Биологический предел жизни человека: 146–194 года

Специалисты Сколтеха совместно с коллегами из Института искусственного интеллекта AIRI установили верхнюю границу человеческой жизни. Согласно их выводам, биологический предел составляет от 146 до 194 лет. Главным ограничивающим фактором оказались случайные мутации ДНК, которые накапливаются в клетках с возрастом.

С годами в геноме клеток появляются спонтанные изменения — соматические мутации. Они не передаются потомству, но постепенно разрушают ткани и способствуют развитию возрастных болезней. Чтобы оценить их влияние изолированно от других процессов, исследователи построили сложную математическую модель. Эта модель позволяла «отключать» все известные обратимые механизмы старения — например, износ сосудов или гормональные нарушения — и оставлять только накопление генетических ошибок.

Оказалось, что разные органы стареют с неодинаковой скоростью. Наиболее критичными стали нейроны мозга и кардиомиоциты — клетки сердечной мышцы. Поскольку они почти не делятся, ошибки в их ДНК накапливаются безвозвратно. Если убрать все иные причины старения, кроме мутаций, то именно они снизят теоретическую медианную продолжительность жизни с 1759 лет (для гипотетического нестареющего организма) до 156 лет.

В то же время печень и другие регенерирующие ткани, по расчетам, могут поддерживать работу тысячи лет за счет постоянного обновления клеточного состава, эффективно избавляясь от генетического «мусора».

Объединение данных по всем критическим органам дало итоговую цифру: даже в идеальных условиях соматические мутации ограничат жизнь человека возрастом от 146 до 194 лет. Это примерно вдвое больше средней продолжительности жизни в современных развитых странах.

«Наше исследование показывает, что соматические мутации вносят значительный вклад в старение, но не могут сами по себе объяснить наблюдаемую смертность», — отметил соавтор работы Дмитрий Крюков, научный сотрудник Центра био- и медицинских технологий Сколтеха и старший научный сотрудник AIRI. Он подчеркнул, что сопоставимый урон наносят и другие механизмы: потеря белкового баланса (протеостаза), митохондриальная дисфункция и эпигенетические сдвиги.

Научный руководитель исследования Екатерина Храмеева добавила, что работа дает науке инструмент для точного распределения ресурсов. Теперь можно количественно оценить ущерб от каждого процесса и определить, борьбу с чем нужно финансировать в первую очередь. Ранее специалисты могли лишь утверждать, что мутации вредны, теперь же их вклад измерен в годах жизни.

В планах авторов — расширить модель, добавив расчеты влияния укорочения теломер и дисфункции митохондрий. Кроме того, предложенный метод позволит сравнивать механизмы старения между разными биологическими видами.