Продление жизни стало реальным

Буланов Юрий Б.

Укорочение молекул ДНК в процессе деления клетки было открыто совсем недавно, во второй половине 90-х гг. Но уже давно было замечено, что если культуру живых клеток поместить в питательную среду вне организма, то клетки совершают строго определенное число делений, после чего погибают. Поэтому-то факту и был сделан вывод, что существует какой-то «ген смерти», в котором закодирована смерть организма. Когда исследования последних лет показали, что никакого гена смерти нет, многие биологи вздохнули с облегчением. Но проблем от этого не убавилось. Ведь сама жизнь (деление) клеток постоянно приближает клетки к их смерти. Как тут не вспомнить знаменитое изречение: «Жить — значит умирать».

Исчерпание генетического кода — основная и самая новая (на сегодняшний день) причина старения и смерти организма. Даже если бы не существовало возрастных заболеваний или каких-либо других причин старения организма, человек все равно умирал бы из-за исчерпания резервов генетического потенциала. Хотя если говорить о так называемых «возрастных» заболеваниях, то они обуславливаются как раз уменьшением количества генов в организме. Все имеющиеся у человека гены условно можно подразделить на «структурные», определяющие структуру клеток, органов и тканей и «регуляторные», обеспечивающие регуляцию обмена. Количество регуляторных генов в десятки раз превышает количество структурных. Поэтому неудивительно, что с возрастной потерей генетического материала в первую очередь расстраивается обмен. Развиваются самые разные болезни.

Тщательное обследование 30-и любых людей позволяет выявить множество мелких «болячек», незаметных для самого человека. В 40-летнем возрасте уже имеются серьезные заболевания. Это, конечно же, обобщение. Люди, работающие над собой, в 40 лет имеют здоровье 30-летних и иногда и 20-летних, если у человека хорошая наследственность и хорошие природные задатки. Есть «экземпляры», которым я лично завидую самой, что ни на есть «черной» завистью. Люди с румянцем на щеках и преизбытком природного здоровья.

Сразу же возникает вопрос: «На сколько хватает этого самого генетического потенциала в том случае, если мы научимся лечить или предотвращать все возрастные заболевания?» В зависимости от наследственных факторов при маловыраженных возрастных заболеваниях человек может жить от 94 до 110 лет. Рекорд продолжительности жизни зафиксирован на отметке 111 лет. Время от времени в печати появляются заметки о том, что там-то и там-то живет человек, которому 130 лет или даже 150 лет. Однако первая же серьезная научная проверка эти данные опровергает. В некоторых малоразвитых странах или районах, где культивируется особое уважение к старикам, старики любят преувеличивать свой возраст, чтобы придать себе больший общественный вес. В бывшем СССР долго ходили легенды о том, что где-то в Абхазии. Азербайджане, Армении и т. д. высоко в горах живут люди, перешагнувшие 150-и летний рубеж. Газетные статьи об этих долгожителях писались в угоду престарелым членам ЦК КПСС, чей возраст зашкаливал за 80 лет. Тем самым как бы подчеркивалось, что 80 лет это далеко не предел и что даже в таком возрасте человек может быть крупным политическим деятелем. После приостановки деятельности КПСС первая же научная экспедиция, посланная на Кавказ по районам проживания долгожителей, начисто развеяла все иллюзии. Да, действительно, было много людей, которые били себя в грудь и говорили, что им 150 лет, однако, на проверку сказывалось, что им чуть больше 70-и или 80-и. Всего лишь несколько человек перешагнули 100 летний рубеж и дожили до 110 лет. Преувеличение собственного возраста особенно широко было распространено в тех районах, где отсутствовали паспорта либо практиковалось присвоение родительских паспортов с целью уклонения от военной службы.

Диапазон 94-110 лет — это тот максимальный срок, который отпустила нам природа при условии, что мы будем заботиться о своем здоровье и сумеем избежать серьезных возрастных заболеваний.

Концепция исчерпания генетического фонда по мере развития и старения организма появилась всего несколько лет тому назад, когда группа американских ученых опубликовала вой работы по исследованию генетического аппарата клетки в процессе ее деления. Оптимизма и иллюзий у людей поубавилось. Зато появился более трезвый взгляд на жизнь как таковую.

2. Повреждение генетического аппарата клетки под действием химических и физических факторов

Генетический аппарат клетки (ДНК) — самая хрупкая и самая уязвимая ее часть. Не зря ДНК «запрятана» в ядро клетки, да еще и заключена в оболочку хромосом.

Мы находимся в окружении огромного количества химических и физических агентов, повреждающих ДНК, от которых не можем себя оградить. Выхлопные газы, нитраты, нитриты, пестициды и гербициды — вот далеко не полный перечень химических веществ, которые постоянно попадают в наш организм извне и повреждают генетический аппарат. Мало того, сам организм наш вырабатывает большое количество токсичных соединений, способных оказать повреждающее воздействие. Свободные радикалы, продукты азотистого обмена, продукты интоксикации из кишечника — вот далеко не полный перечень того, что повреждает наш наследственный аппарат.

