Ник Лэйн - Кислород. Молекула, изменившая мир

Именно эти идеи лежат в основе теории «двойного агента», о которой в рассказывал в предыдущей главе. Окислительный стресс — не только патологическое явление. Это важнейший сигнальный механизм, который опосредует клеточный ответ на самые разные типы повреждения, в частности помогает справиться с инфекцией. Он вызывает мощное воспаление (устраняющее инфекцию) и стрессовый ответ (помогающий нашим собственным клеткам противостоять нападению). Этот механизм чрезвычайно важен для реализации наших сексуальных возможностей (усиливает вероятность выздоровления в молодости), что пересиливает все недостатки, возникающие в старости, когда мы больше не можем иметь детей. С годами окислительный стресс усиливается, поскольку наши митохондрии выделяют все больше и больше свободных радикалов. Организм воспринимает это как угрозу и реагирует на нее. Однако в отличие от инфекции эту угрозу устранить нельзя: нет лекарства, позволяющего исправить поврежденные митохондрии. Начинается хроническое воспаление, которое вносит вклад в процесс разрушения нашего тела и разума.

Таким образом, если рассуждать в свете эволюционных изменений, можно заключить, что свободные радикалы кислорода действительно являются причиной и старения, и старческих заболеваний. Теория «двойного агента» помогает объяснить, почему пищевые добавки антиоксидантов не влияют на продолжительность жизни: они не могут остановить повреждение митохондрий, а клетки остаются нечувствительными к высоким дозам антиоксидантов, которые сглаживают мощный ответ генов на повреждение. Таким образом, окислительный стресс усиливается, вызывая возрастные заболевания, и антиоксиданты не могут обратить этот процесс, а лишь замедляют его до какой-то степени.

Можем ли мы предотвратить развитие старческих заболеваний? Выбор «виновных» генов в качестве терапевтических мишеней не дает результата, поскольку это совершенно нормальные гены и их негативное действие связано исключительно с окислительным стрессом. Так что лучший способ восстановить их положительное действие заключается в устранении окислительного стресса. Несмотря на неудачи с антиоксидантами, теоретически это кажется возможным. Продолжительность жизни не является постоянной величиной. Во время каменноугольного периода жизнь каким-то образом справлялась с высоким содержанием кислорода в атмосфере. Иногда люди доживают до 100 лет в полном здравии, что показывает, что болезнь — не обязательный атрибут старости. Как таким глубоким старикам удается избежать болезней? Если теория «двойного агента» верна, нужно обратить внимание на два фактора: инфекционные заболевания и митохондрии.

На примере малярии хорошо видна связь между инфекционными заболеваниями и решением проблемы старения. К нашему стыду, для искоренения малярии предпринимается недостаточно усилий, и болезнь до сих пор ежегодно поражает до полумиллиарда человек во всем мире. Самое тяжелое осложнение заболевания, церебральная малярия, связано с воспалением капилляров головного мозга, что сопровождается повышением температуры и конвульсиями и может привести к коматозному состоянию и смерти. От этого осложнения ежегодно погибают более миллиона человек. Как мы видели, воспаление и жар являются частью реакции организма на проникновение инфекции. Смерть от церебральной малярии в большей степени связана с мощным иммунным ответом организма хозяина, чем с самой инфекцией.

Создаваемое малярией селективное давление настолько сильное, что поддерживает у азиатских и африканских народов высокую частоту встречаемости генов, ответственных за серповидно-клеточную анемию и талассемию. Это не обособленные состояния, а часть целого спектра адаптаций, позволяющих людям выживать в малярийных регионах. Одна из важнейших адаптаций — устойчивость к малярии . Устойчивость возникает на всю жизнь после перенесенного в раннем возрасте инфекционного заболевания. Дело здесь не в повышении эффективности уничтожения паразитов (как при вакцинации), а в прагматическом расчете: иммунная система до некоторой степени подавляется , так что ее защита от паразита не наносит вреда самому организму. В крови у людей с устойчивостью к малярии часто накапливается такое количество возбудителей заболевания, которое способно убить обычного человека, но признаки болезни практически не проявляются.

Наш опыт из области трансплантологии и борьбы со СПИДом показывает, что подавление иммунитета может иметь чрезвычайно серьезные побочные эффекты: человек становится гораздо более уязвимым для других инфекций и некоторых (не всех) видов рака. Даже сегодня люди, перенесшие пересадку тканей или органов, с вероятностью 5% могут заболеть раком на протяжении нескольких лет после операции, что в 100 раз выше уровня риска в общей популяции. Несмотря на активное создание новых иммунодепрессантов для трансплантологии, ВИЧ поражает саму иммунную систему, вызывая в ней патологические изменения. Напротив, при устойчивости к малярии иммунная система регулируется физиологическим образом, и это позволяет достичь долгосрочной защиты от малярии и, возможно, некоторых других заболеваний.

В 1968 г. Брайан Гринвуд, ныне работающий в Лондонской школе гигиены и тропической медицины, обратил внимание на низкий уровень распространения аутоиммунных заболеваний (таких, как рассеянный склероз, ревматоидный артрит и красная волчанка) среди жителей Тропической Африки, но не среди афроамериканцев. Он предположил, что это различие может быть связано с перенесенными в детстве паразитарными инфекциями, такими как малярия. За последующие десятилетия было собрано множество доказательств, подтверждающих, что низкая частота распространения аутоиммунных заболеваний у африканцев действительно связана с устойчивостью к малярии.

Как далеко идут выводы, основанные на идее Гринвуда? Где проходит грань между аутоиммунными и другими заболеваниями? Аутоиммунное заболевание — это состояние, при котором иммунная система по ошибке атакует клетки собственного организма. Старение, по сути, является хроническим воспалительным ответом на окислительный стресс, при котором иммунные клетки атакуют клетки собственного тела, так не следует ли рассматривать старческие заболевания в качестве аутоиммунных? Болезнь Альцгеймера вполне допустимо отнести к аутоиммунным заболеваниям, хотя и не в традиционном смысле. В таком случае следует ожидать низкого уровня распространения болезни Альцгеймера в Тропической Африке. И это действительно так. Причем дело не только в том, что многие африканцы умирают от инфекционных заболеваний, не дожив до старости, или в отсутствии реальных цифр. В 2001 г. Хью Хендри и его коллеги из Университета Индианы в CШA и Университета Ибадана в Нигерии представили результаты пятилетнего исследования, посвященного анализу распространенности деменции в Нигерии и в США. Ученые проследили судьбу 5000 африканцев из Ибадана в Нигерии (где малярия является эндемическим заболеванием) и афроамериканцев из Индианаполиса. Для исследования были выбраны здоровые люди в возрасте 65 лет и старше. Через пять лет число случаев деменции было значительно выше у жителей Индианаполиса, чем у жителей Ибадана: 3,24 и 1,25% соответственно.