Знайте свои гены

Глава 24 Определяют ли ваши гены продолжительность жизни?

Почему, спросите вы, все мы умираем? Мы понимаем, почему наступает смерть, когда у человека рак, болезнь сердца, высокое артериальное давление, инсульт или какая-нибудь другая болезнь. Но если мы здоровы, почему мы перестаем жить? Может быть, мы попросту дряхлеем? Почему женщины живут дольше мужчин? А это так, и это свойственно не только человеческому роду, ибо самки пауков, рыб, водяных жуков, комнатных мух, плодовых мушек, куры живут дольше самцов (хотя у некоторых видов птиц, в частности голубей, самцы предположительно живут дольше самок). И опять-таки, возвращаясь к людям, почему-то новорожденные мальчики умирают гораздо чаще, чем девочки.

Как для животных, так и для человека характерен свой, особый эволюционно обусловленный срок жизни. Мыши, например, редко живут дольше двух лет, крысы — четыре года, кошки — тридцать лет, лошади — сорок и слоны — шестьдесят лет.

Во время экспериментов с крысами им давали пищу, включавшую все необходимые ингредиенты питания, но с меньшим количеством калорий. Недостаток калорий задерживал рост крысы. Но стоило сделать пищу более калорийной, как животные опять начинали расти, достигали нормальных размеров и в конечном счете жили дольше, чем обычно живут крысы этой линии. Они жили чуть ли не вдвое дольше крыс, пища которых не претерпевала изменений. Подобные же результаты были отмечены у кур, пчел, шелковичного червя и других видов животных. Эффект большей продолжительности жизни особенно резко сказывался в тех случаях, когда низкокалорийная диета устанавливалась вскоре после рождения. Особого интереса заслуживает наблюдение, что у крыс, которым в начале жизни скармливали малокалорийную пищу, различные опухоли и хронические болезни, связанные со старением, появлялись позднее обычного.

Даже температура окружающей нас среды подвергалась исследованию, чтобы выяснить ее влияние на процесс старения. Рыбы, живущие в холодных водах, достигают больших размеров и живут дольше, чем обитатели теплых вод. С другой стороны, крысы, которые вырастают при низкой температуре в помещении, живут заметно меньше, и смерть у них наступает от различных причин, в том числе, как это ни странно, от рака! Удаление половых желез у лосося в ранний период его развития способствует продлению его жизни.

У мышей, выросших в стерильной среде, наблюдалась в среднем большая продолжительность жизни, как и у крыс, у которых в начале жизни удаляли селезенку. Оба этих эксперимента показывают, что активное сопротивление организма инфекции явно может быть причастно к процессу старения.

Значение упомянутых выше различий в продолжительности жизни между мужскими и женскими особями заставляет предполагать влияние половых гормонов. В этой связи интересно отметить, что у кошек рекордного возраста достигали кастрированные особи. Соответствующие данные о людях отсутствуют. Некоторые самки плодовых мушек, девственные вследствие рождения без яичников или искусственно стерилизованные, живут дольше своих нормальных сверстниц. И далее, хотя девственная мышь живет дольше мыши с удаленными яичниками, дольше всех живет кастрированный самец.

Смерть клеток — нормальное проявление развития живых существ. В самом деле, все ткани и органы постоянно разрушаются. Таков механизм, посредством которого удаляются органы, нужные многим животным только на эмбриональной или личиночной стадиях развития. Дегенерация и смерть клеток имеют решающее значение в развитии конечностей у некоторых видов животных, особенно при закладке не только пальцев, но и контуров целых конечностей. Итак, смерть клеток — неотъемлемая часть нормального развития животного.

Если бы имело место явное генетическое влияние на процесс старения организма, это выявилось бы при исследовании идентичных близнецов — ведь, как мы знаем, такие близнецы возникают из одной оплодотворенной яйцеклетки, тогда как обычные двойняшки развиваются из двух разных яйцеклеток. Любые различия между идентичными близнецами (об этом уже говорилось раньше) в основном должны быть отражением влияния окружающей среды. В среднем идентичные близнецы умирают друг за другом в промежутке, не превышающем пяти лет, хотя в отдельных случаях этот промежуток может быть значительно большим. Что же касается двойняшек, то они в этом отношении ведут себя как обычные братья — сестры.

