ЛАБОРАТОРИЯ ПРОСТРАНСТВ                                galactic.org.ua                                ЧЕЛОВЕК        

СТАРЕНИЕ: эволюция против человека
 С.А.Григорович/Scientific.ru
 

 


Time to live
Time to lie
Time to laugh
Time to die
J. Morrison
"Take It as It Comes"

 

 

 

Говорят, у каждого возраста - свои преимущества ...
Без длительных вступлений и предисловий давайте посмотрим, что современная наука и медицина может реально противопоставить тому смиренно - обреченному выражению, с которым старики произносят эту фразу.

Все мы представляем, что такое старость и старение. Дряблая кожа, путаница в мыслях, нитроглицерин ... в общем, не слишком приятно. Имеем ли мы шансы изменить ситуацию? Реально ли победить старение в ближайшие 50 - 60 лет?

Попытаемся сначала выяснить, что есть старение - выражение нашего несовершенства или вынужденная необходимость, а затем взглянем в корень проблемы, чтобы понять, что заставляет стареть основную структурную единицу нашего тела - клетку.

Известно, что в одних и тех же клетках, взятых у людей разного возраста, изменяется активность работы примерно 10-15 % от всех генов. Причем если некоторые гены (их большинство) к старости "замолкают", то другие, наоборот, активизируются, что дает повод говорить не о "затухании" клеточных процессов, а об их активной регуляции. Именно выключение (а не активация) определенных генов оказалось способно даровать продление жизни в экспериментах с животными. Если же процесс регулируется принудительно - значит это для чего-то необходимо. Зачем же организму понадобилось придумывать систему собственного старения? Не лучше ли оставаться навеки молодым?

Говорить о "цели" в приложении к природным системам, очевидно, не имеет смысла. Однако биологические системы устроены и ведут себя так, словно у них есть цель - сохранить вид в постоянно меняющихся условиях. А для этого нужно постоянно меняться самому виду. На нашей планете эволюция "избрала" для этого самый легкий и очевидный вариант: смешивать разные гены в разных пропорциях. А там, мол, посмотрим - авось что-нибудь путное да получится.

Считается, что судьба "отработанного" материала природу не интересует. Однако это неверно. Природа тщательно и заботливо следит, чтобы особи, которые уже поучаствовали в ее эксперименте с генами и дали потомство, не мешали его продолжению. Еще в 1882 г. это отметил немецкий биолог А. Вейсман: "Недееспособные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, так как занимают место дееспособных". Поэтому такой бесполезный материал должен быть обязательно ликвидирован.

А если попытаться каким-либо образом увильнуть от продления рода? Возможно, природа не будет так торопиться, чтобы убрать индивида со сцены жизни и подождет с исполнением приговора, дав ему последний шанс исполнить свой "биологический долг"?

Как оказалось, такие рассуждения не лишены смысла. Подтверждение тому - достоверная взаимосвязь между скоростью старения и возможностью иметь потомство (репродуктивной функцией) у самых различных видов животных. Замечено, что практически у всех из них, с кем удалось произвести успешные генетические манипуляции, продлившие жизнь, наблюдалась задержка полового созревания. У червя Ценорабдитис элеганс (Caenorhabditis elegans), например, один из основных генов старения, Age-1, определяет активацию спермы. При этом в генетических экспериментах показано, что он очень плотно "сцеплен" с геном fer-15, влияющим на репродукцию. Эффект "позднего созревания" относится и к животным, которым удалось продлить жизнь путем содержания на "голодном пайке".

По статистике, чем раньше женщина рожает первенца - тем меньше ее продолжительность жизни, так что самый высокий шанс прожить более 85 лет имеют женщины нерожавшие, либо родившие первого ребенка после 40 лет (отмечу при этом, что к мужчинам эта закономерность не относится; более того, с возрастом у них резко увеличивается количество мутаций в сперматозоидах, а, следовательно, их дети имеют достоверно повышенный риск наследственных дефектов, и продолжительность жизни детей от старых отцов (особенно это касается девочек) будет ниже, чем у молодых).

Итак, природа в этом случае умышленно играет против нас, и шанс "переломить" ход этой игры человечество получит, только разобравшись в деталях молекулярных механизмов старения. С чего оно начинается? Есть ли "центральный пункт" управления старением в организме, или оно, как и машина смерти, запрограммировано в каждой клетке?

