Перестанет ли человечество когда-нибудь стареть и умирать? Действительно ли голодание продлевает жизнь?
Определим термины
Прежде всего, нам нужно понять, что такое старение. На прозаическом уровне все ясно: старость приходит с возрастом. Но не все так просто, и номер в паспорте не всегда совпадает с биологическим возрастом, ведь жизненные процессы у каждого человека совершенно разные. Также не следует забывать о некоторых генетических заболеваниях, таких как синдром Дауна и прогерия, жертвы которых стареют намного быстрее.
Согласно общепринятому определению, старение — это явление, при котором вероятность смерти увеличивается с возрастом. А согласно закону Гомперца корреляция растет экспоненциально. Примерно с одиннадцати лет риск смерти увеличивается во много раз каждый год.
Старость измеряется четырьмя способами:
- визуальная оценка (например, если вы выглядите намного старше своего «паспортного» возраста, то это повод для серьезных размышлений);
- Наличие «возрастных» заболеваний (например, болезни Альцгеймера, диабета, болезней сердца);
- физиологические маркеры (плохо функционирующие органы, иммунная система, сниженная способность к регенерации);
- Биологические маркеры (например, длина теломер или модификации ДНК).
Все эти факторы неразрывно связаны, потому что старение — очень сложный процесс, в котором одновременно задействовано множество механизмов.
Производственный брак или механический износ
Есть два способа взглянуть на причины старения: либо это естественная программа, либо просто естественный износ, возникающий из-за накопления дефектов на протяжении всей жизни.
Если предположить, что старение — это программа, то сразу возникает вопрос: можно ли ее сломать, прервать и, следовательно, всегда молодым?
К сожалению, в настоящее время таких прецедентов нет. Можно возразить, например, что достоверно известно, что генетические изменения рецепторов гормона роста могут привести к значительному увеличению продолжительности жизни у мужчин. Но можно ли сказать, что эти люди не стареют? Скорее всего, процесс их старения просто задерживается, но никак не останавливается.
Гипотеза о «запрограммированном» старении также опровергается существованием довольно необычного животного. Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — африканский грызун, обитающий, как следует из названия, под землей. Он не только не стареет (совсем!), Но и практически не болеет раком. За все годы наблюдения было зарегистрировано всего два человека, которые, однако, страдали этим заболеванием. В лабораторных условиях слепышу максимум 30 лет. Другая сверхдержава не чувствует боли, даже если ее порезать, сжечь или полить кислотой, но сейчас не в этом суть.
Ученые считают, что одним из возможных ключей к вечной молодости землекопа является высокая активность теломеразы и других внутренних механизмов, восстанавливающих поврежденные структуры ДНК.
Эгоистичный ген
Около половины генов, закодированных в ДНК, не так полезны для нас. Это просто информация, которая распространяется сама по себе. Его единственная цель — как можно больше умножиться. Эти повторяющиеся кодовые цепочки (ретротранспозоны) можно легко назвать самыми старыми вирусами.
Деление клеток всегда сопровождается дублированием генетической информации, и чем старше клетка, тем больше элементов содержится в ее геноме и тем быстрее в ней происходит процесс обратной транскрипции РНК в ДНК. Проблема в том, что у этого процесса много собственных недостатков, но на него дополнительно влияют различные факторы стресса (например, как хорошо известные свободные радикалы), что еще больше расстраивает геном. В результате клетка превращается в массу генетических ошибок и мутаций, которые продолжают воспроизводиться.
Но это не так уж и плохо, потому что в каждом из нас есть белок сиртуин (SIRT6), одна из функций которого — блокировать дублирование повторяющихся элементов ДНК («вирусных») и восстанавливать разрывы в цепях. Только вот эффективность этого протеина с возрастом снижается.
Некоторые люди называют сиртуин «белком долголетия», потому что эксперименты на мышах показали, что если к мышам искусственно добавить ген, кодирующий этот сиртуин в больших количествах, они живут дольше (а те, которые не производят этот белок, умирают очень быстро).
