Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
М. Будыка
Почему наномашины уже созданы, а нанокомпьютер еще нет?


Н. Бостром
«Искусственный интеллект». Глава из книги


А. Казанцева
Спасти рядового Алекса


Р. Фишман
Золото науки


М. Кумар
«Квант». Глава из книги


Н. Резник
Человекообразные обезьяны постигли теорию разума


Д. Мамонтов
Глаз Солнца


Д. Мамонтов
Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга


С. Ястребов
«Волшебная пуля» Гая Генри Фаже


В. Мацарский
Математически выверенный способ легально установить диктатуру в США







Главная / Новости науки версия для печати

Человечество приблизилось к пределу долголетия


Рис. 1. Жанна Кальман и Эмма Морено

Рис. 1. Рекордсмен-долгожитель француженка Жанна Кальман в свой 121-й день рождения (фото 1996 года) и 116-летняя итальянка Эмма Морано, старейший житель Земли на сегодняшний день. Фото с сайта en.wikipedia.org и из популярного синопсиса к обсуждаемой статье в Nature

Анализ данных по смертности и продолжительности жизни людей, включая сверхдолгожителей, подтвердил идею о существовании биологического предела человеческого долголетия, который фактически был достигнут уже в 1980–90-е годы и который вряд ли удастся преодолеть без радикальных биомедицинских прорывов. В пользу этого свидетельствуют отсутствие снижения смертности среди людей, достигших 110-летнего возраста, прекратившийся рост среднего возраста смерти среди долгожителей, отсутствие новых рекордов долголетия с 1997 года, когда умерла 122-летняя Жанна Кальман, и другие статистические данные. Вероятность того, что кто-то из жителей Земли в обозримом будущем перешагнет 125-летний рубеж, исследователи оценили как пренебрежимо малую.

Виды животных и растений существенно различаются по продолжительности жизни особей, причем каждый вид имеет свои характерные величины средней и максимальной продолжительности жизни (см.: В интернете появилась новая база данных по продолжительности жизни позвоночных AnAge — самая полная и точная, «Элементы», 15.06.2009; Гренландская акула живет 400 лет, «Элементы», 08.09.2016). Это согласуется с довольно-таки очевидной идеей о том, что время жизни, отпущенное каждому организму, в значительной мере предопределено генетически.

С другой стороны, не менее хорошо известно, что продолжительность жизни сильно варьирует у разных представителей одного и того же вида, в том числе даже у генетически идентичных особей. На многих модельных объектах было показано, что изменения условий среды, таких как температура или рацион питания, а также мутации ряда генов, могут сокращать или продлять жизнь. «Элементы» не раз рассказывали об этих исследованиях (см.: У червя Caenorhabditis elegans старение легко замедлить или ускорить, но трудно изменить его траекторию, «Элементы», 02.02.2016; Продолжительность жизни зависит от баланса аминокислот в пище, «Элементы», 10.12.2009; Рапамицин замедляет старение у мышей, «Элементы», 15.07.2009; Рост потребления водки — главная причина демографического кризиса в России, «Элементы», 07.06.2006).

По-видимому, продолжительность жизни определяется отчасти генами, отчасти средой, а отчасти случайным «онтогенетическим шумом» (см. Developmental noise). Этот вывод совершенно тривиален и приложим, помимо продолжительности жизни, чуть ли не к любому фенотипическому признаку, хотя природная склонность мыслить дискретными категориями и раскладывать всё по полочкам по-прежнему побуждает многих спорить до хрипоты о том, чем же всё-таки определяется долголетие, генами или средой. На самом деле, конечно, оно определяется и тем, и другим. С практической точки зрения куда интересней вопрос о том, в какой мере мы можем продлить собственную жизнь, оптимизируя свое поведение и среду обитания, но не трогая геном, целенаправленная корректировка которого лежит пока за пределами технических возможностей.

В течение последнего столетия средняя продолжительность жизни людей (точнее, ожидаемая продолжительность жизни на момент рождения (life expectancy) — это более корректный статистический показатель) стремительно росла практически во всех странах (см.: Численность населения Земли достигла семи миллиардов — что дальше?, «Элементы», 07.09.2011). Это вселило во многих экспертов оптимизм: может быть, мы сумеем еще долго увеличивать свое долголетие за счет развития медицины, социального обеспечения и других благ цивилизации? Может быть, мы еще не скоро упремся в биологический предел продолжительности жизни? Да и существует ли он, этот предел?

Американские биологи из медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна попытались ответить на эти животрепещущие вопросы, проанализировав обширные статистические данные, в том числе по сверхдолгожителям — людям, перешагнувшим 110-летний рубеж. Благодаря глобальному снижению смертности число корректно задокументированных случаев сверхдолгожительства быстро растет. Поэтому сегодня статистическая обработка подобных данных способна дать гораздо более осмысленные и содержательные результаты, чем пару десятилетий назад.