Каждая из теорий старения дает свой собственный ответ. Здесь мы рассмотрим только те механизмы регуляции старения, в отношении которых достигнуто принципиальное согласие ученых различных школ.

Клеточное, а, следовательно, и тканевое старение определяется двумя процессами: (1) невозможностью давать потомство (преодолевать лимит количества делений Хейфлика) для делящихся клеток и (2) снижением "работоспособности" клеток, которым не положено делиться "по штату" (к ним, например, относится большинство нервных и мышечных клеток). Первый механизм вносит основной вклад в старение кожи и кровеносной и иммунной систем.

Кожа состоит из нескольких слоев клеток, которым отведена своя, строго специальная роль. Те из них, которые лежат в самом низу кожного слоя (они называются стволовыми клетками кожи), должны делиться, чтобы возобновлять "слущившиеся" клетки с верхних слоев. В старости же они отказываются это делать с такой же скоростью, как в молодом возрасте. С другой стороны, клетки, которые лежат под стволовыми и в молодом организме вырабатывают белки коллаген и эластин, в старости, получив приказ от своих генов, также становятся крайне ленивыми. В итоге этих изменений суммарная выработка белка снижается, кожа дряхлеет.

Принципиально такой же ход событий наблюдают и для клеток крови, с той только разницей, что основная масса стволовых клеток в этом случае находится не в самой крови, а внутри костей, в красном костном мозге.

В случае же нервной и мышечной систем, клетки которых в подавляющем большинстве не способны к делению, что-то выключает внутри них гены, ответственные за эффективность работы. Более того, к старости все больше и больше клеток совершают молекулярное "сеппуку" (более известное биологам как апоптоз). В результате мышечные волокна утончаются, то же самое происходит с оболочками нейронов, в которых может разрушаться основной компонент - миелин; уменьшается и их количество.

Несмотря на то, что этот процесс дегенерации тканей проходит у всех без исключения стареющих людей, нередко он протекает в ускоренной форме, что и приводит ко многим возрастным патологиям. Особенно страдают в этом случае кровеносные сосуды, сердце и нервная система. Атеросклеротические процессы (от греч. athera - кашица и sklerosis - затвердевание - "зарастание" и потеря эластичности кровеносных сосудов при образовании на их внутренних стенках так называемых атеросклеротических бляшек) начинаются, в частности, из-за невозможности восполнить погибшие в стенках сосудов клетки. Заканчивается этот дефект гипертонией, ишемической болезнью, инфарктами и инсультами. Дегенерация же нервной системы приводит "в норме" к расстройствам памяти, координации, способности к обучению, а в "тяжелом варианте", у людей предрасположенных генетически, может заканчиваться болезнями Паркинсона и Альцгеймера. Наконец, старение сильно повышает риск заболеть раком.

После перечисления всех этих недугов яснее ясного, что ученые приложат все силы, чтобы их по крайней мере отсрочить. Хотя бы из эгоистических побуждений. Ведь несмотря на свою интеллектуальную недосягаемость, старинные часы каждый день показывают для них обычное время смертных.

Итак, подготовка к сражению начинается. Человек против эволюции.

Моторы старения
В предыдущем материале мы видели, что старение изобретено эволюцией для блага вида, но, как полагают биологи и медики, оно не является абсолютно обязательным для индивида, а значит, с ним можно успешно бороться. Результаты опытов на животных и накопление данных о человеке позволяют некоторым ученым прогнозировать полную победу над старением и жизнь вечную в отдаленном будущем. На сегодняшний же день даже замедление этого коварного процесса было бы огромной удачей.

Для того, чтобы сделать первый шаг в этом направлении, совершенно необходимо понять, какие неблагодарные механизмы, или "моторы" в нашем организме работают против своих хозяев.

Считают, что основной вклад в процесс клеточного старения вносят возрастные изменения в двух регуляторных системах: генной и нейро-гуморальной. Первая действует изнутри и приводит к изменению количества и состава активных генов; вторая же подает клеткам приказ "постареть" снаружи, путем изменения количества гормонов, выделяемых эндокринными железами и клетками других тканей в кровь. Действуя вместе, они добиваются своих неутешительных для организма результатов: с одной стороны, в клетке накапливаются повреждения ДНК, повреждаются белки и жиры, а с другой - гены, отвечающие за выработку специфических веществ, которые нужны клетке для жизни и выполнения своих обязанностей в организме, отказываются работать в полную силу.

