Владимир Скулачёв - Жизнь без старости

Следует иметь в виду, что живые системы пытаются поставить под свой контроль все происходящие в них явления, стараясь вообще избежать спонтанных процессов или хотя бы свести их к минимуму. Вопрос о жизни и смерти — важнейший для организма, и поэтому вряд ли эволюция оставила его полностью на произвол судьбы.

Гипотеза о спонтанном стохастическом старении как о причине смерти противоречит тому факту, что даже среди животных, к которым относятся наиболее сложно устроенные организмы, существуют нестареющие виды: беспозвоночные (морской еж, крупные крабы, моллюски-устрицы и жемчужницы), рыбы (камбала, осётр, щука, акула, северный вид морского окуня), земноводные (жаба), пресмыкающиеся (гигантская черепаха, крокодил), птицы (альбатрос [15], кайра, ворон) и, наконец, млекопитающие (наиболее крупные виды китов, голый землекоп, а также, по-видимому, слепушонка, летучая мышь и некоторые другие). Эти примеры свидетельствуют о том, что нестареющие отличаются от стареющих не большей простотой своего устройства, а чем-то совсем другим. Так, нестареющий северный морской окунь вряд ли проще устроен, чем его стареющий южный собрат (продолжительность жизни всего 12 лет). Нестареющая жаба не проще стареющей лягушки, крокодил — ящерицы, летучая мышь — землеройки, а голый землекоп — полевой мыши. Последняя пара особенно интересна, поскольку оба животных, стареющее и нестареющее, небольшого и почти одинакового размера, генетически достаточно близки (мелкие грызуны) и к тому же хорошо переносят неволю.

Но эта проблема заслуживает того, чтобы её рассмотреть более подробно, т. к. она в точности соответствует главной теме нашей книги.

Голый землекоп ( Heterocephalus glaber, Rodentia:

Bathyergidae, рис. I.4.1) — вид мелких африканских грызунов, максимальная продолжительность жизни которых в лабораторных условиях достигает по крайней мере 32 года. Многие заболевания, например рак, атеросклероз, диабет, иммунодефициты, инфекционные болезни, а также некоторые виды боли у этих животных не обнаружены. Они живут большими сообществами, состоящими из «царицы», имеющей несколько сексуальных партнеров, и до 200 «подчиненных». Только «царица» и ее «мужья» принимают участие в размножении. Они обитают в центре обширного подземного лабиринта размером с футбольное поле, сделанного предпочтительно в скальной породе, и, будучи надежно защищены своими «подчиненными», не имеют врагов. В лабораторных условиях голые землекопы умирают очень редко и по не известным пока причинам (считается, что из-за стычек с сородичами, иногда случайно кончающимися смертельным исходом [73]). Уровень их смертности не зависит от возраста [33] [16]. В отличие от общественных насекомых типа пчел или муравьев, «царица» и «мужья» землекопов изначально морфологически не отличаются от «подчиненных». После смерти «царицы» ее может заменить любая самка, ранее служившая в подчинении. Разительное и очевидное отличие голого землекопа от мыши состоит в том, что функция размножения монополизирована «царицей» и ее «мужьями», хорошо защищенными от внешних врагов и голода большим коллективом «подчиненных». По существу «царица» и «мужья» выведены из-под давления естественного отбора. Отсутствие врагов — общее свойство всех видов нестареющих животных, перечисленных выше: морского ежа с ядовитыми колючками; жабы с кожными железами, образующими сильнейшие яды; крупных крабов и черепах, а также жемчужниц и устриц с их прочными панцирями или раковинами; огромных хищников типа акул и крупных птиц, вооруженных острым клювом и мощными когтями; гигантских китов, стадам которых не страшны никакие противники, и, наконец, голого землекопа — мелкого существа, создавшего многочисленный социум с немногими привилегированными особями, которым доверена функция размножения и, стало быть, участия в эволюционных процессах. [17]

Голый землекоп интересен еще прежде всего тем, что, как и мы с вами, дорогой читатель, относится к классу млекопитающих, но более удобен для всяческих исследований, чем, например, другое нестареющее млекопитающее — гренландский кит. Замечательно также, что землекоп — достаточно близкий, но нестареющий родственник стареющих мышей и крыс, классических объектов исследования биолога-экспериментатора, уже изученных вдоль и поперек. В этом его преимущество перед летучей мышью, также, по-видимому, нестареющим млекопитающим, но не имеющим для сравнения какого-нибудь стареющего родича. (Более подробно ряд биохимических особенностей голого землекопа мы рассмотрим ниже в разделе II.6.6.2).

Когда мы говорим, что у всех нестареющих нет врагов в дикой природе, то это, конечно, не означает, что достаточно обезопасить животное от врагов, чтобы оно тут же стало нестареющим. Любое лабораторное животное не имеет проблем с врагами-хищниками, но не теряет способности стареть. Вероятность смерти лабораторных мышей, в отличие от голого землекопа в тех же лабораторных условиях, неуклонно растет с возрастом. Наш друг, московский геронтолог А. Халявкин как-то обронил в дискуссии, что и голый землекоп, и кит, и летучая мышь как-то стареют, но иначе, чем остальные млекопитающие. С этим трудно спорить. Иначе — это, как мы полагаем, означает: гораздо медленней и без участия специальной биологической программы старения, записанной в их генах.

Есть два обязательных признака, по которым запрограммированное старение легко отличить от других явлений изнашивания организма. Во-первых, эта программа вызывает постепенное ослабление многих ключевых функций живого существа, в то время как для смерти достаточно внезапного выпадения одной-единственной жизненно важной функции. Т. е. биологическое старение — это не просто самоубийство, каковым являются случаи острого феноптоза. Во-вторых, это согласованное ослабление различных функций, иначе организм быстро скатился бы в острый феноптоз. Биологическое старение — это реализация программы медленного феноптоза. Выше мы упоминали о случае чисто химического старения, не запрограммированного в геноме, когда речь шла об L^D-изомеризации белков-кристаллинов в хрусталике кита. Этот спонтанный, самопроизвольный процесс ведет к тому, что у 200-летнего животного около 40 % L-аспартата в кристаллине превращается в D-изомер, что должно пагубно сказаться на свойствах этого белка, вызвав помутнение хрусталика [18]. Другими примерами незапрограммированного, «химического» старения могут быть процессы карбонилирования и дезамидирования белков (см. ниже, раздел II.6.6.1).