МФТИ: как разорвать порочные циклы возрастных заболеваний — Naked Science
10 минут
ФизТех

МФТИ: как разорвать порочные циклы возрастных заболеваний

5.1

Ученый из МФТИ показал, что быстрое прогрессирование возрастных заболеваний обусловлено образованием порочных циклов.

МФТИ: как разорвать порочные циклы возрастных заболеваний / ©Пресс-служба МФТИ

Биолог Алексей Беликов из Московского физико-технического института показал, что быстрое прогрессирование возрастных заболеваний обусловлено образованием порочных циклов. Например, когда токсичные продукты биохимических реакций инициируют перезапуск тех же самых реакций.

Статистика демонстрирует, что для всех основных возрастных заболеваний характерен экспоненциальный рост смертности с возрастом.

Исследователь из МФТИ показал, что причиной такого лавинообразного прогрессирования заболеваний являются бесконечно повторяющиеся циклы реакций, многократно усиливающие вред изначально некритичных изменений в организме.

Предложены наиболее перспективные варианты терапии возрастных заболеваний, воздействующие на звенья порочных циклов.

Результаты опубликованы в январском выпуске престижного научного журнала Ageing Research Reviews.

Алексей Беликов, научный сотрудник лаборатории разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий МФТИ, комментирует: «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.

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 таких медикаментов уже находятся в разработке».

В ходе своего исследования Алексей 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, или рост в геометрической прогрессии, мы можем наблюдать, рассматривая ядерные реакции, процесс кристаллизации льда, рост популяции бактерий, сход лавин и тому подобное.

Характерной особенностью экспоненциального роста является то, что на каждом следующем шаге результат увеличивается в начальное число раз, что описывается функцией — f(x)=ax. Например, если количество исходного вещества 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.

Ученый из Московского Физтеха 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 порочный цикл реакций.

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 вновь 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 олигомеров α-синуклеина растет экспоненциально, предвосхищая экспоненциальный рост смертности от болезни Паркинсона.

Разрушить образовавшиеся олигомеры практически невозможно, однако можно попытаться остановить их дальнейший рост и, соответственно, прогрессирование заболевания.

Алексей Беликов добавляет: «Все рассмотренные в статье порочные циклы основаны на тех исследованиях возраст-зависимых заболеваний, что были проведены к настоящему моменту.

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».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
ФизТех
212 статей
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Позавчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

Позавчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

Позавчера, 19:01
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

Позавчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

24 февраля
5 минут
Сергей Васильев

На юге Аляски нашли собачью кость возрастом более 10 тысяч лет — возможное свидетельство движения первых поселенцев на юг вдоль берега Тихого океана.

Позавчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: