Как наука искала эликсир бессмертия и что в результате нашла
Люди с незапамятных времен пытались отсрочить старение, но лишь недавно начали делать это с помощью научных методов. Далеко ли они продвинулись? Для тех, кто интересуется темой вечной жизни, но не имеет специального образования, в прошлом месяце выступила с лекцией «Где моя таблетка от старости?» биолог и популяризатор науки Полина Лосева. «Нож» пересказывает для вас всё самое важное и интересное из ее доклада.
Три способа решения задачи
Чтобы создать эликсир бессмертия, для начала нужно найти причину старения. Это не такая тривиальная задача, как кажется на первый взгляд, ведь чудо-лекарство должно блокировать общий фактор всех многочисленных возрастных изменений в организме.
Но как только мы отправляемся на поиски, выясняется, что причин может быть несколько.
Что представляет собой процесс старения? На этот счет есть три точки зрения, и от того, какая из них окажется верной, зависит и дальнейший план действий.
Пессимистическая точка зрения
Некоторые исследователи считают, что старение — это неизбежный процесс изнашивания органов, тканей, клеток и молекул, обусловленный многочисленными стрессовыми факторами. Самый страшный из них — кислород, обладающий очень высокой химической активностью. Он нужен клеткам, чтобы получать энергию, но иногда захватывает лишние электроны. Из-за этого возникает множество химически активных молекул — свободных радикалов. Они начинают вступать в реакции буквально со всем, что находится рядом, и постепенно разрушают окружающие белки и жиры, а потом и ДНК. Накопление свободных радикалов в клетках называют окислительным стрессом.
Проблема в том, что убрать кислород мы не можем: он дает нам жизнь! Но и сокращает ее.
Некоторые организмы, конечно, умудряются выживать без этого химического элемента, но они совершенно на нас не похожи. Например, африканский комар и тихоходка умеют впадать в так называемый ангидробиоз, когда они «высыхают», а точнее, даже кристаллизуются или мумифицируются, почти полностью избавляясь от воды. В клетках практически не остается жидкости. Это означает, что в них просто перестают идти химические реакции: кислород и углекислый газ не поступают. А значит, и старения фактически нет. Спустя несколько месяцев ангидробиоза насекомых можно намочить — и они выйдут из этого состояния такими же молодыми и свежими.
Значит, способ остановить старение всё-таки существует. Но для этого придется поставить на паузу любые физиологические процессы в организме, то есть саму жизнь. Мы зависим от кислорода, а следовательно, наши клетки постоянно, что бы мы ни делали, будут испытывать окислительный стресс.
В какой-то момент возникла мода на антиоксиданты — вещества, которые справляются со свободными радикалами. Накопленные к настоящему моменту данные исследований и наблюдений показывают: если здоровый человек начинает принимать их в больших дозах, его жизнь не становится длиннее, а то и вовсе укорачивается. Дело в том, что стресс стимулирует производство собственных антиоксидантов в клетках и держит их в тонусе. Если же благодаря помощи извне такой «встряски» не происходит, организм перестает продуцировать эти вещества: зачем, если и так всё спокойно? Клетки, «привыкшие» к беззаботной жизни, не смогут обеспечить себе должную защиту и в кризисной ситуации, а значит, противостоять стрессу и старению им будет значительно труднее.
Поэтому маятник моды качнулся в обратную сторону: авторы научных статей сейчас всё чаще говорят о пользе «клеточной закалки». По их мнению, в клетках всё-таки необходимо поддерживать небольшой уровень стресса, чтобы они оставались в тонусе и могли сопротивляться внешним факторам.
Правда, нужно опасаться и другой крайности: в некоторых статьях, например, говорилось о пользе мышьяка или радиации. На самом же деле их следует избегать в любых дозах. Стресс собственным клеткам можно устроить более безопасными и проверенными временем способами. Один из них — физическая активность.
