И, наконец, еще одна неожиданная находка ждала нас с А. М. Шевченко впереди: в результате совместных исследований с сотрудниками НИИ вирусологии им. Д. И. Ивановского Ю. А. Тенцовым, А. Г. Букринской и А. А. Ржаниновой в сыворотках крови таких детей был обнаружен вирус гриппа, персистирующий в организме в дефектной (!) форме. Напомню, обсуждая ранее формирование в зараженных клетках дефектных вирусных частиц, я подчеркивал, что они часто вызывают в организме нехарактерный для стандартного вируса патологический процесс. Думаю, вы догадались, что здесь мы столкнулись именно с таким феноменом.
А теперь – практические советы. Будущие мамы, во время сезонных гриппозных вспышек не ходите в гости, в театры и кино, старайтесь реже посещать магазины и рынки, а также не увлекайтесь приемами гостей у себя дома, замените их общением по телефону! Пожалуйста!
Глава четвертая. На главных перекрестках
Все течет, все изменяется
Прошло почти 60 лет с того памятного мартовского утра, когда Бьерн Сигурдсон с кафедры Лондонского университета повел свой первый рассказ о медленных инфекциях у овец. С тех пор накоплен огромный фактический материал, обогативший теоретическую и практическую медицину, теоретическую ветеринарию и ветеринарную практику.
Конечно, тринадцать рассказанных историй далеко не исчерпывают сведений обо всех известных в настоящее время медленных инфекциях. Тем не менее уже эти тринадцать могут дать хотя бы общее представление о путешествии человеческой мысли по тернистым дорогам инфекционной патологии. В этом путешествии мы стремились проследить историю развития одной идеи – идеи существования медленной формы инфекционного процесса, вызываемого вирусами… и не только.
За этот более чем полувековой период медленные инфекции превратились в самостоятельную проблему и стали предметом широких исследований вирусологов, иммунологов, молекулярных биологов, биохимиков, эпидемиологов, генетиков, инфекционистов, невропатологов и педиатров различных стран мира. Теперь мы точно знаем, что медленные инфекции встречаются не только среди животных, как это представлялось в первые годы после их открытия, но и среди людей. Их вызывают вирусы, принадлежащие к различным семействам, в том числе те, которые десятилетиями рассматривались только как возбудители острых лихорадочных заболеваний (например, вирусы краснухи, кори, лимфоцитарного хориоменингита, герпеса, гриппа). Напротив, вирусы, впервые обнаруженные как возбудители медленных инфекций (такие, как вирусы висны, JC, ВИЧ и др.), оказались по своему строению и свойствам сходными с уже известными представителями царства вирусов.
Постепенно расширялись взгляды на возможных возбудителей медленных инфекций, и во второй половине XX века оказалось, что ими могут быть не только вирусы, но и инфекционный прионный белок, встреча с которым, кстати сказать, произошла на «дорогах» поиска вирусов и во многом была успешной именно благодаря использованию вирусологических методов исследования.
Основоположник учения о медленных инфекциях Б. Сигурдсон, как вы помните, в качестве одного из их главных признаков называл ограниченность инфекционного процесса узким кругом хозяев, т. е. считал наиболее вероятным развитие медленной инфекции в организме одного какого-нибудь вида животных. Правда, со свойственной ему прозорливостью Б. Сигурдсон тогда еще сделал весьма существенную оговорку, предположив, что по мере накопления новых знаний некоторые из сформулированных им характеристик медленных инфекций могут быть изменены.
Действительно, этих изменений не пришлось долго ждать. И наиболее убедительный пример в этом отношении мы находим при знакомстве с историей изучения скрепи. Первоначально скрепи была установлена у овец и коз, а затем и у норок. Позднее это заболевание в лабораторных условиях удалось воспроизвести на мышах, крысах, хорьках, полевках, хомяках, обезьянах. Именно возбудитель скрепи оказался причиной эпизоотии среди крупного рогатого скота в Великобритании с позднейшим вовлечением в круг зараженных и заболевших представителей семейства кошачьих и копытных. И, наконец, по трагической случайности именно инфекционный прионный белок, вызвавший эпизоотию в Великобритании, был обнаружен в мозговой ткани молодых людей, погибших от нового варианта болезни Крейтцфельдта – Якоба. Все эти многочисленные примеры прямо свидетельствуют о возможности вовлечения в эпидемический (да и в эпизоотический) процесс весьма широкого круга хозяев.