Американский ученый профессор Александр Лиф из Главного госпиталя штата Массачусетс посетил советский Кавказ для изучения определенных аспектов старения местных жителей. Согласно переписи 1970 г., на Кавказе насчитывается примерно 5000 людей, достигших возраста по меньшей мере 100 лет. Многие из них живут в Грузии. Причина того, что в этих местах так много долгожителей, не выяснена. Очень многие живут высоко над уровнем моря (600—1600 м). Меньше всего лиц, достигших столетнего возраста, в промышленных центрах. Но пока мы точно не знаем, ускоряют ли процесс старения загрязнение окружающей среды, стрессы и другие воздействия, испытываемые горожанами.

В Грузии среди лиц старше 90 лет примерно две трети составляют женщины. Подобное явное преимущество в выживаемости женщин перед мужчинами наблюдается и в США. Все авторитетные ученые признают сложность документирования точного возраста долгожителей — как в СССР, так и в других странах, — В 1973 г. умер человек, который утверждал, что ему 168 лет. Вместе с тем книга мировых рекордов Гиннеса за 1975 г. считает, что дольше всех на свете (это подтверждено документами) прожил житель Канады французского происхождения. Сапожник по профессии, он скончался в возрасте 113 лет и 124 дня.

Точная причина в действительности так и не ясна. Но, судя по всему, женатые мужчины живут дольше, чем холостяки. Я не сомневаюсь, что вы можете придумать сотни причин, по которым это происходит. Все дело в половой активности — вот, видимо, одна из мыслей, которая придет вам на ум. Верно, на крысах установлено, что старые самцы живут значительно дольше, если о них заботятся молодые самки. В некоторых исследованиях отмечается, что продолжительность жизни у людей, чьи родители жили долго, также несколько больше.

На исследования, связанные с проблемой старения, отпускается не так уж много средств. В 1972 г, правительство США предусмотрело на это всего около 4 центов на человека, тогда как на исследование болезней сердца и легких был выделен примерно 1 доллар, а на исследование рака — 2 доллара на человека. По мнению калифорнийских специалистов, объединенные усилия по борьбе против рака и болезней сердца могут способствовать увеличению продолжительности жизни человека всего примерно на девять лет, что не приведет к изменению продолжительности жизни в целом. Поэтому следует поддержать тех, кто призывает сконцентрировать усилия на решении проблем геронтологии с тем, чтобы, действуя всесторонне, увеличить срок жизни человека. А пока мы лишь продолжаем выдвигать различные теории и гипотезы о том, почему человек стареет.

Ваши клетки запрограммированы вашими генами

Одна из наиболее принятых теорий старения предполагает, что информация о сроке вашей жизни «записана в ваших генах» с момента вашего зачатия.

Если вы возьмете крошечный кусочек кожи и станете выращивать его в культуре ткани в лаборатории, то обнаружите, что клетки имеют определенный, фиксированный срок жизни. Эти клетки брались для выращивания у многих людей. Мы знаем, что каждая клетка способна расти и удваиваться примерно 40–60 раз, после чего она умирает. Подобного рода исследования производились с различными видами животных, и всякий раз обнаруживался ограниченный срок жизни клетки. Более того, время существования каждой клетки, очевидно, прямо пропорционально среднему сроку жизни данного вида животных. У человека фибробласты кожи, прежде чем умереть, в среднем удваиваются примерно 50 раз, что соответствует обычной продолжительности человеческой жизни, т. е. примерно 70 годам. Клетки, взятые у курицы, удваиваются около 15–35 раз, что прямо соответствует среднему максимуму срока жизни в 30 лет. Данные показывают, что общее число удвоений для каждой клетки запрограммировано в нашей генетической информации.

Можно взять фибробласты от любого вида животных, включая человека, и заморозить их в жидком азоте при температуре —196 °C. Сохраняемые в этих условиях в течение нескольких месяцев или даже лет, они, оттаяв, вновь получают способность расти и возобновляют процесс деления с того момента, на котором остановились! Их «память» ясна и точна: вероятно, она запрограммирована в генах.

