Почему мы стареем и умираем?
Что такое старение?
Чтобы понять, как бороться со старением, нужно для начала разобраться в терминах. Старение — это постепенное и согласованное ослабление жизненных функций организма. Мы с возрастом лучше не становимся — и это само по себе довольно неприятно, но у старения есть главное неприятное последствие: оно увеличивает вероятность смерти.
Для каждого из нас есть некий шанс не дожить до следующего дня рождения. И понятно, что чем мы старше, тем выше этот шанс. Это можно посчитать, опираясь на банальные данные государственной статистики. Если вам 20 лет, то вы, скорее всего, отпразднуете следующий день рождения. А вот если вам уже 96 лет, то отметить 97-й день рождения будет уже настоящим достижением. Минимальная смертность у людей наблюдается в возрасте 1214 лет, то есть в момент полового созревания, а дальше начинает расти.
В чем причина старения?
Корректного ответа на самом деле никто не знает. Биологи сильно задолжали обществу, потому что мы до сих пор не выяснили настоящую причину. С самого начала все просто согласились, что старение — это износ. У нас накапливаются мелкие случайные повреждения. Пока мы молодые, их мало, потом их становится все больше, и в конце концов что-то критически ломается, как в нормальных механизмах. Но по сравнению с механизмами у нас, как живых организмов, есть очень важное свойство — регенерация. Мы умеем сами себя чинить и прекрасно это делаем десятки лет.
В 25 лет человек еще достаточно молодой, а вы объясните крысе, которая живет три года, что можно дожить до 25. Да она рассмеется вам в лицо! И вот подобные соображения привели нас к мысли, что мы попросту запрограммированы на то, чтобы постареть и умереть. Для этого даже придуман особый термин — феноптоз, запрограммированная смерть организма.
С точки зрения биологии это очень понятная и правильная вещь. Мы не должны жить слишком долго и слишком счастливо как биологический вид. Нет такой задачи. И вообще-то чудо жизни, которое организмы получают при рождении, поставляется в комплекте со смертью.
В чем же смысл смерти?
Судя по всему, живые существа не всегда были обречены умереть. Первым эту мысль сформулировал гениальный Август Вейсман в конце XIX века, когда сказал, что смерть была специально изобретена природой для ускорения эволюции и смены поколений.
Например, это абсолютно точно так для однолетних растений. Они погибают не потому, что не могут пережить осень или зиму.
Возьмем сою. Она растет, развивается, дает плоды-бобы и потом засыхает. Выяснилось, что ее бобы образуют специальное ядовитое вещество, которое в результате убивает все растение, просто чтобы сменилось поколение. Чтобы старые особи сои не мешались под ногами у молодежи. Чтобы спасти сою от смерти, можно просто обрывать у нее эти стручки и она будет жить гораздо дольше. А можно внести в гены растения небольшие мутации, выключить пару генов из 10 000 и продлить ему жизнь в десятки раз.
Выходит, что все живые существа, включая человека, запрограммированы на смерть?
У всех видов продолжительность их жизни строго определена. Вы можете разбиться в лепешку, создать супермегаусловия крысе, лечить любые ее болезни, но она все равно не проживет дольше трех лет. И за эти три года она полностью состарится: у нее будет остеопороз, нарушение кровообращения, упадет иммунитет. В общем, все те приключения, которые мы имеем за десятки лет, она имеет за два года.
Есть короткоживущие рыбки — бранхиусы. Они живут в Африке, в лужах, во время влажного сезона. За эти несколько месяцев они вылупляются из икринок и проходят полный жизненный цикл. Умирают они не от засухи, а от старости. В аквариуме в Москве они умрут через те же четыре месяца.
И тут возникают серьезные вопросы к теории о накоплении случайных ошибок. Неужели у рыб они копятся быстрее, чем у крыс, а у крыс — быстрее, чем у нас? Приходит на ум высказывание великого ученого Фрэнсиса Крика (того самого, который открыл ДНК). Он сказал, что биолог должен руководствоваться правилом, что эволюция намного умнее его. Поэтому если для большинства существ биология завела принудительную смерть, то в человеке эта программа наверняка тоже заложена. Просто у нас она устроена немного сложнее и растянута на долгие годы.
Когда начинается старение человека?
На самом деле это происходит очень рано. Уже в 14 лет у человека возникает минорное снижение производительности организма. До старости с большими очками и палочкой еще очень далеко! Мы предполагаем, что на таких слегка ослабленных особях естественному отбору просто легче работать. Добавляется внешний дополнительный прессинг, и это позволяет вытащить из-под шумов мелкие признаки на молодом здоровом организме, что и ускоряет эволюцию.
Существуют биологические виды, которые изобрели способы борьбы с феноптозом?
Есть много примеров, как животные эту историю с эволюцией научились обходить. Например, практически тотемный для нас зверь — голый землекоп. Это, наверное, самый крутой изобретатель среди млекопитающих (кроме нас с вами, конечно). Эти грызуны, родственники мыши, живут в районе Африканского Рога (региона на востоке Африки, объединяющего территории Сомали, Джибути, Эритреи и Эфиопии. — Прим. ред.). Именно в этом регионе впервые появился на свет человек. (Совпадение? Не думаю!) Исходя из размера и других биологических признаков, этот грызун должен был жить два, три года, максимум пять лет. Сообщаю вам, что самому старому землекопу на земле уже более 35 лет. То есть они живут в 15 раз дольше, чем должны. То есть человек в таком варианте жил бы 1500 лет. Нечто невообразимое!
Так что же изобрел землекоп? Это единственное эусоциальное млекопитающее. Мы вот квазисоциальные, но, если придется, можем выжить парой на необитаемом острове, размножиться и спасти свой вид. А землекопы — нет. Они живут только муравейниками, как пчелы или те же муравьи. Во главе колонии стоит царица с несколькими мужьями. И только они размножаются. А их обслуживают огромные группы из десятков сотен особей, которые защищают, кормят и решают разные социальные вопросы, нянчат детей, строят удобные подземные лабиринты.
И если померять статистически вероятность смерти землекопа (а это недавно сделали), то это горизонтальная линия — то есть с возрастом она не увеличивается. Кроме того, они не подвержены раковым заболеваниям, а также не чувствуют боли. В ходе эволюции, благодаря долгой жизни, необычной социальной структуре и отсутствию естественных врагов, из генома землекопов была «удалена» программа старения. У них развилась так называемая неотения, они сохраняют детские черты в течение всей жизни. Нам удалось выделить 43 признака в биологии землекопов, которые отсутствуют у других грызунов. Возможно, именно исследование этого вида и поможет нам изобрести лекарство от старости.
Максим Скулачев,
молекулярный биолог, генеральный директор компании «Митотех»