Но вот иная, весьма необычная ситуация. Возбудитель скрепи, выделяемый от овец, коз или мышей, вызывает заболевание у обезьян, а один из штаммов такого возбудителя, пройдя несколько пассажей через организм приматов, изменяет диапазон своего действия и уже не вызывает развития скрепи ни у овец, ни у коз, ни у мышей. То же самое происходит при заражении возбудителем скрепи хорьков или норок: выделенным от этих погибших животных возбудителем уже не удается заразить мышей. Инфекционный прионный белок как бы «попадает в тупик», из которого не может «найти выхода»!
Порой не может «найти выхода» и вирус гриппа! Если эпидемический штамм, выделенный от человека, ввести в куриный эмбрион, то после одного-двух пассажей через этот благодатный объект вирус уже не способен вызывать заболевание у человека. Это обстоятельство, кстати сказать, широко используется в практике приготовления противогриппозных вакцин. А вот при медленной гриппозной инфекции, как вы помните, ситуация обратная – вирус, выделенный из организма мышей с признаками медленной формы инфекционного процесса, оказывается значительно более патогенным, нежели тот, который использовали для первоначального заражения.
Но различия в поведении одного и того же возбудителя в организме разных хозяев могут носить и куда более разнообразный характер. Например, возбудители куру или болезни Крейтцфельдта – Якоба при заражении белкообразных обезьян вызывают у них после двухлетнего инкубационного периода развитие острого заболевания, которое через несколько дней приводит животных к гибели. Но те же штаммы этих возбудителей спустя два года после введения их в организм паукообразным обезьянам вызывают развитие инфекционного процесса, очень сходного по своему длительному течению и клиническим проявлениям с тем, который наблюдают у зараженных людей: болезнь медленно прогрессирует и только через год приводит животных к смерти.
Обширные данные подтверждают необходимость учитывать возможность широкой изменчивости возбудителей медленных инфекций в зависимости от хозяина, в организме которого такая инфекция формируется.
А теперь давайте более пристально приглядимся к группе прионных болезней, многолетнее изучение которых привело к еще одному, весьма неожиданному аспекту исследований (но об этом в следующем разделе).
Ритуальный каннибализм у папуасов форе способствовал распространению болезни куру, вызываемой, как оказалось, прионным белком
Современная классификация прионных болезней человека и животных
От прионных болезней к проблеме старения и смерти
Инфекционная прелюдия
Помните, в 1961 году англичанин Р. Чандлер сумел успешно передать скрепи мышам и получить у них картину развития этой медленной инфекции? С тех пор мыши широко вошли в практику лабораторных исследований скрепи. Вспомним и то, что при скрепи у мышей (равно как и при куру и при болезни Крейтцфельдта – Якоба у людей, а также при всех прионных болезнях животных) в мозговой ткани происходит гибель нервных клеток, размножение клеток соединительной (опорной) ткани (глии) мозга и формирование бляшек, содержащих особое вещество – амилоид.
В 1970 году немецкий ученый X. Собель впервые описал изменения в мозговой ткани у внешне здоровых стареющих мышей, у которых, так же как и в мозговой ткани мышей, зараженных возбудителем скрепи, обнаруживалась гибель нервных клеток, размножение клеток соединительной ткани и формирование амилоидных бляшек. Прошло немного времени, и те же изменения были найдены в мозговой ткани старых собак, в мозговой ткани старых обезьян…
Законный вопрос – а что же у людей?
Изменения в мозговой ткани, напоминающие основные признаки изменений при куру и болезни Крейтцфельдта – Якоба, были выявлены и в мозге людей, страдающих болезнью Альцгеймера, старческим слабоумием, и даже… у внешне здоровых старых людей! Конечно, у последних эти изменения не носили столь ярко выраженного характера, как при прионных болезнях, однако гибель нейронов и размножение клеток глии в мозговой ткани стариков имели место (рис. 21). Кроме того, электронная микроскопия и биохимический анализ амилоидных бляшек при куру и в нормально стареющем организме человека подтвердили их сходство.
Рис. 21. Гистологические срезы мозга людей разного возраста: А – 24 года; Б – 76 лет. Вид на бо́льшая разреженность нейронов на фрагменте Б
Эти неожиданные находки, естественно, порождали массу вопросов и догадок. Тем не менее надо признать: уже сама постановка данного вопроса свидетельствует о том, что медленные инфекции человека и животных, особенно вызываемые инфекционным прионным белком, казавшиеся вначале далекой экзотикой, сегодня встали в ряд главнейших современных проблем не только медицины, но и биологии.
