Коварная хромосома. Ученые выяснили, почему мужчины живут меньше женщин
Мужчины умирают в среднем на несколько лет раньше, чем женщины. Ученые предполагают, что проблема — в ускоренном разрушении c возрастом «мужской» Y-хромосомы. Это влияет на сердечную мышцу, а болезни сердца — главная причина смерти среди представителей сильного пола.
Официальная статистика
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в 2019-м посвятила вопросу продолжительности жизни специальный доклад. Данные сгруппированы по полу, возрасту и уровню доходов. В документе отмечается, что с 2000-го по 2016-й средняя продолжительность жизни в мире выросла с 66,5 до 72 лет. У мужчин она составила 70,57 года, у женщин — 75,06, то есть на 4,49 года больше.
За 16 лет наблюдений этот разрыв практически не изменился. В бедных странах он меньше, в богатых — больше. Та же картина и в разных по уровню доходов слоях населения.
Эксперты ВОЗ объясняют это тем, что в экономически неблагополучных регионах и социальных группах из-за тяжелых условий, отсутствия качественных медицинских услуг и распространенности инфекций люди зачастую недотягивают до естественной старости. Поэтому сроки жизни у представителей разных полов нивелируются.
Соотношение количества мужчин к количеству женщин
Не только у людей
Во всех странах и во все времена мужчины уходили из жизни раньше женщин. Традиционно это связывали с войнами, склонностью к рискованному поведению, меньшей заботой о здоровье и вредными привычками. Когда появилась медицинская статистика, оказалось, что представители сильного пола чаще умирают от таких недугов, как ишемическая болезнь сердца, легочные заболевания, цирроз печени и инсульт.
Биологи стали искать объяснение на физиологическом уровне. И выяснили: различие в продолжительности жизни между полами существует не только у человека, но и у прочих млекопитающих. И вообще у всех видов с половым диморфизмом. Причем не всегда самки живут дольше самцов. Бывает и наоборот. Все зависит от набора хромосом, определяющих пол. Хромосомы — это структуры, которые содержат цепочки ДНК. Их функция — хранение, реализация и передача наследственной информации.
В прошлом году ученые Университета Нового Южного Уэльса в Австралии сопоставили совокупность хромосом с продолжительностью жизни у самцов и самок 229 видов животных. Среди них — приматы и другие млекопитающие, птицы, рептилии, рыбы, амфибии, пауки, тараканы, кузнечики, жуки и бабочки.
Авторы выяснили, что особи с идентичной парой хромосом, или гомогаметные, в среднем живут дольше. Например, самцы птиц: у них две одинаковые Z-хромосомы и продолжительность жизни на семь процентов больше, чем у самок, у которых две различные хромосомы — Z и W.
У млекопитающих, наоборот, клетки самцов содержат две различные половые хромосомы — Х и Y. А у самок — две идентичные X, и живут они в среднем на 21 процент дольше.
Запасной игрок
Для объяснения такого неравенства ученые предложили гипотезу «незащищенной Х-хромосомы», согласно которой у гомогаметного пола в случае повреждения одной из хромосом ее функцию на себя может взять вторая — аналогичная. Если же они разные, любой дефект в цепочке ДНК ведет к генетическим сбоям. А в итоге — к сокращению жизни.
Есть и другие варианты объяснений. Например, гипотеза «токсичной Y-хромосомы». Американские биологи обнаружили, что у плодовой мушки Drosophila «мужская» Y-хромосома влияет на активность генов других хромосом и способствует появлению вредных мутаций.
Еще один биологический механизм, который, по мнению ученых, может отвечать за преждевременное старение мужчин, — клеточный мозаицизм, выражающийся в том, что клетки из-за мутаций имеют разные генотипы. Со временем некоторые хромосомы сильно перестраиваются, другие исчезают совсем.
Еще в 1960-х медики, подсчитывая количество хромосом в лейкоцитах человека, заметили странное явление. У мужчин с возрастом в клетках крови нарастает дефицит Y-хромосомы. Синдром ее мозаичной потери (mosaic loss of Y chromosome — mLOY) наблюдается примерно у каждого пятого мужчины после 60 лет и у 40 процентов тех, кому больше семидесяти.
Позднее выяснили, что это имеет серьезные последствия для здоровья — степень мозаичной потери «мужской» хромосомы напрямую коррелирует с высоким риском развития возрастных заболеваний и рака, а также общим сокращением срока жизни. Однако до последнего времени было непонятно, как потеря Y-хромосомы в лейкоцитах приводит к повреждению внутренних органов.
Пропавшая хромосома
В новом исследовании, имитирующем состояние mLOY на мышах, биологи из США, Японии и Швеции на клеточном уровне разобрали механизм, приводящий к изменению ткани сердечной мышцы. Используя инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, они сконструировали мышей без Y-хромосом в лейкоцитах. И в течение определенного времени сравнивали их показатели с животными из контрольной группы.
Как выяснилось, генетически модифицированные особи умирали раньше, а при вскрытии у них диагностировали сердечный фиброз — состояние, при котором ткани становятся более жесткими. Как правило, это приводит к сердечной недостаточности.
У человека фиброз обычно возникает как реакция на воспаление, но у подопытных мышей его не было. Разрастание соединительной ткани с появлением рубцовых изменений, таких же, как при системном старении, проявилось и в других органах, а также по всему телу животных.
Исследователи считают, что потеря Y-хромосомы ускорила развитие возрастных заболеваний, сделала мышей более склонными к образованию рубцов на сердце и привела к более ранней смерти.
Чтобы понять, можно ли распространять эти выводы на людей, авторы проанализировали данные Британского биобанка — многолетнего наблюдательного исследования, в ходе которого собрали генетическую и медицинскую информацию примерно полумиллиона англичан. Мозаичная потеря Y-хромосомы в клетках крови действительно оказалась главным фактором риска сердечной недостаточности и фиброза сердца у мужчин.
Лекарство от старения
Авторы надеются, что благодаря их открытию в будущем создадут метод лечения mLOY на основе персонализированных лекарств, адаптированных к конкретным мутациям. Блокируя сигнальный путь, связанный с дефицитом Y-хромосомы, исследователи частично обратили вспять фиброзные изменения у модифицированных мышей.
Более универсальным средством, по мнению ученых, могут стать уже существующие антифиброзные препараты. Один из них, обычно используемый для терапии идиопатического легочного фиброза, сейчас проходит в США клинические испытания для лечения сердечной недостаточности.
Пока же авторы рекомендуют как минимум отказаться от табака, поскольку у курящих мужчин вероятность потери Y-хромосомы в клетках крови в три раза выше, чем у некурящих.
