<<
>>

Половой диморфизм продолжительности жизни

У многих видов животных самцы живут достоверно меньше самок (Smith, 1989). Например, у линии крыс Wistar самки в среднем живут на 14 % дольше. Примерно так же обстоит дело с человеческой популяцией.

В Европе мужчины живут в среднем 73.7 лет, а женщины — 83.8 (Vina et al., 2005). В настоящий мо­мент средняя мировая продолжительность жизни женщин на 7 лет больше, чем мужчин. В старости число мужчин уменьшается бы­стрее, чем число женщин, в том числе из-за склонности представи­телей мужского пола к риску и нездоровому образу жизни (Aviv et al., 2005). Однако эволюционная консервативность различий продолжительности жизни между полами свидетельствует в поль­зу не социальной, а биологической обусловленности полового ди­морфизма для продолжительности жизни.

Является ли в данном случае биологический компонент ре­зультатом зависимых от пола гормональных различий? Преобла­дает идея, особенно в среде специалистов по сердечно-сосудистой патологии, что ключевая роль в разрыве продолжительности жиз­ни между мужчинами и женщинами принадлежит эстрогену — стероидному гормону яичников.

Он оказывает защитное действие на женский организм, тогда как андрогены вовлечены в увели­чение рисков сердечно-сосудистых заболеваний (Aviv et al., 2005). Действительно, эстрогены in vitro выступают в роли антиокси­дантов. Однако при своей низкой концентрации в плазме и орга­низме в целом они вряд ли непосредственно оказывают такое влияние in vivo. Тем не менее эстрогены обусловливают выра- 305 женный антиоксидантный эффект. После оварэктомии выработка H2O2 митохондриями вырастает на 50 %. Это можно предотвра­тить введением эстрадиола. Так, инкубирование клеток, содер­жащих эстрогеновый рецептор MCF7, с эстрадиолом значитель­но снижает скорость выработки H2O2. Добавление одновременно эстрадиола и модулятора эстрогенового рецептора тамоксифена не приводит к изменению выработки H2O2.
Таким образом, анти­оксидантный эффект эстрогена опосредован его рецептором (Vina et al., 2005). Оказалось, что митохондрии самок вырабатывают примерно половину от количества H2O2, наблюдаемого у сам­цов. По-видимому, это связано с тем, что самки имеют более высо­кую активность супероксиддисмутазы и глутатионовой перокси- дазы, поскольку эстрогены, связываясь со своими рецепторами, индуцируют митоз-активируемые протеинкиназы (MAP) и ядер­ный транскрипционный фактор NF-kB, запускающие танскрип- цию антиокислительных ферментов. Доказано, что содержащиеся в сое фитостерины мимикрируют защитный эффект эстрадиола по тому же сигнальному пути (Vina et al., 2005).

Известно, что инсулиновый сигналинг контролирует скорость старения (см. разд. 3.1). Изменение продолжительности жизни в ответ на ограничение диеты у самок дрозофилы было более выра­женным, чем у самцов. Возможно, это связано с половыми раз­личиями систем распознавания питательных веществ, например инсулин/IGF-1-сигналинга (Davies et al., 2005). Действительно, у самцов овец концентрация соматотропина, IGF-1 и IGFBP-3 в плазме крови выше, чем у самок. Соматотропиновая ось важна для контроля за ростом и метаболизмом, кроме того, продукция IGF-1 и IGFBP-3 усиливается соматотропином. IGF циркулирует в комплексе с IGFBP, который увеличивает время его полужиз­ни и модулирует активность (Gatford et al., 1996). Как известно, эти гормоны ускоряют не только рост и метаболизм, но и старе­ние, поскольку подавляют активность транскрипционного факто­ра FOXO. Следовательно, увеличение у самцов концентрации IGF-1, а также регулирующих его белков и гормонов может быть причиной более низкой продолжительности их жизни по сравне­нию с самками.

Одно из популярных объяснений различий продолжительнос­ти жизни между полами состоит в том, что гетерогаметный пол живет меньше гомогаметного, поскольку рецессивные Х-сцеп- ленные вредные мутации, как уже упоминалось, будут негативно влиять на продолжительность жизни гетерогаметного пола.

Дей­ствительно, даже у нематоды Caenorhabditis elegans, у которой нет самок, самцы (X0) живут меньше, чем гермафродиты (XX) (Gems, Riddle, 2000). Аналогичная ситуация наблюдается у насе- 306

комых и млекопитающих (Smith, 1989). Интересно, что у птиц сам­ки являются гетерогаметным полом и их взрослая смертность выше, чем у самцов (Liker, Szekely, 2005).

Мужчины — гетерогаметый пол, несущий Y-хромосому вмес­то второй Х-хромосомы. У нормальных женщин одна из Х-хромо- сом стохастическим образом инактивируется в раннем эмбриоге­незе, так что в неактивной Х-хромосоме экспрессируется не более 25 % генов. Новорожденные девочки имеют две популяции сома­тических клеток с примерным соотношением 50 : 50, проявляя сбалансированный мозаицизм в отношении инактивации Х-хро­мосомы. С возрастом соотношение меняется. Это разбалансиро­ванное распределение инактивации Х-хромосомы в соматических клетках взрослых женщин вызвано двумя главными обстоятельст­вами: Х-сцепленные генетические заболевания (такие как врож­денный дискератоз) и само по себе старение. В женских сомати­ческих клетках происходит селекция, т. е. замещение клеток с активной Х-хромосомой от одного родителя на клетки с актив­ной Х-хромосомой от другого, при этом преимущество получают Х-хромосомы с более длинными теломерами (Aviv et al., 2005).

Длина теломер высоконаследуема, обратно пропорционально коррелирует с возрастом и выше у взрослых женщин, чем у муж­чин, хотя равнозначна у новорожденных мальчиков и девочек. Средняя длина теломер у взрослых женщин на 240 пар нуклеоти­дов (пн) длиннее, чем у мужчин, что соответствует примерно вось­ми «теломерным годам» (скорость укорочения составляет пример­но 30 пн в год). Наследуемость длины теломер имеет Х-сцеплен- ный компонент. Большая длина теломер, наблюдаемая у женщин, может быть обусловлена как действием эстрогена, так и выше­описанной селекцией соматических клеток. Эстроген снижает оксидативный стресс, ускоряющий разрушение теломер, и стиму­лирует транскрипцию теломеразы.

Благодаря Х-сцепленному фак­тору наследования длины теломер у женщин две субпопуляции соматических клеток при старении будут перестраиваться в поль­зу клеток с более длинными теломерами. Такие теломеры в клет­ках женщин в конечном итоге могут обусловливать большую про­должительность их жизни (Aviv et al., 2005). Различие в длине те­ломер взрослых женщин и мужчин может быть также связано с тем, что мужчины обычно выше, чем женщины: большие разме­ры тела требуют большего числа удвоений клеток и больших за­трат на регенерацию тканей, т. е. репликативная история муж­ских клеток длиннее, чем женских, что неизбежно ведет к исто­щению регенерационного потенциала и к более раннему началу возраст-ассоциированных заболеваний, особенно у крупных муж­чин (Stindl, 2004).

У муравья Lasius nigeг соматические ткани короткоживущих самцов имеют значительно более короткие теломеры, чем клетки долгоживущих маток и относительно долгоживущих рабочих са­мок. Эти различия устанавливаются в период раннего личиноч­ного развития. Рабочие самки имеют такие же теломеры, что и матки (Jemielity et al., 2007).

Генетические факторы влияют на выживаемость у здоровых людей в глубокой старости пол-специфическим образом. Так как локусы долгожительства мужчин и женщин различаются, исклю­чение составляет лишь локус АРОЕ. У женщин определяющую роль в долговечности играют четыре локуса: АРОЕ, HSP90 •, HSP70-1 и mtDNA. Тогда как у мужчин их пять: АР0А4, АР0А1, SIRT3, ТН и АРОЕ. Таким образом, у мужчин генетическая ва­риабельность играет более значимую роль для их продолжитель­ности жизни, чем у женщин. Это соответствует и демографи­ческим данным. В странах Северной Европы увеличение числа 90—100-летних индивидуумов в связи с улучшением качества ме­дицинской помощи больше касается женщин, чем мужчин. Соот­ношение женщин и мужчин в этом сегменте популяции постоянно возрастает в пользу женского пола (Passarmo et al., 2006).

С теоретической точки зрения, увеличенная постменопаузная продолжительность жизни женщин эволюционно могла возник­нуть как «эффект бабушки», т.

е. как вклад пострепродуктивных самок в выживание их детей и внуков. Однако исследования на обезьянах не подтвердили существование данного эффекта, обна­ружив корреляцию продолжительность жизни старых самок не с родственниками, а только с поздними ее потомками. Селектив­ное значение пострепродуктивной части жизненного цикла спор­но само по себе. Изучение рыбок-гуппи, живущих в условиях дав­ления хищников и характеризующихся высокой смертностью, по­казало, что они созревают в более раннем возрасте, но при этом имеют более длинную жизнь. Как оказалось, у них наблюдается высокая репродуктивная продолжительность жизни (от начала до конца репродукции), вносящая наибольший вклад в приспо­собленность, но не пострепродуктивная. Таким образом, постре­продуктивная продолжительность жизни, по-видимому, является случайным дополнением на конце жизненного цикла, тогда как различия в продолжительности жизни эволюционировали в ответ на отбор именно по репродуктивной продолжительности жизни, вносящей основной вклад в приспособленность (Reznick et al., 2006).

Таким образом, у большинства видов животных гомогамет- ный пол живет дольше гетерогаметного. У насекомых и млекопи­тающих гомогаметный пол — самки, которые живут дольше сам­

цов. Напротив, у птиц и рептилий — самцы, у нематод — герма­фродиты. Помимо эффекта дозы Х-сцепленных генов, половой диморфизм продолжительности жизни может быть обусловлен либо более длинными теломерами самок, либо более эффектив­ной антиоксидантной защитой их клеток. Наконец, существует экспериментально не подтвержденное предположение, что у по­звоночных животных самки, которые принимают непосредствен­ное участие в выхаживании потомства, живут дольше в результате «эффекта бабушки».

<< | >>
Источник: Москалев А. А.. Старение и гены. — СПб.: Наука,2008. — 358 с.. 2008

Еще по теме Половой диморфизм продолжительности жизни:

  1. Йога и продолжительность жизни.
  2. Продолжительный вдох / Продолжительный выдох
  3. Продолжительность голодания сокращать не надо
  4. Продолжительный вдох / Нормальный выдох
  5. Нормальный вдох / Продолжительный выдох
  6. КАК УВЕЛИЧИТЬ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ И РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ГРУДНОГО ВСКАРМЛИВАНИЯ
  7. КАК УВЕЛИЧИТЬ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ И РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ГРУДНОГО ВСКАРМЛИВАНИЯ
  8. ПОЛОВЫЕ ФУНКЦИИ
  9. ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ
  10. "Случай 1. Продолжительное ухудшение, ведущее к смерти."
  11. Нарушения половой дифференцировки