Популярная геронтология: зачем мы стареем?

Научный журналист Сью Армстронг доступным языком рассказывает о развитии геронтологии — науки о старении и о том, как продлить молодость.

Предлагаем прочитать отрывок из новой книги Армстронг.

Чтобы понять, насколько открытия тех или иных особенностей всех этих низших организмов (кроме мушек и червей, модельных животных еще масса, в том числе дрожжи, бактерии, вирусы и несколько видов рыб) могут пригодиться для решения проблем биологии человека, необходимы эксперименты на млекопитающих. Среди тех, на ком сейчас ставят опыты, дольше и чаще всего им подвергались мыши.

В XVI веке английский врач Уильям Гарвей на примере мышей установил, каким образом кровь циркулирует по телу, гоняемая ударами сердца. В XVIII столетии мыши помогли понять работу органов дыхания. Есть и прелестная легенда, что Грегор Мендель начал изучение законов наследственности с мышей с разным цветом шкурок, которых он разводил в клетках у себя в келье. На горох он якобы перешел, когда строгий настоятель монастыря выразил недовольство «зловонным зверьем, которое еще и совокупляется».

Мыши — «звезды» и в геронтологии. Однако, по словам эволюционного биолога Стивена Остада, у них с мушками, червями и большинством лабораторных животных есть один общий недостаток — они недолго живут. «Этим они и удобны для исследователей, — поясняет Остад. — Но, если смотреть только на тех, кто быстро умирает, мы можем упустить что-то очень важное. Говоря конкретно, раз мы сами живем долго, может оказаться, что наш организм уже воспользовался всеми механизмами, которые сейчас находят у червей, мушек и мышей. Так что я подумал, почему бы не посмотреть на кого-то, кто стареет лучше нашего?»

Остаду за 60, это худощавый человек с редеющими рыжими волосами и усиками. У него неисправимо любопытный вид, как будто он в вечном поиске новых приключений и свежих идей. Неудивительно, что к научной карьере он пришел не нахоженной дорогой, а через грандиозные проекты и авантюры. «Когда-то я мечтал написать великий американский роман», — с усмешкой сообщил он мне в сторонке за чашкой кофе на геронтологическом конгрессе в Нью-Йорке. Остад закончил филологический факультет, а потом работал там и сям, сочиняя роман, которому не суждено было быть написанным.

«На одной халтуре я дрессировал львов для киношников, — сказал он и, смакуя мое удивление, продолжил: — Было это так… Я работал журналистом в Портленде, штат Орегон, и у одного моего друга было два африканских льва. Ему предложили снять их в кино, и нужен был кто-то, чтобы помочь их туда доставить. Ну, мы убрали заднее сиденье в машине, посадили туда льва и проехали 1600 километров до Голливуда. А когда добрались, продюсер предложил мне работу. Я говорю, что ничего об этом не знаю, а он говорит: у нас опытные дрессировщики, они покажут. Ну, я и согласился».

В Голливуде Остад провел три с половиной года и на пике успеха работал с 56 львами, иногда сразу по 25 животных в одном фильме. «Нам пришлось заниматься их групповой динамикой, и это как-то пробудило мой интерес к науке, то есть он у меня уже был, ведь сначала я изучал в университете математику. И я решил пойти доучиться до докторской». У него было время обдумать это решение в больнице, куда он надолго угодил после того, как на мгновение отвлекся от льва и тот, почувствовав слабину, бросился на него. Зверь успел серьезно потрепать ему ногу, прежде чем кто-то из сослуживцев заметил катающихся по полу Остада и льва и отогнал животное шумной струей огнетушителя. «Врач сказал, что я никогда не смогу нормально ходить, — вспоминает Остад. — Но, к моей огромной радости, он ошибался».

Диссертацию Остад написал по экологии и поведению животных, однако его надежды отправиться в Национальный парк Серенгети в Танзании и там изучать львов не оправдались, и в конце концов он оказался в Венесуэле с опоссумами. Здесь его внимание и привлек феномен старения. «По ходу проекта я каждый месяц отлавливал подопытных опоссумов для проверки, и оказалось, что они стареют с невероятной скоростью. Они стареют как мыши. Я тогда понятия не имел про темпы старения мышей, но я видел: оказывается, опоссумы стареют гораздо быстрее, чем можно ожидать. У них образуются катаракты, появляются паразиты, они теряют мышечную массу, и всё за считаные месяцы».

Исследование причин старения показалось Остаду многообещающим направлением, когда пришла пора выбирать, в какую сторону профессионально развиваться дальше, ведь, по его словам, «все же видели, какая на планете демографическая ситуация». Сначала он занялся полевой работой с дикими мышами. Однако ему было любопытно, чего может недоставать экспериментам с короткоживущими животными, и он выбрал другое направление. Сейчас он изучает самый долгоживущий вид из всех известных многоклеточных животных — Arctica islandica. Эти двустворчатые моллюски, известные также как океанические венусы, живут в холодных водах северной Атлантики, на илистом дне у английских и ирландских берегов, а также в Балтийском море и у побережья США к северу от мыса Код.