Это работает для людей? Удивительно, но это можно проверить на пациентах с ВИЧ, получающих высокоактивную антиретровирусную терапию (ВААРТ). Это лечение основано на ингибировании обратной транскриптазы (которую делает тот же сиртуин), которая снова и снова кодирует фермент ВИЧ. По иронии судьбы пациенты, которые регулярно принимают антиретровирусные препараты, теоретически могут прожить немного дольше, чем здоровые люди.
«Кровь девственниц» и голод
Итак, мы подошли к самой интересной части нашего разговора: что можно сделать, чтобы остановить старение, и возможно ли это вообще?
Мы уже говорили об экспериментах с сиртуинами, но есть и другие способы. Например, переливание крови от молодых к пожилым людям.
В 80-х годах прошлого века эксперименты с парабионами были довольно популярны. Это отдельные организмы, которые имеют общую систему кровообращения на двоих (например, сиамские близнецы). Итак, с созданием лабораторных мутантов ученые закончили: сшили двух мышей разного возраста и посмотрели, что получится. И оказалось, что у более старых мышей резко выросли показатели здоровья: они регенерировали печень, увеличивали деление нейронов, улучшали обоняние и выполняли гораздо лучшие поведенческие тесты. Были видны все признаки волшебного «омоложения». Приходилось связывать мышек? Нет, переливание тоже работает, но только через определенные промежутки времени.
Какой именно фактор в молодой крови вызывает омоложение, еще предстоит выяснить.
Еще один проверенный метод продления жизни, который работает для всех многоклеточных организмов — от нематод до сапиенс, — это голодание. В ходе многочисленных экспериментов и исследований, проведенных на совершенно разных животных, было обнаружено, что сокращение диеты напрямую влияет на продолжительность жизни. Наилучшие результаты были получены, когда потребление пищи было уменьшено на 65% от того, что могло бы съесть животное, если бы это не было каким-либо образом ограничено.
Можно ли достичь тех же результатов, не голодая? Теоретически это возможно, и ученые активно работают над этой проблемой.
В основе исследования лежит белковый комплекс TOR, который отвечает за метаболизм, рост и накопление энергии клеток. Если эти белки заблокированы, АТФ не будет синтезироваться, и организм будет думать, что голодает. Это можно сделать двумя способами: непосредственно с препаратом рапамицин (он также используется в терапии рака, поскольку он замедляет скорость роста раковых клеток) или косвенно через метформин (препарат для диабетиков). Однако оба этих препарата были не так эффективны, как простое голодание, и в экспериментах с рапамицином было обнаружено, что только самцы мышей живут дольше, а у самок, наоборот, укорачиваются.
Кроме того, оба этих препарата обладают очень длинным списком серьезных побочных эффектов, таких как тошнота, рвота, диарея, а также снижение тестостерона и сперматогенеза.
Сколько стоит природная квота?
Если вы посмотрите на эволюционные механизмы старения, то в природе это работает так: продолжительность жизни животного тем больше, чем меньше угроза со стороны внешней среды. Например, тело мыши не предназначено для долгой жизни, она может умереть в довольно молодом возрасте. А вот слоны или киты отлично себя чувствуют десяткилет, ведь внушительные размеры защищают их от хищников.
Чем больше вероятность выживания животного, тем активнее и дольше в нем работают механизмы внутренней защиты и восстановления ДНК.
Если мы посмотрим на график, сравнивающий размер животного и его продолжительность жизни, мы увидим прямую корреляцию, за исключением таких факторов, как способность летать (такое преимущество добавляет сразу несколько лет) или определенный диапазон.
А как насчет людей? Природе для человека не более сорока лет — немногие из наших первобытных предков дожили до этого «преклонного» возраста. Хотя мы избежали влияния природных факторов, преодолели большинство болезней и защитили себя от хищников, эволюция не поспевала за нами.
Изменится ли что-нибудь в будущем? Люди, скорее всего, проживут немного дольше, чем сейчас, но полностью остановить процесс старения невозможно. Лучшее, что мы можем сделать, — это отложить этот процесс.
Мы также не должны верить в универсальную «магию». Таблетка Ведь, как уже было сказано, старение — это сложный процесс, требующий комплексного решения.