Для начала авторы построили графики, отражающие динамику ожидаемой (на момент рождения) продолжительности жизни в 41 стране за период с конца XIX до начала XXI века. Выяснилось, что почти везде наблюдался устойчивый рост данного показателя, бодро продолжающийся по сей день (рис. 2). Лишь в отдельных наиболее богатых и развитых странах, таких как Япония, можно заметить нечто похожее на подготовку к выходу на плато.

Рис. 2. Рост ожидаемой продолжительности жизни женщин и мужчин

Рис. 2. Рост ожидаемой продолжительности жизни женщин (красная линия) и мужчин (синяя) во Франции — стране с очень подробными и достоверными демографическими данными. Аналогичные графики для 40 других стран приведены в дополнительных материалах к обсуждаемой статье в Nature

Казалось бы, это противоречит гипотезе о приближении к биологическому пределу долголетия. На самом деле это не так. Дело в том, что ожидаемая продолжительность жизни, динамика которой показана на рис. 2, вычисляется на основе данных по смертности во всех возрастах. Рост ожидаемой продолжительности жизни в XX веке во многом был связан со снижением смертности среди молодых. Между тем о приближении к биологическому пределу долголетия логичнее судить по динамике смертности в самых поздних возрастах. График на рис. 2 не дает представления о том, как менялась смертность среди самых глубоких стариков, составляющих незначительный процент населения.

Авторы рассчитали, насколько быстро снижалась в XX веке смертность среди людей разного возраста. В большинстве развитых стран на графиках обнаружился максимум, соответствующий весьма почтенному возрасту около 100 лет, однако в более поздних возрастах данный показатель (скорость снижения смертности в течение XX века) быстро падает (рис. 3, левый график). Это значит, что за последний век резко снизилась смертность среди 100-летних стариков, но не среди 110-летних. Иными словами, в течение XX века благодаря развитию медицины и другим достижениям цивилизации у людей резко повысился шанс дожить до очень преклонного возраста: лет до ста или даже ста пяти. Но если вы перешагнули 105-летний рубеж, то после этого ваши шансы прожить еще один год оказываются лишь ненамного выше, чем у тех редких счастливчиков, которые доживали до такого же возраста в конце XIX века. И с каждым годом вашей дальнейшей жизни эта разница уменьшается.

Рис. 3. Графики, показывающие, как распределяется по возрастам снижение смертности, происходившее в XX веке

Рис. 3. Графики, показывающие, как распределяется по возрастам снижение смертности, происходившее в XX веке (данные по Франции; в дополнительных материалах к обсуждаемой статье приведены аналогичные графики для 40 других стран). Слева — средняя скорость снижения смертности в разных возрастах (по горизонтальной оси — возраст). Видно, что в самых поздних возрастах данный показатель начинает уменьшаться. Справа — возраст, для которого было зарегистрировано максимальное снижение смертности в разные годы. Видно, что сдвиг максимального выигрыша в выживаемости на всё более поздний возраст, продолжавшийся до начала 1980-х, в дальнейшем практически остановился. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Еще один подход, примененный авторами, состоял в построении графиков, на которых по горизонтальной оси откладывается историческое время, а по вертикальной — возраст, для которого в данном году было достигнуто максимальное снижение смертности (рис. 3, правый график). Идея состояла в том, что если до биологического предела долголетия еще далеко, то возраст максимального выигрыша в шансах на выживание должен неуклонно расти. Оказалось, что так оно и было вплоть до начала 1980-х, но потом показатель вышел на плато и больше не увеличивался. На рис. 3 показаны графики для Франции, но такая же картина обнаружилась в 88% других стран, по которым имеются надежные данные.

Авторы также воспользовались информацией из международной базы данных по сверхдолгожителям (International Database on Longevity), чтобы оценить динамику смертности среди людей, перешагнувших 110-летний рубеж. В общей сложности были обработаны данные по 534 сверхдолгожителям, умершим с 1968 по 2006 год.

Оказалось, что максимальный возраст смерти, регистрируемый из года в год, рос с конца 1960-х примерно до середины 1990-х, но затем перестал расти и даже начал немного снижаться (рис. 4, слева). Мировой рекорд долголетия был поставлен француженкой Жанной Кальман, умершей в 1997 году в возрасте 122 лет. С тех пор этот рекорд так и не был побит, и даже до 120 лет больше никто не доживал. На сегодняшний день старейшим жителем планеты является итальянка Эмма Морано, которой в ноябре должно исполниться 117. Такая же картина — рост до середины или конца 1990-х, а затем снижение — получается и по данным о возрасте смерти пяти старейших людей за каждый год (рис. 4, в центре). Средний возраст смерти среди сверхдолгожителей не проявлял внятной тенденции к росту на протяжении четырех последних десятилетий (рис. 4, справа). Статистический анализ этих данных привел авторов к выводу, что вероятность того, что максимальный возраст смерти за какой-либо год превысит 125 лет, составляет около 1/10000. Иными словами, при сохранении нынешнего положения вещей сверхдолгожители, преодолевшие 125-летний порог, должны появляться примерно один раз в сто веков.