Как же это происходит и "кто виноват"?

Ленивые гены.
Одной из общепринятых и наиболее экспериментально подтвержденных теорий старения является теория накопления свободнорадикальных повреждений. Показано, что к старости в клетках практически у всех животных происходит накопление поврежденных молекул белков, жиров и ДНК. В последнем случае это приводит к мутациям и высокому риску образования опухолей. Почему гены, успешно справляющиеся с ремонтом таких повреждений в молодости, становятся в старости неэффективными, доподлинно неизвестно, и множество теорий проходят сейчас проверку на практике.

Ясно однако, что одна из задач, стоящих перед будущими создателями "вакцины вечной молодости",- не допустить накопления продуктов радикального окисления в клетке. Теоретически этого можно достичь двумя путями: не позволяя радикалам кислорода реагировать с клеточными молекулами, либо усилив "ремонтные" механизмы клетки до такого уровня, чтобы они успевали полностью заменять поврежденные белки, жиры или участки ДНК.

Эффективность первого пути уже доказана: понятие "антиоксидант" стало одним из самых модных в современной диетологии и медицине. Действительно, в исследованиях на разных видах животных видно, что вещества, улавливающие и нейтрализующие агрессивные формы кислорода (среди них витамины С, Е, каротины, клетчатка, пигменты фруктов), способствуют значительному повышению показателя средней продолжительности жизни (СПЖ). Об этом же говорит и статистика продолжительности жизни у человека.

Однако, как бы мы ни старались взять радикалы "под жесткий контроль", некоторая часть из них, по законам химии, все равно окажет свое вредоносное действие. К тому же в некоторых ситуациях cвободные радикалы совершенно необходимы клетке. Да и повышение СПЖ при приеме антиоксидантов происходит за счет улучшения качества жизни (то есть предотвращения многих инфекционных, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний). Количественного же скачка, о котором мечтает человечество - увеличения срока максимальной продолжительности жизни (МПЖ) - добиться таким способом не удается.

Поэтому более актуальным для "рецепта долгожительства" является вопрос "Как не допустить накопления повреждений". Для того, чтобы на него ответить, нужно понять:
- какие повреждения способны накапливаться в клетке,
- какие гены (и, соответственно, их продукты - ферменты) отвечают за восстановление (репарацию) каждого вида повреждений,
- как происходит регуляция таких генов и, наконец,
- под воздействием какого фактора(-ов) включаются гены, которые блокируют эффект "генов - реаниматоров" при старении клетки (такие "блокирующие" гены старения могут оказывать свой эффект не прямо, путем взаимодействия с ремонтными генами или их продуктами, а косвенно, например, химически модифицируя структуру ДНК и затрудняя таким образом доступ к поврежденным местам).

Пока известны лишь некоторые ответы на первые два пункта. Вопрос регуляции генов "антистарения" остается неизученным.

В то же время геронтологи (ученые, занимающиеся проблемами старения) возлагают большие надежды на попытки усилить активность генов тех ферментов, которые в норме предотвращают свободнорадикальное окисление. И к этому есть теоретические и важные практические предпосылки.

Показано, например, что видовая продолжительность жизни прямо коррелирует с активностью супероксиддисмутазы (см. ниже), содержанием бета-каротина, альфа-токоферола и мочевой кислоты в сыворотке крови. Птицы - падальщики, такие как вороны и грифы, питаются продуктами, которые вызывают в их организме повышенное образование радикалов кислорода. Усиленная система защитных ферментов, которую они приобрели в ходе эволюции, - по крайней мере одна из главных причин их долгожительства по сравнению с "нормально" питающимися видами. Таким образом, эволюция антиокислительной системы позволяет по крайней мере частично ответить на вопрос, почему лошадь живет дольше мыши, но меньше человека.

