Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Помимо прямого воздействия на сам коллаген, эти химические изменения могут создавать цепи обратной связи, ухудшающие ситуацию. Коллаген обеспечивает каркас для многих клеток, которые держатся на нем, от кожи до костей. В свою очередь, клетки отвечают за поддержание коллагена, производя новый коллаген, чтобы обновить строительные леса, на которых они сидят, как ответственные граждане, поддерживающие свой район в хорошем состоянии. Клетки связываются с коллагеном в точно определенных местах, положение и свойства которых являются еще одной особенностью, определяемой молекулярной структурой этого белка. По мере того как эта структура нарушается, места связывания могут стать неявными или не такими липкими, из-за чего клетки прикрепляются на месте менее прочно. Это плохо само по себе, потому что уменьшает целостность ткани, но, возможно, хуже то, как реагирует клетка. По мере того как ее привязанность к коллагену ослабевает, она начинает задумываться о своей идентичности. Когда клетки решают, как им себя вести, сигналы, которыми они руководствуются, поступают из «внеклеточного матрикса» (англ. extracellular matrix, ECM), к которому они привязаны. В тех случаях, когда прочный контакт с коллагеном подтверждает роль клетки в качестве клетки кожи или в стенке артерии, потеря этого контакта вызывает некоторые сомнения. Как ни парадоксально, из-за этого она производит меньше нового коллагена: вместо того, чтобы беспокоиться о недостатке ECM и производить больше, чтобы компенсировать его, как вы могли бы ожидать, клетка убеждается, что она не одна из тех клеток, которые сидят на коллагеновом каркасе, и поэтому ей не нужно его производить.

Также известно, что клетки могут определять возраст, используя рецепторы на своей поверхности, которые известны под аббревиатурой RAGE[57]

 – «рецептор для конечных продуктов гликирования» (англ. receptor for advanced glycation endproducts). (У белковых модификаций определенно лучшие аббревиатуры в биогеронтологии.) Активация этих рецепторов способствует воспалению и старению клеток, и причина этого не совсем ясна. Одна из идей заключается в том, что клетки призывают иммунную систему помочь избавиться от поврежденного с возрастом коллагена. Но пока мы не получили большого количества доказательств, что могли бы направить нас в ту или иную сторону. Тем не менее это означает, что поврежденные белки могут заставить клетки вносить свой вклад в хроническое воспаление, которое, как мы видели, стоит за многими процессами старения. Все это означает, что по мере того, как коллаген подвергается химическому повреждению на протяжении всей жизни, структурная целостность ECM начинает нарушаться. Какой процент вины следует возложить на различные факторы – гликирование, окисление, конечные продукты гликирования и реакцию клеток на все перечисленное – остается неясным, но последствия хорошо понятны. Более грубые и слабые артерии, легкие, сухожилия, кожа и так далее вызывают нарушение целостности тканей по всему организму.

Что делать с этими модифицированными белками, представляет некоторую сложность. Господствующая теория уже давно гласит, что главная проблема – конечные продукты гликирования, а именно поперечные связи, которые они образуют между молекулами коллагена, сковывая их вместе и снижая гибкость. Однако работа последних нескольких лет ставит под сомнение эту мудрость – кажется, что дело не ограничивается только КПГ. Другие модификации, которые в основном не связывают коллаген, могут быть более важными, чем КПГ. Другие типы гликирования более распространены, и их способность разрушать естественные сшивки, вероятно, имеет более выраженный эффект, чем несколько дополнительных КПГ. Общая картина того, что химические реакции нарушаются, такова. Коллаген с возрастом становится все более сахаристым и окисленным и в результате теряет свои характерные свойства – это довольно тонкая совокупность многочисленных явлений, а не просто застывание, вызванное возрастными перекрестными связями. Изучение этого процесса заняло много времени, потому что эксперименты технически трудно провести и подобная работа является междисциплинарной, которая требует тщательного сотрудничества между химиками и биологами, а такие исследования часто упускаются из виду спонсорами.