01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Медицина
31 января

Ученые предложили разрывать «порочные циклы» возрастных заболеваний

Pexels

Быстрое прогрессирование возрастных заболеваний оказалось обусловлено образованием «порочных циклов», например, когда токсичные продукты биохимических реакций инициируют перезапуск тех же самых реакций. В новой работе были предложены наиболее перспективные варианты терапии возрастных заболеваний, воздействующие на звенья таких циклов. Результаты опубликованы в журнале Ageing Research Reviews.

Статистика демонстрирует, что для всех основных возрастных заболеваний характерен экспоненциальный рост смертности с возрастом. Алексей Беликов из МФТИ показал, что причиной такого лавинообразного прогрессирования заболеваний являются бесконечно повторяющиеся циклы реакций, многократно усиливающие вред изначально некритичных изменений в организме.

«Возраст-зависимые заболевания человека практически невозможно предотвратить, хотя проводится поиск так называемых геропротекторов. Основной же целью терапии на данный момент является препятствование дальнейшему прогрессированию заболеваний, — говорит автор работы. — Рассмотрев механизмы развития возраст-зависимых заболеваний, можно сделать вывод, что к моменту постановки диагноза воздействовать на пусковые факторы уже бесполезно. Наиболее эффективным представляется разрывать изученные порочные циклы, блокируя их звенья. Многие из медикаментов, позволяющих это сделать, уже находятся в разработке».

В ходе исследования Беликов сфокусировался на пяти наиболее распространенных заболеваниях, которые принято относить к возрастным, то есть имеющим большую вероятность поражения людей преклонного возраста. Ученый рассмотрел статистику летальных исходов от атеросклероза, гипертонии, сахарного диабета двух типов, болезней Альцгеймера и Паркинсона. Статистика смертности является наиболее мощным и наименее предвзятым инструментом для изучения заболеваний, поскольку учитывает естественное развитие болезни в разнообразных условиях жизни людей и имеет большую выборку.

Экспоненциальный рост характерен для многих природных процессов, например, ядерных реакций, кристаллизации льда, роста популяции бактерий, схода лавин и многих других. Характерной особенностью экспоненциального роста является то, что на каждом следующем шаге результат увеличивается пропорционально исходному количеству, что описывается функцией f(x)=ax. Например, если изначально было вещества в количестве a, то в следующем цикле мы будем иметь а✱а=а2, а в третьем цикле а✱а✱а=а3. При детальном анализе развития возрастных заболеваний оказалось, что такой экспоненциальный рост наблюдается, когда на молекулярном или клеточном уровне единичные реакции продуцируют патогенные продукты, а эти продукты, в свою очередь, заново запускают те же самые реакции, многократно преумножая себя и способствуя лавинообразному развитию заболевания.

В новой работе автор пошагово рассмотрел процесс возникновения каждого из пяти возрастных заболеваний и выделил молекулярные и клеточные реакции, которые образуют порочные циклы. Он отметил, что даже вещество или фактор, самостоятельно не несущие смертельной опасности, могут запустить каскад губительных процессов. Тогда количество и эффект токсичного компонента цикла многократно и безостановочно увеличивается. Таким образом, изначально некритичное количество безобидного вещества приводит к фатальному эффекту на организм.

Например, в нервных клетках мозга присутствует небольшое количество белка α-синуклеина, который участвует в передаче нервного импульса. Иногда ген, кодирующий белок α-синуклеин, мутирует или дублируется/утраивается в геноме. Эти изменения приводят к слипанию молекул α-синуклеина и образованию так называемых токсичных олигомеров. Олигомеры, в свою очередь, присоединяют новые молекулы α-синуклеина, за счет чего растут и образуют фибриллы. Время от времени фибриллы распадаются снова на олигомеры, и каждый из них снова начинает присоединять α-синуклеин и расти, пока не образует новую фибриллу, которая также распадается на олигомеры и так далее. Таким образом, возникает цепная реакция, и количество токсичных продуктов растет экспоненциально, что в конце концов приводит к гибели. Разрушить образовавшиеся олигомеры практически невозможно, однако можно попытаться остановить их дальнейший рост и, соответственно, прогрессирование заболевания.

«Все рассмотренные в статье порочные циклы основаны на тех исследованиях возраст-зависимых заболеваний, что были проведены к настоящему моменту, — добавляет Беликов. — Последующие исследования могут дополнить или даже в корне изменить наши представления о наборах реакций, составляющих эти циклы. Но сам принцип циклов с положительной обратной связью как основы экспоненциального прогрессирования возраст-зависимых заболеваний останется».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое