Жизнь без старости - Скулачев Максим В. (бесплатные серии книг TXT) 📗
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.
А старение точно запрограммировано?
II.4.1. Зачем организму вредные признаки
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 £ 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. £ 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.
Итак, очевидная вредность программы старения для индивида еще не означает, что она не могла быть отобрана эволюцией. Несомненный факт состоит в том, что контрпродуктивные программы существуют и, стало быть, старение вполне может быть одной из таких программ.
II.4.2. Почему одни люди живут дольше других?
Поразительно, что сложное многоклеточное существо, совершив очевидно чудесный подвиг морфогенеза, должно оказаться неспособным решить гораздо более простую задачу поддержания того, что уже создано.
Дж. Уильямс
Если старение — программа, то почему она действует так неточно: почему, например, одни индивиды живут заметно дольше других индивидов того же вида? Этот вопрос часто ставят противники концепции старения как программы. Мы специально исследовали данную проблему вместе с известными геронтологами Л.А. и Н.С. Гавриловыми. Было проведено сравнение сроков а) начала менструаций, б) прекращения менструаций и в) смерти тех же женщин в США. В каждом из трех случаев значения разброса были нормированы на среднюю величину того возраста, когда происходит каждое из этих трех событий. Оказалось, что разбросы для начала и прекращения менструаций практически совпадают. Это — существенное указание, что признак онтогенеза (начало менструаций) ведет себя так же, как признак старения (исчезновение менструаций). Для смертности разброс был несколько выше, но все еще того же порядка. Отмеченное превышение неудивительно, так как смерть наступает не только из-за старения, но и по причинам, не зависящим от возраста.
Еще один аргумент геронтологов-пессимистов: «Зачем программировать старение, если организм столь сложен, что все равно рано или поздно износится и сломается?» Однако далеко не очевидно, что системы, отобранные миллиардами лет биологической эволюции, должны сами по себе приходить в негодность в те краткие сроки, которые отпущены для жизни индивида (см. мнение Дж. Уильямса в эпиграфе к этому разделу). Так, бактерии, найденные в залежах кристаллической соли, которым -250 млн лет, оказались вполне жизнеспособными. Один из белков кристаллинов в хрусталике кита может существовать, будучи однажды синтезированным, не менее 200 лет, причем единственное изменение, обнаруженное за это время, — спонтанная L-D-изомеризация составляющих его аминокислот (для аспарта-та — 2% за каждые 10 лет).
