отсутствие волшебной пилюли для долголетия.
Другой не менее распространенный миф сложился в связи с ограничением питания. Мол, если бы у нас была сила воли и мы бы меньше ели, то стали бы жить дольше. Действительно, в 1934 году Мэри Кроуэлл и Клайв Маккэй из Корнелльского университета обнаружили, что с помощью строгого ограничения калорий ожидаемую продолжительность жизни лабораторных крыс удается продлить вдвое. Точных данных по людям или другим млекопитающим нет до сих пор, хотя есть причины считать, что значительное ограничение калорий действительно может значительно продлить человеческую жизнь.
Доводом «за» могут служить люди-долгожители. Среди них практически нет полных людей, все они питались очень просто и не переедали. Но даже несмотря на это, нет доказательств того, что ограничение калорийности принимаемой пищи может остановить старение. Поджарые столетние женщины, а среди долгожителей их абсолютное большинство, свидетельствуют лишь о том, что эволюционный отбор с древности шел в направлении людей, способных выживать без обильной еды (см. Приложение 3 на с. 213).
Возможно, отбор остановил свое внимание именно на женщинах из популяционных соображений – с точки зрения гендерного разделения труда и выживания племени. Стареющие охотники не могли уже приносить еду и пользу своему племени, а вот бабушки с возрастом увеличивали свою ценность, делясь с молодыми матерями все возрастающим накопленным опытом выхаживания малышей.
Примерно до 2006 года не было известно ни единого фактора, о котором хотя бы с огромной натяжкой можно было сказать, что он останавливает или обращает вспять старение у людей. Можно назвать множество разных факторов, которые либо ускоряют, либо замедляют процесс старения. Они хорошо известны, но малоприятны и неудобовыполнимы для большинства, среди них – ежедневно есть овощи, избегать калорийной, сладкой и жирной пищи, регулярно делать зарядку, пользоваться кремом для загара, мыть руки, делать прививки и позитивно смотреть на мир. Мы все знаем, что нужно делать; но очень немногие из нас действительно так делают. Может быть, потому, что не понимаем, как это работает?
Давайте разберем, почему с возрастом рацион должен меняться, с точки зрения самых современных представлений о старении. С течением времени клетки начинают работать медленнее и использовать меньше энергии. Так что чем мы старше, тем нам нужно меньше еды. Было бы здорово, если бы избыточные питательные вещества поступали в клетки и заставляли их ремонтироваться, но, к сожалению, так организм не работает. Один из самых распространенных эффектов изменения генов в стареющих клетках на генном уровне – уменьшение скорости метаболизма: клетки уже не ремонтируются, не обновляются и не перерабатывают использованные материалы так же активно, как в молодости. Таким образом, у стареющих клеток ниже потребность в калориях, и избыточные калории переправляются в жировые отложения на теле.
Подведем итог. Безусловно, существуют доказательства того, что плохой рацион питания приводит к заболеваниям, а хороший рацион может эти заболевания предотвратить. Но нет никаких доказательств того, что даже самая хорошая диета может предотвратить старение или обратить его вспять.
Глава 2.4Геном
Во второй половине двадцатого века стало модно объяснять мир через генетические термины. Сейчас мы практически смирились с идеей, что практически все от сердечно-сосудистых заболеваний до болезни Альцгеймера, от остеоартрита до старения и рака груди – вызывается определенными генами. После того как научились секвестрировать геном, т. е. расшифровывать последовательности триплетов, кодирующих все белки нашего организма, идея генетического предопределения полностью овладела средствами массовой информации, а следом за ними – нашими душами. Все ученые принялись искать гены, отвечающие за старение, и, казалось бы, вот-вот они будут найдены.
Однако генетика не стоит на месте, и оказалось как всегда, что дьявол кроется в деталях. Большинство характерных черт организма, болезней и сложных изменений, таких как, например, старение, невозможно свести к одному гену или их группе. Несомненно, гены, коррелирующие со всем вышеперечисленным, существуют, но идеи, что один или несколько генов вызывают какое-то конкретное сложное явление, очень редко верны. Например, если говорить о росте, то нет единственного «гена роста», который определяет ваше телосложение. На то, насколько высокими вы вырастете, влияют не только родительские гены, но факторы окружающей среды и еще факторы, называемые эпигенетическими, грубо говоря, наследуемые свойства, не связанные с секвенцией ДНК.
