Дата публикации: 18.11.2016 .

Зачем мы стареем? Оказывается, старость — это вовсе не только изнашивание организма. Это эволюционный механизм самоуничтожения отдельных организмов, призванный ускорить сменяемость поколений. Например, для того, чтобы размножались только молодые особи, у которых более вероятно не повреждена генетическая информация. Для клеток известно явление альтруистического самоубийства под названием апоптоз. Есть ситуации, когда клетка вывешивает флаг «я самоубиваюсь!» — и ее разбирают на части соседние клетки. Таков механизм защиты многоклеточного организма от больных, зараженных, дефектных и мутантных клеток.
То же явление для целых организмов назвали феноптоз.
То, что выгодно виду и выгодно индивидууму, не всегда совпадает. Автор сравнивает индивида, носителя генов, с монахом-переписчиком священного текста. Текст — всё, монах — только маленькое звено цепи. Его задача — переписать текст, а дальнейшая судьба неважна. Фигурально выражаясь, эволюция стремится, чтобы текст переписал молодой монах, он сделает меньше ошибок. Дальше ей безразлично, что происходит с монахами, которые уже переписали текст, или не собрались этого делать. Живут они или умирают. Но они занимают территорию и ресурсы.
Может случиться, что все территория и ресурсы будут заняты старыми особями, не давая места молодым, способным к размножению. Тогда вид погибнет. Кстати, одна из теорий исчезновения динозавров именно такова.
Интересна история размножения лосося. Он живет в море, где тучные пастбища, но зато крайне высокая конкуренция видов. Его икру там банально сразу съедят. Понятно, зачем лосось уходит нереститься вверх по рекам. Но зачем он умирает сразу после нереста? Оказывается, в верховьях рек с прозрачной водой малькам будет нечего есть! Но… Тела их родителей, умерших после нереста, становятся пищей для рачков, а те в свою очередь прокормят мальков. И они вернутся в море большими сильными рыбами, которых уже не так легко обидеть.
Еще о связи любви и смерти. У травки резушки, чей цикл жизни два с половиной месяца, выделили участок гена, отвечающий за механизм полового размножения. И удалили. В результате быстрорастущая и быстроумирающая травка стала деревянистым кустом, начала размножаться вегетативно, изменила форму — вместо одной розетки дала множественные. Продолжительность ее жизни увеличилась многократно. Но у животных нельзя удалить кусочек гена, не повредив жизненно важных функций, гены управляют сразу несколькими задачами.
При этом, выяснилось, что механизм феноптоза работает не у всех живых существ на планете. Синие киты, голые землекопы, некоторые виды черепах, морские окуни, раковина речная жемчужница — не стареют. Они, если не погибли от внешних нападений, умирают от других причин. У синих китов мутнеет хрусталик глаза, они становятся беззащитными. Черепаха перестает выдерживать вес своего панциря, когда он становится слишком большим. Жемчужница не может удерживать мышечной ногой слишком большой вес раковины, падает и умирает от голода. Есть основания предполагать, что отмени мы механизм старости у человека, бессмертными все же не станем. Вылезут ограничения в работоспособности отдельных органов и узлов организма: они не рассчитаны на бесконечную работу, да и в них банально накапливаются поломки. Но это уже совсем другая история.
То, что в старении играют роль свободные радикалы (активные формы кислорода) — уже некоторое время общеизвестно. С ними борются антиоксиданты, которые стали модными, но на самом деле не попадают в цель, и могут даже навредить при передозировке. Цель спрятана внутри митохондрий. Дальше пропускаю подробный рассказ из молекулярной биологии, почему не попадают, и как нашли способ доставить в митохондрии при помощи «иона Скулачева». В общем, на этой основе создали лекарство, влияющее на механизм старения человека. Продолжительность жизни оно радикально не меняет, но дает возможность оставаться молодыми в течение жизни.
Другой способ достичь той же цели существует. Это — питаться на 40% меньше. Повторяю: меньше есть. Это не лечебный голод и, тем более, не вынужденный. Это постоянное сознательное ограничение, подобное посту.
Во время проведения опытов принято скрывать от исследователей, какая группа контрольная, а какая экспериментальная. Так вот, через некоторое время эксперимента на мышах это скрывать становится невозможно. Облезлые, дрожащие, скрюченные, ничем не интересующиеся мыши с выпавшими усами, которым давали есть сколько они хотят. И бодрые, живые, мохнатые «тощие» мыши. Кстати, интересный факт: оказывается, усы — маркер, показывающий способность мыши размножаться. Если они выпали — до свидания, возраст размножения кончился.
Лекарство сейчас проходит тестирование в Минздраве и будет проходить его еще долго, ибо процедура непростая, требует длительных наблюдений. Оно может применяться очень по-разному, и внутрь, и наружно — и лечить разные болезни, которые вызваны механизмом старения. К сожалению, от рака оно не помогает. В перспективе оно поможет от сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера, предотвратит некоторые инсульты. А также скоро будут косметические средства для кожи — они появятся раньше других, так как для наружных средств процедура испытаний проще. Пока сертификацию в Минздраве прошли глазные капли — от сухого глаза. В книге пишут, что от глаукомы и катаракты тоже. У самого автора была врожденная катаракта — и прошла после года использования этих капель. Их можно купить уже сейчас, и относительно недорого. Я купила.
Сейчас конечно идет явная информационная волна, с этим связанная. Может все и не так просто, очень уж много статей.
Но книжку рекомендую, она интересная, читается легко. В ней две части: научно-популярная, для широкого читателя, и то же самое еще раз, более подробно научным языком — для специалистов.
За кадром остаются многие вопросы: например, как применение этого лекарства скажется на человеческой популяции. И не потребует каких-то искусственных механизмов регуляции численности людей и их «качества», чтобы нас не постигла судьба динозавров. Это даже страшно обсуждать.
А книга такая.

Старение - под контроль человека

КАК ПРОДЛИТЬ МОЛОДОСТЬ

Отмена старения: разве это возможно?

Жестокость или необходимость ради выживания?

Смертоносные программы внутри нас: мифы и реальность

Жизнь или размножение - что выбрать?

Принцип полезности бабушек и дедушек

Враг внутри нас

Что делать, чтобы не стареть?

Как средство от старости может продлевать жизни уже сейчас

«Нелекарство» от старости

Как продлить молодость и дожить до 122 лет

молодости

Владимир СКУЛАЧЕВ Максим СКУЛАЧЕВ Борис ФЕНЮК

БЕЗ СТАРОСТИ

УДК 613 ББК 51.204.0 С 46

Авторы книги Владимир Скулачев: академик РАН, ведущий российский биохимик, профессор, директор НИИ Физико-химической биологии МГУ им. М.В. Ломоносова, декан факультета биоинформатики и биоинженерии МГУ им. М.В. Ломоносова

Максим Скулачев: кандидат биологических наук, молекулярный биолог, ведущий научный сотрудник биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Борис Фенюк: кандидат биологических наук, биохимик, ведущий научный сотрудник НИИ Физико-химической биологии MfV им. М.В. Ломоносова

В оформлении переплета использована иллюстрация: VikaSuh / Shutterstock.com Используется по лицензии от Shutterstock.com

На суперобложке фото В. Познера: Алексей Куденко / РИА Новости

Скулачев В. П.

С 46 Жизнь без старости / В.П. Скулачев, М.В. Скулачев, Б.А. Фенюк. - М.: Эксмо, 2013. - 256 с. - (Академик Скулачев).

ISBN 978-5-699-67743-6

Академик РАН Владимир Скулачев и ведущие российские биохимики, проведя многолетние эксперименты, сделали выдающееся научное открытие: старение - это программа, закодированная в генах. Ее можно расшифровать и отменить, ведь недаром обнаружен зверек, который никогда не стареет. На основе сенсационного исследования авторами книги было создано лекарство, которое лечит одну из старческих болезней, ранее считавшуюся неизлечимой.

Не исключено, что это только начало пути, и уже в ближайшие годы будет создан препарат, предохраняющий от старости. Чтобы дожить до этого будущего, авторы предлагают 7 принципов, выведенных на основе биологического проникновения в глубинную природу человека. Каждый из принципов понятен и достаточно легко выполним, если вами движет любовь к жизни и своим близким. Следуя этим принципам, можно замедлить генетическую программу старения и заставить свой организм думать, что ему рано стареть.

Прочитайте, приблизьтесь к фонтану молодости - и живите долго!

УДК 613 ББК 51.204.0

© Скулачев В.П., Скулачев М.В., Фенюк Б.А., текст, иллюстрации, 2013 © Прудникова О.И., иллюстрации, 2013 © Тихонов М.В., фото, 2013 ISBN 978-5-699-67743-6 © Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2013

ПОСВЯЩЕНИЕ

Название «Жизнь без старости» было предложено Инной Севериной, безвременно покинувшей нас 9 ноября 2012 г. Для Б.А.Ф. Инна была наставницей и старшей коллегой,

для М.В.С. - мамой, а для В.П.С. - просто всем, всем, всем... Незабвенной Инне мы посвящаем эту книгу.

В.П. Скулачев, М.В. Скулачев, Б.А. Фенюк

/-Ч ЧАСТЬ II

\.) НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОДЛЕНИЯ молодости

I. 7.4. Как мы взялись лечить неизлечимую болезнь -

БЛАГОДАРНОСТИ

Предисловие

Старение - под контроль человека

Что произошло со всеми взрослыми людьми на Земле за те секунды, когда вы читали эти строки? С американцами, китайцами, русскими и алеутами. С нами, с вами, с Папой Римским, с хранителем мечети Омара и негром - чистильщиком обуви на окраине Кейптауна? Мы все чуть-чуть постарели. Приблизились на несколько секунд к неизбежному концу.

Конечно, большинство людей не задумывается об этом. Все просто живут, стареют, а самые мудрые при этом стараются радоваться каждому моменту отведенного им срока. Мы привыкли считать, что старение - естественный и неизбежный процесс. Естественный - разумеется. Но с какой стати неизбежный ?

Еще каких-то 100 лет назад диагноз «воспаление легких» по существу означал смертельный приговор. Неизбежный и естественный. А еще раньше большая часть людей совершенно естественно умирала годам к 30 от массы разных причин - холода, голода, агрессии со стороны хищников или соседей и т.п. Потом были изобретены огонь, одежда, сельское хозяйство, строительство жилищ и укреплений, медицина, антибиотики, да и социальная защищенность выросла со времен каменных топоров. И оказалось, что никакой неизбежности во многих, казавшихся ранее совершенно неподвластными человеку явлениях нет.

В ЭТОЙ КНИГЕ ПРИВОДЯТСЯ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, ЧТО СТАРЕНИЕ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НЕИЗБЕЖНЫМ.

ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ ЭТОТ ПРОЦЕСС МОЖЕТ и должен БЫТЬ взят под контроль человеком.

Мы познакомим вас с результатами самых последних научных исследований, проведенных в лучших лабораториях мира, которые говорят в пользу того, что программу старения можно остановить. Не все из новых фактов уже нашли свое объяснение. Но мы уверены, что знакомство с этими интереснейшими биологическими экспериментами и загадками вселит в вас уверенность в том, что старость не является обязательной для современного человека. Не пугайтесь, когда услышите о мощных электрических полях, заставляющих вращаться молекулярные машины в каждой клетке нашего тела, о химическом оружии, применяемом термитом-камикадзе, таинстве возникновения и исчезновения видов в процессе эволюции, нестареющих существах и совсем других тварях, процесс превращения которых в дряхлых стариков занимает всего один месяц.