А генетики, которым удалось усилить продукцию каталазы и супероксиддисмутазы, ферментов, дезактивирующих свободные радикалы, добились тем самым значительного (до трехкратного) продления жизни у мух и червей. Все это выглядит очень обнадеживающе. Кроме того, притягательным является то, что, по крайней мере на первый взгляд, генетическое усиление нормальных "ремонтных" и "защитных" генов не предвещает того множества осложнений и побочных эффектов, с которыми придется столкнуться на других путях борьбы с клеточным старением.

Тихие "часовые" бомбы.

Теломеры и теломераза.
Это, пожалуй, одна из самых многообещающих, но и самых темных областей в изучении механизмов старения. Теломераза - это фермент, удлиняющий концы хромосом - теломеры - после каждого деления, и тем самым поддерживающий их стабильность. Она неактивна в большинстве клеток человеческого организма, кроме половых, стволовых и некоторых делящихся, например лимфоцитов во время иммунного ответа. При этом после каждого деления в клетках с неактивной теломеразой теломеры укорачиваются, и при достижении некоторой критической длины клетка перестает делиться. Поэтому есть все основания полагать, что теломераза является по крайней мере одним из главных внутриклеточных механизмов, регулирующих продолжительность жизни клеток.

Один из основных аргументов "за" - открытие американских ученых, которым в 1998 году удалось достичь "победы" над старением и смертью на клеточном уровне [1]. При введении дополнительных копий одной из составных частей теломеразы человеческие клетки не останавливали рост и не умирали, успешно преодолевая лимит Хейфлика и становясь вечноживущими или, как говорят биологи, иммортализованными (что и переводится буквально как "обессмерченные").

Более того, данные иммортализованные клетки не проявляли признаков "незалеченных" повреждений ДНК или хромосомных дефектов, которые характерны для вечноживущих раковых клеток. Это очень важное свойство клеток с искусственной теломеразой, так как приступая к экспериментам, ученые серьезно опасались перерождения клеток в опухолевые. Эти опасения связаны с тем, что большинство опухолевых клеток, способных жить "в пробирке", также обладают ненормально высокой активностью теломеразы.

В научно - популярной литературе данное исследование вызвало взрыв энтузиазма, вплоть до ожидания "эликсира бессмертия" к началу следующего десятилетия.

Действительно, эта этапная в биологии работа ответила на некоторые ключевые вопросы. Стало ясно, что, по крайней мере в некоторых типах клеток, теломераза является самым важным элементом в контроле клеточного старения. Второй, не менее важный вывод - по крайней мере некоторые типы клеток, с помощью теломеразы став бессмертными, способны сами эффективно восстанавливать урон, причиняемый свободными радикалами.

Казалось бы, действительно: виват! Проблема клеточного старения решена, и можно приняться за старение целого организма. Но, как всегда, реальность гораздо сложнее экспериментальной модели.

Давайте предположим, что ученым удалось сделать бессмертными (то есть постоянно делящимися) все клетки организма человека или животного. Что произойдет? С точки зрения биологии, такой организм тут же превратится в гигантскую опухоль. Правда, доброкачественную, но сути это не меняет: такой организм не сможет существовать, потому что непременным условием его существования является регуляция клеточного деления и созревания (чего иммортализованные клетки напрочь лишены).

Предполагают, что включение и выключение генов, регулирующих старение, может также регулироваться теломеразой и длиной теломер: из некоторых экспериментов следует, что чем ближе ген к теломере и чем теломера короче, тем слабее этот ген функционирует. Представим теперь, что роль такого гена в норме - подавлять активность других генов, отвечающих за старение (остановку деления, снижение клеточного энергетического обмена и т.п.). Тогда, будучи "ослабленным" при укорочении теломеры, он не сможет больше блокировать гены старения, которые получат наконец возможность проявиться в полную силу.

Как видно даже из этого упрощенного примера, система генетической регуляции может быть устроена очень непросто. Добавим к этому, что в разных типах клеток она функционирует по-разному: ведь каждый из них вырабатывает свои, непохожие на другие вещества. Например, определенные клетки кожи производят коллаген и эластин; другие клетки кожи "специализируются" на выработке пигмента меланина, который защищает кожу от ультрафиолета. Мышечным клеткам для сокращения нужен белок миозин, а лимфоциты продуцируют специальные регуляторные молекулы, называемые лимфокинами, с помощью которых они отдают приказы другим клеткам. Для нервных же клеток важно проведение электрического импульса, поэтому они должны обеспечить себя множеством необходимых для этого белков. Отсюда следует, что при старении в разных клетках должны быть "ослаблены" разные гены. Если при этом учесть, что почти каждый ген регулируется по-своему, становится ясным, с каким запутанным клубком проблем имеют дело генетики, занимающиеся этой проблемой.

