Системная длина теломер и старение

Теломеры представляют собой существенную структуру для стабильности генома, поскольку их роль заключается в защите конечностей линейных хромосом от деградации и рекомбинации. Кроме того, они также участвуют в ядерной архитектуре, а также в рекомбинации и реорганизации генома.

Длина теломер является результатом равновесия между механизмами укорачивания и удлинения, а во многих разных организмах наблюдается уменьшение длины с увеличением возраста. Это говорит о том, что активность фермента теломеразы (которая является специализированной обратной транскриптазой) является предельной даже в отделениях стволовых клеток.

Теломеры и старение

Старение обычно определяется как прогрессирующая функциональная потеря тканевой функции, которая в конечном итоге приводит к смерти. Это может быть следствием ослабленной функции или полной потери постмитотических клеток, а также неспособностью стволовых клеток адекватно поддерживать репликацию и деление клеток.

Одним из наиболее хорошо описанных внутренних событий, происходящих в клетке, связанным со старением, является постепенное сокращение теломер. Большинство тканей и органов у людей демонстрируют значительное сокращение теломер во время процесса старения, включая клетки периферической крови, сосудистые эндотелиальные клетки, гепатоциты, эпителий почек, мышечные клетки и многие другие.

Частота сокращения теломер с возрастом различна между мужчинами и женщинами и может зависеть от разных факторов, которые ускоряют старение и риск преждевременной смерти, отрицательно влияя на длину теломер – в первую очередь стресс, курение, отсутствие физических нагрузок, ожирение и социально-экономический статус.

Теломеры и возрастные заболевания

Исследования показали, что укорочение теломер происходит не только при нормальном старении, но и во множестве возрастных патологических состояний, таких как сердечно-сосудистые заболевания или рак. Более того, синдромы преждевременного старения (такие как синдром Вернера) также характеризуются укорочением теломер.

Мутации в генах теломеразы, которые ускоряют укорочение теломер, могут привести к возникновению нескольких человеческих синдромов, таких как врожденный, идиопатический легочный фиброз и апластическая анемия. С другой стороны, вышеупомянутые преждевременные синдромы старения обычно связаны с мутациями в различных репарационных белках ДНК.

Исследования показали, что повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний связан с высокой степенью истощения теломер, а сама длина теломер считается независимым предиктором риска развития инсульта и инфаркта миокарда. Кроме того, эндотелиальные клетки, связанные с атеросклеротической бляшкой, имеют более короткие теломеры по сравнению с эндотелиальными клетками от субъектов без ишемической болезни сердца.

Открытие точной роли теломер и теломераз в процессе старения и болезней имеет решающее значение для разработки соответствующих терапевтических стратегий. Вмешательства должны быть рассчитаны на целевые типы клеток, которые обычно делятся на поддержание гомеостаза органов.