Сколько вам лет?

Из одной научно-популярной книги в другую кочует утверждение: наше тело почти полностью обновляется за семь лет. Старые клетки постепенно отмирают, их места занимают новые.
Клетки действительно обновляются, но откуда взялась мифическая цифра «семь», никто толком не знает. Для некоторых клеток срок обновления установлен более или менее точно, а именно: 150 дней для клеток крови, за постепенным замещением которых можно проследить после переливания крови, и две недели для клеток кожи, которые появляются в ее глубинных слоях, постепенно мигрируют на поверхность, отмирают и отшелушиваются.

Опыты по измерению продолжительности жизни клеток ведутся уже около полувека, но только на крысах и мышах. Животным вводят внутривенно или дают в пище меченые (радиоактивные) нуклеотиды – строительные блоки ДНК. Новые клетки встраивают в свой генетический материал эти метки. Их количество в разных тканях и органах можно измерить и рассчитать долю клеток, которые появились на свет за время, прошедшее после введения радиоактивной ДНК.

Разумеется, к человеку такой метод неприменим. Пытались определять возраст клеток человека по длине теломер – конечных участков хромосом. Теломеры укорачиваются при каждом делении клетки. Но выработать на этой основе надежный способ определения возраста клетки не удалось, тем более что некоторые клетки, как выяснилось, способны «отращивать» теломеры после деления.

Шведский исследователь Йонас Фрисен решил воспользоваться методом археологов и историков, умеющих определять возраст предметов, содержащих органику, по углероду-14 (14С). Этот редкий и слабо радиоактивный изотоп углерода постоянно образуется в стратосфере, где космические лучи выбивают из ядер атомов азота по одному протону. Постепенно (период полураспада 5730 лет) 14С снова превращается в азот. Растения в процессе фотосинтеза поглощают из атмосферы 14С и встраивают его в молекулы сахаров. Животные поедают растения, и потому все живые существа содержат немного этого изотопа. Примерно один из триллиона атомов углерода в вашем теле – это углерод-14 на месте обычного углерода-12. Когда организм гибнет, он перестает получать новый 14С, а тот, что уже накоплен за время жизни, постепенно распадается. Этот распад, идущий с известной скоростью, и позволяет определить, как давно живая материя стала мертвой. Например, когда срубили дерево, из которого сделана доисторическая лодка, или когда забили теленка, чтобы из его шкуры изготовить пергамент для рукописи. Однако из-за крайне малых количеств изотопа и медленности его распада метод годится только для больших промежутков времени.

Но тут, как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. Фрисен понял, что для определения возраста отдельных клеток можно использовать тот не такой уж краткий период времени, когда из-за деятельности человека количество 14С в атмосфере сильно возросло. С 1955 по 1963 год испытания ядерного оружия внесли большие количества изотопа в атмосферу. На пике этих испытаний, в 1963 году, концентрация 14С в воздухе была вдвое больше нормы. Его содержание многократно измеряли и продолжают измерять в самых разных районах Земли, так что составлена кривая резкого роста и постепенного падения этой величины. Сейчас содержание изотопа в воздухе почти вернулось к норме, так как он постепенно поглощается биосферой и вместе с углекислым газом растворяется в водах Мирового океана. Но Фрисен считает, что его метод позволяет определить возраст любой клетки, родившейся между 1955 и 1990 годами.

Насколько опасен распад радиоактивного углерода в организме? В теле человека весом 75 килограммов около 300 триллионов триллионов (3×1026) атомов углерода, из них всего 350 триллионов (3,5×1014) – углерода 14С. Если не считать минеральную составляющую (в основном это кости) и принять, что по остальным тканям тела 14С распределен равномерно, то в каждой клетке в среднем всего 11 атомов 14С. ДНК по весу составляет около 1% клеток. Изотоп 14С распадается так редко, что если взять отдельную выбранную наугад клетку, то в составе ее ДНК один атом 14С распадется раз в 18000 лет (мы берем именно тот 14С, который входит в ДНК, так как изменения в составе этой молекулы могут быть важными для здоровья организма и его потомства). Если считать, что вы проживете 70 лет, то шансы на то, что какая-то конкретная отдельная клетка вашего тела когда-либо испытает «атомный взрыв» одного атома углерода в своей ДНК, составляют 1 против 260.

