Страница 2 из 9
Короче говоря, вопрос «почему» – это вопрос о том, почему старость существует везде (или почти везде) в природе. А вопрос «что», с другой стороны, – это вопрос о том, что заставляет нас стареть: какие механизмы работают в нашем теле, заставляя его медленно, но верно стареть и, в конце концов, умирать, зачастую от сердечного приступа, инсульта, рака, пневмонии или деменции. Если мы сможем понять, что́ заставляет нас стареть, то лучше сможем понять и то, как можно с этим бороться.
Давайте начнем с вопроса «почему». Это невероятная интересная история о слонах, летучих мышах, раке, странных болезнях мозга и сексе. Секса будет очень много, потому что размножение и продолжительность жизни весьма сложно взаимосвязаны.
Ответ на вопрос «почему мы стареем» объясняет, почему старость существует в природе.
Ответ на вопрос «что заставляет нас стареть» объясняет процессы, которые происходят в организме и вызывают старение.
1
Почему мы стареем?
Многие считают, что мы стареем из-за износа организма. В конце концов, тело работает постоянно, день и ночь, в течение десятков лет, и эта работа заставляет его изнашиваться. Перелистывая стандартный медицинский справочник, мы в самом деле видим немало болезней, которые выглядят результатом износа организма. Возьмите хотя бы остеоартрит[2], который еще называют износом суставов. Десятки лет ходьбы и переноски грузов, как считается, вызывают неизбежную эрозию суставов. Еще одна болезнь, которая кажется результатом износа организма, – сужение кровеносных сосудов (атеросклероз), вызываемое всяким мусором, налипающим на стенки (особенно после того, как мы поедим фастфуда). Питаясь здоровой пищей, это накопление можно замедлить, но считается, что со временем от него все равно никуда не деться. Или возьмите деменцию. Мозг состоит из 86 миллиардов нейронов, которые постоянно лихорадочно работают и рано или поздно повреждаются. Короче говоря, постоянная работа организма заставляет его изнашиваться, и старение считается неизбежным результатом.
Самое интересное здесь то, что это неправда. Старение – это не просто результат неизбежного износа. Возьмите, например, мышей и летучих мышей. И у тех, и у других животных очень быстрый обмен веществ. Обмен веществ, или метаболизм, – общий термин, означающий все процессы в организме, которые позволяют ему функционировать: биение сердца, сокращение мышц, дыхание, срабатывание нервных сигналов. Поскольку у мышей и летучих мышей скорость метаболизма примерно одинаковая, можно было бы ожидать, что их продолжительность жизни тоже примерно одинакова. Однако средняя продолжительность жизни мыши – два года, а летучей мыши – тридцать лет или даже больше. Ученые находили летучих мышей, которым не менее сорока лет. Короче говоря, несмотря на то, что и у мышей, и у летучих мышей обмен веществ очень быстрый, организмы двух этих видов изнашиваются не одинаково. Суставы, сердце и мозг летучей мыши изнашиваются в пятнадцать раз медленнее, чем у мыши. Очевидно, природа нашла какой-то способ значительно уменьшить износ суставов летучих мышей, замедлить засорение их кровеносных сосудов и старение мозга. Соответственно, выходит, что износ мало того, что не неизбежен: по большей части он еще и контролируется природой.
Вот другой пример: колибри. Эти маленькие птички питаются насекомыми, пауками и цветочным нектаром. Колибри годами машут крыльями со скоростью сто взмахов в секунду, но при этом остеоартрит у них не развивается. Если бы люди махали руками со скоростью сто взмахов в секунду, то за несколько часов стерли бы все свои суставы до костей. Выходит, колибри борются с износом суставов намного эффективнее людей. Хлопая крыльями со скоростью сто взмахов в секунду, колибри может перелетать с цветка на цветок со скоростью почти 50 км/ч. Соответственно, колибри нужен сверхбыстрый обмен веществ: его сердце бьется со скоростью до 1200 ударов в минуту – сравните с человеческим сердцем, которое делает лишь 70 ударов в минуту. Метаболизм колибри в 100 раз быстрее, чем у слона. Слоны в среднем живут 55 лет. Если обмен веществ колибри в 100 раз быстрее, чем у слона, а старение – только лишь результат износа организма, то колибри старели бы в сто раз быстрее слонов. В этом случае колибри жили бы чуть больше шести месяцев (55 лет, деленные на 100). Однако колибри живут до двенадцати лет – по крайней мере в двадцать раз дольше, чем можно было бы ожидать, основываясь только на метаболизме или износе организма.
