Стресс и укорочение теломер: механистические представления на клеточном уровне

Короткие теломеры повышают риск дегенеративных заболеваний. Хронический психологический стресс может приводить к заболеваниям по многим путям, и результаты исследований — от экспериментов in vitro до продольных исследований с участием людей — указывают на повреждение теломер, вызванное стрессом, как на один из важных механизмов. Однако до сих пор не было предложено комплексной модели, описывающей, каким образом изменения физиологии стресса и нейроэндокринных путей могут приводить к изменениям биологии теломер. Критическое укорочение теломер или разрушение теломерной структуры вследствие вытеснения белкового комплекса шелтерин, связывающего теломеры, запускают ответ на повреждение ДНК и приводят к клеточному старению или апоптозу. В этом описательном обзоре обобщены ключевые роли глюкокортикоидов, активных форм кислорода (АФК), митохондрий и воспаления в опосредовании связи между психологическим стрессом и поддержанием теломер. Подчёркивается, что эти медиаторы взаимосвязаны и усиливают действие друг друга посредством положительных петель обратной связи. Длина теломер ещё не изучалась на протяжении всего жизненного цикла, однако исходный уровень, формирующийся при рождении, по-видимому, имеет наибольшее значение, поскольку задаёт траекторию длины теломер на протяжении жизни и зависит от стресса. Описаны два типа межпоколенческого влияния стресса на теломеры: воздействие пренатального стресса на теломеры в период внутриутробного развития и «передача телотипа» — непосредственное наследование коротких теломер от родительской зародышевой линии. Очевидно, что первоначальное упрощённое представление о длине теломер как о митотических часах сменилось гораздо более сложной картиной, включающей межпоколенческое влияние теломер, а также взаимосвязанные молекулярные и клеточные пути и сети, относящиеся к признакам старения; при этом поддержание теломер играет ключевую роль и взаимодействует с митохондриями. Дальнейшие механистические исследования, проверяющие эту комплексную модель влияния медиаторов стресса на биологию теломер и взаимосвязь теломер с митохондриями, помогут лучше понять процессы старения на протяжении периода от уровня клеток до всей жизни человека и могут привести к разработке вмешательств, направленных на замедление старения.