При своем появлении клетка получает набор хромосом, которые остаются с ней всю ее жизнь. Поэтому содержание 14С в ДНК прямо пропорционально его содержанию в атмосфере в то время, когда данная клетка появилась, минус небольшое количество, исчезнувшее в результате естественного распада. Анализы проводятся методом атомной масс-спектрометрии.

В 2005 году Фрисен и его сотрудники опубликовали предварительные результаты анализов клеток людей, живших во времена пика 14С. Как и следовало ожидать, короче всего срок жизни клеток, непосредственно соприкасающихся с внешней средой, – клеток эпидермиса кожи (две недели, как мы об этом упоминали) и клеток эпителия кишечника, постоянно истираемых проходящими пищевыми массами (5 дней). Красные кровяные тельца, по Фрисену, живут 150 дней. Мышечные клетки межреберных мышц у людей 37-40 лет, как оказалось, в среднем имеют возраст 15,1 года, а клетки кишечника (кроме эпителия) – 15,9 года.

Фрисена как невролога больше всего, разумеется, интересует головной мозг. Из исследований, проведенных на животных, а также на одном пациенте, умиравшем от рака и согласившемся на введение ему в мозг слабо радиоактивного изотопа, известно, что после рождения новые нейроны возникают только в двух областях – в гиппокампе и вокруг желудочков мозга.

Пока новым методом измерен возраст лишь немногих участков головного мозга. По данным Фрисена, клетки мозжечка моложе самого человека в среднем на 2,9 года. Мозжечок, как известно, отвечает за координацию движений, а она постепенно улучшается с возрастом у ребенка, поэтому можно предположить, что примерно к трем годам мозжечок формируется окончательно. Кора головного мозга имеет тот же возраст, что сам человек, то есть на протяжении жизни в ней не появляются новые нейроны. Остальные отделы мозга еще только изучаются.

Измерение возраста отдельных тканей и органов проводится не из любопытства. Зная скорость оборота клеток, мы, возможно, научимся лечить катаракту, ожирение и некоторые нервные болезни. В 2004 году исследователи из Колумбийского университета (США) обнаружили, что при депрессии в гиппокампе возникает слишком мало новых нейронов, а некоторые лекарства от депрессии стимулируют этот процесс. Болезнь Альцгеймера также связывают с недостаточным нейрогенезом в гиппокампе. При болезни Паркинсона, насколько известно, отмирание старых клеток не уравновешивается появлением новых.

Знание о том, как часто у людей возникают новые жировые клетки, поможет лечить ожирение. Пока никто не знает, связана ли эта болезнь с увеличением числа или размеров жировых клеток. Знание частоты появления новых клеток печени и поджелудочной железы позволит создать новые методы диагностики и лечения рака печени и диабета.

Весьма актуален вопрос о возрасте мышечных клеток сердца. Специалисты считают, что отмирающие клетки заменяются фиброзной соединительной тканью, поэтому сердечная мышца со временем слабеет. Но точных данных нет. Фрисен и его группа сейчас работают над определением возраста сердца.

Американцы научились измерять возраст хрусталика глаза. Его центральная часть формируется из прозрачных клеток на шестой неделе жизни эмбриона и остается на всю жизнь. Но по периферии хрусталика постоянно добавляются новые клетки, делая хрусталик более толстым и менее гибким, что сказывается на его способности фокусировать изображение. Изучив этот процесс, мы, возможно, найдем способы оттянуть начало катаракты на пять лет – считает Брюс Буххольц из Ливерморской национальной лаборатории (США), где проводятся масс-спектрометрические измерения образцов, поставляемых из Калифорнийского университета и лаборатории Фрисена.

