Что влияет на продолжительность жизни человека технология
Какие технологии могут продлить жизнь уже сейчас. Блог Питера Диамандиса
Сегодня на планете живет около 7,8 млрд человек, примерно 9% из которых — старше 65 лет и страдают от самой смертельной болезни на Земле — старения, пишет визионер в своем блоге. Оно не имеет конкуренции в том, что касается смертности от болезней сердца, а также от рака, диабета, респираторных заболеваний и деменции. Фактически, эти 9% населения — это 720 млн подтвержденных случаев старения.
Многие виды на Земле живут гораздо дольше нас. Возраст гренландского кита может достигать 200 лет, а гренландская акула и морские черепахи могут жить более 400 лет. Если они могут, почему мы нет? Понятно, что пока проблема в недостатке необходимой аппаратуры и программного обеспечения, но обе задачи — в пределах наших возможностей, и вскоре они будут решены.
Вот некоторые ключевые технологии, которые могут помочь уже сейчас значительно продлить жизнь и здоровье человека.
CRISPR и генная терапия
Лечение стволовыми клетками
Каждый из нас представляет собой набор из более чем 30 трлн клеток. Каждая из них происходит от одного плюрипотентного типа клеток (способных образовывать множество других), называемых стволовыми. С помощью них можно заменить любую поврежденную ткань.
В молодом организме их много, но с возрастом их количество в тканях и кровотоке может уменьшаться в 100 или даже в 1 тыс. раз. Но что, если мы сможем восстанавливать «омолаживающий двигатель» нашего организма, популяцию стволовых клеток? В Celularity (компании, основанной Робертом Харири и Питером Диамандисом. — РБК Тренды), например, продемонстрировали, что полученные из плаценты стволовые клетки, вводимые животным, могут продлить жизнь на 30%. Теперь Celularity стремится сделать этот подход действенным при применении у людей.
Манипуляции с сигнальным путем Wnt
Биофармацевтическая компания Samumed, базирующаяся в Сан-Диего, нацелена на работу с сигнальными путями, которые регулируют самообновление и дифференцировку взрослых стволовых клеток, путь, известный как «wnt».
В результате исследований на животных, а также в ходе нескольких фаз клинических испытаний на людях было доказано, что их препараты восстанавливают хрящи, заживляют сухожилия, удаляют морщины и даже останавливают множество раковых заболеваний, а также обращают вспять болезнь Альцгеймера. На данный момент Samumed разработал девять так называемых «регенеративных лекарств».
Сенолитические препараты
На протяжении всей жизни клетки в каждом организме делятся до тех пор, пока не достигнут того, что называется «предел Хейфлика» (граница количества делений соматических клеток, обычно составляет 50 делений).
Дальше следует их гибель или разрушение иммунной системой. Небольшое количество клеток с признаками старения, однако, избегает этой участи и задерживается на неопределенное время в организме. Они вызывают хроническое воспаление, повреждают окружающие тканевые структуры и изменяют поведение соседних клеток в худшую сторону. К счастью, научные и предпринимательские сообщества начали работать над сенолитической терапией. Одной из таких компаний является, например, Unity Biotechnology, продвигающая технологии, которые избирательно уничтожают стареющие клетки и проводят локализованное лечение.
Подписывайтесь на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.
Предел жизни человека: на сколько лет рассчитан наш организм и какие факторы на это влияют
Ученые установили по биохимическим факторам максимальное количество лет, которое может прожить человек. Однако на окончательную дату смерти влияет множество факторов, среди них наследственные заболевания, гены, образ жизни, питание и привычки. Рассказываем подробнее, что известно о процессе старения человека.
Читайте «Хайтек» в
Эволюция продолжительности жизни
По мнению ряда ученых, средняя продолжительность жизни неандертальцев составляла 22,9 года.
В конце эпохи неолита (около VIII—III тыс. до н. э.) средняя продолжительность жизни была чуть более 20 лет, по другим оценкам — 20-25 лет. В эпоху бронзы и железа (конец IV — начало I тыс. до н. э.) продолжительность жизни была до 30 лет.
Фактором, сильно снижавшим среднюю продолжительность жизни в те эпохи, являлась младенческая смертность (в то же время была очень высока рождаемость, составлявшая примерно 6 человек на семью).
Однако средняя продолжительность жизни увеличивалась с возрастом по мере взросления. Например, в таблице указана ожидаемая продолжительность жизни в Средневековой Британии — 30 лет. Мужчина-аристократ в тот же период, если дожил до возраста 21 года, мог рассчитывать прожить:
То же самое касалось и простолюдинов. Пережить детство удавалось примерно 30–60% новорожденных, после этого человек имел 50% вероятность дожить до 50–55 лет и более. Поэтому низкая средняя продолжительность жизни в прошлом не означает, что люди массово умирали в 20–30 лет. Реально они жили примерно вдвое дольше этого срока.
