Старение: удержать бы синицу в руке…
В чем смысл жизни? Все ответы на этот вопрос сводятся к одному: в том, чтобы жить. Долгая жизнь и здоровая, активная старость — самая давняя и самая заветная мечта человека.
Насколько современная геронтология продвинулась в своих исследованиях? Собравшись на VIII международный симпозиум «Биологические механизмы старения» в Харьковском национальном университете им. Каразина, ученые проанализировали результаты исследований механизмов старения различных биологических систем, обсудили новые теории в этой области и особенности современных экспериментальных подходов, а также различные социальные аспекты.
Человека нужно адаптировать к среде или среду — к человеку
— Александр Викторович, какое из направлений в исследовании старения, на ваш взгляд, является наиболее перспективным? — спрашиваю у сотрудника Института биохимической физики РАН, ученого секретаря Московского отделения Геронтологического общества РАН Александра Халявкина, представившего на симпозиуме доклад «Основополагающая роль внешних влияний на контроль продолжительности жизни».
— Сегодня существуют две основные концепции старения. Согласно первой, мы старимся в соответствии с заложенной в нашем организме программой. Сторонники другой считают старость результатом накопления в организме в течение жизни различных повреждений, сбоев и ошибок. Есть и синтетическая концепция: старение запрограммировано и вдобавок модулируется разного рода случайными событиями на уровне клетки и ДНК.
Сторонники идеи генетически запрограммированного старения считают, что природа вынудила нас стареть и умирать, чтобы таким образом осуществить гарантированную смену поколений, необходимую для эволюции видов. Однако для смены поколений старение вовсе не обязательно: не стареют, например, гидры, планарии, амебы. Нужна смертность. А смертны и нестареющие, и стареющие виды живых организмов. И причина одна и та же — ограниченный запас прочности любого из них. Разница только в том, что у нестареющих видов жизнестойкость постоянна, а у стареющих особей (вроде нас с вами) она с возрастом снижается.
На мой взгляд, для многих видов живых существ, которые способны неоднократно давать потомство в течение своей жизни (к ним относится и человек), старение не является фатальной неизбежностью. Оно начинается или усугубляется из-за неадекватного взаимодействия организма с внешней средой. Именно здесь кроется причина такого явления, как пластичность старения, когда его процесс может замедляться или ускоряться в зависимости от благоприятных или неблаго¬приятных для организма условий жизни. Если же организм оптимизировать по всем параметрам, он не будет стареть.
Как это сделать? Например, так изменить внутренние настройки организма, чтобы его сенсорные и управляющие системы воспринимали существующие условия среды обитания в качестве адекватных. Известен эксперимент с нематодами. Эти круглые черви, обычно живущие в почве, были подвергнуты генетической модификации. В результате продолжительность их жизни в лабораторных условиях возросла в десять раз. Представьте, что после такого же вмешательства человек мог бы жить не 70, а 700 лет! Прямого запрета природы на такой поворот событий нет.
По моему мнению, так называемые видовые сроки продолжительности жизни (для человека обычно называют цифру 100—120 лет) не имеют резко очерченной границы. Она зависит от многих причин, в том числе от врожденной устойчивости организма к внешним и внутренним влияниям, а также от того, с какой скоростью тратится этот запас устойчивости. Простой пример: злоупотребление алкоголем, курение, неполноценная еда и существование в загрязненной среде эту скорость увеличивают. На мой взгляд, оба эти параметра вполне можно регулировать как перенастройкой систем управления организмом, так и изменением внешних факторов.
Уверен, биологически проблема значительного увеличения продолжительности жизни вполне разрешима. А вот воплощение ее в реальность — задача уже не геронтологов, а политиков, экономистов, психологов, юристов… Они должны наметить контуры и параметры будущего общества здоровых и долго живущих людей. Однако я не стал бы форсировать усилия для решения этой проблемы до того момента, пока не будут проанализированы ее возможные негативные последствия. Чтобы не получилось «как всегда». Сначала выпускаем джинна из бутылки (я имею в виду бактериологические, ядерные, ракетные и другие исследования), а потом лихорадочно боремся за ограничение, нераспространение, запрещение…
Без профилактики далеко не уедешь!
— Виталий Кимович, название вашего доклада — «Теория надежности и старение: стохастическая реализация генетической программы» вызывает ассоциации скорее с техникой, чем с биологией, — обращаюсь к кандидату биологиче¬ских и доктору физико-математических наук, сотруднику Института проблем химической физики РАН из Черноголовки Виталию Кольтоверу.
— Суть дела в том, что биологические системы – это тоже конструкции. Только несравненно более сложные, чем технические устройства. Они тоже состоят из конкретных функциональных элементов: биополимеров и бионанореакторов. А их синтез и сборка осуществляются в соответствии с заранее определенным планом — по генетическим программам.
Все системы имеют ограниченную надежность, и биосистемы — не исключение. На мой взгляд, старение как раз и является следствием генетически запрограммированных ограничений надежности биологических конструкций. Например, избыточное образование свободных радикалов кислорода, которые вредят клетке,— это результат сбоев в работе бионанореакторов в нашем организме. Чтобы из малонадежных функциональных элементов создать высоконадежную систему, нужно постоянно заниматься профилактикой отказов. Как известно, машины дольше функционируют у тех автолюбителей, которые не жалеют усилий на их профилактику.
Что касается нашей биологической конструкции, то одна из причин старения — разрушительная работа, которую проводят в клетках организма свободные радикалы кислорода. Между тем наша природная антиоксидантная ферментная защита работает с ограниченной надежностью, это запро¬граммировано генетически. И никакие дополнительные антиоксиданты — ни природные типа витаминов Е и С, ни синтетические — в этом случае радикально не помогают. На мой взгляд, нужно идти другим путем: не перехватывать вредоносные радикалы, а предотвращать их образование с помощью ферментов. По оценочным расчетам, если бы удалось предотвратить образование всех лишних анион-радикалов, наш мозг мог бы функционировать 250 лет!
Ученых давно манит сам факт существования организмов, не знающих тягот старости. Частично «бессмертен» даже сам человек: клетки крови, эпидермиса и желудочного эпителия могут обновляться гораздо дольше, чем живет весь организм. Существует бессмертие половых клеток: они переходят из поколения в поколение и не умирают. С этой точки зрения человек — пример бессмертной клеточной культуры, которая живет и размножается уже в течение двух-трех миллионов лет.
И все же, на мой взгляд, радикалы — это частности. Когда я еще совсем молодым делал доклад по надежности и старению в лаборатории моего учителя Льва Блюменфельда, меня спросили: «А где конструкции, задающие такую программу, находятся?». Я ответил: «В гипоталамусе». Реакция Блюменфельда была мгновенной: «Вырезать к чертовой матери гипоталамус и жить вечно!». В шутке ученого всегда есть доля истины. Многие специалисты и сейчас придерживаются мнения, что «командный пункт» находится в гипоталамусе.
Большие надежды я возлагаю на новые геропротекторы на основе изотопных нанобиотехнологий, которые разрабатываются в Институте проблем химической физики совместно с нашими киевскими коллегами из Института геронтологии НАН Украины.
Большинство хочет жить хорошо, а не долго
— Александр Николаевич, геронтологи изучают механизм старения в самых разных направлениях: от исследования процессов на молекулярно-генетиче¬ском и клеточном уровнях до разработки малокалорийных диет. Где, по вашему мнению, есть реальные сдвиги? — спрашиваю у заведующего сектором эволюционной цитогеронтологии биологического факультета МГУ Александра Хохлова.
— На мой взгляд, каких-то реальных сдвигов, к сожалению, пока нет. Вернее, все наши неоспоримые достижения находятся в пределах видовой продолжительности жизни в 100—120 лет. И росла она до сих пор не за счет улучшения человеческого организма, а благодаря успешной борьбе с неблагоприятными внешними факторами: эпидемиями, голодом, тяжелыми условиями труда… Но даже при самом здоровом образе жизни человеку пока не удается перешагнуть физиологиче¬ский предел.
Многое определяется и тем, чего человек хочет от своей жизни. Не все желают жить долго. Большинство хочет жить, с их точки зрения, хорошо, то есть активно пользоваться всеми удовольствиями. А хорошая жизнь и долгая жизнь имеют мало общего. Давайте представим, что ученые нашли средство от старения, но при этом человек должен вести абсолютно аскетичный образ жизни. Многие ли согласятся долго жить без выпивки, сигарет, вкусной еды, секса, развлечений? А, к сожалению, сегодня геронтология может предложить те же простые рецепты для продления сроков активной жизни, что и много лет назад: малокалорийная полноценная диета, отсутствие хронических стрессов, физическая активность, достаточный сон… Добавился разве что совет употреблять умеренные дозы сухого красного вина, которое содержит продлевающие жизнь вещества.
Но добиться того, чтобы люди проживали свои «законные» 100—120 или 400—500 лет, — это разные задачи. Иными словами, прожить полно свою видовую продолжительность жизни — синица в руке, а раздвинуть ее границы — уже журавль в небе.
Кроме того, пока наше общество не готово к появлению долгожителей в массовых масштабах. Уже сейчас пенсионеры составляют 20% населения, а если их будет больше? Сможет ли общество их прокормить? Или им придется трудиться гораздо дольше, чем сейчас? А как продление жизни отразится на таком социальном институте, как семья? Если мы вмешаемся в фундаментальные процессы старения, скорее всего, и дети психологически будут развиваться медленнее и взрослеть только к 40—50 годам. Так что вопросов множество.
Это можно назвать сдержанным оптимизмом
— Анатолий Иванович, несмотря на интереснейшие доклады участников симпозиума, его результаты могут вызвать некоторое разочарование у тех, кто ожидает уже сейчас неких рецептов если не бессмертия, то радикального продления жизни, — обращаюсь к председателю оргкомитета симпозиума, директору Института биологии Харьковского национального университета им. Каразина профессору Анатолию Божкову.
— Действительно, таких рецептов нет. Мы пока не можем в полной мере реализовать даже ту видовую продолжительность жизни, что заложена эволюцией, — 100—120 лет. Однако можно говорить о сдержанном оптимизме ученых, который продиктован дальнейшим развитием геронтологии. Специалисты создают новую систему взглядов на процесс старения, рассматривая его не как патологию, а как особое состояние адаптационных процессов в организме, которое можно контролировать и которым можно управлять. Появилось понимание той важной роли, которую играют оптимальные режимы существования биологического организма в системе «организм—среда».
— Ваш доклад на симпозиуме был посвящен эпигенетическим механизмам формирования возрастных стратегий адаптации. В чем суть эпигенетической концепции?
— Она заключается в предположении, что в процессе старения изменения в живом организме происходят на более высоком уровне, чем генетические системы. Многие годы существовало мнение, что геном определяет все развитие организма, поскольку в нем записаны все свойства. Однако, на мой взгляд, развитие определяется тем, какие именно строки генома читает внешняя среда и среда организма. В связи с этим сегодня гораздо продуктивнее и интереснее рассматривать вопрос, что именно прочитано и почему прочитано именно это.
Старение вызывается не одной причиной, а их комплексом, который у разных индивидуумов формируется по-разному в результате уникального взаимодействия генома и факторов среды. Роль играет образ жизни, диета, особенности генотипа, местность обитания, уровень образования и культуры человека… В результате в каждом отдельном случае мы имеем индивидуальное сочетание различных причин — удачное либо неудачное с точки зрения долгожительства — и, соответственно, индивидуальные особенности старения, столь же неповторимые, как отпечатки пальцев. Хотя общий процесс старения и характер умирания у всех одинаков. В реальной жизни хотя бы один из факторов долгожительства обычно отсутствует (а чаще всего — и не один). Наверное, поэтому люди живут мало. И, самое главное, они не очень хотят жить долго и в полную силу.
— Когда же нужно начинать работать над собственным долголетием?
— Чем раньше, тем лучше.
Фото автора
О чем говорили в кулуарах
…В 60-е годы американские врачи обнаружили, что из двадцати трех миллионов гипертоников в стране лишь пятая часть обращаются к врачу и хоть как-то лечатся. Остальные дотягивают до сердечно-сосудистых катастроф. Наша нынешняя статистика примерно соответствует тогдашней американской. Отсюда немыслимый для цивилизованной страны показатель инсультов и старческого маразма. Знаете ли вы, когда показатели работоспособности и потенции американских пожилых мужчин резко поползли вверх? Когда в стране начали методично выявлять банальных гипертоников и буквально «загонять их палкой» к врачу. Черновая, кропотливая работа и медицинская рутина — вот что оказалось более эффективным тормозом старости, чем сенсационные «меры по немедленному омоложению».
…Однажды ученые попытались искусственными способами «притормозить» функционирование репродуктивной системы круглого червя. Срок его жизнедеятельности увеличился на 60%! Распространяется ли это правило на людей? Здесь можно дать ответ неточный, но провокационный. В 1998 году ученые Манчестерского университета проанализировали продолжительность жизни 32 тысяч английских аристократов за период с 740 по 1875 год, то есть за то время, когда никто ничего не знал о контрацепции. Оказалось, что до 60 лет дожили наименее плодовитые. А среди 80-летних и старше женщин подавляющее большинство были бездетными. В 1940—1950 годах в США была исследована группа мужчин, подвергшихся оскоплению по медицинским показаниям. В среднем они жили на 23% дольше своих ровесников.
…Известный американский ученый Рой Уолфорд, изучавший положительный эффект ограниченного по калориям питания на продолжительность жизни и иммунную систему лабораторных животных, решил поставить эксперимент длиной в жизнь на себе. В 1980 году он перешел на ограниченную по калориям диету (1500 ккал в сутки плюс дополнительно витамины и антиоксиданты вместо 2000—2500 в норме), рассчитав, что благодаря этому проживет минимум 120 лет. В его меню преобладали супы, фрукты и овощи. Под влиянием ученого в США было создано «Общество ограничения калорий». Как показали исследования, люди, следовавшие этой диете несколько лет, теряли до трети своего веса, становились раздражительными, мерзли даже при теплой погоде и постоянно чувствовали усталость, однако утверждали, что все это можно перенести в надежде приобрести добавочные десятилетия жизни. Это общество распалось после известия, что Рой Уолфорд умер в возрасте 79 лет. Врачи не исключают, что болезнь развилась из-за нарушения энергетического баланса в организме.