Теломеразный механизм, однако, не единственный в контроле старения, и на это указывают следующие находки. Во-первых, теломеры мыши гораздо длиннее (а продолжительность жизни гораздо короче), чем у человека. Во-вторых, даже когда клетки некоторых типов стареют, их теломеры не укорачиваются. И наконец, стволовые клетки крови с укороченными теломерами и неактивной теломеразой все же способны делиться и выполнять свою кроветворную функцию при пересадках костного мозга у мышей.

Несмотря на это, большинство ученых склонно считать теломеразные "часы" одним из самых важных механизмов, необходимых не только для контроля продолжительности жизни клеток, но также и для нормального развития целого организма в процессе жизни. Наиболее очевидный способ, с помощью которого теломераза может оказывать влияние на развитие органов и тканей - уже упоминавшаяся взаимосвязь между длиной теломер и стабильностью хромосом. Клетки с очень короткими теломерами, в которых активность теломеразы по тем или иным причинам ненормально низка, часто дают сбои при делении, так как их "укороченные" хромосомы становятся нестабильными и не желают больше подчиняться строгим правилам, действующим при клеточном делении. При этом хромосомы превращаются в настоящих "молекулярных анархистов", не подвластных жесткому механизму внутриклеточного контроля. Теперь они желают сами решать, с какими из хромосом и какими участками им стоит обменяться, а с какими - нет; какие из генов оставить, а какие можно и потерять. Они могут даже "выбирать" ту дочернюю клетку, в которую им хочется попасть после деления, по своему вкусу. Понятно, что ни к чему хорошему такое поведение хромосом привести не может.

Как результат - появление у организмов с дефектной теломеразой опухолей (ведь опухолевая клетка - также "крайний анархист" в упорядоченном царстве организма), нарушения в эмбриональном развитии, в кроветворной системе и, наконец, неспособность давать потомство.

Сейчас для исследователей совершенно непонятно, что является сигналом для включения и выключения генов теломеразы при развитии (и старении) организма. Все, конечно, помнят историю знаменитой клонированной овечки Долли. Вскоре после ее рождения оказалось, что ее теломеры намного короче, чем должны быть у животных ее возраста (напомню, что для клонирования было взято клеточное ядро взрослого (шестилетнего) животного, которым и заменили ядро в яйцеклетке "полусуррогатной матери" Долли; таким образом, ее теломеры изначально были "старыми").

Хотя пока неясно, как преждевременное укорочение теломер отразится на продолжительности жизни и состоянии Долли, ученые попытались провести похожий эксперимент, но с некоторыми изменениями. Они попробовали искусственно "состарить" (то есть сократить в пробирке длину теломер) клетки молодого теленка путем длительного культивирования их "в пробирке". Затем ядра этих клеток (в которых содержатся хромосомы с искусственно "состаренными" теломерами) они поместили вместо ядер нормальных яйцеклеток коров (напомню, что яйцеклетки характеризуется высокой активностью теломеразы и, соответственно, длинными теломерами независимо от возраста животного).

Таким образом удалось клонировать шестерых телят, развившихся из "состаренного" ядра, помещенного в "молодую" цитоплазму (внутриклеточную жидкость) яйцеклетки. К немалому удивлению исследователей, оказалось, что после их рождения длина искусственно укороченных теломер увеличилась, да так, что даже перегнала нормальную для телят их возраста.

Сейчас известно, что при развитии эмбриона из яйцеклетки, генетический материал внутри нее проходит тщательную проверку на "нормальность". Похоже, что при нахождении повреждений ДНК или обнаружении несоответствий в работе генов, яйцеклетка способна исправлять по крайней мере некоторые из них. Данный процесс назвали "перепрограммирование" ДНК, и изучение его деталей несомненно поможет в борьбе с раком и старением.