Все это привлекало к проблеме медленных инфекций более пристальное внимание специалистов. На страницах зарубежных научных журналов появляются статьи крупных вирусологов с заголовками, говорящими сами за себя:
«Медленные и латентные вирусы и старение нервной системы», «Медленные вирусные инфекции и старение»
«Старение и хронические вирусные инфекции и их взаимосвязь»
«Нейрональное старение и связанные со старением нарушения нервной системы человека»
и даже (простите за неизящность!)
«Мозг как мусоросборник вирусов»
Главный вопрос, который в них обсуждался: не является ли старение организма медленным инфекционным процессом? Сегодня на этот вопрос можно дать совершенно конкретный и ясный ответ: НЕТ!
Конечно нет, так как если бы первопричиной процесса старения и являлся какой-либо специальный инфекционный агент, реализующий свои патогенные свойства в условиях иммунодефицита, то молодые люди, у которых по тем или иным причинам развился иммунодефицит (юноши, подростки, а иногда и дети), должны бы были демонстрировать процесс активного и обязательно распространенного старения в молодом возрасте. И хотя сегодня иммунодефицитные состояния довольно широко распространены среди населения, массового старения молодых, к счастью, никто никогда не наблюдал! А случаи раннего постарения молодых – так называемая проверил — настолько редки, что, например, у нас в стране был описан всего один случай, да и тот оказался результатом усиленного применения гормонов в молодом возрасте.
Тем не менее определенное сходство между патоморфологическими изменениями головного мозга при прионных болезнях и возрастными изменениями в мозговой ткани существует, и это твердо установленный факт, который может служить основанием для рассмотрения проблемы медленных инфекций в качестве отправной точки для предположений о возможных причинах процесса старения.
Точка притяжения
Человечество с незапамятных времен стремится проникнуть в тайны старения и смерти. И все эти долгие века в его естественном стремлении просматривается удивительное однообразие в подходах, а именно – желание связать механизм старения с ухудшением функционирования тех или иных органов или систем (в зависимости от представлений о данном органе или системе органов в конкретный исторический период времени). Именно поэтому в разные времена причиной старения считались болезни печени, сердца, легких, почек, ослабление деятельности желез внутренней секреции или системы иммунитета и т. д.
Последнее десятилетие характеризуется небывалым интересом к проблеме старения и смерти, что обусловлено заметным увеличением доли пожилых людей, особенно в экономически развитых странах. Увы, мир стареет! Но унывать не стоит. Лучше давайте-ка и мы с вами рассмотрим проблему старения с общебиологических позиций.
Давно и хорошо известно, что существует так называемая видовая продолжительность жизни. Вот несколько примеров ее весьма выраженного разнообразия:
Мышь доживает в среднем до 2,5 года
Собака. . до 12 лет
Кошка. . до 20 лет
Лев. . . до 30 лет
Корова. . до 30 лет
Шимпанзе. . до 45 лет
Слон. . . до 70 лет
Попугай. . до 70 лет
Осетр. . до 100 лет
Крокодил. . до 100 лет
Человек. . до 75 лет
Уже то, что видовая продолжительность жизни существует, позволяет прежде всего предполагать наличие какого-то механизма ее ограничения, время работы которого характерно для каждого вида.
Вместе с тем, учитывая выраженное постоянство величины видовой продолжительности жизни (есть, конечно, небольшие колебания), можно высказать второе предположение – о безусловной надежности такого механизма ограничения жизни для каждого вида (этот механизм никогда не ошибается, и можно быть уверенным, что не ошибется и впредь!).
Наконец, третье предположение, основанное на двух предыдущих: высшая степень надежности механизма ограничения жизни позволяет предполагать его определенную «простоту», которая в биологическом смысле должна подразумевать немногоступенчатость процесса.
И здесь нельзя не вспомнить слова знаменитого американского физика-теоретика, одного из основателей термодинамики Джозаий Уилларда Гиббса: «Одна из главных целей теоретического исследования в любой области знаний состоит в том, чтобы найти такую точку зрения, с которой предмет выглядит в его наибольшей простоте».