Но если многие «детали» нашего организма постоянно обновляются и в результате оказываются значительно моложе самого их обладателя, то возникают некоторые вопросы. Например, если верхнему слою кожи всего две недели, почему она не остается всю жизнь гладкой и розовой, как у двухнедельного младенца? Если мышцам примерно 15 лет, почему 60-летняя женщина менее ловка и подвижна, чем 15-летняя девочка? Причина – в митохондриальной ДНК. Она накапливает повреждения быстрее, чем ДНК клеточного ядра. Именно поэтому кожа со временем стареет: мутации в митохондриях приводят к ухудшению качества ее важного составного материала, коллагена.
Кроме того...
Катастрофа планетарного масштаба
Две большие планеты столкнулись между собой, образовав единое космическое тело. И произошло это, по звёздным меркам, буквально вчера – несколько...
N
...
Кем придуман поп-корн?
Судя по всему, честь открытия знакомого каждому из нас поп-корна (от англ. corn — «кукуруза», pop — «с треском лопаться») принадлежит древним...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Создан термостойкий мономолекулярный наноклей
Создан термостойкий мономолекулярный наноклей Создан термостойкий мономолекулярный наноклей
Учёные из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute) создали наноклей, который может пригодиться при изготовлении ультратонких компьютерных чипов
Взрывающийся металл - новый вид оружия
Взрывающийся металл - новый вид оружия Взрывающийся металл - новый вид оружия
Принцип его действия основан на использовании так называемых "реактивных материалов" - металлов, безопасных по отдельности, но взрывающихся при соединении
Новая нанобумага умеет хранить электричество
Новая нанобумага умеет хранить электричество Новая нанобумага умеет хранить электричество
Профессор материаловедения Пуликел Аджаян (Pulickel M. Ajayan) и его коллеги из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI) создали новое средство для хранения электрической энергии
Создано покрытие с минимальным отражением
Создано покрытие с минимальным отражением Создано покрытие с минимальным отражением
В подобном изобретении давно нуждаются многие отрасли современной промышленности, и о его создании, наконец-то, сообщили специалисты из исследовательской группы под руководством Фреда Шуберта (Fred Schubert)
Башни-человек станут гвоздём World Expo 2010
Башни-человек станут гвоздём World Expo 2010 Башни-человек станут гвоздём World Expo 2010
Вполне вероятно, что архитектурной доминантой того района Шанхая, где будет проводиться всемирная выставка World Expo 2010 станет удивительное высотное здание
Корейскую громадину ждёт участь вавилонской башни
Корейскую громадину ждёт участь вавилонской башни Корейскую громадину ждёт участь вавилонской башни
Легенда рассказывает, что первая попытка построить самую высокую башню провалилась. Эта затея вызвала гнев неба, в итоге случилось смешение языков, и люди перестали понимать друг друга. Прошли тысячелетия
Fordham Spire: ввысь просится 150-этажное сверло
Fordham Spire: ввысь просится 150-этажное сверло Fordham Spire: ввысь просится 150-этажное сверло
В наше время архитектура начинает всё больше походить на то, что описывали фантасты лет 30 назад. Небоскрёбы не просто соревнуются в высоте, но и соперничают в оригинальности форм
Башня-волна будет построена в Дубае
Башня-волна будет построена в Дубае Башня-волна будет построена в  Дубае
Похоже вращающиеся небоскрёбы становятся модными. Но новичка отличает не просто наличие вращающихся этажей, а ещё ряд оригинальных идей, связанных как с работой здания, так и с его возведением
Превратности звездных судеб
Превратности звездных судеб Превратности звездных судеб
