Кодекс долголетия. Что заставляет нас стареть, зачем это нужно и как «обмануть» эволюцию: пошаговое руководство

Вербург Крис

Обычно такая ужасная мутация тут же отсеялась бы естественным отбором. Но в данном случае такого не происходит, потому что болезнь проявляется не в молодости, а лишь после того, как большинство людей уже родили детей. Таким образом, естественный отбор эта мутация нисколько не интересует. Если бы болезнь Гентингтона проявлялась у детей, они бы умирали, не успев оставить потомства, и, соответственно, мутация не передавалась бы по наследству и отмирала. Взрослые с болезнью Гентингтона успевают родить детей и передать мутацию им – обычно еще до первых проявлений заболевания. Именно поэтому болезнь продолжает существовать. Природу нисколько не интересует, насколько ужасными болезнями кто-то болеет, если эти болезни проявляются на поздней стадии жизни, после размножения. То же самое верно и для старения: природе наплевать, что вы стареете и увядаете после того, как дадите потомство. Более того, возможно, у природы даже есть веская причина сохранять болезнь Гентингтона. Так или иначе, эта мутация, вызывающая ужасную болезнь в старости, возможно, дает какие-то преимущества в молодости. Некоторые исследования, например, показывают, что у пациентов с болезнью Гентингтона выше плодовитость или лучше иммунная система.

Таким образом, люди могут носить в себе гены, которые ускоряют старение или вызывают серьезные болезни вроде синдрома Гентингтона, но при этом дают преимущество в молодом возрасте, например, высокую фертильность [5] ,

крепкие кости, более хорошую иммунную систему или выносливость. Еще один пример – болезнь Альцгеймера [6] и подверженность инфекционным заболеваниям. Ученые обнаружили, что некоторые мутации повышают риск болезни Альцгеймера. Одна мутация удваивает риск развития болезни Альцгеймера и уменьшает продолжительность жизни своего носителя в среднем на шесть лет. Плохая новость состоит в том, что эту мутацию носят в себе 25 процентов населения. Хуже того: у трех процентов населения есть мутация, которая повышает риск развития болезни Альцгеймера в девять раз. Но ученые обнаружили, что люди с этой мутацией реже болеют. Их иммунная система сильнее. Такая мутация, должно быть, была полезна в африканской саванне сто тысяч лет назад, когда инфекция десен или повреждение ноги могли оказаться смертельными. Сильная иммунная система быстро и эффективно сражается с бактериями, не давая им превратиться в большой абсцесс [7] или добраться до кровеносной системы, после чего вы умрете от заражения крови. В средневековье такая мутация тоже была крайне полезной, потому что в городах в то время царили антисанитарные условия, что значительно повышало риск инфекции. Ученые обнаружили, что даже сегодня дети с этой мутацией, живущие в трущобах, болеют реже. В доисторические времена эта мутация могла быть невероятно полезной, потому что уменьшала риск инфекций. Сейчас же ситуация изменилась. В нашем современном обществе, где есть мыло, «Мистер Пропер» и антибиотики, шансы умереть от инфекционного заболевания значительно снизились. Вы можете прожить достаточно долго, чтобы мутация проявила себя и значительно повысила риск болезни Альцгеймера и сердечного приступа. Все потому, что более сильная иммунная система выделяет больше веществ, которые вызывают воспаление и могут повредить ваши собственные клетки, в том числе и клетки, которые формируют кровеносные сосуды и мозг. Это генерализированное, продолжительное воспаление похоже на медленный огонь, на котором закипают процессы старения.

5

Плодовитость. – Прим. науч. ред.

6

Заболевание головного мозга, возникающее обычно после 50 лет и характеризующееся прогрессирующим снижением интеллекта, нарушением памяти и изменением личности. – Прим. науч. ред.

7

Гнойное воспаление тканей с их расплавлением и образованием гнойной полости. – Прим. науч. ред.

Для эволюции особенно важен период фертильности. Поэтому большинство тяжелых заболеваний типа рака и деменции развиваются после окончания детородного возраста.

Другой пример подобного противостояния – болезнь Альцгеймера и рак. Сейчас стало ясно, что риск развития этих двух болезней обратно пропорционален друг другу: чем выше риск рака, тем ниже риск болезни Альцгеймера, и наоборот. Как такое возможно? Во-первых, нужно помнить, что рак, в отличие от болезни Альцгеймера, – не типичная «болезнь старости». Риск рака с возрастом увеличивается, что заставляет многих думать, что он связан со старением точно так же, как болезнь Альцгеймера или сердечно-сосудистые заболевания. Но в определенном возрасте, около 75 лет риск рака перестает расти, а вот риск типичных возрастных заболеваний продолжает увеличиваться. Это странно. Кажется, словно в определенном возрасте организм начинает защищать себя от рака – и это в самом деле так. У всех наших клеток есть своеобразная встроенная система безопасности, которая активируется, когда клетки получают повреждения. Когда клетка слишком сильно повреждена мутациями, она рискует превратиться в раковую клетку. Когда в клетке активируется система безопасности, она больше не может делиться. Ей, так сказать, запрещают размножаться, и она больше не может превратиться в неконтролируемо растущую раковую опухоль.