Оптимистическая точка зрения
Другие исследователи полагают, что старение — это своего рода программа. Правда, объяснить, зачем она нужна, ученые пока не могут. В молодом, здоровом и полноценном организме в какой-то момент что-то «щелкает» — и всё начинает разрушаться, вплоть до самой смерти. Тем не менее эта гипотеза не зря названа оптимистической: она предполагает легкое решение проблемы.
Если старение запускается некой красной кнопкой, то у нее где-то должен быть провод, который можно перерезать.
Существуют биологические виды с запрограммированным старением. Например, самец австралийской мыши умирает сразу после спаривания, в полном расцвете лет, не демонстрируя никаких катастрофических возрастных изменений.
Как могла бы выглядеть такая программа? Согласно наиболее убедительной гипотезе, в молодом и активном организме действуют определенные механизмы защиты, позволяющие нейтрализовать отрицательные «побочные эффекты» окислительного процесса внутри клеток. Но рано или поздно наступает момент, когда эти алгоритмы по каким-то причинам перестают работать.
Если бы мы определили механизмы, запускающие программу старения, то могли бы попробовать исправить варианты генов, нуждающиеся в такой корректировке, — например, методом генной терапии, когда в кровь человеку вводятся обезвреженные вирусы с «правильными» участками ДНК на замену. Они путешествуют по крови и как бы чинят организм изнутри, встраиваясь в разные клетки, то есть заражая их нужным геном. Так уже лечат некоторые наследственные болезни. Но побочные эффекты этих действий пока непредсказуемы.
Компромиссная точка зрения
Молодая особь имеет несравненно более высокую эволюционную ценность, поскольку она важнее для продолжения рода. И если существует ген, который до определенного момента работает на благо организма, а потом причиняет ему вред, то он всё равно будет поддержан естественным отбором.
Следовательно, старение — это не механизм разрушения организма, а побочный эффект программы молодости.
Клетки активно растут, строят новые молекулы, запасают ресурсы и размножаются. В молодости этот процесс полезен. Но он вреден, если мы хотим жить долго, потому что чем активнее обмен веществ, тем выше уровень окислительного стресса, а строя белки, клетки вместе с тем накапливают и мусор. Так что в старости лучше перейти в режим экономии, чтобы они мало потребляли и реже делились. Для этого нужно выключить механизмы, которые «подгоняют» клетку: белковый комплекс TOR, соматотропин (гормон роста) и инсулин.
Все они реагируют на наличие в организме еды в любом виде. Если в ней нет недостатка, перечисленные вещества начинают воздействовать на клетку, чтобы та активно работала: росла, размножалась и накапливала запасы пищи. То есть приближалась к старости.
Вывод прост: если клетки подгоняет вперед еда, то решением будет ее отсутствие.
Цель ограничения калорий — сделать так, чтобы энергии у клеток оказалось недостаточно, меньше, чем они привыкли тратить. В этом случае наш организм остепенится, начнет экономить, прекратит бесконечную гонку с постоянным потреблением ресурсов и строительством новых молекул, занявшись спокойной уборкой мусора.
Но поскольку ограничивать себя в пище достаточно сложно, хотелось бы добиться того же результата медикаментозным способом. Чтобы нашлась волшебная таблетка, которая «прятала» бы от клеток факт попадания еды в организм. На самом деле такие препараты уже есть, но пока они не прошли клинических испытаний. Один из них — рапамицин, имеющий огромное количество побочных эффектов, поэтому применять и тестировать его на людях пока нельзя.
Какая же из точек зрения верна? Все они имеют право на существование и даже не особенно друг другу противоречат. Если же каждая из гипотез окажется правильной, то и единой таблетки у нас, скорее всего, не будет. А разные методы, которые предлагают сторонники этих теорий, в конце концов сольются в общий коктейль, похожий на эликсир бессмертия.
За последнее время наука существенно продвинулась в деле создания таблетки от старости, но на ее тесты и испытания может уйти еще немало времени.