Детская смертность стала существенно снижаться только с 1920 годов, при этом средняя продолжительность жизни стала резко увеличиваться.
В 1950 году вероятность дожить до возраста 80–90 лет составила в среднем 15–16% для женщин и 12% для мужчин.
Начиная с 1970 года главную роль в увеличении продолжительности жизни стал играть прогресс поддержания жизни пожилых людей.
До 1990 года средняя продолжительность жизни самой высокой была в Европе, особенно в Скандинавии (на 20 лет выше, чем в России, и на 10 лет выше, чем в Великобритании).
После 1990 года по долгожительству лидирует Восточная Азия, в частности Япония, Гонконг и Сингапур. Самый высокий темп прироста средней продолжительности жизни — там же, самый низкий — в Восточной Европе и Средней Азии.
В 2002 году вероятность дожить до возраста 80–90 лет составила в среднем 37% для женщин и 25% для мужчин.
Почему мы стареем?
Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток. Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом.
Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно дает целой популяции. В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений со временем, с которыми организм старается бороться, а различия старения у разных организмов являются результатом разной эффективности этой борьбы.
Сейчас последний подход считается установленным в биологии старения. Тем не менее, некоторые исследователи все еще защищают эволюционный подход, а некоторые другие совсем игнорируют деление на эволюционные теории и теории повреждений.
Биохимические факторы долгожителей
Исследования, проведенные в Италии, показывают, что у долгожителей с хорошим здоровьем высокий уровень витамина А и витамина Е, и это, по-видимому, важно для обеспечения их долголетия.
Есть и другое исследование, противоречащее этому, и оно свидетельствует, что эти результаты не применимы к долгожителям Сардинии, для которых другие факторы, вероятно, играют более важную роль.
Предварительное исследование, проведенное в Польше, показало, что по сравнению с молодыми здоровыми женщинами долгожители, живущие в Верхней Силезии, имели значительно более высокую активность глутатионредуктазы и каталазы красных кровяных телец и более высокие, хотя и незначительные, уровни витамина Е в сыворотке крови.
Ученые из Дании также обнаружили, что у долгожителей присутствует высокая активность глутатионредуктазы в красных кровяных тельцах. В этом исследовании долгожители, обладающие лучшими когнитивными и физическими функциональными возможностями, как правило, имели самую высокую активность этого фермента.
Также некоторые исследования показывают, что высокий уровень витамина D влияет на долголетие.
Другое исследование показало, что люди, чьи родители стали долгожителями, имеют повышенное количество наивных B-клеток.
Считается, что долгожители обладают иной изоформной структурой адипонектина и имеют благоприятный метаболический фенотип по сравнению с пожилыми людьми.
Генетические факторы
Исследования, проведенные в Соединенных Штатах, показали, что люди гораздо чаще отмечают свой 100-летний юбилей, если их брат или сестра достигли возраста. Эти результаты, полученные в исследовании столетних жителей Новой Англии в Бостоне, показывают, что брат и сестра долгожителей в четыре раза чаще живет после 90 лет, чем население в целом.
Другое исследование, проведенное New England Centenarian Study, выявило 150 генетических вариаций, которые, по-видимому, связаны с долголетием, которые можно использовать для прогнозирования с 77-процентной точностью, доживет ли кто-то до ста лет.
Исследования также показывают, что существует четкая связь между жизнью до 100 и наследством гиперактивной версии теломеразы, фермента, который предотвращает старение клеток. Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в США говорят, что у долгожителей ашкеназких евреев есть этот ген-мутант.
Многим долгожителям удается избежать хронических заболеваний даже после того, как они в течение жизни подвергали свое здоровье серьезному риску. Например, многие люди, участвовавшие в исследовании столетних жителей Новой Англии, пережили столетний рубеж без рака или сердечных заболеваний, несмотря на то, что выкуривали до 60 сигарет в день в течение 50 лет.
То же самое относится и к людям с Окинавы в Японии, где около половины долгожителей имели опыт курения, а треть регулярно употребляли алкоголь. Возможно, у этих людей были гены, которые защищали их от опасностей канцерогенов или случайных мутаций, которые появляются естественным образом, при делении клетки.
