Михаил Виленчик - Биологические основы старения и долголетия

Все сказанное касалось местного действия тепла на ткани. Как известно, температура внутренних органов человека и других животных, называемых гомотермными, остается постоянной при изменении внешней температуры (конечно, если это изменение не выходит из определенных границ). Однако при некоторых заболеваниях терморегуляция организма нарушается, и его температура может повышаться. При выработке тактики лечения такого больного нужно, кроме всего, помнить и о разъясненном здесь равновесии между процессами спонтанного повреждения ДНК и репарации повреждений, равно как и о том, что гипертермия сдвигает это равновесие в сторону первого процесса. При температуре свыше 41–42 °C второй процесс может ингибироваться, поэтому спонтанные повреждения будут накапливаться, а это нарушит функции генетического аппарата клетки. Кстати, может быть, поэтому температура 42 °C-42,5 °C является критической для человека.

Однако при выработке отношения к общей гипертермии нужно учитывать также и другое явление. Ведь тепло действует на ДНК не только клеток человека, но и на генетический аппарат вирусов и патогенных бактерий, которые, как правило, и ответственны за развитие лихорадящих заболеваний. Особенно чувствительны к теплу вирусы, и больше других РНК-содержащие, к классу которых принадлежат и вирусы гриппа. Это связано с тем, что вирусные частицы не содержат репарирующих ферментов, а РНК-содержащие вирусы, вероятно, не могут быть репарированы и внутриклеточными репарирующими ферментами. Таким образом, повышение температуры тела может оказывать повреждающее действие на вирусные геномы в гораздо большей степени, чем на геном клеток тела. Очевидно, в будущем врач в каждом конкретном случае, учитывая различные свойства клеток организма и характер инфекции, вызывающей лихорадочное состояние, сумеет с помощью ЭВМ рассчитать оптимальную для больного температуру.

Не исключено также, что уже в ближайшем будущем биологи и медики найдут средства, снижающие скорость спонтанного повреждения клеток или увеличивающие их способность залечивать такие повреждения. Такие средства можно считать факторами, способными увеличивать долголетие человека.

К вопросу о роли повреждений ДНК в старении, а репарации ДНК — в долголетии и жизнестойкости организма мы вернемся еще не раз в этой книге. Но уже изложенного достаточно, чтобы понять: повреждение ДНК нужно отнести к числу существенных причин старения. И если бы удалось измерить степень этого повреждения и способность к репарации ДНК клеток в группе, например, пожилых людей одного возраста, то таким образом можно было бы определить один из важных показателей их здоровья и относительного постарения. Иными словами, были бы получены важные биологические показатели возраста каждого индивидуума и его отклонение в ту или иную сторону от календарного.

Есть основания полагать, что гены, обеспечивающие эффективное залечивание повреждений ДНК, определяют и жизнестойкость организмов, и их видовую продолжительность жизни. В частности, об этом свидетельствует корреляция среди млекопитающих между способностью клеток к репарации ДНК и величиной видовой продолжительности жизни организмов (рис. 7).

Рис. 7. Прямая корреляция между видовой продолжительностью жизни организмов различных видов млекопитающих и способностью их клеток к репарации ДНК, определенной по максимальной интенсивности репаративного синтеза ДНК, измеренного методом радиоавтографии после УФ-облучения клеток в одной и той же дозе.

По оси абсцисс— число гранул серебра над ядром, характеризующее интенсивность включения в ДНК меченого тимидина, а следовательно, интенсивность репаративного синтеза ДНК. График построен на основании данных работы Р. В. Харта и Р. Б. Сэтлоу (Труды национальной Академии наук, США, 1974)

Экологические факторы и условия жизни, уменьшающие степень повреждения ДНК или увеличивающие жизнеспособность клеток, тоже нужно отнести к факторам долголетия. Но можно ли, регулируя условия жизни, уменьшить частоту спонтанного повреждения ДНК? Оказывается, можно, если принять во внимание по крайней мере два фактора: что в механизмах этого повреждения значение имеют реакции ДНК со свободными радикалами, а также что в некоторых пищевых продуктах содержатся вещества — антиоксиданты, обладающие способностью перехватывать и нейтрализовать свободные радикалы, в том числе и обладающие генотоксическими свойствами.

К сожалению, мы в нашей жизни имеем дело не только с веществами, благотворно действующими на организм. В веществах, загрязняющих окружающую среду и даже в некоторых природных продуктах питания содержатся соединения, способные повреждать ДНК. Назовем их экзогенными генотоксическими агентами в отличие от эндогенных генотоксических агентов, вырабатываемых самими клетками человека. Кроме того, существуют и соединения, нарушающие способность клеток к репарации ДНК. А при употреблении алкоголя и курения на генетический аппарат одновременно оказывается сразу двустороннее действие: во-первых, усиливается повреждение генома, во-вторых, нарушается его способность к репарации ДНК. Почему так происходит, мы подробнее поговорим в главе, посвященной экологическим аспектам проблемы биологии старения (экогеронтологии).

Но уже здесь уместно отметить: знание биологических основ старения, возможных причин его ускорения и сокращения продолжительности жизни под влиянием тех или иных физических или химических факторов необходимо для планирования и принятия решений даже по таким глобальным социально-экономическим вопросам, как выбор наиболее перспективных источников энергии. При производстве энергии окружающая среда загрязняется различными соединениями, потенциально способными сократить продолжительность жизни. Но в то же время развитие энергетики приносит человеку и множество благ, с помощью которых достигается укрепление его здоровья и даже снижается вредное воздействие других факторов, способных сократить продолжительность жизни. Следовательно, необходимо учитывать и отрицательное и положительное воздействие энергетики на здоровье. Приведу результаты наших исследований, которые для многих оказались неожиданными.

Естественный природный фон ионизирующих излучений в значительной степени обусловлен содержанием в строительных материалах радионуклидов, при радиоактивном распаде которых образуется газообразное радиоактивное вещество — радон. Вдыхание его и продуктов его распада приводит к неизбежному облучению эпителия бронхов и легких. С этим связана значительная часть раковых заболеваний дыхательных путей у некурящих людей. Однако такая простая мера, как проветривание помещений, приводит к значительному снижению дозы облучения бронхов и легких, так как концентрация радона в воздухе помещений при этом уменьшается.