Ник Лэйн - Кислород. Молекула, изменившая мир

При общем ограничении расходов на систему здравоохранения правительства и фармацевтические компании тратят миллиарды долларов в год на развитие индивидуального подхода к лечению. Существует опасность, что нас перегрузят подробностями, но лишат общего видения ситуации: мы все стареем примерно одинаковым образом. Задача замедления старения не сложнее задачи преодоления деменции, а возможно, значительно проще.

Многие наблюдения подтверждают идею о том, что возрастные заболевания связаны со старостью как с состоянием организма, а не с прожитыми годами. Мы уже обсуждали, что представители разных видов организмов стареют с разной скоростью, однако страдают от одних и тех же недугов. Аналогичные, хотя и менее значительные, вариации наблюдаются внутри видов. Ионизирующее излучение или курение повышают скорость старения и вероятность таких возрастных заболеваний, как рак. Синдромы ускоренного старения типа синдрома Вернера сопровождаются такими ранними симптомами разрушения организма, как катаракта, мышечная дистрофия, потеря костной массы, диабет, атеросклероз и рак. Больные обычно умирают от возрастных заболеваний в возрасте около 40 лет. Напротив, здоровое питание снижает риск развития многих возрастных заболеваний, включая сердечно-сосудистые, рак и деменцию. Такой же эффект достигается при переходе на низкокалорийную диету, которая, по крайней мере у грызунов, замедляет ослабление физической активности, обучаемости, иммунных реакций, ферментативной активности, транскрипции генов, гормонального статуса, синтеза белков и переносимости глюкозы. Мы также видели, что активизация синтеза таких ферментов, как супероксиддисмутаза и каталаза, замедляет старение дрозофил, улучшая функционирование организма насекомых в старости.

Из всего сказанного следуют два важных вывода. Во-первых, возрастные заболевания связаны со старением организма вне зависимости от прожитых лет. Во-вторых, факторы, влияющие на скорость старения, определяют, когда мы начинаем страдать от болезней. Если старение замедлено, возрастные заболевания начинаются позже; если старение ускорено, они проявятся в среднем возрасте. Другими словами, болезни одни и те же в любом случае, меняется только время их наступления. И если сделать еще один шаг, можно сказать, что с эволюционной точки зрения легче изменить скорость старения, чем избавить нас от всех возрастных заболеваний: животные имеют разную продолжительность жизни, но одни и те же болезни. Эта точка зрения противоречит идеологии современных медицинских исследований. Об этом говорил Том Кирквуд на заключительной ритовской лекции службы Би-би-си в 2001 г.:

«Идея о том, что наука должна поставить себе цель отсрочить такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, не обязательно удлиняя при этом продолжительность жизни, стала чем-то вроде заклинания для „компрессии смертности“. Цель такого подхода — максимально сжать длительность плохих событий, происходящих с нами в конце жизни. Другой способ решить проблему заключается в том, чтобы удлинить здоровый период жизни, сохраняя продолжительность жизни такой, какая она есть. В целом, кажется, люди считают этот способ более обнадеживающим, чем удлинение жизни, которое предлагают нам ученые. Однако „компрессия смертности“ зависит от того, насколько мы сможем отделить болезни от процесса старения».

Если мы признаем, что старость и болезни в природе неотделимы друг от друга, мы не сможем разделить их и в медицине. Попробуйте отделить визг от свиньи или разум от мозга. Если наши попытки увеличить продолжительность «здоровой жизни» при сохранении общей продолжительности жизни никуда не ведут, что еще мы можем предложить? В конце концов, мы знаем, что наши гены повышают подверженность возрастным заболеваниям. И нам даже удается иногда на несколько лет отсрочить развитие таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, диабет и рак. Если мы свернем с этого пути, что же нам останется?