Аналогичным образом исследования долгожителей, проведенные в Медицинском колледже Альберта Эйнштейна, показали, что у изучаемых людей были менее здоровые привычки. Например, как группа они были более подвержены ожирению, более малоподвижными и меньше тренировались, чем другие, более молодые группы.
Хорошо известно, что дети долгожителей также могут достичь этого возраста, от чего это происходит — неизвестно, но наследственность генов, вероятно, важна. Известно, что вариация гена FOXO3a положительно влияет на продолжительность жизни людей и гораздо чаще встречается у живущих 100 и более лет, и это утверждение, похоже, верно во всем мире.
Некоторые исследования показывают, что долгожители имеют более здоровую сердечно-сосудистую систему, чем их сверстники.
Как увеличивают продолжительность жизни?
Существует несколько возможных стратегий, за счет которых исследователи надеются уменьшить скорость старения и увеличить продолжительность жизни. Например, продолжительность жизни увеличивается до 50% в результате ограничения калорий в диете, которая в общем остаётся здоровой, у многих животных, включая некоторых млекопитающих (грызунов).
Влияние этого фактора на продолжительность жизни человека и других приматов пока еще не обнаружено, известных данных все еще недостаточно, и исследования продолжаются. Другие рассчитывают на омоложение тканей с помощью стволовых клеток, замену органов (искусственными органами или органами, выращенными для этой цели, например, с помощью клонирования) или химическими и другими методами (антиоксиданты, гормональная терапия), которые бы оказывали влияние на молекулярный ремонт клеток организма.
Тем не менее, на данный момент значительный успех все еще не достигнут, и неизвестно, когда, через годы или десятилетия, произойдет значительный прогресс в этой отрасли.
Вопрос, следует ли увеличивать продолжительность жизни, сегодня является вопросом многочисленных дебатов на политическом уровне, а основная оппозиция преимущественно состоит из представителей некоторых религиозных конфессий. Ряд общественных (РТД, WTA) организаций активно выступает в поддержку работ по значительному увеличению продолжительности жизни человека. Под руководством Михаила Батина и Владимира Анисимова разрабатывается комплексная программа исследований «Наука против старения».
В 2017 году ученые из Университета штата Аризона Пол Нельсон и Джоанна Мазель, чья статья была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показали, что с математической точки зрения старение неизбежно, так как даже если создать для организма идеальные условия, в нем все равно будут накапливаться или злокачественные, или нефункциональные клетки, приводящие к смерти.
До скольки лет может дожить человек?
Исследователи из Сингапура, России и США под руководством Петра Федичева из Московского физико-технического института (МФТИ) разработали новый метод определения биологического возраста по анализу крови и предложили использовать для оценки биологического старения универсальный комплексный показатель DOSI (dynamic organism state indicator — индикатор динамического состояния организма).
Анализируя данные продольных анализов крови человека из Национального исследования здоровья и питания США и биобанка Великобритании, авторы обнаружили, что колебания DOSI связаны с такими переменными, как возраст, наличие заболеваний и образ жизни, а также то, что DOSI увеличивается с возрастом пропорционально времени восстановления после болезней, то есть служит показателем физиологической устойчивости организма.
Исходя из этого, ученые получили расчетным путем максимально возможную продолжительность жизни в районе от 120 до 150 лет, где устойчивость приближается к нулю. По словам исследователей, это в целом согласуется с результатами популяционных наблюдений, показывающих, что количество людей, демонстрирующих признаки потери устойчивости, растет экспоненциально с возрастом и удваивается каждые восемь лет. Такими же темпами растет уровень смертности от всех причин.
Продление жизни
Продление жизни – это общее обозначение способов и мер, ведущих к увеличению продолжительности срока жизни. Нужно понимать, что данные способы, влияющие на продление жизни, не относятся к области геронтологии, так как геронтология является разделом медицины, занимающимся изучением вопросов старения, выявляя общие закономерности и биологические механизмы старения.
Необходимо разделять понятия средней и максимальной продолжительности жизни:
Направления развития способов продления жизни
Нормы старения, врождённая предрасположенность, зависящая от генов, и экологические и другие факторы определяют максимальную продолжительность жизни человека.
Факторы продолжительности человеческой жизни
На продолжительность человеческой жизни влияют основные существенные факторы:
Проблема человеческой смертности
Учёные, проводящие профильные исследования, убеждены в том, что рано или поздно наука сможет решить проблему человеческой смертности. К примеру, лауреат Нобелевской премии, американский физик Ричард Фейнман говорил: «Если бы человек вздумал соорудить вечный двигатель, он столкнулся бы с запретом в виде физического закона. В отличие от этой ситуации в биологии нет закона, который утверждал бы обязательную конечность жизни каждого индивида». Многие авторитетные научные издательства, например «Nature», размещают статьи о продлении жизни. Еженедельно публикуются результаты исследований, которые тем или иным образом затрагивают вопросы человеческой смертности и продолжительности жизни.