Книга рассчитана на обычного любознательного читателя. Для ее прочтения не нужно быть профессиональным биологом или врачом. Она состоит из двух частей, первая проще, вторая больше насыщена научными доказательствами. Для понимания сути будет достаточно первой части, но въедливый читатель сможет найти во второй части доказательства каждого потрясающего факта, изложенного в первой. В 10 главах первой части без лишних сложностей и свойственного некоторым ученым занудства рассказывается о том, как современная наука представляет процесс старения организма. Вторая часть, состоящая из 11 глав, - вполне серьезная, в ней приведены факты научных наблюдений и результаты экспериментов, из которых выросли концепции и выводы, изложенные в первой части. Таким образом, первая часть похожа на кусок вкусного торта, а вторая - на собранные в одном и том же месте муку, масло, сахар, сливки, цукаты и прочие кулинарные ингредиенты. Иметь дело с первой частью гораздо легче - она уже приготовлена для вас. Со второй же придется засучить рукава, взять рецепт и потрудиться кулинаром, потратив свое время и умственные усилия. И съедобность конечного результата вовсе не гарантирована, тут кое-что зависит и от вас!

Возможно, вы уже интересовались биологией вообще, эволюцией или, еще лучше, наукой о старении - геронтологией. Тогда вы можете пропустить первую часть и сразу начать со второй.

ЧАСТЬ I

КАК ПРОДЛИТЬ МОЛОДОСТЬ

Голый землекоп -нестареющее животное

Отмена старения: разве это возможно?

1.1.1. Что такое старение

Проблема старения издревле занимала умы людей. Кому нравится, что чем старше, тем немощнее становится наше тело. Попытки выяснить причины этого явления и, самое главное, затормозить процесс старения организма предпринимались с незапамятных времен. Не все знают, что знаменитый «философский камень», превращая железо в золото, должен был не только обогащать человека, но и обеспечивать ему вечную молодость.

Владимир Скулачев - самый цитируемый среди российских биологов, академик РАН и других академий, лауреат государственных премий и орденов, создатель и декан факультета биоинформатики и биоинженерии МГУ, ученый, которого знает весь мир. И в то же время он диссидент в науке, решившийся бросить вызов не только коллегам, но и фундаментальным ограничениям человеческой природы - старению и смерти

Мы сидим в одной из лабораторий МГУ и обсуждаем книгу Скулачева «Жизнь без старости», которую издатели никак не хотят выпустить в полной версии - боятся перегрузить наукой мозг читателей.

Столько написано про борьбу со старением всякого бреда и ужаса! - сетует Скулачев. - Не хотелось бы попасть в один ряд с типичными авторами, рассуждающими на эту тему. Сейчас геронтология - очень слабая область науки, там крайне низкий уровень исследований. До сих пор одна из наших главных задач в этой области - победить господствующую точку зрения, что борьба со старением безнадежна, развеять миф, что старение неизбежно и поэтому не может лечиться. Когда геронтологи собираются выпить, первый тост они поднимают «За успех нашего безнадежного дела».

Атмосфера безнадежности отталкивает талантливых ученых от этой области?

Не только в этом дело. Эта безнадежность эксплуатируется врачами-гериатрами. Если вам вырезали аппендицит и, не дай бог, вы помрете, то ваши родственники засудят этого хирурга. А если вы лечитесь от старения и умираете от него, кто же кинет во врача камень? Гериатрия - абсолютно гарантированный доход, без риска: ведь считается, что сделать по большому счету ничего нельзя, можно только облегчить страдания. И масса недобросовестных людей зарабатывает на старении свой хлеб. У меня в свое время спрашивали: «Почему вы занимаетесь окислительным фосфорилированием?» Я отвечал: «Потому что партийный товарищ такое не выговорит и не сможет дать мне указание, как мне лучше заниматься окислительным фосфорилированием». А старением занимаются все, кому не лень. Даже мне в книжку попытались добавить какой-то русский кондовый способ: использовать энергию солнца, земли и воды, что-то вроде этого. Причем люди не стесняются, приносят мне мою книгу с этим текстом как ни в чем не бывало.

Но вы ведь и среди коллег-ученых белая ворона?

Я диссидент в мире теорий старения. До сих пор подавляющее большинство биологов считает, что старение - это накопление случайных ошибок. А я уверен, что это следование некой программе, заложенной в каждом из нас. Впрочем, мой проект сейчас находится на такой стадии, что меня уже мало интересуют споры с противниками.

Программируемая смерть

Ваша теория лучше объясняет старение?

Понимаете, система, которую мы пытаемся объяснить, крайне сложна и недостаточно изучена. Вы биолог по образованию?

Психолог.

Для психолога тоже должно быть очевидно, что если система очень сложна, то объяснить ее поведение можно какими угодно теориями.

Точно, в психологии полно теорий, способных объяснить все что угодно со своей колокольни.

Вот и в биологии то же самое. Старение легко объяснять той или иной теорией, но пока невозможно доказать, кто прав.

Что тогда склонило вас к мнению, что старение - это программа?

Очень простая вещь. Существуют тысячи примеров того, как живое существо носит в себе смертельную программу. Мне только и осталось выдвинуть гипотезу, что одной из таких программ является программа старения. А если это программа, то, остановив ее, можно отменить старение. Мы, кстати, уже умеем ломать программу в случае запрограммированной смерти клетки.

А что это за примеры смертельных программ?

В биологии есть огромная группа ученых, для которых было бы очевидно, что старение - это программа. Ботаники. Есть однолетние растения, их огромное количество, и ежу ясно, что они умирают за счет программы, которая у них есть. Нашли уже вещество, которое их убивает, - оно образуется в семенах, это абсцизовая кислота и еще какие-то гормоны, которые путешествуют из семени в листья и убивают листья. Листья опадают, и растение погибает.

Разве их не зимние холода убивают?

Нет, это происходит гораздо раньше и даже в самых теплых условиях. А если убрать семена, растение становится многолетним. Соя, например, или резушка. И зоологи беспозвоночных тоже прекрасно знают, что гибель организма может быть запрограммирована. У беспозвоночных о-го-го какие примеры есть! Самка богомола откусывает самцу голову в завершение полового акта. Раньше даже ученые ужасались, как природа создала такое бездушное чудовище, которое съедает любимое существо. Потом выяснилось, что у этих видов богомолов семяизвержение требует, чтобы голову убрали, жестокость и прожорливость тут ни при чем. Но геронтологией занимаются специалисты по позвоночным, им эти примеры не близки.

А как вы пришли к этой идее?

При советской власти я жил в башне из слоновой кости, потому что не хотел, чтобы мной руководили партийные товарищи. Всегда занимался только тем, чем хотел, всю жизнь, - я счастливый человек в этом смысле. Но когда этот диктат рухнул, я решил заняться чем-то максимально полезным для людей. Именно тогда я наткнулся на идею Августа Вейсмана о том, что смерть есть изобретение эволюции. Еще в 1882 году в своей знаменитой лекции о природе старения и смерти он высказал идею о том, что каждый носит в себе семена смерти, такую бомбу с часовым механизмом. Меня настолько поразила красота этой идеи, что я прочитал все, что было по этому поводу, - а были в основном помои, которые выливали на Вейсмана, пока он в старости, уже почти слепой, не отрекся от этой самой яркой своей идеи.

Вдохновившись этой идеей, я решил сделать вещество, которое сломает программу старения. Дальше я стал думать, как такая программа может быть устроена. Я всю жизнь занимался дыханием, потреблением кислорода организмами. Все знают, что без кислорода мозг через пять минут уже мертв. Но я обнаружил, что существует и другое дыхание, вредное, которое образует ядовитую форму кислорода. И тогда я подумал: боже мой, вот это как раз и может быть механизм старения - организм сам образует какой-то яд, который потихонечку сводит нас в могилу. Потом я выяснил, что эту гипотезу впервые выдвинул Дэнхем Харман еще в 1956 году, но он не считал, что отравление запрограммировано, а думал, что это несовершенство природы. Однако я тут солидарен с Фрэнсисом Криком, который говорил, что каждый биолог должен понимать: эволюция гораздо умнее его, и сваливать что-то на несовершенство эволюции - последнее дело. Это не недоработка, а очередной изящный механизм эволюции!

Зачем нужно старение

Для чего эволюции старение?

Мне абсолютно ясно, что ограниченность жизни - это чисто эволюционное приспособление. Я когда-то нашел у Эзопа замечательный афоризм, что заяц всегда убежит от лисы, потому что для зайца это вопрос жизни и смерти, а для лисы - всего лишь вопрос обеда. У меня отец был охотник-любитель, он уже умер к тому времени, и я спросил у одного из его друзей: действительно ли лисы участвуют в естественном отборе зайцев? После долгого обсуждения за рюмкой чая выяснилось, что охотники считают, прав был Эзоп, действительно зайцы всегда удирают, пока молодые. Только старые зайцы могут быть съедены лисой, они медленнее бегают.

И тут мне стало все ясно - заяц стареет, чтобы увеличить давление естественного отбора! Вот есть умный заяц и глупый заяц, вот они будут плодить глупых и умных зайчат, пока молоды, потому что нет зверя, который бы их различил, они от кого хочешь убегут. Но постепенно происходит саркопения, то есть в мышцах уменьшается количество мышечных клеток и зайцы все медленнее бегают. И теперь уже глупого зайца, не знающего повадок этого оранжевого зверя, лиса съест, он глупых зайчат не наплодит. А умный хитростью от лисы уйдет и наплодит зайчат. Мой брат-физик сразу же сделал простенькую программку, показывающую, что всего за пять поколений при достаточном количестве лис все зайцы станут умными.

В реальном мире зайцы не очень-то умнеют.

Думаете, зайцы такие глупые? Много вы понимаете! Они таки удирают от лис, не забывайте.

Получается, старение нужно, потому что благодаря быстрой смене поколений эволюция идет быстрее?

У меня нет идеального ответа на этот вопрос. Согласно Дарвину, идет отбор наиболее приспособленных. А более приспособлен тот, кто не стареет и не умирает.

А механизм старения только один?

Это очень сложный вопрос. Я думаю, что центральный механизм один, эдакий самурайский меч для самоубийства. Но к нему есть какие-то довески, типа рака. Рак - это тоже особая программа, быстрый механизм самоубийства. Может быть, есть и несколько запараллеленных механизмов. Но сам факт, что есть животные, которые не стареют, показывает, что можно победить эти механизмы. Иначе голых землекопов не существовало бы. Для нас голый землекоп - это свет в окошке.

Сделать из человека голого землекопа

Есть млекопитающие, которые не стареют?

Есть такие, которые живут очень долго и у них не выявлено никаких признаков старения. Некоторые летучие мыши, киты, большие черепахи… Таких существ немного, и они обычно лишены серьезных врагов, освобождены от давления естественного отбора. Какая-нибудь большая ядовитая жаба, например. Никто ее не жрет, никто ей не угрожает. Она вышла на некоторый уровень и теперь не стареет и не эволюционирует, вполне собой довольная. Все потому что она такая ужасная.

И у голых землекопов замедлилась эволюция?

Да, это тоже редчайший случай, когда животному удалось найти нишу, где у него почти нет врагов. Большая часть землекопов выключена из размножения, как рабочие муравьи, - они исследуют территорию и дерутся, в основном друг с другом. Размножается только царица, которая живет на всем готовом в центре прорытого ими лабиринта, - у нее всегда есть пища, ее защищают от змей и враждебных землекопов, которые могли бы прийти и набезобразничать.

Землекоп не может умереть от старости?

Никто не знает. Рошель Баффенштайн в США начала исследовать голых землекопов 33 года назад, и все еще живы те землекопы, которых она поймала в Африке, хотя животные близких к ним видов живут не больше трех лет. Часть землекопов умерла в драках с другими землекопами. У них резцы такие мощные, что прогрызают бетон, - поэтому один укус разрезает жертву пополам. Для них даже специальную пластмассу делают, которую нельзя прогрызть. При этом сам землекоп размером с мышку.

Голый землекоп не стареет в принципе или все же как-то стареет?

У него нет старческих болезней. Точнее, некоторые все же нашли, например, типичные для почек, но они легко проходят, землекопы от них не умирают. Кстати, весь мой проект связан даже не столько с про-длением жизни, сколько с улучшением ее качества. Мы хотим сделать из человека голого землекопа, который если и умирает, то веселенький!