Таким образом, вы хорошо защищены от рака, если эта система безопасности работает хорошо и быстро отключает возможность деления больных клеток. Но эти неделящиеся клетки обладают недостатком: они обычно распухают и начинают выделять самые разные вещества, вызывающие воспаление, что, в свою очередь, делает клетки вокруг них больными и заставляет их быстрее стареть. Короче говоря, у людей с низким риском развития рака хорошо работает система безопасности, мешая мутирующим клеткам делиться, но одновременно эта система безопасности увеличивает риск возрастных заболеваний, например, болезни Альцгеймера, потому что эти неделящиеся клетки отравляют окружающие клетки и провоцируют воспаление. Для человеческого тела это типичная ситуация: его очень трудно перехитрить. В организме есть система сдержек и противовесов, которую можно нарушить. К счастью, ученые прилежно работают над решением этих проблем, потому что у раковых клеток и процесса старения есть одна общая черта: рост и гиперстимуляция. Кроме того, гормезис [8] может также уменьшить риск рака и замедлить старение. К этому мы вернемся позже.

8

Стимулирующее действие умеренных доз стрессоров. – Прим. науч. ред.

Секс и старость

Теперь мы немало знаем о том, почему мы стареем. Мы знаем, что старение существует потому, что в далеком прошлом мы умирали, не дожив до старости. Еще мы знаем, что некоторые мутации (или характеристики), которые делают нас сильнее или плодовитее в молодости, могут заставить нас быстрее стареть после того, как репродуктивный период заканчивается. Кстати, если уж об этом заговорили, вот вам интересный факт о сексе. Ранее мы говорили о мутациях или характеристиках, которые дают преимущество в молодости, но могут оказаться вредными в старости, но сейчас мы обсудим преимущества в фертильности, которые эти мутации дают в молодости, и какой вред они могут нанести в старости. Если говорить вкратце, то разнообразные механизмы, стимулирующие размножение в молодости, могут на более поздней стадии жизни оказаться вредными и ускорить процесс старения. Можно еще так сказать: способность к размножению обратно пропорциональна продолжительности жизни.

Хороший пример – тихоокеанский лосось. Эти рыбы рождаются в верховьях рек Канады или Соединенных Штатов, а потом, подрастая, плывут

вниз по течению, в Тихий океан. Там они живут несколько лет, после чего возвращаются огромными косяками к месту рождения, на родную реку. Легче сказать, чем сделать, конечно. Лососям приходится преодолевать сотни километров вверх по течению, и, добравшись до своей родной реки, они нерестятся и откладывают икру. А затем через несколько дней они умирают. Почему? Чтобы совершить это тяжелое путешествие до нерестилища, лососи накачивают себя гормонами (в основном – кортизолом). Гормоны дают рыбам много силы и энергии, чтобы проплыть этот изматывающий путь, а потом совершить еще более изматывающий ритуал размножения. Однако большие дозы кортизола вредны и наносят едва ли не больший ущерб, чем само путешествие. В процессе нереста лососи настолько сильно повреждают свои тела, что целыми косяками умирают в реках, где отложили икру. Они один раз оставляют потомство, а потом умирают. Нигде связь между размножением и смертью так не очевидна, как у этих рыб: для них секс равняется смерти. Размножение и некоторые гормоны, связанные с ним, соответственно, могут уменьшить продолжительность жизни.

Похожие ситуации бывают и у млекопитающих, например, у бурой сумчатой мыши Antechinus stuartii. Этот маленький грызун живет в Австралии. Когда приближается сезон размножения, самцы вырабатывают большое количество тестостерона [9] и кортизола [10] , которые делают их сильными, мускулистыми, вспыльчивыми, дикими и агрессивными. Все это нужно им, чтобы в следующие недели драться с самцами-соперниками за внимание самок. Вскоре после всех этих драк и оргий самцы падают и умирают от ран, язвы желудка (вызванной стрессом или кортизолом) и паразитов, которые заражают мышей, потому что кортизол отключает иммунную систему. Биологи называют такой секс «репродуктивным большим взрывом», потому что лососи и бурые сумчатые мыши для размножения устраивают бурное массовое мероприятие, после которого погибают. Поскольку на таких «мероприятиях» животных часто бывает довольно много, его вполне можно назвать еще и «репродуктивной групповухой».

9

Мужской половой гормон. – Прим. науч. ред.

10

Это гормон, который образуется в коре надпочечников. Он защищает организм от стресса, регулирует уровень артериального давления, участвует в обмене белков, жиров и углеводов. – Прим. науч. ред.