Ответ кроется в постоянно возрастающем объеме информации в трех основных сферах исследований, о которых мы уже говорили в предыдущих главах. Однако проблема в том, что эти три сферы мало перекрываются между собой. Совсем немногие ученые уверенно чувствуют себя за пределами собственной области знаний. Поскольку специализация медицинских исследований усиливается все больше и больше, становится все труднее, но и важнее преодолевать границы собственной компетенции. Возможно, в этом и состоит главная роль научной литературы: писатели должны передавать собственный опыт, но эксперты могут контролировать полет их фантазии. Лично я могу рассказать только то, что знаю на основании работ других людей, но в литературе я не нахожу признаков синтеза трех областей. Поэтому я на свой страх и риск выдвигаю собственные идеи.

Первая подсказка относится к митохондриальной теории старения: окислительный стресс постепенно усиливается на протяжении нашей жизни, особенно в митохондриях, и этот процесс является причиной старения (а возможно, и возрастных заболеваний). Данному заявлению противоречат два обстоятельства. Во-первых, на практике довольно трудно измерить окислительный стресс, а некоторые исследователи вообще не верят в его существование. Я надеюсь, что в главе 13 я убедил вас в том, что митохондрии вполне способны усиливать окислительный стресс и что именно это является причиной старения. Но нам еще предстоит установить, могут ли изменения в митохондриях вызывать возрастные заболевания. Второе обстоятельство преодолеть сложнее: нам практически не удается блокировать предполагаемое усиление окислительного стресса путем приема антиоксидантов. Это служит основанием для утверждения, что окислительный стресс не усиливается или его усиление не имеет выраженных последствий. Но такая логика примитивна. Вполне возможно, что пищевые антиоксиданты не справляются с этой функцией — просто не могут с ней справиться. В главе 10 я уже обращал ваше внимание на то, что пищевые добавки антиоксидантов — не панацея. Более того, они могут подавлять клеточный ответ на окислительный стресс при участии таких белков, как гемоксигеназа и металлотионеин. Итак, из первой группы фактов следует двойной вывод: с возрастом окислительный стресс усиливается, но пищевые антиоксиданты обеспечивают нам лишь незначительную защиту.

Вторая подсказка, относящаяся к механизмам передачи сигналов в клетке, касается неспособности пищевых антиоксидантов увеличить продолжительность жизни. Передача сигнала столь же важна для функционирования клетки, как электронные средства коммуникации для жизни современного общества. Химические сигналы контролируют экспрессию (включение и выключение) генов, как информация контролирует наше поведение в обществе. Деление клетки, ее превращение в нейрон, смерть или опухолевая трансформация, секреция гормонов или всасывание соли зависят не от генов. Все клетки нашего тела имеют одни и те же гены. Однако поведение конкретной клетки зависит от того, какие гены в ней активированы, а это определяется получаемыми ею сигналами. Сигналы превращаются в ответные реакции при участии транскрипционных факторов — регуляторных белков, которые связываются с ДНК и направляют транскрипцию конкретных генов. В главе 10 мы говорили о том, что активность ряда важных транскрипционных факторов зависит от их окислительного состояния. Многие типы физиологического стресса, например инфекция, излучение и воспаление, приводят к усилению окислительного cmpecca . Такие транскрипционные факторы, как NFκB и Nrf-2, окисляются и перемещаются в ядро, где связываются с ДНК и координируют транскрипцию «стрессовых генов» [84] NFκB перемещается в ядро только в окисленной форме. Однако в ядре он должен восстановиться до своего исходного состояния, иначе он не может связаться с ДНK. Таким образом, действие NFκВ регулируется на каждой стадии, и для этого клетка должна coхpанять контроль над окислительным состоянием ядра. При окислении и ядра, и цитоплазмы клетка, скорее всего, не может реагировать должным образом и погибает. . Продукты этих генов опосредуют сопротивление стрессу. Таким образом, вторая подсказка противоречит первой: какая-то степень окислительного стресса необходима клеткам для реализации ответа на физиологический стресс. Блокируя окислительный стресс, мы можем повысить восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Поэтому вполне возможно, что наша нечувствительность к высоким дозам пищевых антиоксидантов объясняется тем, что они мешают нашей нормальной реакции на стресс.