Иными словами, некоторые проявления старения не неизбежны и не универсальны[578]. Не у всех с увеличением возраста повышается кровяное давление, наступают деменция или недержание. К тому же существуют биологические виды, которые, судя по всему, не стареют. Гренландские киты, омары, черепахи и некоторые моллюски способны прожить сотни лет, сохраняя способность к размножению. (Абсолютный мировой рекордсмен долгожительства — морской моллюск, получивший имя Мин от ученых, которые спасли его, выброшенного на берег, а потом безжалостно умертвили ради того, чтобы установить, что несчастный пасынок судьбы прожил на свете пятьсот семь лет.)[579] Как и почему определенные животные, а также люди, включая тех, кто физически активен, медленнее стареют?
В чисто механистическом смысле мы стареем (дряхлеем) из-за целого ряда безжалостных процессов, которые повреждают наши клетки, ткани и органы.
И что беспокоит, один из источников износа и старения нашего организма — те самые химические реакции, которые поддерживают в нас жизнь. Вдыхаемый нами кислород производит в клетках энергию, но в результате образуются неустойчивые молекулы кислорода со свободными, непарными электронами. Эти активные формы кислорода (прелестно, что их еще называют свободными радикалами) без разбора крадут электроны у других молекул и тем самым оксидируют (окисляют) их. Эти кражи запускают медленную цепную реакцию, поскольку порождают новые неустойчивые молекулы, жаждущие восполнить недостающий электрон и потому тоже вынужденны красть его у других молекул. Окисление постепенно и неуклонно распространяется. Точно так же, как под действием окисления металл покрывается ржавчиной, а разрезанное яблоко коричневеет, оно повреждает клетки всего организма тем, что нарушает структуру ДНК, ранит стенки сосудов, инактивирует ферменты и калечит белки. Вот парадокс: чем больше кислорода мы потребляем, тем больше активных его форм образуется, так что в теории бурная физическая активность, требующая больших объемов кислорода, должна ускорять старение.
Связанный с вышеназванным фактор старения — митохондриальная дисфункция. Митохондрии, напомню, — это крошечные «электростанции» в клетках, которые вырабатывают энергию (аденозинтрифосфат, АТФ), сжигая топливо в присутствии кислорода. В клетках органов с высокой потребностью в энергии, в том числе мышц, печени, мозга, митохондрий тысячи. Поскольку у них есть собственные ДНК, они также участвуют в регуляции функционирования клеток и производят белки, которые помогают организму в защите от тяжелых заболеваний, например диабета и рака[580]. Но при сжигании митохондриями кислорода выделяются свободные радикалы, и те, оставшись без присмотра, вызывают самоповреждение клеток. Нарушение нормальной работы митохондрий или уменьшение их количества приводят к старению и нездоровью[581].
Организм расплачивается еще одним побочным эффектом за то, что живет и потребляет энергию. Это нечто вроде глазирования, а по-научному называется гликированием. Этот процесс происходит, когда глюкоза и белки вступают в реакцию под действием тепла. Именно такая реакция придает выпеченному хлебу и жареному мясу румяный вид и манящий аромат, но что хорошо для запеченного блюда, то плохо для почек. Гликирование опасно тем, что в результате образуются химические соединения (конечные продукты), которые лишают упругости кровеносные сосуды, сморщивают кожу, накапливаются в хрусталике глаза, создавая риск его помутнения (катаракты), засоряют почки и творят прочие безобразия. Такие повреждения со временем вызывают воспаление.
Как мы уже уяснили, иммунная система стимулирует воспалительный процесс для защиты организма от патогенов, а также от ущерба, который мы сами себе наносим интенсивной физической активностью. В виде кратковременных вспышек воспаление спасительно для нас, но вялотекущие, длящиеся месяцами или годами воспаления пагубны, поскольку медленно подтачивают организм. Со временем разрушительные эффекты хронического тлеющего воспаления накапливаются во всех клетках и тканях организма с головы до ног включая нейроны мозга, хрящевые ткани суставов, стенки артерий, а также инсулиновые рецепторы мышечных и жировых клеток.