К счастью, люди размножаются менее драматично. Мы не занимаемся сексом раз в жизни, причем прямо перед смертью. Представьте, если бы жених умирал после первой брачной ночи, и все считали это совершенно нормальным. Мы, люди, занимаемся сексом много раз. Тем не менее, похоже, даже у животных, которые размножаются регулярно, избыточное воздействие половых гормонов может сократить продолжительность жизни.

Это иллюстрирует хорошо известный эксперимент с мушками-дрозофилами. То был первый научный эксперимент, который продлил продолжительность жизни животных в течение многих поколений. Он проходил следующим образом: каждый раз ученые брали только последние отложенные яйца, чтобы вывести из них следующее поколение дрозофил. Сначала исследователи взяли яйца, отложенные старыми мушками (им было 45 дней), и вырастили новых мушек только из них. Затем они взяли яйца мушек, которые те отложили в возрасте 47 дней, и так далее. С помощью этого процесса дрозофил заставили стареть медленнее, чтобы они могли размножаться в более старшем возрасте, потому что для следующего поколения всегда выбирали только самые последние яйца. Таким способом ученым удалось за несколько поколений удвоить продолжительность жизни мушек. Как мушкам-дрозофилам удалось жить дольше? Это стало возможным, потому что, когда мушки были молодыми, они были не очень фертильными. Соответственно, они тратили меньше энергии на размножение, оставляя больше на поддержку организма (читай: более медленное старение). На более поздней стадии эксперимента фертильность долгоживущих дрозофил тоже увеличилась, – скорее всего, потому, что если всегда выращивать потомство только из яиц самых старых мушек, отбор идет не только по продолжительности жизни, но и по фертильности.

Половые гормоны объясняют и связь между сексом и старением. Лабораторные животные, получающие больше тестостерона, умирают быстрее. Верно и обратное. Существует эффективный способ уменьшить количество половых гормонов в организме: кастрация. Кастрация – это удаление половых желез, в частности, яичек у мужчин и яичников у женщин. Учитывая то, что мы уже знаем о старении и сексе, нас не должно удивлять, что кастрированные животные живут дольше. Если кастрировать нашего самца бурой сумчатой мыши, о которой речь шла чуть ранее, он проживет дольше почти на шесть месяцев. Неплохо для мыши, которая в среднем живет всего год. Ветеринары давно знают, что кастрированные коты и собаки живут дольше. То же самое верно и для людей. Доказательства этому можно найти в старинных документах о евнухах, мужчинах-придворных, которых кастрировали, чтобы они не посягали на честь жен императора. Евнухам часто удаляли не только яички, но и половой член, так что им приходилось мочиться через узкую щелочку. Судя по этим документам, евнухи часто жили дольше, чем не кастрированные придворные. Одно исследование было посвящено судьбе 81 корейского евнуха, сменявших друг друга при дворе в течение нескольких столетий. Оказалось, что евнухи, кастрированные до полового созревания, жили в среднем на семнадцать лет дольше, чем их ровесники из того же социального класса. Один евнух, как говорят, дожил до 109 лет (3). Другое исследование было посвящено умственно отсталым мужчинам, которых кастрировали по приказу правительства. Это исследование показало, что кастрированные мужчины в среднем жили на четырнадцать лет дольше (4). Впрочем, в этой книге мы обсудим другие, менее радикальные способы продления жизни.

Роль секса в старении также, возможно, позволит нам ответить на такой вопрос: в каком возрасте мы на самом деле начинаем стареть? Многие считают, что стареть мы начинаем около 30 лет. Появляются первые седые волосы, кожа становится менее эластичной, а после бурной ночи в клубе становится труднее просыпаться по утрам. Но, судя по всему, в действительности мы начинаем стареть не в этом возрасте. Внешние признаки старения в самом деле начинают появляться к тридцати годам, но процесс старения должен начинаться раньше, чтобы эти признаки вообще появились. Кто-то утверждает, что мы начинаем стареть сразу после рождения, что тоже неверно. Похоже, на самом деле люди начинают стареть примерно в одиннадцать лет. Как ученые вывели эту цифру? Оказывается, в одиннадцать лет у нас наименьшие шансы умереть, а потом, после одиннадцати, риск начинает возрастать. На Западе в младенческом возрасте риск смерти составляет примерно 1/1000. Этот риск уменьшается до одиннадцати лет, когда его значение равно 1/40 000. С таким молодым и здоровым телом мы могли бы спокойно жить 1200 лет – если, конечно, наш риск смерти оставался бы постоянным. Один человек из тысячи, может быть, доживал бы даже до 10 000 лет. Если бы этим человеком был ваш дедушка, он бы мог рассказать вам, как охотился на мамонтов. Но таких старых дедушек не существует, потому что с одиннадцати лет риск смерти начинает возрастать.