При зачатии человеческого эмбриона слияние двух клеток, сперматозоида и яйцеклетки, дает одну клетку с ДНК обоих родителей. На каждом конце каждой из 23 пар хромосом в пределах длины теломеры находится около 15000 пар оснований ДНК. В процессе повторяющихся делений клетки, которые превращают одноклеточный зародыш в полностью сформированного ребенка, в эти 9 месяцев используются около 5000 пар оснований. Это оставляет новорожденному всего 10000 пар оснований в пределах длины теломеры при рождении.

При каждом делении клетки теломеры становятся на 200-300 ВР короче, таким образом, в течение жизни расходуется около 5000 — 7000 пар оснований, а затем происходит неотвратимое явление. При длине теломеры 3000 — 5000 пар оснований клетка достигает предела Хейфлика и больше не может делиться. Она либо становится стареющей, либо умирает.

Предел Хейфлика – конечное количество раз, которое нормальная клетка может делиться до тех пор, пока не потеряет способность к воспроизводству. Клетки, достигшие предела Хейфлика, становятся дисфункциональными (стареющими) и, в конечном счете, самоуничтожаются (совершают апоптоз). Назван в честь Леонарда Хейфлика, который определил значение этого предела (примерно равно 50)

15000 ВР/ 300 ВР = 50 циклов

Однако укорочение теломер начинает вызывать проблемы задолго до того, как клетки достигают предела Хейфлика; они уже показывают возрастные изменения, становятся все менее функциональными и вызывают снижение функции органа: наши ткани стареют; наш организм страдает от возрастных заболеваний.

Тот факт, что каждый раз, когда клетка делится, она теряет длину теломер, является фундаментальным принципом биологии. Все, что активирует необходимость в делении клеток, ускоряет и укорочение ваших теломер. Это может быть алкоголь, стресс, недосыпание, инфекционные болезни и тому подобное.

Скорость развития большинства возрастных изменений значительна не в старости, а в более ранние возрастные периоды. Мы стремительно стареем уже тогда, когда считаем себя молодыми. Так, важные стороны обмена и функции в возрасте 45—55 лет изменяются особенно существенно. Именно в этом возрасте у многих людей наступают серьезные изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, эндокринной системы и т. д. Это создает предпосылки для развития грубой патологии:

Так, ряд исследований выявили четкую взаимосвязь между короткими теломерами и риском следующих заболеваний:

• Сердечно-сосудистых
  • У лиц с короткими теломерами в 3 раза выше риск внезапной смерти от сердечного приступа (Cawthon et al. 2003)
  • В 3 раза риск развития болезней коронарных артерий (Zhiwei Yang 2009)
  • В 2,4 раза повышает риск кальцификации коронарных артерий (Mainous AG. 2009)
  • Выявлена взаимосвязь коротких теломер с развитием артериальной гипертензии и хронической сердечной недостаточности
• Сахарного диабета
  • Исследования в области диабетологии не только продемонстрировали связь уменьшения длины теломер и возникновением СД 2-го типа, но и дали основание выдвинуть гипотезу о влиянии этого биомаркера на прогрессирование осложнений сахарного диабета. Результаты исследований свидетельствуют об ассоциации с возникновением, а также количеством осложнений СД 2-го типа; предполагаемым механизмом является активация оксидативного стресса
  • В одном из исследований установлено, что доля наиболее коротких теломер является более точным предиктором прогрессирования поражения почек у пациентов с СД 1-го типа, чем среднее значение длины теломер
• Инфекционных заболеваний
  • У лиц с короткими теломерами в 8.5 раз выше риск внезапной смерти от инфекционных болезней (Cawthon et al. 2003)
    ВИЧ-инфекция характеризуется быстрым укорочением длины теломер и ранним старением цитотоксических Т-лимфоцитов (CD8+ клетки) и снижением Т-хелперов
  • Вирус простого герпеса вызывает более быстрое укорочение теломер и старение иммунной системы
• Онкологических заболеваний
  • В 2-2.5 раза риска рака крови (Monica McGrath, Cancer Epidemiology, Biomarkers&Prevention, 2007)
  • В 2 раза увеличивается риск рака желудка (Hou L, JAMA. 2010;304(1):69-75 (doi:10.1001/jama.2010.89)
  • В крупнейшем эпидемиологическом исследовании, в котором принимали участие 110 000 добровольцев, было показано, что в группе пациентов, у которых теломеры были всего на 10% короче, чем средние показатели группы, уровень смертности был на 23% выше, чем у пациентов, у которых теломеры были длиннее
  • Проспективное исследование с участием 787 добровольцев в возрасте 40-79 лет в течение 10 лет (1995-2005) показало, что лица c критически короткими теломерами в 3 раза больше рискуют заболеть раком и в 11 раз больше — умереть от него по сравнению с теми, у кого длина теломер была максимальной. 11 раз — статистически огромная величина! При этом у пациентов с критически короткими теломерами чаще диагностировались наиболее злокачественные опухоли, такие как рак желудка, легких и яичников. (JAMA 2010; 304 (1) :69-75)
• Заболеваний нервной системы
  • Короткие теломеры в 12 раз повышают риск развития старческого слабоумия (Francine Grodstein, 2007)
  • Хронический стресс приводит к ускоренному сокращению теломер

Люди должны серьезно относиться к опасности коротких теломер!