А теперь давайте вновь вернемся к внутримозговым изменениям при прионных болезнях. Их, как мы помним, отличают два главных события – гибель нейронов и размножение (пролиферация) клеток глии (глиоз), что приводит к формированию губкообразного состояния мозговой ткани и образованию амилоидных бляшек. При этом казалось само собой разумеющимся, что под действием инфекционного агента (инфекционный прионный белок) гибнут нейроны, а глиоз – не что иное, как репаративная (восстановительная) реакция соединительной ткани мозга (свято место пусто не бывает…). Ну, наподобие того, как если бы вы сильно расцарапали себе руку и на месте ранки через несколько дней образовался бы рубец. То есть логика рассуждений была такова:
И такое представление о развитии морфологических повреждений мозговой ткани при прионных болезнях существовало многие годы.
Однако эпизоотия среди крупного рогатого скота в Великобритании и особенно факт передачи возбудителя болезни коров молодым людям резко усилили интерес к проблеме прионных заболеваний. И начиная с конца 80-х годов прошлого столетия в результате многочисленных исследований было показано, что пролиферация клеток глии при прионных болезнях не только сопровождает гибель нейронов, но даже предшествует (!) данному процессу. А это здорово меняет ситуацию!
Напомню, и при прионных болезнях, и при старении гибнут нейроны и размножаются клетки глии. И если даже при прионных болезнях этот процесс начинается с пролиферации клеток глии, то в процессе старения вероятность такого начала возрастает в тысячу раз. Почему? Да потому, что при старении нет инфекционного агента, а гибель нейронов все-таки происходит. И тут возникает следующий вопрос: «Не может ли первичное размножение клеток глии стать причиной гибели нейронов?»
Вопрос не праздный, и обоснованность его связана с особенностями кровоснабжения мозговых клеток. Посмотрите на рис. 22. В отличие от всех остальных клеток организма млекопитающих, которые снабжаются питательными, строительными веществами, кислородом через плотно прилегающую стенку мельчайших кровеносных сосудов – капилляров, нервные клетки (нейроны) не прилегают к стенкам мозговых капилляров, а получают все необходимое через посредника, каковым является одна из клеток глии – астроцит (звездчатая клетка). Мало того, известно, что эта связь астроцита и с капилляром, и с нейроном очень непрочная.
Рис. 22. Схема связи нейрона с капилляром головного мозга
А теперь представьте себе, что клетки глии (а это разные виды клеток, среди которых помимо клеток астроглии есть клетки микроглии, олигодендроглии и др.) начинают размножаться. Все это происходит в замкнутом пространстве (в ткани мозга), и в результате связь астроцита с капилляром с одной стороны и астроцита с нейроном с другой легко может быть нарушена, что по понятным причинам приведет к гибели нейрона от «голодной смерти».
Не сомневаюсь, что читатель, прочитав эти строки, невольно подумает: «Как хороши были бы все эти рассуждения, если бы они еще объясняли, почему в стареющем мозге клетки глии вдруг должны начать размножаться?»
Законный вопрос. И потому впервые еще 12 лет назад, т. е. в 2000 году, в статье, опубликованной у нас в стране и за рубежом, мы предположили, что в стареющей мозговой ткани со временем накапливается некое вещество (некий фактор?), которое и осуществляет запуск пролиферации глиальных клеток мозга. А год спустя в журнале «Вестник Российской академии медицинских наук» была напечатана моя статья, которая так и называлась «От прионных болезней к проблеме старения и смерти».
Замечу, что статья «пробивалась» на страницы журнала с большим трудом: ее рецензент (а им оказался не кто иной, как заместитель главного редактора журнала) был почти возмущен, что я сопоставляю два различных процесса: «прионные болезни – это патологический процесс, а старение – процесс физиологический». (Это были первое недоверие с противодействием, но не последние…) И только приведенные мною в качестве аргументов сопоставления этих двух процессов в публикациях упомянутых выше зарубежных авторов, среди которых были и лауреаты Нобелевской премии, сумели как-то успокоить рецензента. Воистину нет пророка в своем отечестве!
Итак, есть предположение о возможном существовании некоего фактора, способствующего размножению клеток глии. Но как его проверить?
Всегда наиболее убедительны простые рассуждения и простые, доступные для понимания факты. Поэтому, начиная поиск такого фактора, мы прежде всего из мозга новорожденных мышат получили культуру глиальных клеток (способ получения клеточных культур описан во второй главе книги, в разделе «Лед сломан»). Через 12 дней размножившиеся глиальные клетки разделили на три партии пробирок:
к клеткам в первой партии пробирок ничего, кроме питательной среды, не добавляли (контроль);
к клеткам во второй партии пробирок добавили экстракт мозга молодых, одномесячных мышат;
к клеткам третьей партии пробирок добавили экстракт мозга старых, полуторагодовалых мышей.