В небе над гипотетической планетой, находящейся в двойной звездной системе, состоящей из красного и белого карликов, видны струи газа
Луна - естественный спутник или космическая станция?...
Луна - естественный спутник или космическая станция?... Луна - естественный спутник или космическая станция?...
Некоторые исследователи еще в 1970-х годах обращали внимание на состояние поверхности Луны - она была похожа на территорию, подвергнутую ковровой бомбардировке. Эксперты отмечали, что статистически невозможно
Путешествие в космос
Путешествие в космос Путешествие в космос
Начиная с 2008 года, компания Galactic Suite Project начнет продажу путевок в космос
Золотой свет черных дыр
Золотой свет черных дыр Золотой свет черных дыр
Черные дыры «придумал» английский геолог Джон Мичелл (John Michell, 1724–1793) еще в середине XVIII века. Он посчитал, что для звезды с плотностью Солнца, но с радиусом в 500 раз большим
Сколько вам лет?
Сколько вам лет? Сколько вам лет?
Из одной научно-популярной книги в другую кочует утверждение: наше тело почти полностью обновляется за семь лет. Старые клетки постепенно отмирают, их места занимают новые
Почему мужчины должны были бы умирать раньше женщин
Почему мужчины должны были бы умирать раньше женщин Почему мужчины должны были бы умирать раньше женщин
Почему мужчины живут столько же, сколько и женщины? С точки зрения эволюции они становятся слишком старыми – и начиная с определенного возраста оказываются просто бесполезными для моногамного общества
Сексуальная привлекательность мужчины зависит от формы лица
Сексуальная привлекательность мужчины зависит от формы лица Сексуальная привлекательность мужчины зависит от формы лица
Проникновенный взгляд, обворожительная улыбка и дорогие средства после бритья – все это не нужно. Похоже, секрет мужской привлекательности сводится к простым расчетам
Совместная жизнь продлевает ваши годы
Совместная жизнь продлевает ваши годы Совместная жизнь продлевает ваши годы
По данным исследования Национального статистического бюро (INSEE), результаты которого были опубликованы 8 августа, люди в паре живут дольше, чем холостяки
Роевой интеллект
Роевой интеллект Роевой интеллект
Групповой интеллект животных часто превосходит умственные способности одной особи. Разгадка этого феномена принесет пользу социологам, программистам и людям других профессий
Поход в магазин пешком вредит природе больше, чем поездка на машине
Поход в магазин пешком вредит природе больше, чем поездка на машине Поход в магазин пешком вредит природе больше, чем поездка на машине
Как подсчитали ведущие экологи, хождение пешком сказывается на глобальном потеплении больше, чем езда на автомобиле
В 2010 году в Арктике появится российский национальный парк
В 2010 году в Арктике появится российский национальный парк В 2010 году в Арктике появится российский национальный парк
Сергей Сай, руководитель Росприроднадзора, утвердил экологическое обоснование создания национального парка «Русская Арктика», сообщается на сайте ведомства
Карибским рифам угрожают водоросли-агрессоры
Карибским рифам угрожают водоросли-агрессоры Карибским рифам угрожают водоросли-агрессоры
Водоросли-агрессоры угрожают коралловым рифам Коста-Рики, Мексики, Никарагуа, Панамы и Колумбии
Почему в Макдоналдс всё так вкусно?
Почему в Макдоналдс всё так вкусно? Почему в Макдоналдс всё так вкусно?
В 1970-м американцы тратили на эту еду 6 млрд долларов в год, в 2001-м – больше 110 млрд. Это больше, чем на высшее образование, компьютеры, автомобили. Больше, чем на книги, фильмы, журналы, газеты
Самое ядовитое искусственное вещество
Самое ядовитое искусственное вещество Самое ядовитое искусственное вещество
Диоксин называют самым ядовитым искусственным веществом и наиболее токсичным из известных сегодня органических соединений