Физических повреждающих агентов ничуть не меньше, чем химических: электромагнитные поля, радиоактивное облучение, рентгеновские лучи, положительные аэроионы, высокие температуры — вот далеко не полный перечень физических повреждающих факторов. Даже нормальная температура человеческого тела — 36,6 °C, температура наиболее оптимальная для протекания всех биохимических реакций в организме оказывает повреждающее воздействие на белковые молекулы, и, в первую очередь, на ДНК, как на самую нежную структуру. Не зря в процессе эволюции половые железы мужчин были выведены из брюшной полости наружу. Температура яичек у мужчин на 2–3° ниже температуры в брюшной полости. Более низкая температура в половых железах помогает уменьшить повреждение воздействия тепла на ДНК половых клеток [6] . Женские половые клетки (в яичниках) помещаются в брюшной полости. Поэтому с возрастом в женских половых клетках накапливается намного больше повреждений ДНК, чем в мужских. Отсюда можно уже сделать вывод, что для здорового потомства возраст матери имеет намного большее значением, чем возраст отца.

6

Ряд ученых высказывают предположение, что сауна, равно как и парная баня, противопоказаны мужчинам, т. к. она повышает температуру мужских половых желез и способствует повреждению генетического аппарата. Хотя, нужно отметить, еще нет экспериментальных данных, подтверждающих или опровергающих эту гипотезу.

Повреждение ДНК под действием химических и физических агентов не является, однако, совсем уж фатальным. В процессе эволюции возникли и закрепились процессы репарации (восстановления) поврежденной ДНК. 98 % всех повреждений ДНК устраняется самой же клеткой. Существуют специальные ферменты, «вырезающие» из ДНК поврежденный участок. Затем на месте вырезанного участка с помощью других ферментов выстраивается новый, аналогичный удаленному. Поврежденная же часть ДНК выводится из организма.

Если процесс репарации не закончен до того, как клетка вступает в фазу деления, то во время деления она может погибнуть, т. к. одпоцепотчатая структура разделившейся молекулы ДНК имеет пустой участок и в этом месте удвоение молекулы ДНК произойти не может. Как видим, ДНК сама себя «Ремонтирует». Процесс этого текущего ремонта, как, впрочем, и любой другой процесс находится под контролем соответствующих генов. С возрастом, по мере исчерпания генетического потенциала клеток, таких репарирующих (восстанавливающих) генов становится все меньше и меньше. Процесс репарации ДНК, таким образом, постепенно затухает и это вносит свой вклад в старение и гибель клетки. Исследованные долгожители помимо всего прочего отличаются высокой способностью ДНК к репарации после различных повреждений. Пионерами теории спонтанного повреждения ДНК были американские ученые Мэррат (теория накопления ошибок) и Бъеркстен (теория поперечных ошибок спиральных сшивок спиральных нитей). В нашей стране классические труды, посвященные повреждениям и репарации ДНК были написаны Фролъкисом В.В.

3. Свободнорадикальное окисление

Жизнь на земле зародилась в атмосфере, где было всего 2 % кислорода и более 90 % углекислого газа. Возникновение и размножение сине-зеленых водорослей привело к уменьшению концентрации в атмосфере СО₂. Сине-зеленые водоросли получали энергию за счет бескислородного окисления. Они потребляли необходимый им СО₂ и «выбрасывали» ненужный О₂. Не будем забывать, что окислительно-восстановительные реакции — это реакции обмена между молекулами ионов водорода и электронов. Они могут протекать как с помощью кислорода, так и без его участия. Нарождающиеся в процессе эволюции новые живые организмы вынуждены были приспосабливаться к повышающимся концентрациям О₂ в атмосфере. Это приспособление шло по пути включения кислорода в обмен веществ в качестве окислителя. Кислород оказался как нельзя более удачным окислителем. Его использование привело ко «взрыву эволюции» и образованию большого количества новых живых организмов. Но использование кислорода в качестве окислителя породило и новые проблемы.

Большую часть энергии в настоящее время организм получает за счет кислородного окисления пищевых веществ (углеводов, белков, жиров). Окисление пищевых веществ происходит в митохондриях клеток. Заключается это окисление в переносе электронов от окисляемых молекул на кислород воздуха. Кислород таким образом восстанавливается до воды. Для полного восстановления молекулы О₂ до 2Н₂О необходимо присоединение к О₂ 4 электронов, т. к. каждый атом кислорода присоединяет 2 электрона. Но ферменты переносят электроны на молекулы кислорода по одному. Поэтому в процессе биологического окисления образуются и полувосстановленные формы кислорода — О₂⁺ которые обладают очень большой реакционной способностью за счет лишнего неспаренного электрона на своей орбите. О₂⁺ — это один из самых активных «свободных радикалов» (супероксидный радикал). Кроме того, в процессе кислородного обмена образуются такие соединения, как высокоактивный атомарный кислород, окислы, гидроксилы и перекиси. Все эти вещества относятся к свободным радикалам и обладают высокой реакционной способностью. Свободные радикалы повреждают все, с чем соприкасаются. Особенно чувствительны к ним клеточные мембраны. Если мы вспомним, что практически все части клетки имеют мембранное строение (клетка сама по себе есть не что иное, как большое скопление биологических мембран), то становится ясно, что практически все части клетки страдают от воздействия свободных радикалов — свободные радикалы вызывают повреждение ДНК (нарушают генетический код), митохондрий (нарушение энергетического обеспечения клетки), наружной клеточной мембраны (разрушение рецепторного аппарата клетки и снижение чувствительности клетки к гормонам и медиаторам).