Все пробирки поместили в термостат. Периодически часть пробирок извлекали и в них подсчитывали количество выросших клеток.
Как выяснилось, экстракты мозга молодых мышат оказывают слабое, менее чем двукратное стимулирующее действие на размножение глиальных клеток, обнаруживаемое лишь к 14-му дню наблюдения. В то же время под действием экстрактов мозга старых мышей уже к 8-му дню количество глиальных клеток удваивалось, а к 11-му – учетверялось. Согласитесь, это уже кое-что!
К сожалению, опыты на таких клетках отличались большой продолжительностью во времени, так как обычно клетки, только что полученные из тканей, размножаются очень медленно. Следующие опыты проводили с использованием перевиваемых клеточных культур (о которых уже шла речь в истории шестой: «Неожиданное – рядом»).
В данной серии опытов использовали две линии клеток глиального происхождения. И вновь экстракты мозга молодых мышей практически не оказывали стимулирующего действия на пролиферацию клеток в культурах, в то время как экстракты мозга старых мышей вызывали выраженный стимулирующий эффект на клеточную пролиферацию уже начиная с 3-го дня их инкубации, увеличивая количество клеток по сравнению с контролем в 3–5 раз. Здесь было над чем задуматься!
Как-то однажды после моей лекции о прионах в Институте мозга ко мне подошла молодая женщина и, сказав, что знает о наших опытах с мозговыми экстрактами, любезно предложила исследовать их с помощью электрофореза. Это была Т. П. Клюшник – прекрасный специалист-нейробиохимик из Центра псхического здоровья РАМН.
Татьяна Павловна сравнила электрофоретическую подвижность в полиакриламидном геле мозговых экстрактов старых и молодых мышей и… не обнаружила разницы между образцами (рис. 23). Однако она на этом не успокоилась и провела сравнение обоих экстрактов в условиях так называемого изоэлектрофокусирования и… выявила различия (рис. 24, отмечено серым овалом).
Рис. 23. Отсутствие различий при электрофорезе в полиакриламидном геле экстрактов мозга молодых (2-месячных) и старых (18-месячных) мышей
Рис. 24. Обнаружение различий между экстрактами мозга молодых и старых мышей при их изоэлектрофокусировании
Теперь давайте разберемся, что это за исследования и о чем могут говорить их результаты. Напомню, что электрофорез в геле есть не что иное, как движение в гелевой среде молекул вещества в электрическом поле от отрицательного полюса к положительному. Понятно, что более крупные молекулы будут двигаться медленнее, нежели более мелкие. Таким образом при электрофорезе определяют возможные различия в массе молекул двух или более сравниваемых веществ. В то же время при изоэлектрофокусировании движение молекул зависит не от массы, а только от величины их электрического заряда.
Таким образом, полученные результаты также говорили, по крайней мере, о существовании различий между экстрактами мозга молодых и старых мышей.
Совершенно очевидно, что в экстрактах мозга старых мышей, в отличие от таковых у молодых животных, содержался какой-то фактор, стимулирующий клеточную пролиферацию. Но оставалось неясным, является ли данный фактор причиной процесса старения или его следствием (действительно, чего только не накапливается в голове с возрастом!).
Это решено было проверить в опытах по искусственному состариванию молодых мышей.
Использовали четыре группы мышей линии C57Black/6 (генетическая линия мышей с черным волосяным покровом):
в первую группу входили естественно постаревшие двухгодовалые мыши;
во вторую – молодые двухмесячные мыши, которым ежедневно в течение 10 дней вводили очищенные мозговые экстракты таких же двухмесячных мышей;
в третью – молодые двухмесячные мыши, которым по той же схеме вводили очищенные мозговые экстракты старых двухгодовалых мышей;
в четвертую – молодые двухмесячные мыши, которым по той же схеме вводили сыворотку крови старых двухгодовалых мышей.
Потянулось ожидание… Спустя четыре месяца, т. е. когда молодым мышам исполнилось шесть месяцев, у животных третьей группы обнаружились внешние признаки старения: вялость движений, реакции на пищу, тусклость волосяного покрова, менее плотные, с признаками поседения кончики волос.
Но этого было мало. В дальнейшем мышей вывели из опыта и известный московский патологоанатом, крупнейший специалист по количественной характеристике патологических процессов в органах и тканях профессор Г. Г. Автандилов, провел морфометрический анализ головного мозга мышей всех групп, т. е. точно подсчитал количество нейронов в одинаковых участках коры головного мозга. И вот что оказалось.