В теории, увеличить максимальную продолжительность человеческой жизни можно будет несколькими путями:
Признанный рабочий метод увеличения максимальной продолжительности жизни человека
Признанный рабочий метод увеличения максимальной продолжительности жизни человека – это синергия диеты, ограничивающей потребление калорий и, в частности, сахара, регулярные физические упражнения и отсутствие вредных привычек. Немалую роль играет внешняя экологическая обстановка и уровень социализированности.
Учёные, проводящие исследования старения, стремятся не только понять природу старения, но и выработать методы, влияющие на процесс старения и способные замедлить его. Стратегия, которой на данный момент придерживаются исследователи, заключается в том, чтобы уже сейчас использовать доступные методы борьбы со старением, надеясь на то, что в ближайшем будущем развитие медицины и научные открытия позволят решить проблему старения кардинальным образом. Называются различные даты – от 2020 до 2050 года, но точно сказать, когда случится прорыв – невозможно.
Перспективные направления продления жизни
Исследователи традиционно полагаются на основные направления, в области которых возможны будущие прорывы:
Направления, основанные на методе крионики (технология сохранения тела человека в состоянии глубокого охлаждения), в надежде на то, что в будущем, с развитием технологий, их удастся оживить и вылечить (при необходимости).
Учёные, общественные, политические и религиозные деятели широко обсуждают в обществе этические аспекты увеличения максимальной продолжительности жизни, порой придерживаясь кардинально различных взглядов.
Стратегии продления жизни
В соответствии с теориями старения, относящимися к теориям накопления повреждений, процесс старения объясняется накоплением повреждений макромолекул в тканях, органах и клетках. На данный момент, максимальная продолжительность жизни, очень редко достигаемая людьми, составляет чуть более 120 лет. В течение жизни процессы отмирания клеток происходят всегда, и одно из основополагающих свойств организма – обеспечивать их регулярную и своевременную замену на новые клетки и удалять остатки распавшихся клеток. На основании этого, многие современные подходы для увеличения продолжительности жизни рекомендуют активизировать системы организма с помощью специальных диет, пищевых добавок и витаминов. Другие, не менее популярные методы – применение гормонов или гормональных препаратов (в частности, гормоно-заместительная терапия).
Генотерапия
Испанские учёные из Национального онкологического научного центра (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) в 2012 году под руководством директора Марии Бласко доказали на практике, что у взрослой мыши, после однократного введения разработанного ими препарата, который воздействует непосредственно на гены взрослого животного, увеличилась продолжительность жизни.
Дальнейшие исследования на мышах показали безопасность и эффективность применения данного метода. Мыши, которые получили «укол долгожительства» в возрасте одного года, жили дольше в среднем на 24%. В возрасте двух лет – дольше на 13%. Помимо этого, использование препарата в целом улучшило состояние здоровья исследуемых мышей, отсрочив развитие характерных старческих заболеваний (устойчивость к инсулину, остеопороз) и повысило другие важные показатели старения, такие как нервно-мышечная координация. Авторы исследования утверждают, что «…возможно разработать антивозрастную генную терапию на основе теломеразы без увеличения риска заболеваемости раком». На основании этого исследования можно утверждать, что современные методы генной терапии являются одним из наиболее перспективных направлений зарождающейся в настоящее время терапии остановки старения и радикального продления жизни.
Продлевающие жизнь мутации
В 2013 году учёные Ди Чен, Патрик Вай-Лун Ли, Бенджамин А. Гольдштейн, Алан Э. Хаббард, Симон Мелов и Панкадж Капахи опубликовали исследование, в котором показали, как они добились пятикратного увеличения продолжительности жизни модельного животного – нематоды Caenorhabditis elegans.
Исследователи использовали мутации белков из двух путей метаболизма, которые влияют на продолжительность жизни:
К удивлению исследователей, ряд проведённых экспериментов показал, что вместо предполагаемого увеличения жизни на 130%, благодаря синергии, было достигнуто пятикратное увеличение продолжительности жизни.