Все началось с телефонного звонка от морских биологов из Великобритании. Как рассказал мне Остад в Нью-Йорке, эти люди прослышали о его увлечении проблемой старения и предложили ему поучаствовать в изучении долгоживущих моллюсков. «Я спрашиваю: "Что значит долгоживущих?" Они отвечают: "400 лет". Я просто обалдел! — смеется он. — Я даже вроде переспросил: "Мне показалось, вы сказали — 400 лет?" Они говорят: "Ну да"». Морские биологи занимались климатом древних эпох, и Остад с радостью ухватился за возможность поработать с их древними моллюсками.

Как у деревьев, возраст моллюсков считается по росту колец на раковине. Большинству моллюсков, которых новые товарищи Остада вылавливали из океана, было 100–200 лет, только несколько оказались старше, до 400 лет. Этот возраст считался пределом долголетия до появления в 2006 году моллюска Мина. Сначала ему насчитали лет так 405, и Мин (названный в честь династии, правившей в Китае, когда он родился) стал звездой новостей и Книги рекордов Гиннесса.

Однако в 2013 году появился более точный метод подсчета, и Мину прибавили целое столетие — ему оказалось 507 лет. Этот мягкотелый и сегодня вполне мог бы жить да жить, но точный возраст моллюска можно определить, только если его убить и удалить раковину, чтобы рассмотреть место соединения створок. Так что Мин был заморожен до смерти своими первооткрывателями прямо на борту исследовательского судна.

Однако что мы можем узнать от этих древних моллюсков о секрете исключительного долголетия? Ученые искали разгадку в разных физиологических процессах — в дыхании, в обмене веществ, и самым замечательным свойством моллюсков (и нескольких других долгоживущих организмов) кажется удивительная стабильность их белков — продуктов генов, выполняющих практически всю работу в живом организме. «Белки, чтобы правильно выполнять свои функции, должны быть особым образом свернуты, очень точно свернуты, как оригами, — объясняет Остад. — Так вот, со временем ваши белки в некоторых клетках, особенно в тех, что долго живут, постепенно сворачиваются неправильно и портятся, из-за этого они могут стать ядовитыми и перестают служить по назначению».

Неправильно свернутые белки могут слипаться в комки, от которых нашему организму нелегко избавиться. Классический пример — болезнь Альцгеймера: белок под названием бета-амилоид образует вязкие бляшки в мозге, вызывающие смерть нервных клеток (о чем мы подробнее поговорим в одной из следующих глав). Забавно, но океанические венусы, существа безмозглые, могут подсказать нам, как избежать накопления липких белков слабоумия или очистить от них наш мозг. Чтобы узнать, могут ли моллюски стабилизировать белки других организмов, биологи поместили немного бета-амилоида в «сок» моллюсков, то есть выжимку содержимого их мышечных клеток. В этой среде амилоид оказался не в состоянии слипаться. «У них есть какой-то механизм для стабилизации всех белков, даже человеческих, — предполагает Остад. — Так что мы думаем, моллюски могут иметь терапевтическую ценность для лечения болезни Альцгеймера и других подобных».

Ученым пока не удается отследить чудодейственный компонент «сока» из моллюсков. По-настоящему продвинуться, считает Остад, можно будет только после анализа генов этого вида. Сейчас готов только простейший черновик генома. Как только появится приемлемая «дорожная карта», можно будет поискать общие у людей и моллюсков гены, которые, однако, работают у них результативнее, чем у нас. Совсем недавно этот подход уже позволил ответить на другой давно увлекавший ученых вопрос: почему слоны не чаще людей болеют раком, несмотря на гораздо большее количество делящихся клеток у них в организме? Как выяснилось, у слонов 20 копий гена опухолевого супрессора p53, о котором мы уже говорили и который отвечает за устранение поврежденных при делении клеток. У людей и прочих млекопитающих всего одна копия. Более того, по словам Остада, слоновья версия p53 чувствительнее нашей. «Если их ДНК повреждена самую чуточку, слоновьи клетки чаще наших запускают программу самоубийства. Что-то в это роде мы надеемся найти в этих стабилизирующих белки молекулах Arctica islandica».

Геронтологи ищут в ДНК ответы на самые разные вопросы о старении: почему оно происходит, какие механизмы в нем задействованы, как нам избежать болезней и неудобств от износа наших тел. И им многое открывается.

Справка: «Зачем мы стареем. Наука о долголетии: как продлить молодость» - книга Сью Армстронг  (перевод Тараса Ткаченко), которая вышла в издательствах «КоЛибри» и «Азбука-Аттикус».

Это не сухое изложение теорий, а персонализированная история, результат множества научных командировок и интервью, которые автор взяла у самых авторитетных современных ученых в этой области. Теория свободных радикалов, клеточное старение, теломеры, стволовые клетки, генетика и эпигенетика, иммунная система, воздействие экологии и режима питания, болезнь Альцгеймера и другие возрастные изменения мозга — лишь небольшая часть того, в чем помогает разобраться Армстронг.

Другие новости по теме:

• Как увеличить продолжительность жизни? Три простых правила
• Медики рассказали, с кого возраста человек начинает стареть

Polit.ru