Результаты сравнительного исследования доли нейронов и глии в коре головного мозга молодых, старых и искусственно состаренных мышей
Как видно из таблицы, площадь нейронов у молодых мышей, которым вводили экстракты мозга молодых же мышей (вторая группа), была наивысшей, что сочеталось с наименьшей площадью, занимаемой клетками глии. Вы спросите: зачем молодым мышам вводили мозговые экстракты также молодых? Отвечаю – чтобы исключить вероятность развития неспецифической энцефалопатии, т. е. неспецифических мозговых нарушений из-за введения мозговой ткани.
У естественно постаревших двухгодовалых мышей (первая группа) площадь нейронов была заметно меньше, а площадь глии заметно больше, чем у молодых мышей второй группы. Но самое интересное было в другом: у молодых мышей третьей группы, которым вводили экстракты мозга старых мышей и у которых проявились внешние признаки старения, площадь нейронов оказалась более чем в два раза меньше, а площадь глии – достоверно больше, чем у молодых мышей второй группы. Мало того, в коре головного мозга мышей третьей группы площадь нейронов оказалась почти в два раза меньше, а площадь глии – достоверно больше, чем в коре головного мозга естественно постаревших дыухгодовалых мышей первой группы. Наконец, заметное снижение количества нейронов и существенное увеличение количества глии наблюдали у молодых мышей, которым вводили сыворотку крови старых животных. Эти изменения были не столь ярко выражены, как у молодых мышей, которым вводили мозговые экстракты старых мышей, однако заметно более выражены, чем в мозговой коре естественно постаревших двухгодовалых мышей.
Все эти данные позволили расценивать обнаруживаемый в мозговых экстрактах и в сыворотке крови фактор, стимулирующий пролиферацию клеток глии, не как следствие, а как причину старения, что явилось основанием для его обозначения как фактор старения.
Таким образом, события, происходящие в головном мозге в процессе старения, схематически можно представить следующим образом:
Для того чтобы выяснить, когда появляется и как накапливается в ткани мозга фактор старения, были испытаны мозговые экстракты мышей разного возраста. Оказалось, что накопление данного фактора начинается примерно с 8-10-го месяца их жизни, т. е. в конце первой трети средней продолжительности мышиной жизни (запомните, пожалуйста, этот срок!), постепенно увеличиваясь с возрастом (рис. 25). Полученные результаты прямо свидетельствовали о накоплении в мозговой ткани мышей фактора, вызывающего активную гибель нейронов. Данный фактор обнаруживался и в сыворотке крови мышей также начиная с 8-10-месячного возраста.
Рис. 25. Накопление фактора старения в экстрактах мозга мышей разного возраста
Рис. 26. Накопление фактора старения в сыворотке крови людей разного возраста
Конечно же, обнаружив фактор старения в крови стареющих мышей, мы с помощью запатентованного нами метода предприняли первые обследования людей разного возраста. Предварительные результаты показали, что фактор старения в сыворотке крови людей можно обнаруживать начиная с 25-летнего возраста с последующим увеличением его активности (рис. 26).
Кстати сказать, недавно были опубликованы результаты 7-летних наблюдений американских ученых, которые показали, что человеческий мозг достигает пика своих возможностей к 22 годам, а в 27 лет начинается необратимый процесс старения. При этом у большинства людей признаки ухудшения памяти были зарегистрированы уже в возрасте 37 лет.
Вы удивлены? Вспомните, пожалуйста, сроки появления фактора старения в организме мышей – в конце первой трети средней продолжительности мышиной жизни. У человека 25 лет также знаменуют завершение первой трети средней продолжительности жизни. К 25 годам заканчивается программа роста, т. е. попросту мы перестаем расти. Так вот, можно предположить, что выключение программы роста включает программу старения…
Следует добавить к этому, что фактор старения был обнаружен впоследствии также в лимфоидных клетках селезенки (в результате совместной работы с известным иммунологом А. Г. Бабаевой – сотрудницей Института морфологии человека РАМН).
Возникает законный вопрос – что представляет собой данный фактор старения?
Прежде всего хотелось узнать его размеры. Для этих целей мы использовали так называемые диализационные мешки с различным размером пор, способных пропускать вещества соответствующего размера: массой 50, 25, 15 или 5 кД. Оказалось, что фактор старения свободно проходит через мешки с порами 50, 25 и 15 кД и не проходит через мешок с порами 5 кД. Следовательно, можно было предположить, что молекулярная масса нашего фактора старения соответствует величине порядка 10 кД, что позднее было уточнено Е. Н. Николаевым и В. С. Куровой в Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН с помощью времяпролетного масс-спектрометра, а именно – 10 кД.