Может, как-то землекоп и стареет, это очень трудный вопрос, - и это тоже одна из бед нашей области. Работая в биохимии, я обычно ставил опыт за день - утром начинал, а к вечеру уже мыл посуду. Очень люблю мыть посуду - стоишь в белом халате около раковины, опыт кончился, и ты можешь подумать, что же получилось, никто тебе не мешает, все уже ушли. А завтра - следующий опыт. Но старение человека длится десятилетиями, здесь не поставишь опыт за день. Я подключил к исследованиям своих сыновей и начал работать со старшим внуком - он еще школьник, я дал ему почитать свою книжку и предложил записывать возникающие вопросы. Может быть, внук дождется главного результата наших исследований - победы над старением.

Когда ждать панацеи

Каким будет лечение от старости?

У меня есть мечта. Я все время вспоминаю, как швейцарцы поумнели. Ваше поколение уже не застало это время, а во времена моей юности считалось, что самые глупые на свете люди - это швейцарцы. И действительно: среди тех, кто жил высоко в горах, было много людей, больных кретинизмом, небольшого роста и неполноценных умственно. И была масса анекдотов про глупость швейцарцев. Потом выяснили причину - там слишком чистая вода, в ней практически нет йода. Приняли закон о том, чтобы в соль добавлять йод, - теперь в Швейцарии нельзя купить поваренную соль без добавки йода. И во всем мире на всякий случай стали добавлять йод в соль. Кретины исчезли - это было настолько поразительно и настолько дешево! Так вот: я думаю, что средство от старости нужно будет так же, как и йод, добавлять в поваренную соль, и люди будут принимать геропротектор просто с едой.

Не раз слышал упреки в вашу сторону, что вы обещали победить старение, а в результате придумали только капли для глаз.

Более несправедливого обвинения придумать невозможно! Да, мы начали с глаз, со старческой ранее неизлечимой болезни - сухого глаза. Она очень медленная, но широко распространенная: 9 миллионов больных в США, 25 миллионов в Японии, там она почему-то более жестоко свирепствует. Исчезают слезы, и вместо них капают вязкую жидкость, сначала раз в день, потом два, потом пятьдесят раз в день. Если капают больше ста раз в день, в глазу возникает рана из-за иммунного ответа, и глаз приходится удалять. Мы начали с глаз просто потому, что на глазные капли разрешение получить гораздо легче, чем на лекарство, которое принимают через рот. В каплях активное вещество, антиоксидант SkQ, содержится в ничтожно малых дозах.

SkQ, в отличие от других антиоксидантов, проникает в митохондрии - именно там образуются ядовитые активные формы кислорода. Важно, что SkQ не трогает активные формы кислорода в других местах клетки. Это страшно деликатный вопрос, потому что эволюция приспособила этот яд не только для старения, но и для массы полезных вещей. Это такой удобный передаточный компонент в разных регуляторных цепях, мы не сможем без него жить.

Мы сейчас подали просьбу в Минздрав, чтобы наше лекарство разрешили не только в глаза капать, а и через рот принимать. После наших успехов с сухим глазом появился шанс достаточно быстро получить разрешение.

То есть вы хотите использовать это лекарство как геропротектор для всего организма?

Предписываться оно пока будет все равно для глаз, хотя подействует на весь организм. Потом, надеюсь, начнем выпускать SkQ как лекарство от нейродегенеративных заболеваний - таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Мы ведь не можем регистрировать геропротекторы. Недавно было написано обращение нескольких известнейших в мире геронтологов с требованием разрешить регистрацию лекарств, помогающих от всей группы старческих болезней, - то есть лекарств от старения. Пока старение не считается болезнью, получается, что мы хотим создать панацею, лекарство от всех болезней, а это считается чем-то невозможным, вроде создания вечного двигателя. Но на самом деле это будет лекарство не от всех, а только от возраст-зависимых болезней.

Долго еще придется ждать?

Такие вещи быстро не делаются, надо действовать осторожно. У SkQ потрясающая мощность эффекта, в миллион раз сильнее, чем у других антиоксидантов, - вдруг бы от него начали помирать или с ума сходить? Поэтому мы начали с капель для глаз, в которых SkQ содержится в чрезвычайно малой концентрации.

Глазные капли мы сделали поразительно быстро. Я на бумажке нарисовал это вещество где-то в 2003 году, и в том же году мы его синтезировали. Адски трудная очистка оказалась. Но его нужно совсем мало. Мы тогда думали сначала выпустить его для животных как ветеринарный препарат, но потом нас убедили проскочить эту стадию, сразу делать капли для людей. Так вот, мы посчитали тогда, сколько этого вещества нужно в год для всех, у кого есть старые собаки, кошки и лошади, - 4 грамма на всю страну!

Потом мы провели клинические испытания по катаракте и по глаукоме и тоже получили положительные результаты. Теперь начинаем клинические испытания по макулодистрофии, а на животных изучаем, как влияет вещество на болезнь Альцгеймера, на диабет - по диабету, кстати, на мышах прекрасные результаты, как и по влиянию на скорость заживления ран. И сейчас нам обещают в Минздраве включить по крайней мере катаракту в список болезней, от которых помогает SkQ.

Катаракта исчезает?

Исчезает, но не все типы. Тут еще важен вопрос возраста. Например, если крысе больше двух лет, вещество перестает действовать. Но мне, несмотря на возраст, удалось избавиться от катаракты.

Вы каждый день дисциплинированно принимаете SkQ?

Я принимаю, да. Я как изобретатель имею право что хочу с собой делать. На это мне не нужно никакое разрешение Минздрава.

Что в биологии интересней всего

Вы создали в МГУ факультет биоинформатики в 2002 году, когда еще не было ясно, что эта область будет играть одну из центральных ролей в биомедицине и в современной науке в целом… Вы и теперь знаете, в каких областях биологии будут разворачиваться центральные события в ближайшее время?

Не просто биоинформатики, а факультет биоинженерии и биоинформатики. Биоинженерия в нашем понимании - это попытка сынженерить что-то лучше, чем природа. Это очень важно! Проект SkQ ведь тоже про это. Я очень горжусь этим факультетом. В прошлом году у нас был самый высокий проходной бал в МГУ, труднее было всего поступить к нам. Очень сильные ребята идут - из тридцати мест в этом году пять заняли победители Всероссийской олимпиады по биологии.

И я не знаю другого такого факультета, где бы популяризировались идеи борьбы со старением. Я как декан первую лекцию для студентов-первокурсников всегда посвящаю этому. Да я по большому счету ни о чем другом и говорить не могу - это называется доминантой. Павлов говорил: «Все настоящие ученые - больные люди. Они больны доминантой». Я человек науки, а декан в общем-то негодный.

Где в биологии сейчас происходит самое интересное, самое перспективное?

Я всегда занимаюсь самым интересным. Конечно, это попытка остановить старение. Даже не просто старение, а контрпродуктивные программы организма вообще - например, биохимическое самоубийство организма после тяжелого кризиса. Это такая радикальная защита от размножения - самоубийство тех, в чьей ДНК могли наплодиться ошибки. Организм отслеживает температуру, уровень сахара, уровень определенных аминокислот - много параметров. И для ключевых параметров есть, видимо, какой-то допустимый интервал. Как только они выходят за пределы интервала - это сигнал к самоубийству. Я в свое время придумал такой новый биологический закон и назвал его «самурайский»: лучше умереть, чем ошибиться. Как только есть сильный шанс ошибиться, идет сигнал к смерти. Сейчас я просто уверен в том, что в нас работает эта программа быстрого самоубийства при помощи каких-то еще не известных нам механизмов.

Может быть, депрессия тоже из их числа?

Кстати, наше вещество прекращает предсмертную депрессию. Есть такое выражение - «надулся как мышь на крупу». Я раньше не понимал, что это значит. Почему мышь? Почему надулась? А оказывается, мышь примерно дней за десять до смерти теряет всякий интерес к жизни, уже ничего не боится. Становится практически неподвижной. У нее шерсть дыбом становится. И она шариком лежит там, где ее застала эта депрессия. Рядом можно положить кучу пшена - мышь не притронется. Она не на крупу надулась. Она вообще надулась. И вот это состояние снимается нашим веществом, это недавно было показано в Швеции. Наши мыши умирают веселенькие.

А как к вам относятся грантодатели?

Как только мы начали проект, нам сразу перестали давать гранты. Академии не дают деньги на вечную молодость. Мне все говорят: ты только ни в коем случае не говори, что это против старения. А как я могу не говорить? Теперь, правда, потихоньку опять начали давать.

Но в целом в России очень благоприятные условия для нашего проекта. В США более жесткое отношение к догмам, преодолеть догмы там гораздо сложнее. Кстати, когда говорят о российской национальной идее, я всегда замечаю, что совершенно понятно, в чем она - в свободном творчестве. Творчеством у нас совсем недавно бескорыстно занимались высшие классы. Поэты и ученые были обеспеченными людьми и занимались тем, что им было действительно интересно. Потом богатых не стало, но в советских НИИ по-прежнему бескорыстно занимались творчеством. Сейчас нас засунули в капитализм и пытаются всеми силами искоренить эту замечательную традицию. Но грантовая система убивает великую науку. Грантовая система хороша для того, чтобы поддержать среднюю науку и ликвидировать плохую. А настоящие научные прорывы нужно какими-то иными способами пестовать.

Есть ли шансы, что национальная программа по борьбе со старением может появиться в России?

Безусловно, мы будем за это бороться. Но важно, чтобы нас и в США подержали - появилась дурная привычка перенимать все американское, и если дело пойдет в Америке, это простимулирует увеличение финансирования и в России. Уж начались клинические испытания SkQ в США, - надеюсь, все будет хорошо. Главный рынок лекарств - это Америка, 40% всех лекарств съедают американцы. Пока наши капли продают только в России, но кто-то их вывозит - покупает здесь ящиками и вывозит.

Бог и геронтологи

А религиозность общества не препятствует вашим занятиям? Я не раз слышал от людей, что Бог определил, сколько нам положено жить, и вмешиваться в это нельзя.

В книге я пересказываю беседу моего друга, президента Геронтологического общества России Владимира Анисимова с одним из экзархов православной церкви. Они ехали вместе в поезде, и Анисимов спросил батюшку: «Можно ли считать богоугодным делом занятие геронтологией?» Батюшка не сразу ответил. Подумал, покачал головой и сказал: «Если Бог попущает, то можно». У меня всегда был другой ответ - когда у батюшки болят зубы, он все-таки к зубному врачу идет. Это богоугодно? Может быть, Бог его наказал зубной болью - пусть терпит. Выступать против продления жизни - это как выступать против антибиотиков, ведь антибиотики вдвое удлинили жизнь людей.

Вы атеист?

По воспитанию атеист, но правильнее сказать, что я агностик - у меня нет ответа на этот вопрос. Я выскажу одну идею, которая сближает меня с религией. Идея вот какая. Сейчас созданы первые искусственные живые существа. Крэйг Вентер взял бактерию и удалил ее собственные гены. Есть способ - в клетку вводят вещество, которое разбирает гены, ничего от них не остается. Некоторое время такая клетка будет жить, а потом умрет, не оставив потомства. А потом взяли бактерию другого вида, прочли ее гены и искусственно синтезировали их аналоги. Полученную таким образом ДНК ввели в бактерию без генов, полупокойнице. И она, во-первых, стала размножаться, а во-вторых, она стала той новой бактерией - полностью забыла, кем была. Фактически это прецедент создания нового живого организма, пускай примитивного. Хотя, что значит примитивного? У бактерии около тысячи генов, это не вирус какой-нибудь с тремя генами. Создано настоящее живое существо, способное размножаться и эволюционировать.