Для нашего же расследования важно, что ученые пока не могут предсказывать и влиять на изменения активности теломеразы при развитии организма. Также полностью неизвестны другие возможные функции теломеразы. С одной стороны,как мы видели, деактивация теломеразы может в итоге приводить к нарушениям клеточного деления и дефектам формирования органов и тканей; с другой - новые данные говорят о том, что при ее активации этот загадочный фермент принимает активное участие в стимуляции клеточного роста и деления.

В завершение отмечу, что кроме усиления функции теломеразы, того же эффекта удлинения теломер можно достичь альтернативным путем. При этом стабильность хромосом поддерживается путем специфического механизма гомологичной рекомбинации (обмена одинаковыми участками) ДНК. Его роль в регуляции старения и развития организма также требует изучения.

"Биг Бен".
Как показывают некоторые эксперименты с гормонами и как мы видели только что на примере клонированных телят, некоторые ситуации позволяют предположить присутствие гипотетического "главного" центрального регуляторного механизма, "больших часов" организма, которые управляют активностью генов и заставляют все клетки выглядеть и вести себя "соответственно возрасту". На роль такого "Биг Бена" претендуют в первую очередь две железы внутренней секреции (т.е. выделяющие гормоны в кровь), которые входят в состав головного мозга. Они носят название гипофиз и эпифиз. Предполагают, что именно они могут являться "центрами управления", указывающими с помощью гормонов (прямо или через регуляцию других желез, например половых), каким органам в данном возрасте следует работать в полную силу, а каким пора бы и на покой.

"Троянские" гены.
Как уже упоминалось, кажется вероятным, что некоторые гены существуют специально, чтобы подталкивать нас к старости. Кроме теломеразы, недавно стали известны другие гены, умеющие отсчитывать время. У дрозофилы обнаружены так называемые "часовые" гены per (от period) и tim (от time), активность которых циклически регулируется на протяжении суток. У червя C. elegans похожие гены назвали clk-1, 2, 3 (от clock). О их функциях ученые пока лишь высказывают догадки, но уже известно, что мутации, выключающие этих "лазутчиков" способны продлять срок жизни животных.

Еще одна обширная группа генов, участвующих в регуляции старения, связана с исполнением программы апоптоза. У млекопитающих существует обширная система таких генов, со строгой иерархией внутри групп. Одними из ключевых в этой системе являются гены p53 и Rb. Это так называемые проапоптотические (т.е. способствующие апоптозу) гены - главные "надсмотрщики" за целостностью ДНК. Когда при старении клетки в ее ДНК накапливаются слишком много мутаций или разрывов, р53 подает команду либо на торможение ее активности (в том числе запрещая ей делиться), либо заставляет клетку совершить самоубийство путем запуска в ней программы апоптоза.

р53 оказывается выключенным или мутированным в огромном числе раковых опухолей, которые получают таким образом пропуск в бессмертие. Маловероятно, однако, что эксперименты с генами данной группы будут проводиться на людях - слишком уж опасное это занятие. На мышах, однако, показано, что выключение гена p66-shc, также обладающего проапоптотическим эффектом, позволяло продлить их жизненный срок в среднем на треть.

INDY и другие "гены похудения".
Давно известно, что урезание пищевого рациона (в калориях, но не в разнообразии продуктов!) способствует замедлению старения. Этот эффект обнаружен как у животных (мухи, черви, крысы, обезьяны), так и у человека (у всех на памяти, наверное, имя Поль Брегг и его "Чудо голодания"). Более того, большое количество, если не большинство описанных до сих пор манипуляций с генами червей и плодовых мушек так или иначе было связано с понижением потребления калорий в клетке.

К их числу относится ген INDY (I'm Not Dead Yet, [2]), впервые описанный в 2000 году. Мушки-дрозофилы с мутацией в данном гене жили вдвое дольше.

Эффект голодания связывают все с теми же свободными радикалами. Принцип прост: чем меньше веществ поступает в клетку, тем меньше вредоносных продуктов окисления в ней образуется. А значит - старение отступает!

В заключение этого раздела отмечу один характерный факт: практически все открытия в области генетики старения были сделаны случайным образом. Так случилось, например, с тем же геном INDY. Обнаружившие его ученые поначалу были этим открытием просто раздосадованы, так как на самом деле эффект продления жизни спутывал им все карты. Все дело в том, что мушки с мутацией в гене INDY должны были служить контролем в изучении совсем другого процесса, а контрольные животные в идеале не должны отличаться от нормальных сородичей ни по каким параметрам.