Рис. 4. Данные по сверхдолгожителям

Рис. 4. Данные по сверхдолгожителям (людям, перешагнувшим 110-летний рубеж). Слева — максимальный возраст смерти (maximum reported age at death, MRAD), зарегистрированный в разные годы с 1968 по 2006. В центре — для каждого года показан возраст смерти пяти самых старых людей, умерших в этот год. Справа — средний возраст смерти среди сверхдолгожителей. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

По мнению авторов, полученные результаты говорят о том, что у человеческого долголетия есть биологический предел, который фактически уже достигнут. Действительно, не может не впечатлять тот факт, что все великие достижения цивилизации, позволившие за одно столетие увеличить среднюю продолжительность человеческой жизни более чем в полтора раза (по крайней мере, в богатых странах), так и не сумели снизить смертность среди сверхдолгожителей.

Это, конечно, не значит, что у людей никогда не будет шансов на более долгую жизнь. Но, по-видимому, это значит, что для того, чтобы рекорд Жанны Кальман перестал быть чем-то из ряда вон выходящим, потребуются принципиально новые и очень радикальные меры. Все же я надеюсь, что стремительно развивающиеся биотехнологии еще позволят если не нам, то нашим детям весело посмеяться над мрачным прогнозом о ста веках.

Природа постулируемого «биологического предела долголетия» авторами подробно не обсуждается, поскольку это отдельная тема, выходящая за рамки статьи. Хорошую аналогию приводит геронтолог Джей Ольшански (S. Jay Olshansky) в популярном синопсисе к обсуждаемой статье. Он пишет, что биологический предел человеческого долголетия имеет примерно ту же природу, что и предел скорости бега. Не существует никакой особой «генетической программы», которая развилась под действием отбора специально для того, чтобы не позволить нам бежать быстрее. Предел скорости бега — это побочный продукт других адаптаций, определивших нашу анатомию и связанные с ней биомеханические ограничения. И подобно тому, как новые методы подготовки спортсменов могут привести к новым рекордам скорости бега, биомедицинские технологии будущего смогут проложить дорогу к новым рекордам долголетия.

Предел долголетия, о котором идет речь, не может быть особой адаптацией, развившейся под действием отбора (например, чтобы старики своевременно освобождали место под солнцем для молодых), потому что в течение практически всей человеческой истории до таких возрастов никто не доживал. Другие аспекты старения человека, такие как резкое отключение женской репродуктивной функции задолго до потери жизнеспособности (см. менопауза), могут быть самостоятельными адаптациями. Но только не скорая смерть, гарантированно наступающая по достижении возраста, до которого едва ли дожил хоть один первобытный охотник.

Согласно господствующим представлениям, эволюция старения у большинства видов связана с ослаблением действия естественного отбора на признаки, проявляющиеся поздно в онтогенезе (см. Evolution of ageing). Даже нестареющие (потенциально бессмертные) организмы обязательно будут время от времени погибать из-за внешних причин: хищников, несчастных случаев и тому подобного. Соответственно, чем старше возраст, тем меньше особей до него доживет. А чем меньше особей доживает до данного возраста, тем слабее будет отбор против мутаций, вредные эффекты которых проявляются после этого возраста. Таким образом, одна из причин старения — свободное накопление вредных мутаций с поздним эффектом. Кроме того, важную роль в эволюции старения играет так называемая «антагонистическая плейотропия». Это значит, что аллели, повышающие выживаемость и эффективность размножения в молодости ценой снижения жизнеспособности в позднем возрасте (ведь в жизни мало что дается бесплатно), поддерживаются отбором, несмотря на свои вредные эффекты, потому что отбор сильнее действует на признаки, проявляющиеся рано. Из этого следует, что в геноме человека (как и у мышей, мух и нематод, лучше изученных в этом отношении) наверняка есть много генов, аккуратное «подкручивание» которых позволит увеличить продолжительность жизни, как среднюю, так и максимальную. Так что геронтологам, безусловно, есть над чем работать, и обсуждаемая статья никоим образом этому не противоречит.

Источник: Xiao Dong, Brandon Milholland, Jan Vijg. Evidence for a limit to human lifespan // Nature. Published online 05 October 2016.

Александр Марков


Комментарии (20)



Последние новости: ГеронтологияМедицинаДемографияАлександр Марков

16.01
Описан новый надтип архей, к которому относятся предки эукариот
04.01
Межгрупповые конфликты у шимпанзе связаны с повышенным уровнем окситоцина
27.12
Найдены новые потенциальные препараты от туберкулеза
26.12
Эмбриональное развитие брахиопод проливает свет на природу первично- и вторичноротости
19.12
Чтобы спастись от паразитов, первым живым системам достаточно было время от времени разделяться на мелкие капли
08.12
Европейская мышь и рыжая полевка не обмениваются блохами
05.12
Хищные бактерии помогают иммунной системе справиться с инфекцией
28.11
У собак есть эпизодическая память
22.11
Фиджийские муравьи сами выращивают для себя жилища
14.11
Ген, работающий в мышцах и костях, у обезьян стал регулировать развитие мозга

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2017 I  2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия