Секрет вечной молодости. В чем причины старения и смерти человека
Мы стареем не просто так, а в результате специальной биологической программы. Но в мире есть африканский голый землекоп, похожее на мышь и неспособное состариться животное. Ученые выяснили, почему люди стареют, а землекопы — нет
Смерть ради жизни
Я придерживаюсь мнения, что жизнь отдельного индивидуума, отдельной особи какого-то биологического вида, — штука очень ценная, но есть вещи и поважнее. А именно — сам вид. То есть, на самом деле, полный набор генов (это называется геном), который содержится в каждой особи этого вида и, собственно, определяет, что она такое.
Впервые, в явном виде подобную идею сформулировал, наверное, Ричард Докинз в своей знаменитой книге «Эгоистичный ген».
Как правило, интересы генома и его временного носителя (живого существа) совпадают. Но иногда — нет. И тогда моментально выясняется кто в доме хозяин — конечно же геном. Если геному вида угрожает опасность или просто виду нужно развиваться, то носителем можно смело пожертвовать — следующие поколения «новых нарожают».
В результате, я уверен, что геномы большинства (если не всех) живых существ содержат специальные вредные программы. От которых самим существам ничего хорошего не бывает, но которые нужны для развития вида. В первую очередь, программы смерти, обеспечивающие смену поколений и, соответственно, эволюцию. Причем иногда они устроены «быстрым» способом — например у однолетних растений, которые погибают, убиваемые собственными семенами после их созревания, а иногда — «медленным». И самая противная программа медленного самоубийства — это программа старения. Которая заставляет многие виды, в том числе и нас с вами, «портиться» с возрастом и, в конце концов, — умирать.
Неправильный мышь
То, что мы стареем не просто так, а в результате деятельности специальной биологической программы — вещь не очевидная и требует доказательства. Я попробовал построить его «от противного», продемонстрировав вам пример животного, которое программу старения себе отключило. Потому что ему больше не нужно так уж сильно ускорять собственную эволюцию — он и так хорош! Это, как и мы с вами, млекопитающее, довольно близкий родственник обычной мыши — африканский грызун голый землекоп! Если мышь живет 2−3 года, успевает за это время полностью состариться и умирает от старости, то землекоп живет более 30 лет и, если у него иногда и проявляются какие-то признаки старения, то они, как правило, не смертельны. Большинство биологов сходятся во мнении, что голый землекоп — это нестареющее животное (ну, или если выражаться более научно — животное с пренебрежимым старением).
Еше пару лет назад мне было бы нечего сказать на эту тему. Но в 2017 году, в одном из самых престижных научных журналов в мире «Physiological reviews» мы сумели опубликовать теоретическую работу, объясняющую феномен нестарения голого землекопа. В конце 2017 вышла ее версия на русском.
Все началось, как всегда, с митохондрий. Это такие маленькие электростанции, которые есть в каждой клетке и с помощью которых мы дышим. Надеюсь, что о них будет отдельная серия нашего сериала. Изучение митохондрий — главная специальность академика Владимира Петровича Скулачева. Собственно, в его лаборатории в конце 60-х годов было выяснено, как они работают. Последние лет 20 академик, помимо митохондрий, интересуется проблемами старения и, конечно же, предпринял титанические усилия, чтобы провести эксперимент с митохондриями голого землекопа. Должен заметить, что митохондрии очень сильно связаны со старением, но об этом — в следующих сериях.
Исследования митохондрий голого землекопа увенчались успехом. В институте при Берлинском зоопарке проводили эксперименты на землекопах, специально приехавшему для этого из Москвы сотруднику Владимира Скулачева — известному биологу Михаилу Высоких — удалось получить образец ткани землекопа и померить различные параметры работы митохондрий в этой ткани. Ничего особо интересного в них не оказалось, кроме немного странной кривой, показывающей скорость поглощения кислорода митохондриями (они же дышат) в определенных условиях.
И вот тут у Владимира Петровича возникла одна идея. Захватившая его настолько, что он собрался и поехал в Берлин, чтобы лично посмотреть на голого землекопа.
Смотрите: вот на фотографии выше запечатлен голый землекоп. А рядом — вовсе не землекопы. Это новорожденные крысята. Видите, насколько они похожи? Через несколько дней крысята повзрослеют, оденутся шерсткой и превратятся в нормальных крыс. А землекопы — нет. Он так на всю жизнь и останется как бы новорожденным.
Дальнейшее разбирательство показало, что у землекопов есть более 40 признаков такой «новорожденности» или «детскости» по сравнению с крысами. Вот некоторые из них:
- Маленький вес по сравнению с другими видами семейства.
- Отсутствие шерсти (она всегда есть у грызунов).
- Отсутствие ушных раковин.
- Ограниченные возможности для поддержания постоянной температуры тела (как у новорожденных млекопитающих).
- Высокие когнитивные способности (любопытство).
- Низкая восприимчивость к боли.
- Способность нейронов к регенерации и увеличение срока жизни нейронов.
- Отсутствие снижения с возрастом уровня инсулин-подобногоростового фактора 2 (IGF2).
- Отсутствие снижения с возрастом уровней супероксиддисмутаз 1 и 2, а также каталазы.
- А также еще несколько десятков внешних, физиологических и биохимических признаков.
То есть получается, что землекоп остановил программу своего индивидуального развития на стадии новорожденного грызуна. Подобное явление было описано раньше для, например, земноводных, и оно называется неотения.Источник: AP 2018
Справедливости ради надо сказать, что Владимир Скулачев не первым обратил внимание на то, что землекоп это неотеническое животное. До него это подметили Ричард Александер в 1991 году и некоторые другие ученые. Но они совершенно не связывали этот феномен с долгожительством (Александер про продолжительность жизни этих животных просто не знал).
Застрять в детстве
Академик Скулачев сформулировал очень простую идею: если землекоп остановился на стадии детеныша, то его программа индивидуального развития просто не доходит до того места, когда пора запускать старение. Дети же не стареют! Тем самым у нас получается самое главное доказательство: старение — это часть программы развития и жизни организма. Такая же как рождение, рост, созревание. И если вся эта программа остановлена, то и старение — тоже!
Вот что произошло с землекопами. Если бы это случилось с обычным видом, то он бы очень скоро исчез, потому что в отсутствие старения его эволюция сильно замедлилась бы. А землекопа спасла его эусоциальность. Жизнь в «режиме муравейника» оказалась настолько более устойчивой, что он смог позволить себе отключение старения, как эволюционного инструмента.
И, похоже, в эволюции самого интересного для нас вида биологических существ — Homo sapiens — началась точно такая же история, которая произошла с голым землекопом. Вы никогда не обращали внимание на то, что люди больше всего похожи на… детенышей обезьян? Но об этом — в следующей серии. Которая будет посвящена программе старения человека!