Это то, что мы уже умеем делать сегодня. А прогресс в биологии фантастически быстрый, сами биологи все время ошибаются в предсказаниях, недооценивая скорость изменений. Помню, как один из крупнейших биологов говорил где-то в 1980-м, что гены научатся читать не раньше конца XXI века. А научились - через двадцать лет после этого заявления. Сейчас в нашей лаборатории ваш геном прочтут за месяц, это стоит 25 тысяч рублей. А скоро это можно будет сделать гораздо быстрее и дешевле. То есть прогресс колоссальный. И вот представьте, что на дворе уже XXII век, - неужели биологи через сто лет не захотят применить свои таланты к созданию искусственного мира живого, где будут не только бактерии, а синтетический лев, синтетическая корова и множество новых видов? Они сотворят целый мир своими руками - и чем тогда будет отличаться их деятельность от трудов Господа Бога по созданию мира? Да ничем.

Не представляю более интересного развлечения, чем создание миров. Не находимся ли мы уже в таком созданном более разумными существами мире?

Для меня абсолютно непостижимо, как некоторые вещи в живой природе могли возникнуть случайно, без исходного плана. Например, то, что у бактерии есть самый настоящий электромотор, - это открытие я сделал еще в семидесятых. Знаете, есть подвижные бактерии, у которых есть хвостик и они им крутят.

Жгутик. Он заводится от разницы потенциалов на мембране бактерии. Система словно сделана человеком, который до этого сделал электромотор, схема абсолютно такая же, вплоть до ротора, реверса и других деталей. Можно регулировать скорость вращения жгутика, менять направление вращения. В общем, не представляю, как случайно брошенные фишки могут сложиться в схему электромотора, даже за много шагов. Знаю и другие такие процессы - допустим, синтез белка на рибосоме. Не представляю, как он мог возникнуть без детального плана, разработанного очень талантливым существом.

Интересно, а что станет с человеком лет через сто? Ведь мы сможем не только создавать других живых существ, но и менять свою генетическую программу.

Думаю, что к этому времени мы сможем по праву называть себя Homo sapiens liberatus, - то есть человек не только разумный, но и свободный, освобожденный от тирании собственного генома, которая приказывает нам жить так мало.

Текущая страница: 1 (всего у книги 11 страниц) [доступный отрывок для чтения: 3 страниц]

Шрифт:

100% +

Максим Скулачев, Владимир Скулачев, Борис Фенюк
Жизнь без старости

Владимир Скулачев : академик РАН, ведущий российский биохимик, профессор, директор НИИ физико-химической биологии МГУ им. М.В. Ломоносова. Декан факультета биоинформатики и биоинженерии МГУ им. М.В. Ломоносова

Максим Скулачев : кандидат биологических наук, молекулярный биолог, ведущий научный сотрудник биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Борис Фенюк : кандидат биологических наук, биохимик, ведущий научный сотрудник НИИ физико-химической биологии МГУ им. М.В. Ломоносова

© В. П. Скулачев, М. В. Скулачев, Б.А. Фенюк, текст, иллюстрации, 2013

© Прудникова О. И., иллюстрации, 2013

© Тихонов М. В., фото, 2013

© ООО «Айдиономикс», 2014

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2014

* * *

Посвящение

Название «Жизнь без старости» было предложено Инной Севериной, безвременно покинувшей нас 9 ноября 2012 г. Для Б. А. Ф. Инна была наставницей и старшей коллегой, для М. В. С. – мамой, а для В. П. С. – просто всем, всем, всем…

Незабвенной Инне мы посвящаем эту книгу.

В. П. Скулачев М. В. Скулачев Б. А. Фенюк

И. И. Северина

(29.12.1940 – 9.11.2012)

Предисловие
Что это за книга

Что произошло со всеми людьми на Земле за те секунды, когда вы читали эти строки? С американцами, китайцами, русскими и алеутами? С нами, с вами, с папой Римским, с хранителем мечети Омара, с чистильщиком обуви на окраине Кейптауна? Мы все чуть-чуть постарели. Приблизились на несколько секунд к неизбежному концу.

Конечно, большинство людей не задумываются об этом. Все просто живут, стареют, а самые мудрые при этом стараются радоваться каждому моменту отведенного нам срока. Мы привыкли считать, что старение – естественный и неизбежный процесс.

Естественный – разумеется. Но с какой стати неизбежный ?

Еще каких-то 100 лет назад диагноз «воспаление легких» по существу означал смертный приговор. Неизбежный и естественный. А еще раньше большая часть людей совершенно естественно умирали к 30 годам от массы разных причин – холода, голода, агрессии со стороны хищников или соседей и т. п. Потом были изобретены огонь, одежда, сельское хозяйство, строительство жилищ и укреплений, медицина, антибиотики, да и социальная (правовая) защищенность в общем-то выросла со времен каменных топоров. И оказалось, что нет никакой неизбежности во многих явлениях, которые были ранее совершенно неподвластными человеку.

В нашей книге мы постараемся вам доказать, что старение тоже относится к таким явлениям. Да, да, мы считаем, этот процесс может и должен быть взят человеком под контроль.

Мы познакомим вас с результатами самых последних биологических исследований, проведенных в лучших лабораториях мира. А их не так просто объяснить. Но мы уверены, что эта книга позволит вам прикоснуться к множеству увлекательнейших загадок и тончайших механизмов биологии. Нам нужно будет рассказать вам о мощных электрических полях, заставляющих вращаться молекулярные «машины» в каждой клетке нашего тела, о химическом оружии, применяемом термитами-камикадзе, о таинстве возникновения и исчезновения целых видов в процессе эволюции, о нестареющих существах и других организмах, процесс превращения которых в дряхлых стариков занимает всего один месяц.

Мы попытаемся постепенно, шаг за шагом подвести читателя к мысли о том, что старение есть программа, доставшаяся нам от предков животных как особый механизм, ускоряющий эволюцию. Поскольку человек более не полагается на слишком медленный темп такого развития, программа старения – это вредный атавизм, подлежащий отмене. Так давайте же найдем инструмент, способный испортить вредоносную программу и отменить или хотя бы затормозить старение. Последние годы мы заняты проблемой создания ингибитора программы старения. О первых положительных результатах этой работы будет рассказано в нашей книге. Она рассчитана на обычного (но любознательного) читателя. Для ее прочтения не нужно быть профессиональным биологом или врачом.

Глава 1
Отмена старения: разве это возможно?

Разница между старой телегой и старой лошадью слишком разительна, чтобы можно было рассматривать «изнашивание» в качестве универсальной причины старения.

А. Комфорт

В поисках философского камня

Проблема старения издревле занимала умы людей. Кому нравится, что чем старше, тем немощнее становится наше тело? Попытки выяснить причины этого явления и, самое главное, затормозить процесс старения организма предпринимались с незапамятных времен. Не все знают, но знаменитый «философский камень», превращая свинец в золото, должен был не только обогащать человека, но и обеспечивать ему вечную молодость.

Не так давно физики практически решили первую задачу, сделав золото из неблагородного металла (ртути) путем ядерного синтеза. И хотя искусственное золото оказалось много дороже естественного, нельзя не отдать должное величию человеческого разума, решившего задачу, столько веков будоражившую воображение людей. Что же до второй задачи, биологи задержались с ее решением. Вопрос о рыночной цене здесь не стоит, потому как не ради корысти возникла цель избавить род людской от такого страшного бича, как старческое одряхление. И вот в самое последнее время здесь также забрезжила надежда.

В глубокой древности до старости доживали очень немногие

Отец философского камня

Китайский философ Вей По-Янг (II век нашей эры) считается первым, кто выдвинул идею «философского камня» – субстанции, делающей золото из свинца и предотвращающей старение человека.

Некоторые ученые считают, что старость неизбежна

Многочисленные гипотезы о природе старения можно разделить на две группы. Одна из них (пессимистическая) постулирует, что старение есть неизбежный результат изнашивания, а затем и поломки такой сложной системы, как живой организм. Если это верно, нам остается только описать данный процесс и по возможности гуманно обставить наш медленный, но неизбежный путь на кладбище.

Согласно другой (оптимистической) точке зрения, старение вызывается специальной программой, изобретенной биологической эволюцией для собственного ускорения. Человек более не заинтересован в своей эволюции. Он перестал приспосабливаться к внешним условиям, стремясь сам приспособить их для своих нужд. Когда ему потребовалось взлететь, он изобрел самолет, а не стал ждать, пока за спиной вырастут крылья. Вот почему, как мы уже сказали в предисловии, старение применительно к человеку есть вредный атавизм, подлежащий отмене. Не так давно биологи научились отменять запрограммированную смерть клетки. Так почему же не сделать это применительно к запрограммированной смерти организма, если старение является одним из феноменов такого рода?

Но есть ученые которые считают, что старость – это то, чего можно избежать

На сегодня спор между пессимистами и оптимистами еще не закончен. Каждая из сторон приводит свои аргументы, причем пессимистов – все еще большинство. Однако чем дальше, тем сильнее чаша весов склоняется в пользу оптимистов. Уже ясно, что кому-то необходимо пройти этот путь и, не дожидаясь окончательного вердикта, попытаться отменить программу старения, если она действительно существует.

Доминирование пессимистов началось с Чарльза Дарвина, провозгласившего, что естественный отбор индивидов есть основа биологической эволюции. В рамках этой парадигмы старение как признак, очевидно контрпродуктивный для организма, не могло быть отобрано в результате борьбы за существование. Но вот как определил философ Артур Шопенгауэр роль индивида в 1818 году, то есть в додарвиновский период развития биологии: «Особь гибнет не только вследствие самых незначительных случайностей, действующих тысячами разных способов, но еще и самой ее природой предназначена к смерти с того момента, когда индивид уже сослужил свою службу, необходимую для поддержания вида».

А вот что писал Альфред Рассел Уоллес (вошедший в историю тем, что одновременно с Дарвином сформулировал идею естественного отбора) в одном из своих писем на рубеже 1860-1870-х годов: «Родители, произведя достаточное количество потомства, становятся помехой для этого потомства, конкурируя с ним за пищу. Естественный отбор выбраковывает родителей и во многих случаях дает преимущество тем расам, представители которых умирают почти сразу же после того, как произвели потомство». Позднее (в 1881 году) этот же принцип был независимо выдвинут и детально развит другим великим биологом – Августом Вейсманом: «Отработанные индивиды не только бесполезны, но даже и вредны, занимая место тех, кто дееспособны… Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, но как нечто приобретенное вторично в качестве адаптации» (курсив наш).

Эволюционисты и философы XIX века

Чарльз Дарвин

Альфред Рассел Уоллес

Артур Шопенгауэр

Август Вейсман

Вейсман был немедленно обвинен современниками в антидарвинизме, хотя сам Дарвин прекрасно понимал ограниченность своей гипотезы о том, что эволюция происходит только в тех направлениях, которые благоприятны для индивида. «Не подлежит сомнению, – писал Дарвин в своей второй знаменитой книге «Происхождение человека», – что сообщество организмов, включающее много членов, всегда готовых прийти на помощь друг другу и пожертвовать собой ради общего дела, одержит победу над большинством других сообществ, и это будет естественным отбором».

Один из корифеев геронтологии ХХ века, А. Комфорт как-то заметил, что трудно поверить, что лошадь и телега стареют одинаково. В настоящее время все большее число ученых, изучающих старение, в том числе и наша команда, считают, что оно специально «придумано» природой, отобрано эволюцией и является программой, закодированной в наших генах. По нашему мнению, старение, а значит и смерть от старости, – это последние этапы индивидуального развития организма (онтогенеза). Все биологи давно знают, что в наших генах записано, как мы должны расти в утробе матери из одной-единственной малюсенькой клетки, развиваться после рождения, проходить половое созревание и превращаться во взрослого человека. И вдруг почему-то утверждается, что на этом запрограммированность развития неожиданно заканчивается. И все остальное природа будто бы пускает на самотек. Вся наша жизнь жесточайшим образом контролируется различными генетическими программами, но классические геронтологи считают, что такие важнейшие аспекты жизни, как старение и смерть, отданы на откуп случайности. Вот уж нет! В такую безалаберность природы мы поверить не можем! Мы полагаем, что в нас работает разрушительная генетическая программа, которая вызывает постепенное ослабление функционирования всех систем организма, тем самым медленно и печально сводя нас в могилу.

При всей ужасности нарисованной нами картины на самом деле – это оптимистичный взгляд на старение. Ведь если для него существует специальная программа, то ее можно. сломать или, как говорят компьютерщики, «хакнуть». Биология еще слишком молодая наука, чтобы с легкостью создавать какие-то новые системы. Но ломать – не строить. Это мы уже худо-бедно умеем. А к чему приведет поломка или даже небольшая порча программы старения? К тому, что оно будет происходить медленнее. Не этого ли все мы и хотим?

Но позвольте, получается, что где-то внутри нас есть гены смерти? Враги, специально внедренные к нам с целью обеспечить наше биологическое самоубийство, причем весьма изощренным, мучительным, растянутым во времени способом – старостью? «Уж не зарапортовались ли вы вконец, господа биологи, в своих философских построениях?» – спросите вы. Посмотрим внимательней.

Гены смерти

Скажем сразу: гены смерти человека как индивида пока еще не найдены. Но мы должны рассказать вам о важнейшем открытии 1970-х годов – обнаружении генов смерти человеческих (и не только) клеток. Это открытие стало переломным моментом в отношении к старению как программе: были получены прямые доказательства того, что смерть в принципе может быть запрограммирована в геноме живого существа.

Клетка живого организма

Вот из таких микроскопических клеток состоит наш организм

Из чего состоит наше тело

Все наше тело состоит из клеток. Они размножаются путем роста и деления пополам. Каждый из нас состоял когда-то всего из одной клетки – зиготы, получившейся в результате слияния яйцеклетки матери со сперматозоидом отца. С тех пор эта первая клетка много раз делилась, образовывала новые клетки, которые тоже делились, специализировались: одни становились нейронами, другие – клетками крови, третьи – мышечными клетками и так далее. Внутри нашего тела все эти мириады клеток живут, дышат, растут, общаются друг с другом, аккуратно и согласованно выполняют свои функции… и умирают.

Очень долго биологи не задумывались о том, как, собственно, умирают клетки. Наверное, в игнорировании этого вопроса было что-то психологическое, связанное с сакральностью смерти и страхом перед ней. У нормальных людей не принято слишком долго размышлять о неизбежном конце. Вот все и думали, что клетки живут себе, живут, а потом бац – и умирают. Правда, немного смущало то, что разные клетки живут разное время: некоторые – считанные дни, а другие – годы или вообще сохраняются на протяжении всей жизни человека.

Однако в конце концов внимание биологов привлекла и эта сторона жизни клеток. Оказалось, что в подавляющем большинстве случаев клетки умирают потому, что в них заложена смертоносная программа, запускающаяся в строго определенные моменты, при помощи строго определенных веществ и заканчивающаяся гибелью самой клетки. Это явлении впервые было описано в 1972 году в знаменитой работе Дж. Ф. Керра и соавторов и получило название апоптоз (в английской транскрипции «apoptosis»).

Любая клетка может совершить суицид

Работами многих авторов конца XX века было установлено, что апоптоз – чрезвычайно широко распространенное явление у всех типов многоклеточных. Апофеозом этих исследований стало обнаружение у червячка Caenorhabditis elegans специальных генов, кодирующих белки, необходимые для апоптоза. Упомянутый червячок – очень удобный объект для биологов, так как он прозрачен и состоит «всего» из около тысячи клеток. Судьбу каждой клетки удается проследить, наблюдая в световой микроскоп за развитием этого миниатюрного (около 1 мм в длину) существа. Так вот, оказалось, что на известных стадиях развития происходит не только увеличение количества размножающихся делением клеток, но и уменьшение этого количества вследствие апоптоза (в общей сложности в апоптоз уходит 60 клеток). Неудивительно, что гены апоптоза оказались среди генов индивидуального развития (онтогенеза) червяка. Так были открыты первые гены смерти, авторами этих работ были Х. Р. Хорвиц, Дж. Э. Салстон и С. Бреннер.

Откуда возникло название апоптоз

Слово «апоптоз» заимствовано у древнеримского ученого и врача Клавдия Галена. Он обратил внимание на то, что сломанная ветка уходит в зиму, не сбросив листья, которые жухнут, но не опадают. Так было доказано, что листопад – это активный процесс, а не пассивная гибель листьев от холода, как считалось до Галена.

Нобелевские лауреаты

Х. Р. Хорвиц, Дж. Э. Салстон и С. Бреннер в 2002 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие генов программируемой клеточной смерти.

Следует отметить, что реализация программы апоптоза требует затрат энергии. Если клетку лишить энергетических ресурсов, то она не умрет так быстро, как собиралась. До определенного этапа работу смертоносной программы можно остановить и спасти «несчастную клетку». С помощью методов современной генной инженерии удается сделать клетку, которая вообще не способна к апоптозу. Для этого приходится выключить у нее определенные гены, то есть «хакнуть» программу клеточной смерти.

Сама программа смерти клетки уже неплохо изучена, об особенностях этого биологического механизма написаны тысячи научных статей. Оказалось, что здесь мы имеем дело с элегантным и очень надежным каскадом химических реакций, приводящих к тому, что клетка аккуратно разбирает себя на части, используемые далее ее соседями в качестве строительного материала.

Что может быть вреднее для живой клетки, чем смерть? И тем не менее эволюция создала целую систему белков, активация которых ведет к ее гибели. Так может быть и смерть от старости запрограммирована? На этот вопрос геронтологи-пессимисты отвечают однозначно: одно дело клетки многоклеточного организма и совсем другое – сам организм. Если в процессе онтогенеза какие-то клетки оказались, как у того червяка, лишними, их надо убрать, для чего и придумала эволюция апоптозный механизм, когда ненужная клетка сама себя уничтожает.

Зачем же нужен апоптоз?

Апоптоз играет важную роль не только в процессе развития организма. Удивительно, но практически все наши клетки – ужасные меланхолики, постоянно готовые самоубиться. Чтобы продолжать жить, они должны непрерывно получать извне сигнал: «Живи дальше!». В любой ткани есть особые внеклеточные белки, специфичные именно для этой ткани и отсутствующие в других. Белки эти получили название ростовых факторов. Есть факторы роста мышц, печени, почек и т. д. В отсутствие этих факторов клетке нельзя культивировать вне организма: они быстро самоуничтожаются с помощью апоптоза. Успешно культивировать клетки животных научились тогда, когда стали добавлять соответствующий фактор роста в среду для выращивания клеток. В нашем теле апоптоз оказывается для органа гарантом того, что в нем не поселятся клетки из другого органа. Попав в почку, клетка печени не найдет в ней фактора роста печеночных клеток и покончит с собой, поскольку почечный фактор роста не заменит печеночного фактора. Здесь некому будет послать клетке печени сигнал «Живи дальше!».

В геноме любой клетки многоклеточного организма закодирован механизм ее самоликвидации. Эта программа включается в ситуациях, когда клетка становится ненужной или даже вредной для организма. В частности, если клетка поражена вирусом, такое самоуничтожение помогает предотвратить его размножение и распространение. Программа клеточной самоликвидации совершенно необходима для здоровой жизни, а также для предотвращения «бунта» отдельных клеток, которые вместо честного выполнения своей работы на благо организма «сходят с ума» из-за повреждений в ДНК и начинают бесконтрольно разрастаться и делиться. Если это не предотвратить в самом начале, итогом такого клеточного бунта может стать известное всем страшное заболевание – рак.

Любовь и смерть пивных дрожжей

По большому счету, существование программы смерти отдельной клетки ничего не доказывает (кроме разве что сущей безделицы: оказывается, природа умеет программировать живые объекты на смерть). Действительно, все наши клетки живут в составе многоклеточного организма, и, как было сказано выше, гибель отдельных из них может быть очень даже полезна для него. Например, если это раковая клетка или клетка хвоста головастика, которому пришла пора превратиться в лягушку. Никогда не задумывались, куда девается хвост в этом случае? Все очень просто: его клетки получают команду на апоптоз и аккуратно самоликвидируются.

Дрожжи (их клетки под микроскопом) обладают программой самоуничтожения

Превращение головастика в лягушку происходит в том числе и благодаря явлению апоптоза

Но вот в чем загвоздка – существуют организмы, состоящие всего из одной клетки. Таковы бактерии, простейшие животные, вроде амеб, и одноклеточные грибы – дрожжи. Если у этих организмов существует апоптоз, то это значит, что у них есть программа самоубийства всего организма, так как в данном случае клетка и организм – одно и то же.

Если бы не апоптоз

Представляешь, дорогой читатель, если бы не апоптоз, то у нас с вами были бы, например, перепонки между пальцами, как у человека-амфибии! Да-да, в определенный момент развития эмбриона человека между пальцами образуются перепонки, которые затем рассасываются при помощи апоптоза.

Программа самоуничтожения действительно была обнаружена у дрожжей, причем совсем недавно – в первые годы XXI века (кстати, главную роль в этом открытии сыграли российские биологи из МГУ, чем мы очень гордимся!). Оказалось, что внешним сигналом, запускающим программу смерти, может быть феромон – вещество, выделяемое особями другого пола с целью привлечения партнера.

Среди всех организмов, состоящих всего из одной клетки, наверное, наиболее известна амеба

Мы не будем вдаваться в подробности полового процесса дрожжей, а сформулируем лишь главную мысль. Совершенно естественное вещество – феромон, запускающее половой процесс у грибов, убивает дрожжевую клетку, если что-то идет не так, как надо. Причем делает это не потому, что оно ядовито. К тому же количество феромона образуется совсем незначительное. Нет, дрожжи умирают потому, что феромон связывается со специальным белком-рецептором на поверхности дрожжевой клетки и тем самым запускает сложнейший каскад «самораскручивающихся» реакций, в конце концов приводящих к смерти этого одноклеточного организма.

Эукариоты и прокариоты

Дрожжи, как и все остальные грибы, а также растения, животные и люди относятся к эукариотам – организмам, в клетках которых есть ядро и другие органеллы. Органеллы – это как бы «органы клетки», то есть структуры, специализирующиеся на выполнении тех или иных физиологических задач, важных для жизни клетки. Одноклеточные организмы, клетки которых не имеют органелл, называются прокариотами.

Биологический смысл убийства полового партнера у дрожжей с помощью феромона мог бы состоять в очистке популяции от клеток-«неудачников», неправильно склеившихся при попытке передачи ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту. Выполнению «убийственной» функций феромона в этом случае должно способствовать его длительное выделение в узкую щель между половыми партнерами.

Помимо дрожжей, существует огромный мир микроорганизмов, также одноклеточных, но устроенных гораздо проще. Это так называемые прокариоты – эубактерии и архебактерии, или археи. У них также обнаружены механизмы самоликвидации, хотя и работающие иначе, чем у наших клеток или у дрожжей.

Например, у бактерий существуют системы типа «долгоживущий токсин – короткоживущий антитоксин», когда клетка медленно синтезирует белок, потенциально способный ее уничтожить. Такого убийства не происходит «в тучные годы», пока аминокислоты – вещества, необходимые для синтеза белков, находятся вокруг в достаточном количестве: клетка успевает быстро синтезировать белок-противоядие – антитоксин, который связывается с токсином и нейтрализует его. Токсины не только медленно синтезируются, но и медленно распадаются. А вот антитоксин распадается быстро. В результате «в тощие годы», когда аминокислот начинает не хватать для синтеза новых белков, короткоживущий антитоксин распадается и исчезает, в то время как количество токсина уменьшается лишь незначительно. Итог печален: токсин, освобождаясь из комплекса с антитоксином, убивает бактерию.

При необходимости бактерии (на фото) тоже могут самоликвидироваться

Бактерии гибнут, их становится меньше, а стало быть, снижается и потребление ими аминокислот. В конце концов количество аминокислот в немногих бактериях, оставшихся в живых, поднимается до уровня, достаточного для синтеза белков, и выжившие бактерии-счастливчики начинают снова синтезировать антитоксин, связывающий избыток токсина. Таким образом, популяция бактерий на своем (микроскопическом) уровне решает проблему перенаселения Земли.

Существенно, что не только нехватка аминокислот, но и субстратов дыхания и кислорода, появление в среде чужеродных токсинов и антибиотиков, а также другие неблагоприятные факторы, тормозящие биосинтез белков, могут включать систему «токсин-антитоксин» как последнюю линию защиты бактериальной популяции от полного вымирания. По мнению Лейна, массовая гибель водных микроорганизмов при появлении в водоеме вирусов может иметь тот же смысл: применение тактики «выжженной земли» как способ блокировать наступление врага – инфекции.

У бактерий также описана особая сигнальная система, вызывающая ряд событий в ответ на повреждение ДНК. Сначала – стимуляция репарации, то есть процесса починки ДНК, затем (если это оказывается недостаточным) – блокада размножения и, наконец, при еще большей степени повреждения – активный лизис бактериальной стенки, ведущий к гибели клетки. Такой, в общем-то, беспощадный принцип позволяет предотвратить утрату генетического наследия вида из-за ошибок, вкравшихся в «биологический текст» генома при его сохранении и многократном воспроизведении. Как пишет микробиолог К. Льюис: «Вполне возможно, что основная опасность, подстерегающая одноклеточные организмы – это не конкуренция, патогены или истощение питательных материалов, а их собственный клон, превратившийся в группу «безнадежных монстров», способных вызвать смерть всей популяции». Чтобы избежать этой опасности, бактерия с поврежденной ДНК кончает с собой задолго до того, как геном до такой степени испортится, что прекратится синтез белков.

Итак, программы гибели, открытые первоначально в клетках многоклеточных существ, есть и у одноклеточных организмов. Поскольку в последнем случае понятия «клетка» и «организм» совпадают, можно утверждать, что запрограммированная смерть организма записана в геноме по меньшей мере у этого типа живых существ.

«Но ведь совершенно очевидно, – говорят в этом месте пессимисты, – что для индивида нет ничего хуже, чем умереть! Как же такой вредный признак, максимально контрпродуктивный для индивида – его носителя, не был выбракован естественным отбором?».

Репликативное старение у дрожжей

У одноклеточных эукариот, а именно у дрожжей, на которых была открыта смертоносная программа, включаемая феромонами, существует так называемое репликативное старение: дрожжевая клетка, делясь, может дать почку, дающую затем дочернюю клетку, примерно 30 раз, после чего детородная функция исчезает (совсем как у стареющих высших животных, достигших состояния менопаузы).

К сожалению, сегодня мы еще не можем прямо ответить на этот каверзнейший вопрос, хотя у нас есть определенные соображения по данному поводу. Но каким бы он ни был, уже сейчас нельзя отрицать очевидный факт существования программ смерти одноклеточных. А если это так, то почему программа старения не может быть частным случаем явлений такого типа, эдаким медленным самоубийством?

Но может старение запрограммировано только у некоторых одноклеточных, продолжительность жизни которых измеряется днями, а у человека и всех прочих ныне живущих многоклеточных такая программа утрачена, и они стареют и умирают как-то иначе? Давайте рассмотрим этот вопрос.

Текущая страница: 1 (всего у книги 12 страниц) [доступный отрывок для чтения: 3 страниц]

Владимир СКУЛАЧЕВ Максим СКУЛАЧЕВ Борис ФЕНЮК

БЕЗ СТАРОСТИ

УДК 613 ББК 51.204.0 С 46

Авторы книги Владимир Скулачев: академик РАН, ведущий российский биохимик, профессор, директор НИИ Физико-химической биологии МГУ им. М.В. Ломоносова, декан факультета биоинформатики и биоинженерии МГУ им. М.В. Ломоносова

Максим Скулачев: кандидат биологических наук, молекулярный биолог, ведущий научный сотрудник биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Борис Фенюк: кандидат биологических наук, биохимик, ведущий научный сотрудник НИИ Физико-химической биологии MfV им. М.В. Ломоносова

В оформлении переплета использована иллюстрация: VikaSuh / Shutterstock.com Используется по лицензии от Shutterstock.com

На суперобложке фото В. Познера: Алексей Куденко / РИА Новости

Скулачев В. П.

С 46 Жизнь без старости / В.П. Скулачев, М.В. Скулачев, Б.А. Фенюк. – М.: Эксмо, 2013. – 256 с. – (Академик Скулачев).

ISBN 978-5-699-67743-6

Академик РАН Владимир Скулачев и ведущие российские биохимики, проведя многолетние эксперименты, сделали выдающееся научное открытие: старение – это программа, закодированная в генах. Ее можно расшифровать и отменить, ведь недаром обнаружен зверек, который никогда не стареет. На основе сенсационного исследования авторами книги было создано лекарство, которое лечит одну из старческих болезней, ранее считавшуюся неизлечимой.

Не исключено, что это только начало пути, и уже в ближайшие годы будет создан препарат, предохраняющий от старости. Чтобы дожить до этого будущего, авторы предлагают 7 принципов, выведенных на основе биологического проникновения в глубинную природу человека. Каждый из принципов понятен и достаточно легко выполним, если вами движет любовь к жизни и своим близким. Следуя этим принципам, можно замедлить генетическую программу старения и заставить свой организм думать, что ему рано стареть.

Прочитайте, приблизьтесь к фонтану молодости – и живите долго!

УДК 613 ББК 51.204.0

© Скулачев В.П., Скулачев М.В., Фенюк Б.А., текст, иллюстрации, 2013 © Прудникова О.И., иллюстрации, 2013 © Тихонов М.В., фото, 2013 ISBN 978-5-699-67743-6 © Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2013

ПОСВЯЩЕНИЕ

Название «Жизнь без старости» было предложено Инной Севериной, безвременно покинувшей нас 9 ноября 2012 г. Для Б.А.Ф. Инна была наставницей и старшей коллегой,

для М.В.С. – мамой, а для В.П.С. – просто всем, всем, всем... Незабвенной Инне мы посвящаем эту книгу.

В.П. Скулачев, М.В. Скулачев, Б.А. Фенюк

/-Ч ЧАСТЬ II

.) НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОДЛЕНИЯ молодости

I. 7.4. Как мы взялись лечить неизлечимую болезнь -

БЛАГОДАРНОСТИ

Предисловие

Старение – под контроль человека

Что произошло со всеми взрослыми людьми на Земле за те секунды, когда вы читали эти строки? С американцами, китайцами, русскими и алеутами. С нами, с вами, с Папой Римским, с хранителем мечети Омара и негром – чистильщиком обуви на окраине Кейптауна? Мы все чуть-чуть постарели. Приблизились на несколько секунд к неизбежному концу.

Конечно, большинство людей не задумывается об этом. Все просто живут, стареют, а самые мудрые при этом стараются радоваться каждому моменту отведенного им срока. Мы привыкли считать, что старение – естественный и неизбежный процесс. Естественный - разумеется. Но с какой стати неизбежный ?

Еще каких-то 100 лет назад диагноз «воспаление легких» по существу означал смертельный приговор. Неизбежный и естественный. А еще раньше большая часть людей совершенно естественно умирала годам к 30 от массы разных причин – холода, голода, агрессии со стороны хищников или соседей и т.п. Потом были изобретены огонь, одежда, сельское хозяйство, строительство жилищ и укреплений, медицина, антибиотики, да и социальная защищенность выросла со времен каменных топоров. И оказалось, что никакой неизбежности во многих, казавшихся ранее совершенно неподвластными человеку явлениях нет.

В ЭТОЙ КНИГЕ ПРИВОДЯТСЯ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА, ЧТО СТАРЕНИЕ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НЕИЗБЕЖНЫМ.

ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ ЭТОТ ПРОЦЕСС МОЖЕТ и должен БЫТЬ взят под контроль человеком.

Мы познакомим вас с результатами самых последних научных исследований, проведенных в лучших лабораториях мира, которые говорят в пользу того, что программу старения можно остановить. Не все из новых фактов уже нашли свое объяснение. Но мы уверены, что знакомство с этими интереснейшими биологическими экспериментами и загадками вселит в вас уверенность в том, что старость не является обязательной для современного человека. Не пугайтесь, когда услышите о мощных электрических полях, заставляющих вращаться молекулярные машины в каждой клетке нашего тела, о химическом оружии, применяемом термитом-камикадзе, таинстве возникновения и исчезновения видов в процессе эволюции, нестареющих существах и совсем других тварях, процесс превращения которых в дряхлых стариков занимает всего один месяц.

Книга рассчитана на обычного любознательного читателя. Для ее прочтения не нужно быть профессиональным биологом или врачом. Она состоит из двух частей, первая проще, вторая больше насыщена научными доказательствами. Для понимания сути будет достаточно первой части, но въедливый читатель сможет найти во второй части доказательства каждого потрясающего факта, изложенного в первой. В 10 главах первой части без лишних сложностей и свойственного некоторым ученым занудства рассказывается о том, как современная наука представляет процесс старения организма. Вторая часть, состоящая из 11 глав, – вполне серьезная, в ней приведены факты научных наблюдений и результаты экспериментов, из которых выросли концепции и выводы, изложенные в первой части. Таким образом, первая часть похожа на кусок вкусного торта, а вторая – на собранные в одном и том же месте муку, масло, сахар, сливки, цукаты и прочие кулинарные ингредиенты. Иметь дело с первой частью гораздо легче – она уже приготовлена для вас. Со второй же придется засучить рукава, взять рецепт и потрудиться кулинаром, потратив свое время и умственные усилия. И съедобность конечного результата вовсе не гарантирована, тут кое-что зависит и от вас!

Возможно, вы уже интересовались биологией вообще, эволюцией или, еще лучше, наукой о старении – геронтологией. Тогда вы можете пропустить первую часть и сразу начать со второй.

ЧАСТЬ I

КАК ПРОДЛИТЬ МОЛОДОСТЬ

Голый землекоп -нестареющее животное

Отмена старения: разве это возможно?

1.1.1. Что такое старение

Проблема старения издревле занимала умы людей. Кому нравится, что чем старше, тем немощнее становится наше тело. Попытки выяснить причины этого явления и, самое главное, затормозить процесс старения организма предпринимались с незапамятных времен. Не все знают, что знаменитый «философский камень», превращая железо в золото, должен был не только обогащать человека, но и обеспечивать ему вечную молодость.

На данный момент существует несколько сотен более-менее серьезных, то есть имеющих какое-то научное обоснование, теорий старения. Они делятся на две неравные группы. Большинство ге-

ронтологов – ученых, занимающихся старением, придерживается точки зрения, что старение является результатом накопления случайных повреждений и ошибок, неизбежных при функционировании сложной системы. В конце концов дефектов становится слишком много, и организм, окончательно состарившись, умирает. То есть живые существа стареют примерно так же, как автомобили. Очень грустная точка зрения. Потому что с накоплением случайных поломок на самом деле ничего сделать нельзя: на то они и случайные.

Есть более оптимистичный подход к проблеме старения. Геронтологи, к числу которых относится наша команда, считают, что стареем мы не просто так. Старение специально придумано природой и имеет глубокий биологический смысл, имеющий принципиальное значение для эволюции новых существ. Старение, а значит и смерть от старости, – это последние этапы нашего индивидуального развития. Они, так же как и все предыдущие этапы нашего созревания и развития, запрограммированы в генах. Все биологи знают, что в этих самых генах записано, как мы должны расти в утробе матери из одной-единственной малюсенькой клетки, развиваться после рождения, проходить половое созревание и превращаться во взрослого человека. И вдруг почему-то утверждается, что на этом запрограммированность развития неожиданно кончается. И все остальное природа будто бы пускает на самотек. Вся наша жизнь жесточайшим образом контролируется различными генетическими программами, но классические геронтологи считают, что такие важнейшие аспекты жизни, как старение и смерть, отданы на откуп случайности. Ну уж нет. В такую безалаберность природы мы поверить не можем! В наших генах должна быть закодирована какая-то специальная программа, которая запускается в довольно молодом возрасте и заставляет нас стареть. Запуск этой программы вызывает постепенное ослабление функционирования всех систем организма, тем самым медленно и печально сводя нас в могилу.