Фактор старения оказался устойчивым к воздействию ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, а также к переваривающему действию трипсина и к повышенной температуре, но чувствителен к протеиназе К. Кроме того, фактор обладает видовой специфичностью действия, т. е. его активность реализуется только в культуре тех же клеток, откуда он получен. Поэтому фактор старения в экстрактах мозга и в сыворотке крови мышей испытывали на клетках мышиного (ЭПНТ-5 или L-929) или крысиного (НГУК-2) происхождения, а фактор старения в сыворотке крови людей определяли на клетках человеческого происхожденеия (L-41 или U-373).
На основании полученных данных можно заключить, что фактор старения млекопитающих представляет собой небольшой белок, принципиально отличающийся от инфекционного прионного белка (по размерам и устойчивости к ферменту протеиназе К).
Надеюсь, вы обратили внимание на поразительное сходство динамики накопления фактора старения в организме мышей и людей? Это сходство позволяет предполагать определенную универсальность процесса старения у всех млекопитающих. Конечно, это явление ввиду его огромной значимости требует дальнейшего изучения, однако уже сегодня можно высказать некоторые соображения по этому поводу.
Обнаружение фактора старения не только в ткани мозга, но и в сыворотке крови, а также его резко выраженное повреждающее действие на клетки мозга в организме искусственно состаренных молодых мышей может свидетельствовать о том, что процесс старения млекопитающих не является простым «увяданием» организма, а, по всей видимости, представляет собой биологически активный процесс, в котором фактор старения играет весьма агрессивную роль.
Каков же итог? Есть гипотеза, есть экспериментальный материал, полученный как в системе in vitro (на клеточных культурах), так и в системе in vivo (на лабораторных животных), подтверждающий обоснованность гипотезы. Наконец, закономерности, установленные в результате обследования с помощью нашего метода людей, совпали с данными экспериментальных исследований лабораторных животных. Таким образом, в 2003 году нами была представлена система доказательств пусковой роли глиоза в развитии процесса старения и гибели мозга млекопитающих.
На основании совокупности полученных результатов по представлениям президента Геронтологического общества РАН члена-корреспондента РАН В. Н. Анисимова и ученого секретаря Московского отделения Геронтологического общества РАН А. В. Халявкина нами (В. А. Зуев, Г. Г. Автандилов, Н. Г. Игнатова) был получен диплом на открытие «Явление накопления в организме млекопитающих фактора старения», зарегистрированный 28 апреля 2005 года с датой приоритета 12 января 2000 года.
Казалось бы, все на своих местах. Однако открытие фактора старения не всеми было воспринято благожелательно. К сожалению, даже некоторые руководители геронтологических учреждений, к примеру, в Москве, как мне кажется, были больше огорчены, если не сказать – напуганы этим обстоятельством. По-видимому, появление надежного маркера старения мешало тем, кто опасался объективной оценки эффективности средств и методов омоложения, столь модных и широко распространенных ныне, а главное – приносящих немалые доходы. Но если бы негативное отношение к открытию ограничивалось этим. Увы! Не все наши крупные ученые «повернулись лицом» к открытию, фактически не дав ему тогда дорогу.
Однако в сентябре 2011 года произошло событие, круто изменившее ситуацию. В сентябрьском номере журнала «Nature» была опубликована статья большой (23 человека) группы авторов, главным образом из Стенфордского университета США, в которой сообщалось об обнаружении в крови старых мышей веществ, под действием которых в мозге молодых мышей снижается нейрогенез – формирование новых нейронов из стволовых клеток мозга. Количество этих веществ с возрастом увеличивается, что сопровождается снижением памяти и способности к усвоению новой информации. Авторы выявили шесть белков крови, концентрация которых повышалась в процессе старения, и первым из них оказался небольшой белок, известный как эотаксин. Увеличение содержания эотаксина было обнаружено также в крови и в спинномозговой жидкости людей в процессе их старения.