На самом деле оказались важны не те или иные гены, а их экспрессия – эпигенетика. Если объяснить очень просто, это активность считывания тех или иных участков хромосом и построения на них белков, которые закодированы в соответствующих участках генома. В начале XX века, например, некоторые биологи считали, что в пальцах ног у нас совсем не такие гены, как на носу. Но это неверно: гены в любой клетке нашего тела абсолютно одинаковы. Разница между типами клеток – не в генах, а в паттернах экспрессии генов – эпигенетических паттернах. Нет специальных генов пальцев ног – только паттерн (модель) экспрессии генов, в результате которого вырастает палец ноги. Во всех обнаруженных типах клеток и тканей есть свои паттерны экспрессии. Между клетками пальца ноги и носа разница точно такая же, как между молодой и старой клеткой: гены в них одинаковые, а вот паттерн экспрессии разный. Между клетками одного и того человека в возрасте грудничка и старца разница не генетическая, а эпигенетическая.
Мы ищем гены старения, потому что их легко идентифицировать, просто объяснить, а в нынешнем научном климате под них легче выбить себе финансирование. Однако охота за «генами старения» – безнадежное дело. Когда речь заходит о старении и возрастных заболеваниях, настоящие причины не в генах, а в паттернах экспрессии генов.
Теперь, рассмотрев гормональную, энтропийную, диетическую и генетическую теории, мы с вами подходим к самом передовому краю исследования механизмов старения. Если все 4 вышеизложенные теории старения до сих пор не вызывали разногласий в медицинском и биологическом сообществах, то следом изложу 3 теории, по поводу которых мнения авторитетных медиков современности начинают расходиться. Главным образом при рассмотрении перспектив их клинического использования. Ученые спорят, какая именно теория быстрее приведет к созданию лекарства от старости. Причем на основе двух из них такие лекарства уже существуют и продаются в аптеках. Начнем со свободнорадикальной, проявившейся раньше. Мне хочется начать именно с нее еще и потому, что ее активно развивает ученый с мировым именем, биохимик, наш соотечественник, с которым мы заканчивали одну альма матер, биологический факультет МГУ, и с которым тесно работали вместе, академик Владимир Петрович Скулачев.
Глава 2.5Свободные радикалы, или жизнь без старости
Митохондриальная свободнорадикальная теория – была впервые изложена не так давно – в 1972 году Денхамом Харманом. Не все из нас, в отличие от меня, стали биологами, поэтому не обязаны помнить, что митохондрии – это «энергетические станции» клетки, вырабатывающие энергию для всех ее метаболических процессов. Свободные радикалы, второе слово в названии теории, – это побочный эффект нормального метаболизма, происходящего в наших митохондриях. При сжигании метаболического топлива, например глюкозы, в нашем организме появляются свободные радикалы – заряженные молекулы, которые нарушают работу других молекул. Подавляющее большинство свободных радикалов остаются внутри митохондрий, вдали от важнейших молекул наших клеток и еще дальше от ДНК и наших генов, надежно спрятанных в ядре клетки. Но вот свободные радикалы, которым удается вырваться из митохондрий, могут повредить ДНК, мембранные липиды и важнейшие ферменты, что приводит к накоплению повреждений и старению. Такова суть митохондриальной теории.
Когда наши клетки стареют, происходят четыре важных изменения, связанных со свободными радикалами:
(1) их производство увеличивается: на единицу произведенной энергии приходится больше свободных радикалов;
(2) улавливание ухудшается в результате того, что мембраны, задерживающие свободные радикалы внутри митохондрий, становятся «дырявыми»;
(3) уборка замедляется, т. к. уборщиков, захватывающих радикалы, становится все меньше;
(4) ремонт замедляется: в случае с ДНК замедляется скорость ремонта; в случае со всеми остальными молекулами замедляется скорость замены.
В результате этих четырех процессов стареющие клетки начинают функционировать все хуже и хуже. Однако отсутствие свободных радикалов было бы еще более губительно, чем их некоторый избыток. Свободные радикалы возможно и являются одной из движущих сил процесса старения, но вместе с тем они играют и нормальную, полезную роль в нашей физиологии. Наша иммунная система использует свободные радикалы в высокой концентрации, чтобы атаковать «непрошеных гостей» организма, например бактериальные инфекции. К тому же если концентрация свободных радикалов в здоровых клетках уменьшится, то изменятся паттерны экспрессии (активности) генов, и клетка опять же станет менее функциональной.
Иногда, говоря о свободных радикалах, вспоминают об антиоксидантах и окислителях как возможной панацее от старения организма. В последнее время, правда, об этом говорят все меньше и меньше, и неспроста. В живых организмах окисление – это часть процесса пищеварения. Окисление – процесс, при котором кислород вступает в реакцию с молекулами, производя двуокись углерода и воду и выделяя энергию. Многие склонны верить, что окисление – это еще одна причина старения, но в реальности все сложнее. Мы не просто не можем выжить без окисления (и кислорода!) – нет вообще никаких доказательств, что антиоксиданты как-то влияют на процесс старения. Как и в случае со свободными радикалами, избыточное неконтролируемое окисление, безусловно, вызывает проблемы, но п