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

Так, например, устроена [73] Schmidt C. M., Jarvis U. M., Bennett N. C. The long-lived queen: reproduction and longevity in female eusocial Damaraland mole-rats ( Fukomys damarensis ) // African Zoology. 2013 Mar; 48 (1): 193–196. колония дамарского пескороя, родственника голого землекопа: одна плодовитая царица-долгожитель и множество неразмножающихся самок, которые умирают гораздо раньше. Правда, какие изменения в организме отвечают за это разделение обязанностей и неравную продолжительность жизни, до сих пор неизвестно.

Гораздо больше мы знаем про причины аналогичной несправедливости [74] Haddad L. S., Kelbert L., Hulbert A. J. Extended longevity of queen honey bees compared to workers is associated with peroxidation-resistant membranes // Experimental Gerontology. 2007 Jul; 42 (7): 601–609. у медоносной пчелы. В одном и том же улье можно найти рабочих пчел, которые живут в среднем 1,5 месяца, и матку, которая может дожить до 8 лет (в среднем 3–5). Судя по всему, дело в еде: рабочие пчелы питаются в основном цветочной пыльцой, матке же достается маточное молочко. А в молочке недавно обнаружили вещество ройалактин [75] Wan D. C. et al. Honey bee Royalactin unlocks conserved pluripotency pathway in mammals // Nature Communications. 2018 Dec; 9: 5078. , которое фактически омолаживает клетки в организме матки и поддерживает ее способность к регенерации (мы вернемся к этому в главе "Виноваты гены"). Так что Винни-Пух, вероятно, не просто так стремился проникнуть в пчелиный улей, а долголетие действительно может быть связано с правильным питанием, по крайней мере у пчел.

В пчелиной семье обязанности разделены раз и навсегда, поэтому жить долго выгодно только матке – на ней вся ответственность за размер будущего улья. Но в животном мире бывает и так, что репродуктивная специализация не постоянная, а временная. Каждая особь в такой колонии может получить шанс на размножение – и тогда жить долго выгодно абсолютно всем.

Именно это, судя по всему, произошло с голыми землекопами.

О том, что голый землекоп (он же голая кротовая крыса, он же Heterocephalus glaber ) – животное необычное, стало известно еще до того, как его стали пристально изучать. В 1974 году биолог Ричард Александер, занимавшийся эволюцией социальности, предположил [76] Alexander R. D. The evolution of social behavior // Annual Reviews in Ecology, Evolution and Systematics. 1974; 5: 325–383. – по аналогии с муравьями и пчелами, – что где-то должно существовать эусоциальное млекопитающее. Александер считал, что для таких животных понадобится большое пространство (аналог улья или муравейника), защищенное от хищников, – то есть, скорее всего, подземное. А чтобы им хватило еды, в почве должно быть достаточно растительных клубней. Значит, – рассуждал Александер, – это может быть какая-то область в Африке, где сезонный климат вынуждает растения запасать питательные вещества впрок.

И действительно, именно в подземных тоннелях восточной Африки и нашли голых землекопов. Впоследствии оказалось, что они не единственные эусоциальные животные среди млекопитающих. Кроме них, этим свойством обладают еще – помимо человека (впрочем, по поводу его эусоциальности споры еще продолжаются) – дамарские пескорои. Однако голые землекопы оказались гораздо более полезными объектами исследований.

Эти небольшие грызуны, размером приблизительно с мышь, обладают множеством удивительных свойств, помимо эусоциальности. Они нечувствительны [77] Park T. J. et al. Selective Inflammatory Pain Insensitivity in the African Naked Mole-Rat ( Heterocephalus glaber ) // PLOS Biology. 2008 Jan; 6 (1): e13. к некоторым типам боли, могут существовать при пониженных концентрациях кислорода и даже переживать [78] Larson J., Park T. J. Extreme hypoxia tolerance of naked mole-rat brain // NeuroReport. 2009 Dec; 20 (18): 1634–1637. полное его отсутствие в течение получаса. Кроме того, голые землекопы необычно долго живут – не менее 30 лет. Вероятно, они могли бы прожить и дольше, но в лабораториях их изучают как раз около 30 лет, поэтому более надежных данных у нас пока нет. А определить возраст землекопов, которых ловят в природе, с точностью не удается, потому что выглядят они примерно одинаково, что в 5 лет, что в 25. Кроме того, в естественных условиях землекопы, скорее всего, погибают гораздо раньше – от ран, полученных в схватках с сородичами.

Другие невзгоды землекопов обходят стороной – у них практически не бывает рака (известна всего пара случаев [79] Delaney M. A. et al. Initial Case Reports of Cancer in Naked Mole-rats ( Heterocephalus glaber ) // Veterinary Pathology, 2016 May; 53 (3): 691–696. ) и сердечно-сосудистых заболеваний [80] Buffenstein R. Negligible senescence in the longest living rodent, the naked mole-rat: insights from a successfully aging species // Journal of Comparative Physiology. 2008 Jan; 178: 439–445. . Симптомы старения, правда, встречаются: например, исследователи описали самца [81] Finch C. E. Update on slow aging and negligible senescence – a mini-review // Gerontology. 2009; 55 (3): 307–13. в возрасте 27–28 лет с горбом и мышечной атрофией (что, впрочем, никак не отразилось на его сексуальной активности) и самку [82] Sherman P. W., Jarvis J. U. M. Extraordinary life spans of naked mole‐rats ( Heterocephalus glaber ) // Journal of Zoology. 2006 Feb; 258 (3): 307–311. примерно того же возраста, которая уже 3 года как не могла размножаться.

В пренебрежимо стареющие землекопа не взяли, невзирая на все его заслуги. По словам Калеба Финча, он не дотянул до этого звания совсем немного. Голый землекоп проходит по большинству критериев, кроме одного – у старших матерей меньшее количество детенышей доживает до окончания грудного вскармливания (то есть можно считать, что плодовитость после достижения зрелости все-таки снижается, это второй критерий по Финчу).

Авторы научно-популярных статей часто представляют голого землекопа этаким супергероем, который победил старение, в отличие от его близких родственников – мышей и крыс, – которые, наоборот, в этой битве проиграли. Но если мы примерим на голого землекопа собирательный образ животного-долгожителя, то увидим, что ничего удивительного в его физиологии нет – все его уникальные свойства вписываются в общие закономерности.

Первая примета долгожителя – способность ускользать от хищников. Иными словами, снизить давление естественного отбора. Обычная мышь, даже если научится жить десятки лет, едва ли получит шанс продемонстрировать эту способность – ее съедят существенно раньше. Землекопы же обитают в подземных тоннелях, куда не добираются хищники, поэтому имеют возможность прожить долго и оставить больше потомков.

Вторая примета – устойчивость к раку. С этим у землекопа действительно все обстоит хорошо. У него усилены механизмы защиты от рака: клеткам запрещено размножаться, если они тесно контактируют с соседями и межклеточным веществом (подробнее мы к этому вернемся в главе, посвященной раку).

Еще одна примета – жизнь в холоде. Под землю, где обитают голые землекопы, не проникает солнечный свет, и температура там существенно ниже, чем на поверхности, да и сами землекопы в некотором смысле холоднокровны: температура их тела [83] Riccio A. P., Goldman B. D. Circadian rhythms of body temperature and metabolic rate in naked mole-rats // Physiology & Behaviour. 2000 Oct; 71 (1–2): 15–22. всего 30–33 °С, что меньше, чем у любых других млекопитающих сходного размера. Но и на этом уровне землекопам с трудом удается ее поддерживать: когда температура окружающей среды падает ниже 28 °С, температура их тела также снижается.