В ответ на эту публикацию президент Геронтологического общества РАН В. Н. Анисимов, давно и хорошо знакомый с результатами наших исследований, в «Вестнике геронтологического общества РАН» (2011. № 7–8) так прокомментировал работу американцев: «К сожалению, в этой интересной работе совершенно не нашли отражения опубликованные на английском языке исследования, выполненные в этом же направлении в нашей стране. А между тем более 10 лет тому назад группа под руководством проф. В. А. Зуева начала публикацию (в том числе и на английском языке) целой серии работ, результаты которых прямо свидетельствовали об обнаружениях исследователями фактора старения в организме млекопитающих, включая и человека… Более того, в 2005 г. авторами был получен патент на прижизненное определение этого фактора в организме человека». (Естественно, подобная реакция не могла не вызвать у меня чувство глубокой благодарности Владимиру Николаевичу Анисимову.)
Публикация в журнале «Nature» и данные комментарии резко изменили отношение к фактору старения и автору этих строк. На сегодняшний день просто неприлично высказывать какие-либо сомнения на этот счет. Ведь сами американцы (!) подтвердили существование фактора старения… Отсюда и поступающие мне многочисленные предложения участвовать в различного рода проектах. Действительно, нет пророка в своем отечестве!
И, наконец, последнее.
В связи с обнаружением фактора старения часто приходится слышать один и тот же вопрос: «Сколько лет может прожить человек?» Честный ответ на него: «Неизвестно».
Но если вопрошающий будет проявлять излишнюю настойчивость, следует познакомить его с источником, уже не одно тысячелетие отвечающим на этот сакраментальный вопрос вполне конкретно: «И сказал Господь: не вечно Духу Моему быть пренебрегаемым человеками; потому что они плоть; пусть будут дни их сто двадцать лет» (Библия, Книга Бытие, 3-й стих б-й главы).
Давайте поразмышляем над числом 120. Как к нему относиться? С доверием или нет? Я думаю, что в первую очередь с удивлением! Потому, не забудьте, что Библия была написана много веков назад, а на протяжении всех времен средняя продолжительность жизни человека менялась весьма существенно. И эти изменения, как вы увидите из приведенных ниже данных, были направлены только в сторону ее увеличения:
Палеолит, неолит – 18 лет
Древняя Греция – 20 лет
Древний Рим – 22 года
Средние века – 35 лет
Середина XIX века – 40 лет
Середина XX века – 70 лет
Конец XX века – 75 лет
Эпохи палеолита, неолита, Древней Греции и даже Древного Рима характеризовались малой средней продолжительностью жизни человека по целому ряду причин, и главные из них – тяжелая, чаще смертельная борьба за выживание и отсутствие сколько-нибудь эффективного санитарного и медицинского обеспечения.
Любое более или менее серьезное ранение было абсолютно смертельным. Эпидемиям чумы, оспы, холеры и другим массовым инфекционным заболеваниям противопоставить было нечего. Мало того, история Древнего мира – это история постоянных войн, сначала между племенами, а потом и между государствами.
В Средние века появляются ростки цивилизации: развиваются мореплавание (вспомните эру великих географических открытий), астрономия, медицина. В связи с этим средняя продолжительность жизни человека заметно увеличивается – на 13–17 лет, но это немного, если учесть, что рассматриваемый исторический период исчисляется примерно 15 веками.
Еще менее заметным кажется увеличение рассматриваемого показателя за период от Средневековья до середины XIX века – всего 5 лет, хотя, конечно, этот период имеет значительно меньшую временную протяженность, составляющую примерно 4–5 веков. Но зато за последующие 100 лет – от середины XIX до середины XX века – произошел очень большой скачок показателей средней продолжительности жизни человека – на 30 лет, что обусловлено не только заметным улучшением социально-бытовых условий, но главным образом поистине революционными событиями в области борьбы с инфекционными заболеваниями (вспомните эру великих микробиологических открытий): обнаружение возбудителей инфекционных заболеваний, разработка учения о предохранительных прививках (вакцинация), применение методов антисептики, а затем и асептики при проведении хирургических вмешательств, открытие антибиотиков, наконец, несомненный прогресс в разработке санитарно-гигиенических норм.
А вот за последние 50 лет продолжительность жизни человека хоть и продолжала увеличиваться, но этот рост составил всего 5 лет. Много это или мало? По сравнению с веком, который исчисляется с середины XIX до середины XX столетия, это, конечно, немного, но если сравнивать с увеличением на 13–17 лет за 15 веков, то понимаешь, что это – немалое достижение; к такому же выводу приводит сравнение с периодом от Средних веков до середины XIX века, т. е. за 500 лет.
Во всяком случае, средняя продолжительность жизни человека неуклонно увеличивается, и это внушает оптимизм!