30.01.2019
ФизТех
227

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.
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, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Вчера, 11:30
Алиса Гаджиева

Новое исследование не только определило годы жизни неолитической представительницы нашего вида, но и показало, как она выглядела.

Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: