Одряхлевшие клетки стимулируют воспаление и разрастание соединительной ткани, тем самым мешая восстанавливаться мышцам.

Повреждённые, вышедшие из строя, погибшие клетки в наших тканях замещаются новыми, которые происходят от стволовых клеток. Задача стволовых клеток — делиться, при этом после деления какая-то дочерняя клетка остаётся стволовой, а вторая приобретает специализацию, то есть становится зрелой, дифференцированной клеткой, которая может синтезировать какие-то ферменты, сокращаться и растягиваться, нейтрализовывать вредные вещества и т. д. (На самом деле процесс генерации зрелых клеток из стволовых намного сложнее и происходит не за один шаг, но подробности нам сейчас не нужны.)

Миобласты — стволовые клетки, из которых у эмбриона образуются мышцы. Во взрослом организме миобласты превращаются в так называемые сателлитные клетки, сидящие в мышцах и восстанавливающие их после травм. (Фото: NICHD / Flickr.com) 

Но уже давно не секрет, что стволовые клетки не всегда и не всю жизнь работают одинаково, что в старости их стволовые способности угасают. С одной стороны, дело в них самих: хотя у них есть инструменты для самообновления, они всё равно постепенно изнашиваются. С другой стороны, свою роль играют окружающие клетки, которые создают локальную нишу, микроокружение, в котором работают стволовые клетки.

В этой микронише порой оказывается особая разновидность состарившихся клеток, которые, несмотря на накопившиеся внутренние проблемы, никак не могут умереть. Их можно назвать не просто старыми, а дряхлыми, или сенильными, — мы вспоминали о них буквально на днях, когда говорили о проблемах при пересадке печени. В любых клетках появляются дефекты в молекулах и органеллах, которые остаются неисправленными, и со временем таких дефектов становится всё больше. В какой-то момент в клетке включается программа самоуничтожения (апоптоз) — потому что в противном случае клетка с дефектами может превратиться в опухолевую. Но бывает, что программа самоуничтожения не срабатывает, и клетка продолжает дряхлеть, впадая в сенильное состояние.

На самом деле, такая сенилизация тоже защищает от возможной опухоли. При одряхлевании отключается аппарат клеточного цикла, иными словами, клетка не может делиться, и, соответственно, не может превратиться в злокачественную. Однако она выделяет из себя разные вещества, которые в прямом смысле слова мешают жить другим клеткам, сидящим вокруг неё. Что важно, сенильные клетки возникают не только из-за возраста, они также возникают из-за стрессов и травм — ведь травма как-то сказывается на клетках; а значит, дряхлые клетки есть не только у старых, но и у молодых.

Сотрудники Университета Помпеу Фабра вместе с коллегами из Китайской академии наук, Токийского университета и других научных центров Испании и Японии подробно рассмотрели разные типы одряхлевших клеток, появляющихся в мышцах мышей, как старых, так и молодых. Исследователи использовали современные методы, позволяющие анализировать клетки поштучно (о таких методах мы недавно рассказывали в журнале), и в итоге обнаружили, что хотя сенильные клетки могут во многом отличаться друг от друга, у них есть некоторые общие черты. В частности, они выбрасывают из себя воспалительные сигналы, которые обычно свойственны старым тканям — и даже если всё происходит в молодой мышце, её стволовым клеткам (которые называются сателлитными клетками) будет казаться, что мышца состарилась, потому что в этом их убеждают сигналы сенильной клетки. Кроме того, одряхлевшие клетки стимулируют разрастание соединительной ткани.

И (псевдо)возрастное воспаление, и стимулирование соединительной ткани подавляют работу стволовых клеток — они хуже делятся и реже дают новые клетки для восстановления ткани. (Очевидно, точно так же сенильные клетки вредят жёлчным протокам в печени, которая ждёт пересадки.) Важно ещё раз повторить, что то же самое происходит в молодых мышцах, пусть и в меньшем масштабе: одряхлевшие клетки мешают им восстанавливаться, создавая вокруг стволовых клеток воспалительную атмосферу. Если устранить сенильные клетки, или хотя бы подействовать на них так, чтобы они перестали выбрасывать наружу все эти ненужные молекулярные сигналы, то активность стволовых клеток усилится. Хотелось бы надеяться, что в перспективе появятся медицинские способы, позволяющие целенаправленно сбивать воспалительную активность одряхлевших клеток в мышцах, да и не только в них.

Результаты исследований опубликованы в Nature.