Страница 9 из 15
Окружающая среда. Одним из факторов, которые, безусловно, влияют на экспрессию генов, а значит, и на наше самочувствие, является качество воздуха. Специалисты из Университета Монаша в Австралии доказали, что даже кратковременное воздействие загрязненного воздуха неблагоприятно сказывается на активности шести генов, отвечающих за выраженность окислительного стресса и реакции воспаления в организме [11]. «Ненормальный» профиль метилирования, который был обнаружен в данных участках ДНК, ассоциировался с развитием опасных сердечно-сосудистых, респираторных и онкологических заболеваний, а также повышенным риском преждевременной смерти.
Контакты с пестицидами. Во многих исследованиях, проведенных за последние годы, изучалось воздействие химических веществ на экспрессию генов, и было выявлено несколько токсинов, оставляющих эпигенетические метки в ДНК. Среди них – бисфенолы, содержащиеся в пластике и эпоксидных смолах, фталаты, входящие в состав виниловых напольных покрытий, пластика, перфторхимикаты, использующиеся для создания антипригарного покрытия на посуде, пестициды, гербициды, соли тяжелых металлов и пр. Эксперимент, проведенный российскими учеными из Института экспериментальной медицины РАН, показал, что введение однократной дозы бисфенола в организм беременной самки мыши нарушает профиль метилирования в нескольких участках ДНК, что вызывает проблемы в развитии плода [12].
Значительные эпигенетические модификации может вызывать пестицид винклозолин. Это доказали американские ученые из Университета Небраски в Линкольне и Ратгерского университета (США) и показали еще один яркий пример эпигенетического наследования [13]. В ходе эксперимента беременным крысам добавляли в еду винклозолин и наблюдали, как это отразится на их детях. Оказалось, что у детей-самцов с возрастом возникали проблемы с качеством и количеством сперматозоидов. Причем этот эффект сохранялся на протяжении четырех поколений лабораторных животных, а затем исчезал.
Стресс, отношения, мысли. Не только «явные» сигналы, такие как пища или контакты с токсинами, могут изменить экспрессию генов. На самом деле на активности генов сказывается даже то, как мыслит и чувствует человек. На затяжные стрессы, постоянное беспокойство, страхи, ссоры и гнев гены очень быстро «отзываются» и запускают в организме цепочку неблагоприятных биохимических процессов, приводящих к развитию заболеваний. Но важно и то, что и на проявление благодарности, любовь и оптимизм наши гены тоже способны «ответить» положительной «реакцией».
Команда экспертов из Университета штата Огайо (США) проводила исследование, в ходе которого выясняла, как обычная семейная ссора может повлиять на скорость заживления ран – важный показатель генетической активности [14]. Всем участникам нанесли на кожу небольшие повреждения, а скорость заживления отслеживалась учеными по уровню трех белков, ответственных за регенерацию ткани. Во время первого визита супружеским парам необходимо было поговорить на любую эмоционально приятную тему, а во время второго – вспомнить последнюю неразрешенную ссору. Оказалось, что после семейного конфликта раны у супругов затягивались медленнее, а уровни продуцируемых белков, ответственных за выздоровление, были ниже, чем после приятной беседы. Причем у самых враждебно настроенных пар – тех, кто ссорился со взаимными упреками, унижениями и обвинениями, – повреждения заживали еще дольше, чем у партнеров, менее враждебных друг к другу. Одними только мыслями и эмоциями супруги смогли вызвать соответствующие эпигенетические изменения.
Заключение
Новые открытия в области эпигенетики, которых с каждым годом становится все больше, убеждают нас в том, что гены не приговор: неважно, «хорошие» или «плохие» гены достались нам в «наследство», важно, как мы ими распорядимся. По всей вероятности, в генах большинства людей есть потенциал активной долгой жизни. И в будущем, не стоит сомневаться, будет найден способ разбудить его.
Глава 4. Тело
Для того чтобы правильно использовать такой сложный механизм, как человеческое тело, необходимо понимать, как он устроен. Не зная собственной физиологии, человек становится уязвимым для заболеваний. Поддерживать работу организма – главная задача тех, кто желает быть здоровым и жить дольше.
Из чего состоит тело
Клетки
Человеческое тело состоит из клеток – основных структурных единиц организма, которые слаженно работают и выполняют различные функции, необходимые для поддержания жизни.
Тело человека массой 70 килограммов состоит в среднем из 30 триллионов клеток. Причем самые многочисленные из них – эритроциты, на их долю приходится 84 %. Затем идут тромбоциты – 4,9 %, клетки костного мозга – 2,5 %, эндотелиальные клетки сосудов – 2,1 %, лимфоциты – 1,6 %, гепатоциты – 0,8 %. Мышечные и жировые клетки составляют 0,1 % от полного клеточного числа [1].
Чтобы организм мог правильно функционировать, в нем осуществляется непрерывный процесс замены старых клеток новыми. Каждую секунду происходит обновление около 3,8 миллиона клеток, а в сутки – почти 330 миллиардов. Даже когда человек умирает, пройдет еще некоторое время, прежде чем все клетки организма погибнут.
Исследователи из Каролинского института (Швеция) под руководством биолога Джонаса Фрисена рассчитали продолжительность жизни отдельных клеток, выяснив, что они меняются по-разному – в зависимости от типа [2]. Например, клетки эпидермиса, образовывающие кожу человека, обновляются каждые две недели. Эритроциты, переносящие кислород от легких к тканям тела, живут четыре месяца, а нейтрофилы – тип лейкоцитов – всего два дня. Жизнь клеток печени составляет от 300 до 500 дней. Эпителиальные клетки, выстилающие поверхность кишечника, существуют всего пять дней, а потом заменяются новыми, – они являются одними из самых короткоживущих в организме. Если их не учитывать, то средний возраст всех клеток кишечника составляет 15,9 года. Клетки скелетных тканей живут около 10 лет, а реберных мышц – 15,1 года [3].
Но не все клетки обновляются: например, клетки сетчатки и хрусталика не меняются на протяжении жизни. Этим объясняется естественное ухудшение зрения с возрастом. Долгое время считалось, что нервные клетки тоже живут столько же, сколько и человек, погибают по мере старения и не обновляются. Однако последние данные показали, что новые нейроны образуются из стволовых клеток, но еще неизвестно, насколько полноценными с функциональной точки зрения они могут быть. По оценкам ученых, в мозге взрослого мужчины содержится 86,1 ± 8,1 миллиарда нейронов [4].
По словам Фрисена, средняя продолжительность жизни человеческой клетки составляет 7–10 лет. Данное утверждение породило популярное ошибочное мнение о том, что «тело человека становится новым каждые семь лет». Это не соответствует действительности, поскольку процесс замещения клеток происходит непрерывно: в разных участках организм обновляется с той или иной скоростью в зависимости от нужд и функций.
Атомы
На более фундаментальном уровне клетки состоят из молекул, а они, в свою очередь, – из атомов (от др.-греч. ἄτομος – «неделимый»). Тело взрослого человека массой 70 килограммов содержит примерно 6,7 октиллионов (6,7 × 1027) атомов, 96,5 % из которых составляют такие химические элементы[6], как водород, кислород, углерод и азот. Около 4 % занимают другие элементы: кальций, фосфор, натрий, калий, сера и т. д. [5].
Большинство химических элементов человек получает из окружающей среды. Когда мы едим, пьем или дышим, атомы попадают в организм. Они не только составляют структуру клеток, но и обеспечивают протекание химических процессов, поддерживая жизнедеятельность.
6
Химический элемент – это тип атомов, имеющий определенные химические свойства. – Прим. ред.