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Сколько вам лет? Сколько вам лет?
    Из одной научно-популярной книги в другую кочует утверждение: наше тело почти полностью обновляется за семь лет. Старые клетки постепенно отмирают, их места занимают новые
  • Почему мужчины должны были бы умирать раньше женщинПочему мужчины должны были бы умирать раньше женщин
    Почему мужчины живут столько же, сколько и женщины? С точки зрения эволюции они становятся слишком старыми – и начиная с определенного возраста оказываются просто бесполезными для моногамного общества
  • Сексуальная привлекательность мужчины зависит от формы лицаСексуальная привлекательность мужчины зависит от формы лица
    Проникновенный взгляд, обворожительная улыбка и дорогие средства после бритья – все это не нужно. Похоже, секрет мужской привлекательности сводится к простым расчетам
  • Совместная жизнь продлевает ваши годы Совместная жизнь продлевает ваши годы
    По данным исследования Национального статистического бюро (INSEE), результаты которого были опубликованы 8 августа, люди в паре живут дольше, чем холостяки
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Почему в Макдоналдс всё так вкусно?Почему в Макдоналдс всё так вкусно?
    В 1970-м американцы тратили на эту еду 6 млрд долларов в год, в 2001-м – больше 110 млрд. Это больше, чем на высшее образование, компьютеры, автомобили. Больше, чем на книги, фильмы, журналы, газеты
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Создан термостойкий мономолекулярный наноклейСоздан термостойкий мономолекулярный наноклей
    Учёные из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute) создали наноклей, который может пригодиться при изготовлении ультратонких компьютерных чипов
  • Взрывающийся металл - новый вид оружияВзрывающийся металл - новый вид оружия
    Принцип его действия основан на использовании так называемых "реактивных материалов" - металлов, безопасных по отдельности, но взрывающихся при соединении
  • Новая нанобумага умеет хранить электричествоНовая нанобумага умеет хранить электричество
    Профессор материаловедения Пуликел Аджаян (Pulickel M. Ajayan) и его коллеги из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI) создали новое средство для хранения электрической энергии
  • Создано покрытие с минимальным отражениемСоздано покрытие с минимальным отражением
    В подобном изобретении давно нуждаются многие отрасли современной промышленности, и о его создании, наконец-то, сообщили специалисты из исследовательской группы под руководством Фреда Шуберта (Fred Schubert)
  • Техника
  • Fordham Spire: ввысь просится 150-этажное сверлоFordham Spire: ввысь просится 150-этажное сверло
    В наше время архитектура начинает всё больше походить на то, что описывали фантасты лет 30 назад. Небоскрёбы не просто соревнуются в высоте, но и соперничают в оригинальности форм
  • Башня-волна будет построена в ДубаеБашня-волна будет построена в  Дубае
    Похоже вращающиеся небоскрёбы становятся модными. Но новичка отличает не просто наличие вращающихся этажей, а ещё ряд оригинальных идей, связанных как с работой здания, так и с его возведением
  • Башни-человек станут гвоздём World Expo 2010Башни-человек станут гвоздём World Expo 2010
    Вполне вероятно, что архитектурной доминантой того района Шанхая, где будет проводиться всемирная выставка World Expo 2010 станет удивительное высотное здание
  • Корейскую громадину ждёт участь вавилонской башниКорейскую громадину ждёт участь вавилонской башни
    Легенда рассказывает, что первая попытка построить самую высокую башню провалилась. Эта затея вызвала гнев неба, в итоге случилось смешение языков, и люди перестали понимать друг друга. Прошли тысячелетия
  • Космос
  • Луна - естественный спутник или космическая станция?...Луна - естественный спутник или космическая станция?...
    Некоторые исследователи еще в 1970-х годах обращали внимание на состояние поверхности Луны - она была похожа на территорию, подвергнутую ковровой бомбардировке. Эксперты отмечали, что статистически невозможно
  • Путешествие в космосПутешествие в космос
    Начиная с 2008 года, компания Galactic Suite Project начнет продажу путевок в космос
  • Золотой свет черных дырЗолотой свет черных дыр
    Черные дыры «придумал» английский геолог Джон Мичелл (John Michell, 1724–1793) еще в середине XVIII века. Он посчитал, что для звезды с плотностью Солнца, но с радиусом в 500 раз большим
  • Превратности звездных судебПревратности звездных судеб
    В небе над гипотетической планетой, находящейся в двойной звездной системе, состоящей из красного и белого карликов, видны струи газа
004