Таким образом, системная генетика антистарения еще только начинается.

Доживем ли мы до вечной молодости?

"Взять человека, рыжего и веснушчатого, и кормить плодами
до 30 лет. Затем опустить его в каменный сосуд с медом и специями
и герметично закупорить. Через 120 лет эликсир молодости будет готов".
Рецепт из древнеперсидского манускрипта.

Бессмертие ... Звуки манят и завораживают самой возможностью существования этого слова. Оно шипит, шепчет на ухо завораживающим, с присвистом голосом Эдемского змея: "бес-с-с...". Оно искрит метафизическими цветами, оно пахнет пергаментом и алхимией, ослепляет мозг вспышками бесчисленных возможностей непрожитых жизней.

Бессмертие старше смерти, потому что каждый родившийся уверен в бесконечности дарованной ему жизни. Ни животные, ни дети не подозревают о смерти. Идея бессмертия, рожденная в глубине пещер как протест против возникшего минутой раньше в мозгу первого мыслящего существа страха перед смертью, стала на века одним из самых заветных мечтаний человечества. С тех пор пролито немало крови младенцев и девственниц, съедено огромное количество жаб, пауков и алмазной пыли, выпит не один декалитр волшебных эликсиров.

Поиск самого важного из лекарств идет до сих пор, хотя и в несколько другом направлении. Что же человечество имеет в активе борьбы со старением сегодня и на что может надеяться завтра?

Не останавливаясь на лекарственных препаратах, физиологических процедурах и трансцендентных методиках йоги, коим посвящены многие статьи и книги, постараемся проникнуть немного глубже, туда, где в нашем, ближайшем будущем намечаются наиболее вероятные достижения.

Терапия стволовыми клетками.
На стволовые клетки сейчас возлагают огромные, возможно, даже несколько завышенные надежды. Мы практически еженедельно узнаем о продвижениях в этой области: находят новые, более надежные методы выделения специфических стволовых клеток, совершенствуют методики их "превращений" в пробирке, подбирают оптимальные условия для лечения той или иной болезни, выращивают из таких клеток целые органы. Пока терапия стволовыми клетками сталкивается с препятствиями двоякого рода: во-первых, методы работы с такими клетками пока еще несовершенны; во-вторых, консервативные церковные власти и правительства выступают за запрет экспериментов с человеческими эмбрионами, из которых возможно выделять самые "эффективные" эмбриональные стволовые клетки. Поэтому большинство экспериментов сейчас проводится на животных и на человеческих клеточных линиях (т.е. "в пробирке"). Однако вне сомнения, все препятствия вскоре будут преодолены, и мы станем свидетелями первых побед человека над болезнями старости.

Удобство данного подхода заключается в том, что медикам не обязательно знать, как клетки лечат заболевание. Их нужно только немного "подтолкнуть" и направить в район "катастрофы". С остальным они справляются сами.

Хотя повернуть время вспять таким образом не удастся (как мы видели ранее), организм каким-то образом способен распознавать клетки, не соответствующие его настоящему возрасту и принуждать их "быть как все"; очевидно, поэтому терапия эмбриональными стволовыми клетками носит только лишь временный омолаживающий эффект), однако побороть многие болезни - задача вполне реальная. Пока инерционный маятник центрального "Биг-Бена" будет раскачиваться и рассылать свои сигналы, введенные стволовые клетки имеют достаточно времени, чтобы "залатать" прорехи в органах. А затем уж можно стать "как все" и исполнять назначенную функцию в организме. Но таким образом можно лишь провести "косметический" ремонт. Генетическая программа старения в конце концов не позволит перешагнуть отпущенный нашему виду век в 100 - 120 лет.

Итак, важный вывод из всего сказанного ранее заключается в том, что пытаться побороть старение и существенно повысить продолжительность жизни нашего вида без вмешательства в геном - задача малоперспективная. Где же мы можем ожидать первых подвижек в генной регуляции старения?