При всей ужасности нарисованной нами картины на самом деле – это оптимистичный взгляд на старение. Потому что если для него существует специальная программа, то ее можно... сломать или, как говорят компьютерщики, «хакнуть». Биология еще слишком молодая наука, чтобы с легкостью создавать какие-то новые системы. Но ломать – не строить. Это мы уже худо-бедно умеем. А к чему приведет поломка или даже небольшая порча программы старения? К тому, что старение будет происходить медленнее. Не этого ли мы все и хотим?

Вмешательство в программу старения, закодированную В ГЕНАХ, ПРИВЕДЕТ К ЕЕ ПОРЧЕ И В ИТОГЕ К ТОМУ, ЧТО СТАРЕНИЕ БУДЕТ ПРОИСХОДИТЬ МЕДЛЕННЕЕ ИЛИ ВООБЩЕ ОСТАНОВИТСЯ.

Но позвольте, получается, что где-то внутри нас живут гены смерти? Враги, специально внедренные к нам с целью обеспечить, в общем-то наше биологическое самоубийство, причем весьма изощренным, мучительным, растянутым во времени способом – старостью? Посмотрим внимательней.

1.1.2. Гены самоубийства

Скажем сразу – гены смерти человека как индивида пока еще не найдены. Но мы должны рассказать вам о важнейшем открытии конца XX века – обнаружении генов смерти человеческих клеток. И не только человеческих.

Как вы знаете, все наше тело состоит из клеток. Они размножаются путем роста и деления пополам. Когда-то каждый из нас состоял всего из одной клетки – зиготы, получившейся в результате слияния яйцеклетки матери со сперматозоидом отца. С тех пор эта первая клетка много раз делилась, образовывала новые клетки, которые тоже делились, специализировались, превращаясь кто в нейроны, кто в клетки крови, кто в мышечные клетки. Внутри нашего тела все эти мириады клеток живут, дышат, растут, общаются друг с другом, аккуратно и согласованно выполняют свои функции. И умирают.

Очень долго биологи не задумывались

О ТОМ, КАК, СОБСТВЕННО, КЛЕТКИ ЭТО ДЕЛАЮТ – умирают. Наверно, в игнорировании ЭТОГО ВОПРОСА БЫЛО ЧТО-ТО ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ, СВЯЗАННОЕ С САКРАЛЬНОСТЬЮ СМЕРТИ И СТРАХОМ ПЕРЕД НЕЙ. У НОРМАЛЬНЫХ ЛЮДЕЙ НЕ ПРИНЯТО СЛИШКОМ ДОЛГО РАЗМЫШЛЯТЬ О НЕИЗБЕЖНОМ КОНЦЕ.

Вот все и думали, что клетки живут себе, живут, а потом бац – и умирают. Ну как вообще все живые существа. Правда, немного смущало, что разные клетки живут разное время. Некоторые – считаные дни, а некоторые – годы, или вообще сохраняются на протяжении всей жизни человека.

Однако в конце концов внимание биологов привлекла и эта мрачная сторона жизни клеток. И оказалось, что в подавляющем большинстве случаев клетки умирают не просто так. В них заложена смертоносная программа, запускающаяся в строго определенные моменты, при помощи строго определенных веществ и заканчивающаяся гибелью самой клетки. Это – программа биохимического клеточного самоубийства, названного биологами апоптозом. Причем реализация этой программы требует затрат энергии. Если клетку лишить ее источников, то она не умрет так быстро, как собиралась. Работу программы до определенного момента можно остановить и спасти «несчастную клетку». С помощью методов современной генной инженерии удается сделать клетку, которая вообще не способна к самоуничтожению. Для этого приходится выключить у нее определенные гены. То есть как бы «хакнуть» программу смерти.

Сама программа клеточного самоубийства уже неплохо изучена, об особенностях этого биологического механизма написаны тысячи научных статей. Оказалось, что этот элегантный и очень надежный каскад реакций в конце концов приводит к тому, что клетка аккуратно разбирает себя на «запчасти», используемые далее ее соседями в качестве строительного материала.

Удивительно, но практически все клетки ОРГАНИЗМА ОКАЗАЛИСЬ УЖАСНЫМИ МЕЛАНХОЛИКАМИ, ВСЕГДА ГОТОВЫМИ САМО-

убиться. Чтобы продолжать жить, они

ДОЛЖНЫ НЕПРЕРЫВНО ПОЛУЧАТЬ ИЗВНЕ

Оказалось, что в любой ткани есть особые внеклеточные белки, специфичные именно для этой ткани и отсутствующие в других тканях. Белки эти получили название ростовых факторов. Есть факторы роста мышц, печени, почек и т.д. В отсутствие этих факторов клетки нельзя культивировать вне организма: они быстро самоуничтожаются с помощью процесса, названного апоптозом. Успешно культивировать клетки животных научились тогда, когда стали добавлять соответствующий фактор роста в среду культивирования. А в нашем теле апоптоз оказывается для органа гарантом того, что в нем не поселятся клетки из другого органа. Попав в почку, клетка печени не найдет в ней фактора роста печеночных клеток и покончит с собой, поскольку окажется без фактора роста почек. Здесь некому будет послать ей сигнал «Живи дальше!».

Итак, в геноме любой клетки многоклеточного организма закодирован механизм ее самоубийства. Эта программа включается в ситуациях, когда клетка становится ненужной или даже вредной для организма. И эта программа совершенно необходима для правильного развития и здоровой жизни, а также для предотвращения «бунта» отдельных клеток, которые вместо честного выполнения своей работы на благо организма «сходят с ума» и начинают бесконтрольно делиться и разрастаться. Если это не предотвратить в самом начале, итогом такого клеточного бунта может стать известное всем страшное заболевание – рак.

1.1.3. Любовь и смерть у самых мелких

По большому счету, существование программы смерти отдельной клетки ничего не доказывает, кроме того, что природа вообще умеет программировать живые объекты на смерть. Действительно, все наши клетки живут в составе многоклеточного организма, и, как было сказано выше, гибель отдельных кпе-ток может быть очень даже полезна этому организму. Например, если эта клетка – раковая. Или если это клетка хвоста головастика, которому пришла пора превратиться в лягушку. Никогда не задумывались, куда девается хвост в этом случае? Все очень просто: его клетки получают сигнал самоубийства – команду на апоптоз, и аккуратно самоликвидируются. Если бы не апоптоз, то у нас с вами, дорогой читатель, были бы, например, перепонки между пальцами, как у человека-амфибии!

В ОПРЕДЕЛЕННЫЙ МОМЕНТ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ У ЧЕЛОВЕКА ДО РОЖДЕНИЯ МЕЖДУ ПАЛЬЦАМИ ПОЯВЛЯЮТСЯ ПЕРЕПОНКИ, КОТОРЫЕ ЗАТЕМ «РАССАСЫВАЮТСЯ» БЛАГОДАРЯ АПОПТОЗУ – САМОУБИЙСТВУ КЛЕТОК ПЕРЕПОНОК.

Но вот в чем загвоздка – существуют организмы, состоящие всего из одной клетки. Это бактерии, простейшие животные вроде амеб и давние друзья человека – одноклеточные грибы дрожжи. Если у этих тварей существует апоптоз, то это значит, что у них есть программа самоубийства всего организма.

Программа самоубийства действительно была обнаружена у дрожжей, причем совсем недавно – в самом начале XXI века. Главную роль в этом открытии сыграли российские биологи из МГУ, чем мы очень гордимся! Оказалось, что внешним сигналом, запускающим программу смерти, может быть феромон – вещество, выделяемое особями другого пола с целью привлечения партнера. Душераздирающие подробности полового размножения дрожжей можно узнать в главе 1.3 части II, предназначенной для углубенного чтения. Здесь же сформулируем главную мысль. Совершенно естественное вещество, запускающее половое размножение грибов, убивает дрожжевую клетку, если что-то идет не так в этом процессе. Причем делает это не потому, что оно само ядовито – его и образуются-то совсем ничтожные количества. Нет, дрожжи умирают потому, что феромон связывается с белком-рецептором на поверхности дрожжевой клетки и тем самым запускает сложнейший каскад «самораскручивающихся» реакций, в конце концов приводящих к смерти этого одноклеточного организма.

Это СОВЕРШЕННО УДИВИТЕЛЬНО, НО ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ И СМЕРТЬ, КАК ПРАВИЛО, ИДУТ РУКА ОБ РУКУ ПРАКТИЧЕСКИ У ВСЕХ ВИДОВ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ. И В ЭТОМ ЕСТЬ ГЛУБОКИЙ БИОЛОГИЧЕСКИЙ СМЫСЛ.

Помимо дрожжей, существует огромный мир микроорганизмов, также одноклеточных, но устроенных еще проще. Это так называемые прокариоты – эубактерии и архебактерии. У них также обнаружены механизмы самоликвидации, работающие иначе, чем в клетках человеческого организма или у дрожжей.

Например, у эубактерий существуют системы типа «долгоживущий токсин – короткоживущий антитоксин», когда клетка медленно синтезирует белок, потенциально способный ее убить. Такого убийства не происходит «в тучные годы», пока аминокислоты – вещества, необходимые для синтеза белков, находятся вокруг в достаточном количестве: клетка успевает быстро синтезировать белок-противоядие – антитоксин, который связывается с токсином и нейтрализует его. Токсины не только медленно синтезируются, но также медленно и распадаются. А вот антитоксин распадается быстро. В результате «в тощие годы», когда аминокислот начинает не хватать для синтеза новых белков, антитоксин распадается и исчезает, в то время как количество токсина уменьшается лишь незначительно. Итог печален: токсин, освобождаясь из комплекса с антитоксином, активируется и убивает бактерию.

Бактерии гибнут, их становится меньше, а стало быть, снижается и потребление ими аминокислот. В конце концов количество аминокислот в немногих бактериях, оставшихся в живых, поднимается до уровня, достаточного для синтеза белков, и выжившие бактерии-счастливчики начинают снова синтезировать антитоксин, связывающий избыток токсина. Таким образом, популяция бактерий на своем, микроскопическом уровне решает проблему перенаселения Земли.

Итак, программы гибели, открытые первоначально в клетках многоклеточных существ, есть и у одноклеточных организмов. Поскольку в случае одноклеточного понятия «клетка» и «организм» совпадают, можно утверждать, что запрограммированная смерть организма записана в геноме по меньшей мере у этого типа живых существ.

Но, может быть, старение запрограммировано только у некоторых одноклеточных, продолжительность жизни которых измеряется днями, а у человека и всех прочих ныне живущих многоклеточных такая программа утрачена и они стареют и умирают как-то иначе? Давайте рассмотрим этот вопрос.

Жестокость или необходимость ради выживания?

1.2.1. Что такое феноптоз ?

В этой главе приведены факты, наводящие на мысль, что умирать по программе могут не только одноклеточные, но и многоклеточные организмы. Для удобства изложения нам понадобится новый термин, обозначающий запрограммированную смерть организма. По аналогии с апоптозом клеток мы назвали самоубийство организма феноптозом. Заметим, что, например, для наших любимых пивных дрожжей феноптоз и апоптоз – это одно и то же, поскольку у них весь организм состоит всего из одной клетки.

Где нам искать примеры феноптоза? Первый выбор достаточно очевиден, если задуматься, зачем это явление может понадобиться в природе. Речь пойдет об однократно размножающихся существах.

