Рюди Вестендорп - Стареть, не старея. О жизненной активности и старении

На связь между кислородными радикалами и старением впервые указал в 1950-е годы американский геронтолог Дэнем Харман [20] Дэнем Харман (Denham Harman; 1916–2014) — американский биогеронтолог. . Было известно, что кислород, хотя абсолютно необходим для жизни, при высоком давлении может вызывать очень тяжелые осложнения. Эффект обнаружили, когда пациентам давали дышать воздухом с высокой концентрацией кислорода. Их легкие за короткое время были полностью разрушены. В комбинации с rate of living-theory , теорией «скорости жизни», которая исходит из того, что в течение жизни возможно перенести лишь ограниченное число повреждений, возникла free radical theory of ageing , свободнорадикальная теория старения. Основная ее мысль сводится к тому, что скорость обмена веществ так же влияет на длительность нашей жизни, как размер пламени свечи на скорость, с которой эта свеча сгорает. В последующие годы многие ученые указывали на связь между количеством вырабатываемых в организме кислородных радикалов и многочисленными патологическими процессами, включая рак, атероскле­роз, артроз, диабет, а также и такое дегенеративное невро­логическое заболевание, как деменция.

Радикалы могут непоправимо повреждать ДНК, и это первый шаг к возникновению рака. Радикалы также повреждают белок эластин, придающий эластичность коже, и она теряет упругость с наступлением старости. Но суще­ствуют и многие другие виды повреждений. Среди ученых нет никаких сомнений относительно того, что радикалы причиняют вред организму, вопрос лишь в том — и ответ на него далеко не ясен, — приведет ли снижение оксида­тивных повреждений к замедлению процесса старения и тем самым сможет продлить нашу жизнь.

Хотя радикалы весьма нестабильны — они внезапно возникают и вскоре вновь исчезают, — организм располагает множеством антиоксидантов для того, чтобы перехватить их и нейтрализовать, пока они еще не привели к повреждениям. В недавнее время были проведены эксперименты с круглыми червями и дрозофилами, ко­гда выработка организмом антиоксидантов отключалась с помощью генетических манипуляций. Можно было ожидать, что число кислородных радикалов возрастет, возникнет больше повреждений и продолжительность жизни сократится. Последнее, однако, не произошло. Как правило, генетическая манипуляция не оказывала никакого влияния на продолжительность жизни червей и плодовых мушек; при некоторых экспериментах она даже увеличивалась.

Публика проявляет большой интерес к натуральным, содержащимся в пище антиоксидантам вроде витамина А, витамина Е и бета-каротина. Они составляют основу бесчисленных хваленых «здоровых» диет. Диета, разрабо­танная в 1950 году нидерландским врачом Корнелисом Мурманом [21] Корнелис Мурман (Cornelis Moerman; 1893–1988) — нидерландский врач, пропагандировал спорную противораковую диету. , одна из самых известных. Другие ученые, как, скажем, американский нобелевский лауреат Лайнус Полинг [22] Лайнус Полинг (Linus Carl Pauling; 1901–1994) — американский химик, кристаллограф. , ратовали за то, чтобы принимать в больших дозах витамин С или витамин Е. Хотя многочисленные исследо­вания подтверждали оздоровительную ценность витамини­зированной пищи, из этого нельзя было выве­сти прямую причинную связь между приемом дополнительных вита­минов и улучшением состояния здоровья. Несмотря на очень большое число рандомизированных [23] Рандомизация ( англ . random, выбранный наугад) — процедура случайного выбора элементов статистической совокупности при проведении выборочного исследования. экспериментов, в ходе которых половина испытуемых принимали таблетки с дополнительными витаминами, а другая половина принимала таблетки, не содержащие витаминов, подтверждений влияния увеличенного приема витаминов получено не было. Некоторые исследова­ния показали даже повышение смертности среди тех, кто принимал дополни­тельные витамины. В общем и целом свободнорадикальную теорию старения не следует отно­сить к сфере фанта­зий, но идея, что старение происходит всего лишь из-за недостаточного количества антиоксидантов в организме или в пище, вескими доказательствами не подкрепляется.

Первые результаты экспериментов с круглыми червями в 1990-е годы произвели эффект разорвавшейся бомбы. В лабораторных условиях круглые черви нормально живут в среднем 20 дней, но после внесения небольшого изменения в их ДНК они жили вдвое дольше. Не только средняя продолжительность их жизни возросла до сорока дней, но также максимальная продолжительность жизни составила более пятидесяти дней. Вскоре после этого и другие лаборатории смогли подтвердить полученные результаты. Появились публикации о других, сходных, изменениях в ДНК, которые также влияли на увели­чение продолжительности жизни червей. Сопоставление друг с другом данных различных исследований привело к открытию ряда взаимосогласованных генов, совместно формирующих путь передачи сигнала , который определяет продолжительность жизни круглых червей. Если при скрещивания множества различных круглых червей возникали варианты с различными аномалиями ДНК, продолжительность жизни их потомков могла возрасти в 4, а то и в 8 раз! До сих пор никто не предполагал, что горстка генов может так сильно влиять на продолжительность жизни. Открытие вызвало подлинный бум в проведении научных исследований.

Непосредственное объяснение увеличившейся продолжительности жизни было найдено в том, что эти гены регулируют длительность стадии личинки (см. гл. 1) круг­лого червя. Круглые черви проходят различные стадии развития, так же как гусеницы и бабочки. В стадии личинки круглые черви живут долго, но не размножаются. Окончательное объяснение долгой жизни круглых червей сводится к тому, что при неблагоприятных условиях они могут переходить в стадию личинки. Отказываться на короткое время от размножения и выжидать, пока условия не станут более благоприятными, — с помощью этой стратегии круглые черви повышают шансы на индивидуальное выживание и приспособляемость вида в целом.

Вначале исследователи полагали, что следовало говорить об особом механизме приспособляемости круглых червей и не переносить полученные данные на другие виды живых существ. Поэтому опять-таки стало большим сюрпризом, когда молекулярный механизм был шаг за шагом разгадан. Гены пути передачи сигнала, позволяюще­го круглым червям пребывать в стадии личинки, не были уникальными и имели большое сходство с генами, кодирующими инсулин и гормон роста. Речь идет о нейромедиаторах, используемых другими живыми существами, млекопитающими и человеком в управлении обменом веществ и развитием организма. Отмечаемое сходство, возможно, указывает на то, что такой путь передачи сигнала может в других, более высокоорганизованных, организмах приводить к подобному эффекту продления жизни. В последующие годы эта гипотеза подтверждалась все больше и больше. Сначала было показано, что у дрозофил меньшая активность сигналов инсулина и гормона роста приводила к появлению более мелких особей с большей продолжительностью жизни. Исследования не ограничивались насекомыми: генетические эксперименты были повторены на мышах. И у них пониженный сигнал инсулина и гормона роста давал эффект продления жизни при уменьшении размеров особей. В настоящее время уже ясно, что личиночный, регулирующий продолжительность жизни путь передачи сигнала «эволюционно законсервирован» и схожий биологический механизм встречается у различных видов живых существ. Воздействие его, однако, меняется в зависимости от вида. У круглых червей оно очень сильно, у дрозофил выражено слабее, у мышей сравнительно невелико.