Короче говоря, старость – это не просто результат неизбежного износа организма. Матушка-Природа может определять, как быстро изнашивается организм биологического вида и как долго он может жить. Если ей захочется, она вообще может сделать так, чтобы живые существа или клетки не изнашивались и не старели. К этому мы еще вернемся.
Уступаем место?
Итак, первый неправильный ответ на вопрос «почему мы стареем» мы опровергли. Еще один миф о старении – тоже классический. Этот миф создал немецкий биолог XIX века Август Вейсман. По словам Вейсмана, старость существует потому, что этот процесс позволяет старым животным уступать место более молодым. В конце концов, запасы пищи и других ресурсов в природе ограничены. Лучше всего будет позволить старому животному, которое уже за свою жизнь наверняка получило немало травм и повреждений – сломанные кости, плохо зажившие раны, повреждения органов чувств (например, глаз, потерянный в драке), болезни, несчастные случаи, – постареть и умереть, чтобы уступить место более молодым животным, здоровым и сильным.
Интуитивно этот аргумент кажется логичным, но он неверен. Первый, самый очевидный вопрос: зачем природе вообще нужно, чтобы место раненого животного заняло совершенно новое? С точки зрения энергии разве не эффективнее просто залечить раны существующего животного? В самом деле, энергозатраты (в форме питания и внутренних процессов в организме) на сращивание сломанной кости или даже отращивание новой конечности или хвоста взамен откушенного (как поступают ящерицы или, скажем, черви, при разрезании которых напополам вырастают два новых червя) куда меньше, чем на выращивание нового молодого животного из микроскопически малой оплодотворенной яйцеклетки. Матушка-Природа (читай: эволюционный процесс) – очень умный и внимательный бухгалтер. Ей ничего не стоило создать более хорошие механизмы восстановления повреждений вместо того, чтобы каждый раз создавать совершенно новое животное.
Еще одна причина, по которой гипотеза Вейсмана неверна, состоит в том, что она никак не объясняет, почему мы вообще стареем! Это закольцованная логика, потому что Вейсман утверждает, что животные стареют, чтобы уступить место более молодым животным. Но что, если бы животные вообще не старели? Тогда они всегда оставались бы молодыми и сильными, и им не пришлось бы уступать место новому поколению.
И, наконец, есть еще одна важная причина того, почему теория Вейсмана не имеет смысла: в природе большинство животных умирает, не дожив до старости. Большинство мышей, тигров или фазанов умирают от болезней, насилия или голода задолго до достижения «пенсионного возраста». Зачем старым животным уступать место молодым, если в природе и без того сложно дожить до старости?
Короче говоря, эта теория не сходится с фактами. За десятилетия, прошедшие после гипотезы Вейсмана, многие ученые продолжали задавать себе вопрос, почему мы стареем. И наконец, в середине XX века появилось несколько по-настоящему интересных объяснений.
Умираем, не дожив до старости
Причина старения состоит в том, что наши предки в доисторические времена обычно умирали задолго до того, как постареть. Это становится особенно очевидно на примере. Давайте посмотрим на мышь. Как мы видели, в оптимальных обстоятельствах, например, в неволе, мышь в среднем живет два года. Представьте, что мышь родилась с мутацией, которая позволяет ей дожить до двадцати лет. Мутации – это спонтанные изменения генетического материала (ДНК) мыши, которые заставляют организм работать иначе, приобретая тем самым новые характеристики. Поскольку изменения случайны, большинство мутаций несет в себе негативные последствия. Тем не менее мутация может оказаться и полезной. Мутации возникают спонтанно и являются наследуемыми характеристиками (подробнее смотрите глоссарий в конце книги). Предположим, что благодаря этой новой мутации наша удачливая мышь может прожить двадцать лет вместо двух. Однако в природе эта мутация не принесет ей никакой выгоды, потому что мышь умрет в зубах хищника или от голода и холода задолго до того, как доживет до этого возраста. Более 90 процентов диких мышей не доживают и до одного года. Собственно, большинство животных умирают именно в расцвете сил. Только если держать животных в неволе, или если им очень повезет, они доживают до старости.
2
Заболевание суставов, при котором происходит воспаление, деформация и нарушение подвижности. – Прим. науч. ред.