Полина Лосева - Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

У большинства известных нам долгожителей – у слонов и китов, летучих мышей и голых землекопов, черепах [65] Qusada V. et al. Giant tortoise genomes provide insights into longevity and age-related disease // Nature Ecology & Evolution. 2018 Dec; 3: 87–95. и попугаев [66] Wirthin M. Parrot genomes and the evolution of heightened longevity and cognition // Current Biology. 2018 Dec; 28 (24): 4001–4008. E7. – есть дополнительные механизмы, с помощью которых они подавляют восстания клеток и следят за их делением (подробно мы о них поговорим в третьей части книги). Второй признак долгожителя – активная борьба с опухолями, рак у них бывает довольно редко.

Крупные животные, как правило, производят на свет мало детенышей, вкладывая в каждого много энергии. Поэтому преимущество получают [67] De Magalhães J. P., Costa J., Church G. M. An analysis of the relationship between metabolism, developmental schedules, and longevity using phylogenetic independent contrasts // Journal of Gerontology: Series A. 2007; 62A (2): 149–160. долгоживущие организмы – они успевают оставить больше потомства. Кроме того, детенышам крупных животных нужно больше времени на то, чтобы дорасти до размера взрослой особи. Так увеличение размера приводит к длинному детству – третьему свойству долгожителей.

Замедлить развитие и растянуть детство можно несколькими способами. Многим животным это удается благодаря холоду [68] Flouris A. D. & Piantoni C. Links between thermoregulation and aging in endotherms and ectotherms // Temperature. 2015 Apr; 2 (1): 73–85. : чем ниже температура тела, тем медленнее обмен веществ и тем дольше развивается организм. Однако прямая зависимость продолжительности детства и температуры известна только для холоднокровных животных, которые не способны поддерживать постоянную температуру собственного тела. Возможно, именно поэтому большинство холоднокровных долгожителей, таких как гренландская акула, алеутский окунь или протей обыкновенный, который обитает в темных влажных пещерах, избегают теплого климата. И по этой же причине, наверное, долгожителей так мало среди теплокровных животных, то есть млекопитающих и птиц. Так что четвертое условие, полезное для борьбы со старением, – это жизнь в холоде.

Если животное дольше, чем другие, остается незрелым, то у него могут сохраниться некоторые ценные свойства детенышей. Одно из них – способность к регенерации: отращиванию новых конечностей или хотя бы заживлению поверхностных ран. Это довольно распространенная черта среди долгоживущих организмов – ее можно встретить, например, у акулы [69] Marra N. J. et al. White shark genome reveals ancient elasmobranch adaptations associated with wound healing and the maintenance of genome stability // PNAS. 2019 Mar; 116 (10): 4446–4455. , не говоря уже о беспозвоночных вроде плоских червей и иглокожих. Она же, судя по всему, ответственна за долголетие гидры.

Есть от регенерации и косвенная польза: для того чтобы организм хорошо восстанавливался, клеткам необходимо активно делиться. А это значит, что все продукты обмена веществ, весь молекулярный мусор (о нем мы еще подробно поговорим в следующей части книги), который успевает накопиться в клетке, распределяется [70] Golubev A., Hanson A. D., Gladyshev V. N. A Tale of Two Concepts: Harmonizing the Free Radical and Antagonistic Pleiotropy Theories of Aging. // Antioxidants & Redox Signaling.. 2018 Oct; 29 (10): 1003–1017. по дочерним клеткам. При этом его концентрация снижается, и клетки становятся более живучими. Вероятно, именно регенерация ответственна за долголетие кораллов Gerardia и Leiopathes (они, как и гидра, относятся к стрекающим и устроены похожим образом) и других беспозвоночных.

Теперь мы можем нарисовать собирательный портрет животного-долгожителя. Оно крупнее, чем родственные ему виды, редко погибает от зубов хищников, живет в холоде или поддерживает низкую температуру тела, практически не болеет раком, но при этом хорошо регенерирует. Такое животное, скорее всего, начинает свою жизнь с отрицательного старения, поскольку детенышу нужно время, чтобы вырасти крупным и начать размножаться, – и это дополнительно удлиняет его жизнь. Затем бóльшую часть жизни организм проводит в фазе пренебрежимого старения, когда смертность не увеличивается со временем.

Впрочем, ни одно реальное животное в этот собирательный образ не вписывается. Среди долгожителей есть те, кто не изобрел собственных приемов защиты от рака (в отличие от белой акулы), есть мелкие животные (например, попугай), есть живущие в жарком климате (слон) и неспособные к регенерации (голый землекоп). Это еще раз подтверждает, что долголетие каждый раз возникает независимо. А значит, не существует универсального ответа на вопрос "Что нужно сделать, чтобы жить долго?". Сколько видов-долгожителей – столько и рецептов бессмертия.

В природе сама по себе долгая жизнь не дает организмам непосредственного преимущества. Вероятно, поэтому не все животные к ней стремятся, а соответствующими приспособлениями для долголетия обзаводятся лишь отдельные виды. Продолжительность жизни сумчатых млекопитающих, например, на 20 % меньше [71] Austad S. N., Fischer K. E. Mammalian Aging, Metabolism, and Ecology: Evidence From the Bats and Marsupials // Journal of Gerontology. 1991 Mar; 46 (2): B47–B53. , чем им положено при их массе тела и скорости обмена веществ. Иными словами, мало кто живет долго просто потому, что может себе это позволить. Если кто-то живет долго, значит, ему это зачем-то нужно, значит, в конкретной популяции естественный отбор благоприятствует именно долгоживущим особям.

Мы уже встречались с одним фактором, который делает долгожительство выгодным, – это размер. Поскольку крупные животные обычно не приносят много потомства за раз, то единственный способ поддерживать популяцию на плаву – размножаться много лет подряд, то есть жить долго. Но есть и еще одно обстоятельство, которое может дать преимущество долгожителям, – это социальная структура.

У социальных животных часто бывает так, что одни классы или касты в колонии живут дольше, чем другие. И социальная несправедливость может быть еще одним ключом к секрету долголетия. В некоторых случаях ответ простой: доминантные особи живут дольше, чем подчиненные, просто потому, что реже выходят из нор в поисках еды – так происходит, например, у сурков [72] Cram D. L. et al. Rank-Related Contrasts in Longevity Arise from Extra-Group Excursions Not Delayed Senescence in a Cooperative Mammal // Current Biology. 2018 Sep; 28 (18): 2934–2949.e4. . Но чаще дело в том, что одни особи больше размножаются, чем другие. Это встречается у эусоциальных животных.

Эусоциальностью называют распределение ролей в популяции, которое обычно включает в себя репродуктивную специализацию: одни особи размножаются, а другие нет. В такой ситуации естественный отбор действует на них по-разному: тем, кому выпал счастливый билет и случай произвести потомство, выгодно жить как можно дольше. А тем, кому размножиться не суждено, долголетие ни к чему.