Жизнь без старости
Шрифт:
У дольше живущих видов того же рода завершение роста и половое созревание наступают гораздо позднее. Соответственно, позже появляются и биомаркеры старения. Существенно, что указанные различия сохраняются при аквариумном содержании животных, т.е. они предопределены генетически и уже не зависят от сиюминутных условий существования. Создается впечатление, что рыбки короткоживущего вида стремятся успеть постареть за тот короткий период жизни, который им отпущен на воле. Важно также, что программа старения имеет сходные проявления у самых отдаленных видов позвоночных — от рыб до человека. Этот консерватизм — безусловное свидетельство древности данной программы.
А В. Марков начал одно из своих выступлений с описания
По-видимому, подобные механизмы противоэпидемиологической защи- о ты действуют и у животных. Интересен случай септического шока. Этот lb смертельный синдром вызывается так называемым эндотоксином грам- * отрицательных бактерий. Эндотоксин — липополисахарид (ЛПС) внешнего слоя клеточной стенки таких бактерий. Вещества данного класса у животных просто не существует, так что его появление в кровяном ру- г еле означает попадание туда бактерий. ЛПС узнается одним из белков крови, который его связывает. Комплекс этого белка с ЛПС в свою очередь узнается специальным белком-рецептором клеток эндотелия кро- * веносных сосудов. Тройной комплекс «ЛПС+белок крови+рецептор» ск активирует цепь событий, приводящих к воспалению и апоптозу. На ш первых порах все это выглядит как борьба макро- и микроорганизмов. < Поражает, однако, что роль микроба в такой борьбе абсолютно пассивна: бактерия не выделяет ЛПС в среду, он освобождается только в результате распада стенки бактерии, гибнущей под воздействием определенных факторов макроорганизма (этим ЛПС принципиально отличается от экзотоксинов — химического оружия бактерий, выбрасываемого наружу живой бактериальной клеткой для ее борьбы с макроорганизмом).
ем
d
т
о
о
н
>
л
S
ш
концентрации ЛПС в крови процессы воспаления и апоптоза нарастают ^ как снежный ком и, никак не сдерживаемые макроорганизмом, вызыва
ют его быструю смерть.
Трудно удержаться от аналогии с бактерией, заразившейся бактериофагом и по существу покончившей с собой, чтобы не стать рассадником инфекции. Если бактерий в кровотоке мало, то каскад событий, запускаемых ЛПС, ведет к ликвидации инфекции (это достигается прежде всего за счет активации воспалительной системы) и выздоровлению. Если же организм не может справиться с инфекцией, тот же ЛПС становится его убийцей, фактором, вызывающим феноптоз. Стандартное объяснение септического шока тем, что организму не удается контролировать развязанные им реакции, неубедительно. В организме есть, например, система сжигания практически всех имеющихся в нем веществ посредством окислительных ферментов митохондрий, которые, выйдя из-под контроля, могли бы уничтожить нас с вами за считаные минуты, но никто и никогда не наблюдал подобной смерти. Логичнее предположить, что высшие существа следуют в этом случае принципу, изобретенному еще прокариотами: заразился — постарайся не допустить размножения патогена, а если это не удается — самоликвидируйся.
Не исключено, что смерть от рака также запрограммирована, имея своей целью очистку популяции от особей, допустивших накопление слишком многих ошибок в ДНК своих яйцеклеток или сперматозоидов. В противном случае эти ошибки могли бы привести к появлению в потомстве тех безнадежных монстров, о которых пишет Льюис применительно к бактериям. Идея о том, что рак может быть тем способом, каким популяция стремиться избавиться от особей с повышенным мутационным грузом, была высказана С.С. Соммером в 1994 году и затем развита В.Н. Ман-ских и А.В. Лихтенштейном.
Мир, в котором мы живем, еще можно понять как результат неразберихи и случая. Но если он является результатом сознательно избранной цели, то эта цель, видимо, принадлежит врагу рода человеческого.
Б. Рассел
Среди возражений «пессимистов» есть одно, на которое «оптимисты» до сих пор действительно затрудняются дать окончательный ответ. Это вопрос о том, каким образом программа старения могла быть отобрана естественным отбором, если она контрпродуктивна для индивида.
Как должно быть ясно из изложенного выше, когда речь шла о быстром феноптозе, существует целый ряд контрпродуктивных программ, которые, несмотря на очевидный вред для организ-
ма, закрепились в геномах живых существ в процессе биологической эволюции. Среди них не только смерть сразу после размножения, но и быстрое старение многих однолетних растений. В последнем случае выявлены гены, необходимые для убийства растений после созревания семян, и идентифицирован один из ядов, используемых как орудие такого убийства — абсцизовая кислота. От всех этих явлений старение животных отличается лишь своим более медленным темпом.
Одна из возможностей, объясняющих отбор контрпродуктивных программ, состоит в том, что они осуществляются бифункциональными белками, несущими, наряду с функцией, вредной для организма, также и другую, чрезвычайно полезную функцию, исчезновение которой летально. Так, цитохром с участвует в апоптозе, вызванном АФК, которые, по нашему мнению, играют ключевую роль в старении животных. Эту свою контрпродуктивную функцию (участие в процессе старения) цитохром с осуществляет, выйдя из митохондрий-в цитозоль и взаимодействуя там с белком Apaf-1. Казалось бы, мутация, инактивирующая ген цитохрома с, могла бы предо- щ твратить старение и тем самым дать преимущества мутантному ^ животному в борьбе за существование. Однако у цитохрома с есть lb и другая, «светлая» функция — перенос электронов по дыхательной цепи митохондрий. Исчезновение цитохрома с привело бы к остановке митохондриального дыхания, как если бы животное отравили цианидом.
к
с;
ш
ь
<
н
у
о
о
н
>
ск
с;
d
V
Л
сс
Альтернативная функция обнаружена и у белка Apaf-1. Он оказался вовлеченным в каскад процессов, обеспечивающих остановку клеточного цикла (т.е. деления клеток) в ответ на повреждение ДНК. lb При этом Apaf-1 перемещается из цитозоля в клеточное ядро, где взаимодействует с чек-пойнт-киназой 1. Следующий фермент все в том же апоптозном каскаде, где участвует цитохром с и Apaf-1, — ° это каспаза 9. Кроме апоптоза, она оказалась необходимой для диф- ° ференцировки стволовых клеток в мышечные. Абсцизовая кислота, > вызывающая гибель однолетних растений, — фитогормон, регулирующий целый ряд жизненноважных процессов у растений, таких как d развитие зародыша, размножение, деление клеток и их удлинение, о. защита от стрессов и т.д. Так что не спешите называть это вещество ^ «смертельным ядом». Как говорил великий Френсис Крик, «биолог с;
у
cl
должен руководствоваться хорошим рабочим правилом, что эволюция гораздо умнее его». По Дж. Миттельдорфу, гены старения могут
быть в значительной степени защищены от мутаций наподобие того, как это произошло с генами, кодирующими ключевые ферменты метаболизма. Другим механизмом, способствующим сохранению программ, контрпродуктивных для организма, могло бы быть наличие параллельных путей их реализации. Тогда мутация в одном из путей не приводила бы к полному выключению программы.