Клетки кожи, взятой от старого человека, при выращивании. живут меньше, чем клетки, взятые у детей. Отсюда следует, что срок старения каждого из нас, по существу, зафиксирован на старте жизни «генами старения», которые программируют наши клетки на определенный срок, по истечении его они перестают нормально функционировать, наступают свойственные старческому возрасту изменения, и мы в конце концов умираем. Эту теорию подтверждает и неизбежность менопаузы, точное время наступления которой полностью предсказуемо. Согласно этой же теории, оно, очевидно, находится под контролем наследственности, как. и само старение организма.

Или просто механизм ломается?

Согласно другой теории, не существует никаких генов старения — просто наши клетки в процессе жизни, с течением времени оказываются объектом накапливающихся влияний окружающей среды. Суть этой теории сводится к следующему: молекулы внутри клетки каким-то образом повреждаются, что приводит к поломке механизма, а в результате — к ошибкам в его функционировании. Истинная природа повреждений еще не установлена, но известно, что подобные ошибки или изменения, которые могут быть результатом мутаций, действительно случаются. Возможно, это объясняется тем, что известные восстановительные системы, которыми обладают наши клетки, становятся недостаточными или дефектными. Накопление ошибок и изменений может вызвать в достаточной мере опасное нарушение функций, ведущее к отмиранию клетки, а затем и смерти всего организма.

Однако нельзя недооценивать и факторов окружающей среды. Во время второй мировой войны исследования, связанные с влиянием радиоактивного или рентгеновского облучений, установили, что дозы, близкие к смертельным, у молодых животных, в частности мышей, вызывают более раннюю смерть «от старости». Облученные рентгеном животные не только выглядели старше, но и умирали раньше от, тех же болезней, что и их не подвергшиеся облучению сородичи из того же помета.

Следовательно, вполне вероятно, что такие факторы, как рентгеновское облучение, оказывают вредное влияние на продолжительность жизни человека.

Не вызывается ли старение инфекцией?

Исследования животных и людей ясно показали, что вирусы пребывают в тканях на протяжении всей жизни, несмотря на непрерывные попытки организма бороться с ними посредством антител. Но борьба между антителами и вторгшимися в организм вирусами может иметь и обратную сторону, то есть повреждать клетки и вызывать дегенеративные заболевания во взрослом возрасте, подобные преждевременному старческому маразму. Хотя с большей вероятностью можно утверждать, что старение — это результат влияния очень многих факторов, нетрудно представить себе, что вирусы, находясь в клетках, могут нарушить их нормальное функционирование (или усилить такое нарушение) и тем самым ускорить процесс старения организма.

Преждевременное старение

Теперь можно считать бесспорным, что некоторые наследственные дефекты приводят к преждевременной старости, хотя механизм этого явления еще не разгадан. Одно такое тяжелое, редко встречающееся заболевание носит название прогерии. Для него характерен столь быстрый процесс старения, что страдающие прогерией дети похожи на стариков, хотя им не исполнилось еще и 10 лет. У них обнаруживаются задержка роста и тяжелое поражение всех крупных кровеносных сосудов, включая коронарные; дети часто очень худые, с морщинистыми лицами, могут полностью облысеть. Смерть наступает рано, почти всегда до 20 лет, обычно от болезни сердца или воспаления легких. Все данные, которыми мы располагаем, заставляют предположить, что оба родителя больного ребенка являются носителями болезни, но механизм, обусловливающий это тяжелое состояние, пока не известен.

Другое расстройство с симптомами преждевременной старости, называемое синдромом Вернера, передается, по-видимому, тем же путем, что и прогерия, обоими родителями, которые являются носителями болезни. Жертвы этого недуга обычно имеют карликовый рост, с ранних лет страдают катарактой, седеют или даже лысеют и склонны к заболеванию диабетом, а также к тяжелой болезни кровеносных сосудов. Более того, их кости становятся менее плотными (так называемый остеопороз); у больных обнаруживается повышенная частота появления злокачественных опухолей. Причинные механизмы этих явлений неясны.

Что же касается нормального старения, то о его причине мы можем только догадываться. Но какова бы ни была причина (а, вероятнее всего, таких причин много), проблема в целом чрезвычайно сложна и далека от разрешения.