Для многих видов живых организмов слова «любовь» и «смерть» в действительности означают два следующих друг за другом события. И родители либо вообще никогда не видят своих детей, либо немного подращивают их, а потом освобождают место молодым. Это жестоко, но целесообразно с точки зрения выживания популяции. Так быстрее сменяются поколения, что позволяет перебрать больше вариантов, увеличив разнообразие потомства, т. е. быстрее приспосабливаться к меняющимся условиям среды.

Не всем животным и растениям повезло

КАК ЧЕЛОВЕКУ ИЛИ, СКАЖЕМ, СОСНЕ. НАМ,

КАК И ЭТИМ ВЕЛИЧЕСТВЕННЫМ ДЕРЕВЬЯМ, РАЗРЕШЕНО ИМЕТЬ ПОТОМСТВО МНОГО РАЗ.

Как рождается новое поколение существ – более-менее понятно. Но задумаемся, а куда девается поколение предыдущее у таких однократно размножающихся видов? Мы считаем, что ответом на этот вопрос является феноптоз.

1.2.2. Жить в 9 раз дольше -это реально

Есть такая однолетняя травка – резушка, или по-латыни Arabidopsis thaliana. Это один из любимых объектов исследования для генетиков – такой же, как пивные дрожжи, плодовая мушка дрозофила и белая мышь. На лабораторном жаргоне ее зовут просто арабидопсис. Трава эта размножается всего один раз и умирает после того, как на ней образуются семена, спрятанные в мелкие стручки. Полный цикл от прорастания семени до цветения взрослого растения занимает всего несколько недель. Во многом за это арабидопсис так любим биологами – всю жизнь растения можно пронаблюдать за время одного чемпионата мира по футболу. Такая скорость развития арабидопсиса диктуется особенностями его жизни в диких условиях. Многие молекулярные биологи считают, что это растение специально создано природой. Другие уверены, что кто-то там, наверху, отвечает за создание видов для лабораторных исследований. Арабидопсис растет в местах «ранения» почвы, а точнее дерна.

Представьте себе основательно заросший летний луг. Плотно стоящие один к другому стебли, жуткое переплетение корней, образующих дерн. В общем – жесточайшая борьба за свет, воду, соли из почвы. Поди потягайся с такими монстрами, как пырей, борщевик или даже мятлик. Но вот по полю промчался лось. И его копыта выворотили из земли кусок дерна, обнажив свежую землю. Вот оно! Незанятое место! Кто выиграет схватку за возникший кусок жизненного пространства? Мощный пырей? Высокая ежа? Выиграет самый быстрый, а не самый сильный. За месяц, в течение которого другие травы только прорастут, арабидопсис успеет полностью вырасти, зацвести и дать миллионы мелких, размером с пылинку семян. Причем, пока остальные пыжатся, пытаясь вытянуть к свету огромный стебель, хитрый маленький арабидопсис может даже повторить раунд размножения еще раз, а то и не один. То есть когда-нибудь старые растения дадут семена и умрут, но прежде чем кусочек обнажившейся земли зарастет трава-

стволом и мясистыми листьями, а – обычное взрослое растение арабидопсиса (слева) возрастом около 2 мес. (близок к предельному для этого вида), и восьмимесячное растение-мутант (справа); б – листья арабидопсиса-мутанта в четырнадцать месяцев (фото из работы С.Мельцера и соавт. сайта http://www. nature.com/ng/

ми-монстрами, успеет взойти и зацвести еще одно поколение арабндопсиса. Изящно, не правда ли? Но для этого надо быстро расти и быстро умирать, чтобы пройти этот цикл несколько раз. Это значит, что у арабндопсиса должна быть программа феноптоза, включающаяся после цветения или созревания семян. И совсем недавно она была обнаружена. Как часто бывает – случайно.

Группа бельгийских ученых изучала процесс цветения араби-допсиса и создала генетическую модификацию этого растения, убрав у него 2 гена из 22 000. Надо заметить, что это основной способ изучения живых существ биологами – испортить что-нибудь, а потом смотреть, к чему это приведет.

Так вот, выключение, или по-научному – нокаутирование, этих двух генов поначалу ни к чему интересному не привело. Растения-мутанты росли так же, как и обычные арабидопси-сы, пока не пришло время цвести. Они (мутанты) попытались это сделать, но получилось как-то не особенно хорошо. Цветы и появившиеся затем стручки были мелкие и немногочисленные... и вот тут начались чудеса. Обычные растения араби-допсиса в соседнем горшке уже умерли от старости (прошли отведенные им природой недели жизни), а мутанты продолжали жить. И расти. У них утолщался ствол, появлялись новые розетки листьев, хотя у нормального арабндопсиса розетка может быть только одна, на уровне почвы. Сами листья превратились из мелких, похожих на травинки перышек, в крупные, мясистые (см. рис. 1). Через месяц-другой ствол начал деревенеть, а весь этот монстр – расползаться по почве, укореняться новыми корневищами. Стареть он уж точно не собирался. Статья наших коллег из Бельгии была опубликована, когда возраст этого куста, или даже небольшого деревца, в девять раз превысил нормальный срок жизни мелкой травки араби-допсиса.

Не стоит думать, что запрограммированная смерть – это удел только «однолетников». Наиболее яркие примеры мы можем найти как раз среди многолетних растений, которые многие годы размножаются вегетативно, но в какой-то момент решают переключиться на половое размножение. Как правило, это приводит их к смерти. То есть после цветения и созревания семян растения-родители погибают.

Так, например, ряд видов бамбука имеет фиксированную продолжительность жизни, определяемую сроком цветения. Этот срок свой у каждого вида и варьирует он от 6 лет (зацветает на шестой год жизни) до 120 лет (зацветает на сто двадцатый год). Бамбук растет настолько густо, что между двумя отдельными стволами в принципе не может поместиться третий. Если бы родительские растения не отмирали, то у новых проростков не было бы никаких шансов добраться до света и питательной почвы. Поэтому цветение означает смертный приговор для предыдущего поколения этого растения.

Выключение 2 генов из 22 ООО генов,

СОСТАВЛЯЮЩИХ ГЕНОМ РЕЗУШКИ, ПРИВЕЛО К ТОМУ, ЧТО ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ жизни ЭТОГО РАСТЕНИЯ УВЕЛИЧИЛАСЬ В 9 РАЗ.

Напомним, что любознательные бельгийцы не создавали никаких новых систем, чтобы получить арабидопсиса-долгожителя. Они только «испортили» растение, лишив его двух, как оказалось, генов смерти. Таким образом было доказано, что смерть арабндопсиса происходит не потому, что он просто не может жить дольше, чем несколько недель, из-за накопления в его тщедушном теле случайных ошибок, а потому что в его гены заложена специальная программа, убивающая организм в определенный момент его жизни, то есть программа феноптоза.

По-видимому, когда-то арабидопсис был высоким и «крутым» растением. Это доказывается тем, что он еще и сегодня умеет изображать из себя гиганта, если отключить феноптоз. Но потом он эволюционировал, «решив», что чем конкурировать с десятками таких же «крутых» видов, проще найти и оккупировать специальную нишу – раны в земле, чтобы быть там полным королем. Правда, лишь до тех пор, пока рана не зарастет «крутыми» видами растений.

То же самое происходит с агавой, которая много лет может расти и размножаться корневищами, а потом зацвести и погибнуть вскоре после созревания семян.

Другой яркий пример – мадагаскарская пальма Ravenala madagascariensis. Это величиственное растение прекрасно себя чувствует вплоть до 100 лет, а потом зацветает мелкими цветами и вскоре после этого гибнет.

Подробности такого рода явлений любопытный читатель найдет в части II, разделе II.2.2.

1.2.3. Феноптоз у беспозвоночных. Богомолы не стареют

Имеют ли отношение к человеку реальное увеличение продолжительности жизни мелкого растения или конечная целесообразность гибели дрожжей? Человек – он из другого царства. Надеюсь, мы никого не обидим, если напомним, что мы – животные. В смысле, что согласно биологической классификации принадлежим к царству животных, и у нас очень многое происходит по-своему. Перейдем к животным.

Начнем с повелителей нашей планеты, если брать по разнообразию, эволюционной приспособленности и общей массе в тоннах. Нет, не с человеков. С беспозвоночных – это черви, моллюски вроде мидий или осьминогов и, конечно же, короли биологии – вездесущие и невероятные насекомые. Утверждается, что если взять какое-нибудь большое дерево во влажных джунглях Южной Америки, завернуть его в полиэтилен и опрыскать инсектицидом, то с него нападает представителей различных видов насекомых больше, чем существует на всей Земле видов рыб, гадов, птиц и зверей вместе взятых. Спросите какого-нибудь классического биолога, кто является венцом эволюции? Конечно же, это двукрылые насекомые (мухи, комары), а вовсе не бескрылые двуногие существа, которым все неймется.

Если У САМКИ ОСЬМИНОГА СРАЗУ ПОСЛЕ ПОЯВЛЕНИЯ ДЕТЕНЫШЕЙ УДАЛИТЬ ОСОБЫЕ ЖЕЛЕЗЫ, ОНА БУДЕТ ЖИТЬ ДАЛЬШЕ. В ПРИРОДЕ ЖЕ МОЛОДАЯ ОСЬМИНОЖКА ПЕРЕСТАЕТ ПИТАТЬСЯ И УМИРАЕТ СРАЗУ ЖЕ ПОСЛЕ ТОГО, КАК СТАНЕТ МАТЕРЬЮ.

При таком разнообразии беспозвоночных среди них должно быть несложно найти примеры феноптоза. И их действительно множество. Головоногие моллюски – некоторые виды осьминогов и кальмаров, так же как и однолетние растения, размножаются один раз. У кальмаров самец погибает сразу после спаривания, а самка – отложив «кладку». Показателен пример одного из видов осьминогов (Octopus hummelincki), самка которых перестает питаться сразу после появления детенышей. Причем, как и в случае с арабидопсисом, биологи сумели доказать, что тут дело не в каком-то неизбежном старении этой самки, а имеет место настоящая биологическая программа. Если у молодой матери удалить особые железы, то она не теряет способность питаться, живет дальше и может размножиться еще несколько раз.

Самка одного из видов богомола отгрызает голову самцу в конце полового акта, что многие годы приводилось как пример самой изощренной жестокости в мире насекомых. В действительности же оказалось, что у самца богомола семяизвержение наступает только после обезглавливания.

Показателен также пример поденок – небольших насекомых, у которых природой не предусмотрено... рта. Как же они живут? Дело в том, что, как обычно это бывает у насекомых, большую часть жизни поденка проводит в состоянии личинки, которая ест – будь здоров. Но потом наступает последний этап развития этого существа, и личинка превращается во взрослую поденку – что-то среднее между комаром и мотыльком. От личинки она наследует небольшой запас питательных веществ, который позволяет ей летать пару дней, если повезет – встретить партнера противоположного пола и отложить сотни тысяч яиц. После чего биологическая функция поденки считается выполненной, кормить ее никакого смысла нет (с точки зрения эволюции!), и она умирает от голода. Типичный пример феноптоза.

У насекомых можно найти еще и не такие чудеса. Вплоть до самоходных химических бомб-камикадзе. Определенный вид термитов додумался следующим образом «утилизировать» старых рабочих особей. Всю жизнь они спокойно грызут дерево, строят свой термитник, но при этом потихоньку откладывают в особом изолированном отделе своего тела фермент, образующий ядовитое вещество. В старости, когда затупятся жвалы, рабочие бросают свое ремесло и присоединяются к термитам-солдатам, отправляющимся в набег на соседний термитник или атакующим какого-нибудь жука. Если враг разгрызет такого пожилого рабочего, то ядовитая емкость взрывается, распыляется отравляющее вещество и враг гибнет. Надеюсь, вы согласитесь, что вряд ли рабочие термиты превращаются в ходячие бомбы в результате накопления случайных ошибок? Более подробно об этом удивительном факте см. часть II, раздел 11.2.3.