Владимир Скулачёв - Жизнь без старости

Описанное выше быстрое запрограммированное старение однолетних растений можно сравнить с прогерией (ускоренным старением) тихоокеанского лосося. Перед нерестом эта рыба превращается в горбушу — нелепое горбатое существо со ртом, не пригодным для поглощения пищи. Горбуша погибнет скорее после нереста. Гибель лосося напоминает ускоренное кино, где прокручивается за пару недель вся программа старения, начиная с падения иммунитета и кончая жестоким остеопорозом в костях, саркопенией скелетных мышц, утончением кожи и появлением раковых опухолей [439]. Зоологи долгое время полагали, что ускоренное старение лосося есть следствие тяжелой работы, совершенной им, когда он плывет против течения реки к ее истокам, преодолевая порой расстояния в тысячу километров. Эта гипотеза рухнула, когда выяснилось, что превращение в горбушу наблюдается даже тогда, когда место нереста соединяется с океаном протокой длиной всего в несколько сот метров [439]. Сигналом к включению программы прогерии служит, по-видимому, смена морской воды на пресную в качестве среды обитания рыбы. С. Остад считает, что прогерия лосося и медленное старение высших позвоночных имеют совершенно разную природу: ускоренное старение есть программа, а медленное — результат накопления ошибок [8]. Этому объяснению противоречит отмеченная выше общность многих признаков двух типов старения [11].

Замечательный результат был получен при изучении старения различных видов мелкой африканской рыбки — зубастого карпика рода Nothobranchius [355]. Оказалось, что продолжительность жизни отдельных видов этого рода варьирует в пять раз в зависимости от того, где обитает данный вид в дикой природе. Так, N. furzeri из пересыхающих водоемов в Зимбабве живет всего 3 месяца, что соответствует периоду дождей в этой стране. N. rachovii и N. kuhntae из Мозамбика, где выпадает вчетверо больше осадков, живут 9,5 месяцев, а N. guentheri из Занзибара (влажный климат с двумя дождливыми сезонами) — более 16 месяцев. У рыбок самого короткоживущего вида N. furzeri рост и половое созревание завершаются за месяц, после чего самки многократно нерестятся в течение оставшихся двух месяцев, пока водоем не пересохнет. Из икры, благополучно пережившей засуху, на следующий год вылупятся мальки. Поразительно, что за два последних месяца жизни рыбка успевает состариться, демонстрируя весь набор старческих признаков (уменьшение подвижности, потеря «исследовательского» поведения в открытом пространстве, горбатость и другие проявления остеопороза, накопление липофузциновых гранул в печени, резкое увеличение β-галактозидазной активности в фибробластах кожи и т. д.) [355].

У видов того же рода, живущих дольше, завершение роста и половое созревание наступает гораздо позднее. Соответственно, позже появляются и биомаркеры старения. Существенно, что указанные различия сохраняются при аквариумном содержании животных, т. е. они предопределены генетически и уже не зависят от сиюминутных условий существования [355]. Создается впечатление, что рыбки короткоживущего вида стремятся успеть постареть за тот короткий период жизни, который им отпущен на воле. Важно также, что программа старения имеет сходные проявления у самых отдаленных видов позвоночных — от рыб до человека. Этот консерватизм — безусловное свидетельство древности данной программы.

А.В. Марков начал одно из своих выступлений с описания поведения чайки, заметившей, что рыбаки вытащили сеть с богатым уловом. Вместо того, чтобы наброситься на лакомство, птица немедленно поднимает громкий крик, тут же собирающий возле сети всю птичью стаю. Животное рискует частью своего обеда, который вполне может достаться сородичам, тем самым стремясь этих сородичей подкормить.

Зоологам и охотникам хорошо известны многочисленные случаи, когда самка, рискуя жизнью, уводит хищника от своего малолетнего потомства. В случае неудачи гибель самки безусловно можно рассматривать как случай феноптоза в результате реализации определенной поведенческой программы, записанной в генах животного.

Менее очевидны случаи биохимического феноптоза, когда альтруистическое самоубийство обусловлено таким изменением обменных процессов на клеточном уровне, которое оказывается заведомо гибельно для индивида. Выше мы уже упоминали, что бактерия E.coli, заразившись тем или иным бактериофагом, включает систему самоубийства и гибнет раньше, чем бактериофаг в ней размножится. Она либо делает свою мембрану проницаемой для ионов Н+ (так что становится невозможным синтез АТФ при дыхании), либо одним из двух способов прекращает синтез белков (как своих, так и бактериофага). Клетка умирает, так и не став рассадником эпидемии в популяции.

По-видимому, подобные механизмы противоэпидемиологической защиты действуют и у животных. Интересен случай септического шока. Этот смертельный синдром вызывается так называемым эндотоксином грам-отрицательных бактерий. Эндотоксин — липополисахарид (ЛПС) внешнего слоя клеточной стенки таких бактерий. Веществ данного класса у животных просто не существует, так что его появление в кровяном русле означает попадание туда бактерий. ЛПС узнается одним из белков крови, который его связывает. Комплекс этого белка с ЛПС в свою очередь узнается специальным белком-рецептором клеток эндотелия кровеносных сосудов. Тройной комплекс «ЛПС+белок крови+рецептор» активирует цепь событий, приводящих к воспалению и апоптозу [91,160,322]. На первых порах все это выглядит как борьба макро- и микроорганизмов. Поражает, однако, что роль микроба в такой борьбе абсолютно пассивна: бактерия не выделяет ЛПС в среду, он освобождается только в результате распада стенки бактерии, гибнущей под воздействием определенных факторов макроорганизма (этим ЛПС принципиально отличается от экзотоксинов — химического оружия бактерий, выбрасываемого наружу живой бактериальной клеткой для её борьбы с макроорганизмом) [13]. В общем-то бактерия виновата только тем, что её узнали. Еще более поразительно, что по мере увеличения концентрации ЛПС в крови процессы воспаления и апоптоза нарастают как снежный ком и, никак не сдерживаемые макроорганизмом, вызывают его быструю смерть.

Трудно удержаться от аналогии с бактерией, заразившейся бактериофагом и по существу покончившей с собой, чтобы не стать рассадником инфекции. Если бактерий в кровотоке мало, что каскад событий, запускаемых ЛПС, ведет к ликвидации инфекции (это достигается, прежде всего, за счет активации воспалительной системы) и выздоровлению. Если же организм не может справиться с инфекцией, тот же ЛПС становится его убийцей, фактором, вызывающим феноптоз [322]. Стандартное объяснение септического шока тем, что организму не удается контролировать развязанные им реакции, неубедительно. В организме есть, например, система сжигания практически всех имеющихся в нем веществ посредством окислительных ферментов митохондрий, которые, выйдя из-под контроля, могли бы уничтожить нас с вами за считанные минуты, но никто и никогда не наблюдал подобной смерти. Логичнее предположить, что высшие существа следуют в этом случае принципу, изобретенному еще прокариотами: заразился — постарайся не допустить размножения патогена, а если это не удается — самоликвидируйся.