Дэниел Левитин - Счастливое старение. Рекомендации нейробиолога о том, как жить долго и хорошо

Исследовательница также обнаружила, что удаление части гонадной системы червей позволяет существенно продлить их жизнь [791]. Это согласуется с тем, что кастрированные мужчины обычно живут в среднем на 14 лет дольше некастрированных, хоть и похожих на них по всем остальным показателям. И чем моложе они были в момент кастрации, тем больше продлевалась их жизнь, в некоторых случаях до 20 лет [792]. Науке известно, что итальянские кастраты жили дольше своих современников. Связь между гонадами и старением еще не изучена. Очевидно, она включает в себя нечто большее, чем тестостерон (возможно, нечто более фундаментальное), поскольку у червей нет тестостерона (хотя, если подвергнуть их воздействию этого гормона, в нейронах происходят неблагоприятные изменения) [793].

Биология деторождения у человека тоже может содержать важную информацию о старении. К тому времени, когда у нас появляются дети, мы сами уже выходим из детского возраста, и у многих обнаруживаются признаки старения. Тем не менее мы даем жизнь младенцам – молодым, несморщенным человеческим существам без любых признаков старения. Как постаревший организм может порождать непостаревший? Изучив это на C. elegans , Синтия Кеньон обнаружила, что накануне оплодотворения происходит огромный всплеск клеточной уборки, в ходе которой яйцеклетка очищается от деформированных белков с возрастными повреждениями [794]. Остается открытым вопрос, происходит ли нечто подобное у людей. И если это так, то триггер, инициирующий клеточную уборку, вероятно, поможет остановить старение.

Возможно, вы думаете, что вместе с продолжительностью жизни повышается вероятность развития болезни Альцгеймера или рака или что жизнь хоть и будет долгой, но менее приятной. В прошлом и ученые думали так же. Сегодня же нам известно, что многие мутации генов и другие меры воздействия, продлевающие жизнь, приводят и к более позднему появлению возрастных заболеваний [795].

В 1961 году профессор анатомии из Института Вистара в Филадельфии Леонард Хейфлик столкнулся с трудностями в проведении экспериментов. Десятилетиями считалось, что человеческие клетки способны делиться бесконечно. Однако Хейфлик не смог добиться такого результата в лабораторных условиях. Он проанализировал возможные преграды: неподходящая температура или влажность, загрязнение образцов, проблема в подготовке клетки. Изучив внимательнее журналы опытов, Хейфлик выяснил, что только самые старые клетки прекращали делиться, тогда как в более молодых процесс продолжался.

Для того чтобы исключить возможность загрязнения, Хейфлик поместил старые и молодые клетки в одну стеклянную колбу – и только старые прекратили делиться. Впоследствии он документально подтвердил, что предел деления (или репликаций) человеческих клеток лежит в диапазоне от 40 до 60 (обычно приводят предел Хейфлика, равный 50 делениям) [796]. Ученый не выяснил причин существования этого предела, но предположил, что в клетках есть своего рода репликометр, своеобразный счетчик, который отслеживает, сколько произошло репликаций, а в случае превышения заранее установленной планки останавливает процесс. Поразительное открытие ученого заключалось в том, что, когда он заморозил образцы почти на пять лет, после оттаивания в них снова началась репликация, которая остановилась после 40–60 делений.

Хейфлику исполнилось 90 лет, и он вспоминает:

Я выдвинул предположение, что в нормальных человеческих клетках есть внутренний счетный механизм и что они смертны. Это открытие позволило мне впервые доказать, что, в отличие от здоровых клеток, раковые клетки бессмертны.

Я также пришел к выводу, что эти результаты кое-что говорят о старении. Впервые было найдено свидетельство того, что старение может быть вызвано тем, что происходит внутри клеток. До моего открытия ученые полагали, что оно обусловлено событиями, которые происходят за пределами клеток (внеклеточными событиями), такими как влияние радиации, космических лучей, стресса и прочего.

Однозначно я доказал, что прекращение деления клеток зависит от количества их делений или, точнее, от того, сколько раз ДНК в клетке копирует себя. В нормальных клетках она копирует себя конечное число раз, а у раковых должен быть способ обмануть этот механизм [797].

Впоследствии исследователи обнаружили, что предел Хейфлика обусловлен сокращением теломер – защитных колпачков на конце каждой хромосомы. Теломеры сравнивают с пластиковыми наконечниками на концах шнурков (пистончиками), которые не позволяют шнуркам распускаться, но тут все несколько сложнее. Представьте, что вам необходимо записать музыкальное произведение. Начинать нужно с первой ноты, но вы можете не знать, что это будет за нота. Вам требуется буфер – отсчет (1-2-3-4) или другой сигнал, который сообщит, что все вот-вот начнется. Именно такую роль играют теломеры: они сообщают фактору транскрипции, копирующему ДНК, что пора начинать [798]. В данном случае вы как будто слышите отсчет: 1-2-3-4, и группа начинает играть на счет 4. В записи не хватает одной ноты. Впоследствии ваш друг хочет переписать сделанную вами запись на радио, но, будучи не очень внимательным, пропускает первую вашу ноту, а значит, в его варианте не хватает уже двух нот. Так происходит и с теломерами: фактор транскрипции пропускает несколько последовательностей при каждой репликации, что каждый раз немного укорачивает длину теломер. В первых пятидесяти (или около того) репликациях это не имеет значения, так как теломеры содержат последовательности заполняющих ДНК, которые не несут важной информации. Однако после примерно пятидесяти делений теломеры полностью использованы и больше не могут защищать гены. Если бы в этот момент начиналось копирование (чего не происходит), некоторые нити важного генетического материала не были бы транскрибированы и все могло бы выйти из-под контроля. Таким образом, когда теломеры становятся слишком короткими, деление, а также репарация и обновление клеток прекращаются.

Когда клетки прекращают делиться, вы не умираете сразу же (в теле человека около 10 триллионов клеток, каждая из которых содержит ДНК), хотя точно установлено, что люди с короткими теломерами умирают раньше, чем с длинными [799]. Согласно основной гипотезе, с укорочением теломер репликация клеток останавливается, и они входят в состояние сенесценции, начиная выводить организм из строя. Однако еще не совсем понятно, можно ли считать сокращение длины теломер причиной или всего лишь признаком проблемы.

Длина теломер зависит от множества факторов. Помните такую черту характера, как добросовестность – склонность все планировать, быть надежным, трудолюбивым, придерживаться социальных норм и спокойно относиться к отложенному вознаграждению? Оказалось, что в детском возрасте это качество прогнозирует длину теломер 40 лет спустя, что доказала Сара Хэмпсон и ее коллеги [800]. Физические упражнения связаны с увеличенной длиной теломер и устранением негативных последствий стресса [801]. Диета, в состав которой входят натуральные продукты питания, ассоциируется с увеличением длины теломер, тогда как переработанные продукты, особенно хот-доги, копченые мясные продукты и сладкие напитки, – с сокращением [802].