда лежит атеросклероз коронарных артерий, проще говоря, отложение на стенках сосуда холестерина с образованием атеросклеротической бляшки. Основная причина этого – повышение холестерина в крови за счет «плохого» холестерина (Хс ЛПНП – холестерина липопротеинов низкой плотности).

Липопротеины низкой плотности содержат больше жира, чем белка. Они переносят холестерин к органам и тканям, включая и стенки сосудов, где тот участвует в образовании атеросклеротической бляшки, – поэтому Хс ЛПНП считается «плохим» холестерином.

Липопротеины высокой плотности содержат меньше жира, чем «плохой холестерин», и участвуют в доставке холестерина из тканей организма в печень для утилизации, поэтому Хс ЛПВП считается «хорошим» холестерином. Высокий уровень липопротеинов высокой плотности и низкий уровень липопротеинов низкой плотности свидетельствует о том, что холестерин будет в большей степени утилизироваться в печени, чем откладываться в сосудах. Повышение уровня «плохого» холестерина врачи называют дислипидемией.

На сегодняшний день известны генетические причины дислипидемии, и одна из них – семейная гиперхолестеринемия. Наследуется она по аутосомно-доминантному типу, то есть при болезни даже одного родителя в 50 % случаев заболевание будет передано детям. У таких людей уровень общего холестерина и холестерина липопротеинов низкой плотности повышен уже в детском возрасте, соответственно, высокий и риск инфаркта миокарда. За развитие заболевания отвечают мутации в генах LDLR, APOB, LDLRAP1 и PCSK9.