Как будто нам мало оксидации, митохондриальной дисфункции, гликирования и вялотекущего воспаления, в организме протекают и другие процессы, которые вносят свой пагубный вклад в старение, вызывая повреждение и деградацию клеток. Со временем крохотные молекулы прикрепляются к клеточным ДНК. Они называются эпигенетическими (поскольку садятся поверх генома) модификациями и способны влиять на то, какие гены экспрессируются в отдельных клетках[582]. Рацион, стрессы, физические упражнения, а также другие факторы среды частично влияют на эпигенетические модификации, и поэтому с возрастом их у нас накапливается все больше[583]. Чаще всего эпигенетические модификации безвредны, но чем их у вас больше, тем выше ваш риск умереть[584]. К другим формам старения относятся утрата клетками способности поддерживать баланс между распадом и синтезом внутриклеточных белков[585], полноценно распознавать и усваивать питательные вещества[586] и (что менее вероятно) утрата способности к делению, поскольку слишком укорачиваются малюсенькие колпачки (теломеры), которые защищают кончики хромосом от деградации[587].
Если такой перечень механизмов старения встревожил вас, то это нормально. Вместе эти механизмы медленно сеют в организме хаос и разрушения. В кровеносных сосудах образуются бляшки, лишая их стенки упругости и закупоривая их. Клеточные рецепторы засоряются. Мышцы теряют силу. Нейроны и другие столь же важные для организма клетки обрастают «мусором». Клетки мозга умирают. Мембраны рвутся. Кости истончаются и разрушаются. Сухожилия и связки изнашиваются. Ослабевает способность иммунной системы эффективно бороться с инфекциями. Если не исправлять эти и множество других повреждений, организм в конце концов грозит выйти из строя, как автомобиль с очень большим пробегом.
Но надежда есть. Возраст не так уж неразрывно связан со старением, поскольку большинство разрушительных процессов можно в той или иной степени предотвратить или замедлить, а вызванные ими неполадки устранить. Окислительные процессы, например, можно остановить антиоксидантами: эти химические соединения связываются со свободными радикалами, делая их безвредными. Некоторые из них, в частности витамины С и E, можно получать с пищей, но наш организм и сам в изобилии синтезирует антиоксиданты. Аналогично возможно регенерировать митохондрии, а некоторые продукты гликирования починить при помощи ферментов, которые поглощают или расщепляют эти соединения[588]. Воспалительные процессы можно выключить противовоспалительными белками, которые производятся белыми кровяными тельцами и мышцами; теломеры удлинить, ДНК починить, а клетки побудить восстанавливаться или улучшать функционирование. Действительно, почти все причины старения почти в каждой ткани (за несколькими вопиющими исключениями вроде помутнения хрусталика) при помощи того или иного механизма можно повернуть вспять, исправить или предотвратить.
Тут есть загадка: если у организма так много омолаживающих механизмов, почему у большего числа людей (а как мы помним, естественный отбор приспособил человека жить дольше, чем большинство животных) они не задействуются раньше и чаще, чтобы замедлять старение и дольше сохранять здоровье полезным для нас бабушкам и дедушкам?
Эволюционные биологи поколениями размышляли над этим вопросом, но, если не вдаваться в подробности, лучшее на сегодня объяснение заключается в том, что по мере старения человека естественный отбор все слабее воздействует на него[589]. Болезни, хищники, суровые погодные условия и прочие превратности природы (биологи ради приличия называют это «смертностью от случайных причин») прореживают популяцию пожилых, их численность неизбежно снижается, и естественный отбор уже не так интенсивно работает на отбор генов, которые продлевают жизнь и способствуют восстановлению тканей. Так что даже если люди среднего и старшего возраста активно помогают младшим поколениям, отодвигая медаварову тень, чем старше становится человек, тем меньше естественный отбор заботится о борьбе с накопившимися за долгую жизнь повреждениями в организме[590]. Хочешь не хочешь, а естественный отбор неизбежен. К счастью, физическая активность помогает отсрочить приход смерти и сгладить ее жестокость.
В середине 1960-х команда работавших в Далласе физиологов решила сравнить, как сказываются на здоровье малоподвижный образ жизни и физические упражнения, для чего привлекла пятерых здоровых двадцатилетних людей и за плату предложила сначала в течение трех недель не вставать с постели, а затем пройти двухмесячную программу интенсивных физических тренировок. Постельный режим подействовал разрушительно. Когда добровольцам позволили подняться с постелей, тела у них по многим параметрам стали как у сорокалетних: они растолстели, у них повысились давление и уровень холестерина, мышечная масса уменьшилась и ухудшилось общее физическое состояние[591]. Зато последующие восемь недель тренировок не только устранили пагубные последствия обездвиженности, но и в некоторых случаях позволили добиться улучшений. По мнению ведущего исследователя Бенгта Салтина, вывод был прост и однозначен: «Человек рожден для движения». Но время движется вперед, и авторы исследования решили оценить, как старение влияет на последствия физической неактивности: их осенила блестящая мысль спустя тридцать лет повторно изучить физическое состояние добровольных участников эксперимента 1960-х.