Геропротекторы, или лекарственная терапия
Геропротекторы (в дословном переводе означает «защищающие от старости») – это общее название для веществ, способных тем или иным образом увеличивать продолжительность жизни. Человечество с давних времён искало волшебные составы, продлевающие жизнь – так появлялись эликсиры молодости и бессмертия. Доподлинно неизвестно, привели поиски средневековых алхимиков к серьёзным результатам, но современная наука, возможно, в ближайшем будущем, представит рабочие прототипы таких эликсиров. Уже сейчас можно назвать некоторых претендентов:
Клонирование и замена органов
Развитие биотехнологий и проведение исследований по клонированию частей организма и стволовых клеток в настоящее время проводятся на модельных животных, но до сих пор не могут предложить полноценную замену частей тела, выращенных искусственно. В середине ХХ века проводился ряд экспериментов по пересадке мозга (у обезьян), но из-за отторжения и невозможности организма быстро восстанавливать повреждённые нервные связи, обеспечивающие полноценное функционирование, потерпели фиаско. Приверженцы данного вида «ремонта» тела и клонирования уверены, что подобные биотехнологии должны появиться в ближайшем будущем.
Многие исследования в области клонирования и замены органов вступают в противоречия (по мнению людей, не приемлющих данные способы продления жизни) с некоторыми моральными нормами. Данной проблематики посвящены многие аспекты биоэтики, широко обсуждаемые обществом.
Изучая тему клонирования и замены органов сложно судить о результатах в связи с тем, что специальных исследований не проводится, и мы не располагаем результатами по теме клонирования. Достоверно не известно о существовании хотя бы одного человеческого клона.
Крионика, или криоконсервация
Крионика, или криоконсервация (от древне-греческого κρύος – «холод; мороз») — технология, позволяющая сохранять организмы людей и животных в состоянии глубокого холода с целью дождаться будущего, когда станут доступны технологии по разморозке, чтобы оживить их, и если замороженный человек был болен сейчас неизлечимой болезнью – вылечить. Сейчас во время криоконсервации возможны варианты заморозки не целого тела, а только головы, или мозга.
При криогенных температурах в биологическом объекте отсутствуют сколь-нибудь значимые изменения (на протяжении сотен и тысяч лет) – данный факт служит основанием для сторонников крионики, как метода для достижения продления жизни.
Замедление жизни
Технология, направленная на замедление жизненных процессов с помощью искусственных средств.
Во время максимального замедления жизни такие процессы, как биение сердца, дыхание и другие непроизвольные функции организма происходят, но их невозможно обнаружить без применения специальных средств. Подобные эксперименты проводились на модельных животных – мышах, собаках и свиньях. Для замедления функций использовалось сильное охлаждение и замена крови животных на охлаждённые физиологические растворы. Как следствие, в ходе исследования, животные находились в состоянии клинической смерти около трёх часов. По прошествии этого времени учёные возвращали кровь и, с помощью электростимуляции сердца, снова запускали сердце в работу. В результате испытуемые животные оживали. Мы не располагаем данными о подобных экспериментах над людьми.
Uploading, или загрузка сознания
Загрузка сознания, перенос сознания или uploading – теория, основанная на предположении, что имея сканированный и картированый головной мозг человека, при наличие необходимых технологий, появится возможность перенести (загрузить) человеческое сознание в иную систему – например, электронное вычислительное устройство.
Такое вычислительное устройство (новый дом для сознания человека) должно быть способно моделировать все необходимые процессы, происходящие в человеческом мозге, и, видимо, превосходить их. Это необходимо для того, чтобы перенесённое сознание могло реагировать на раздражители тождественно реакциям, протекающим в биологическом оригинале.
Изменение среды обитания
Изменение среды обитания – теоретическая возможность продления жизни в условиях пониженной гравитации.
Человечество пока не располагает данными о реальном продлении жизни в таких условиях ввиду кратковременности пребывания в космосе. В случае, если данная теория найдёт подтверждение, уже выдвигаются идеи об использовании в качестве «пансионатов для престарелых» космических станций.
Трансгуманизм
Трансгуманизм – интернациональное движение, считающее, что человечество может достичь фундаментальных изменений в человеческом организме и сознании, применяя научно-технический прогресс. Как следствие, увеличатся физические, интеллектуальные и психологические возможности. Возможно станет кардинально продлить жизнь, ликвидировать старение и достичь бессмертия.
Биохакинг
Говоря о практическом современном продлении жизни, необходимо отметить исследования биохакинга и результаты энтузиастов в области молекулярной биологии – биохакеров. Основываясь на современных биологических исследованиях, биохакеры применяют нестандартные методы обработки и практического применения полученных результатов, зачастую считая, что «инновации в биологии должны быть легкодоступными, недорогими и открытыми для всех». Цели биохакеров – борьба с заболеваниями, продление и эволюция жизни, практическое подтверждение своих идей и удовлетворение научного любопытства.