"Перспективные" гены.
В ближайшее время внимание ученых будет приковано к генам теломеразы, а также "ремонтным" и "антиоксидантным" генам. Именно они являются наиболее вероятными кандидатами для первых экспериментов по омоложению всего организма. Теоретически, решение задачи вечной молодости выглядит достаточно просто: в старости необходимо усилить активность теломеразы и "качество ремонта" ДНК в определенных группах стволовых клеток так, чтобы они могли "вечно" производить с одной стороны такие же стволовые клетки, а с другой - давать начало всем другим клеткам организма. Однако тут и заключается первая закавыка: в следующих поколениях клеток по крайней мере гены теломеразы нужно будет заставить замолчать. Так что рискну предположить, что самые первые эксперименты с генами человека коснутся относительно безопасных и "дружественных" генов ферментов - антиокислителей (о которых мы говорили в заметке "Моторы старения").

Можно сказать, что проблема старения равна проблеме расшифровки генетической программы развития организма. Решить ее гораздо сложнее, чем победить рак или СПИД. Ведь при изучении причин онкопатологий или биологии ВИЧ исследователи имеют дело лишь с немногими типами клеток, в которых произошли изменения. В случае рака это - клетка - предшественница заболевания, в случае СПИД - лимфоциты. Для того же, чтобы полностью понять процесс старения, нужно шаг за шагом изучить развитие всех типов клеток, из которых состоит наше тело.

Более того, успешная разгадка механизмов развития рака является совершенно необходимой предпосылкой для дальнейших исследований в области контроля над старением. Ведь, как мы видели выше, одни и те же гены, такие, как p53 и гены теломеразы, являются критическими как для развития опухоли, так и для контроля продолжительности жизни, по крайней мере на клеточном уровне.

Наномедицина.
Возможности нанотехнологии поистине безграничны. Нанороботы, по размерам сопоставимые с биомолекулами, способны за короткое время починить любое клеточное повреждение, включить или выключить ген, очистить артерии. Однако, пока мы не будем останавливаться на этом подходе подробно. Причина в том, что если бы даже подобные системы существовали реально, а не только "в теории", сначала все же придется решить основной вопрос антистарения: "что лечить?", а уж затем "как это делать". Так что оставим осуществление нанопрограммы потомкам и подведем итог.

На что же могут надеяться наши поколения 70-х - 80-х?
В ближайшие 50 лет можно с определенностью ожидать постепенного отступления старости и улучшения качества жизни стариков. Будут значительно ослаблены или побеждены многие заболевания, связанные с возрастом. Возможно, мы доживем до первых успешных излечений болезней, связанных со старением, с помощью генной терапии (в первую очередь, однако, это коснется очень состоятельных людей). Уже сейчас, например, с помощью вставки гена теломеразы в клетки печени мышей успешно преодолевают развитие у животных цирроза печени. Несомненны также успехи в области лечения стволовыми клетками.

Все это, безусловно, хорошие новости. В одном же, к сожалению, можно быть уверенным практически наверняка - несмотря на увеличение средней продолжительности жизни, борьба за продление максимального биологического возраста человека будет кипеть уже без нас. В далеком будущем старение придется "лечить" еще до рождения ребенка, манипулируя с генами половых клеток отца и матери. А такой "прыжок" будет означать отказ от услуг эволюции и создание совсем другого Homo.

Однако это - дело будущего. А как бы хотелось растянуть свой век! Тем более вглядываясь в далекую, но уже прогнозируемую перспективу, когда достаточно будет посетить нановрача, который скорректирует все возрастные патологии с помощью нанороботов, впрыснутых в кровь и управляемых с центрального компьютера. И через полчаса Вы снова молоды и здоровы.

Невероятно? Пожалуй. Но не более, чем идея телевидения для кроманьонца.
Завидно? ... Не стоит слишком огорчаться - ведь в запасе у нас остается несколько великолепных идей: от реинкарнации - для людей религиозных, до криоконсервации - для убежденных атеистов, и мы - вполне может быть - доживем до бессмертия.

 

 

 

- человек - концепция - общество - кибернетика - философия - физика - непознанное
главная - концепция - история - обучение - объявления - пресса - библиотека - вернисаж - словари
китай клуб - клуб бронникова - интерактив лаборатория - адвокат клуб - рассылка - форум