Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Взломать старение почему теперь мы сможем жить дольше

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 3611 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

пренебрежимо стареющего млекопита ющего— так называемого голого землекопа. Голые землекопы, как понятно изназвания, неимеют волосяного покрова и,если честно, выглядят неособо презентабельно.

Голый землекоп вестественной среде обитания

Они живут вВосточной Африке всложных подземных жилищах, которые сами себе ивыкапывают для проживания всоставе колоний до300 особей. Уголого землекопа нет менопаузы, тоесть самки способны производить потомство вплоть досмерти, правда, рожает вколонии только самка-королева. Никости, нисердечно-сосудистая система этих животных недемонстрируют характерных возрастных изменений.

Голые землекопы живут до30лет иболее влаборатории, причем уних практически небывает онкологических заболеваний. Это сразу бросается вглаза, так как землекопы ненамного больше мыши (вес тела около 30 граммов против 20 граммов умышей), которые, всвою очередь, живут

ПОЧЕМУ МЫ СТАРЕЕМ? 101

неболее трех лет ивлабораторных условиях умирают восновном отрака.

Интерес кбиологии голых землекопов получил свое начало вработах доктора Рошель Баффенштейн, которой первой удалось установить, что экстремальная продолжительность жизни этих животных связана спренебрежимым старением. Вмноголетнем исследовании, результаты кото-

рого были опубликованы в2008году

, выяснилось, что вероятность хронического заболевания или смерти землекопов, покрайней мере впределах погрешности эксперимента, независят отвозраста.

Карл Саган, известный американский астрофизик ипопуляризатор науки, заметил, что «экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств». Насамом деле это современная версия слов знаменитого французского математика Пьера-Симона Лапласа, утверждавшего, что «бремя доказательства экстраординарного утверждения должно быть пропорционально его необычности».

Нестареющее млекопита ющее, намой взгляд, это самое значительное открытие вбиологии старения запоследние 100лет, если незавсе время существования этой науки. Чтобы верифицировать открытие, задело взялись специалисты компании Calico (CAlifornia LIfe COmpany, дочерняя компания Google): они изучили данные опродолжительности жизни более чем 3000 особей.

Анализ многолетних данных осмертности животных вбольшой лабораторной колонии вСША подтвердил результаты ранних экспериментов, аименно то, что риск смерти голого землекопа неувеличивается свозрастом. Речь, поясню, неидет обессмертии. Животные умирают, просто напротяжении десятков лет непоказывают заметных признаков старения. Так небольшой риск умереть отинсульта или рака

102 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

есть даже умолодого человека, однако риск этот увеличивается свозрастом, аточнее,удваива ется каждые восемь лет. Понятно, что вероятность прожить еще 30лет учеловека ввозрасте 40 и80лет отличается кардинально.

Уголого землекопа шансы развития смертельных заболеваний также ненулевые, нонеувеличиваются свозрастом. Врезультате вероятность прожить теже самые 30лет независит оттого, сколько землекопу — 10 или 30лет отроду.

Результаты большого исследования старения голых землекопов опубликованы в2018году вжурнале eLife. Название работы звучит как «Риск смерти уголого землекопа нерастет свозрастом инарушает закон Гомперца»40. Это утверждение посвоей значимости неуступает галилеевскому «Ивсетаки она вертится!». Статья подтверждает, что старение— неуниверсальный закон природы. ЯGoogleбы использовал только зато, что его дочерняя компания выполнила такое важное исследование!

Скорее всего, авторы первоначально рассчитывали напубликацию вболее авторитетном журнале. Подозреваю, что названием, содержащим столь категорическое утверждение, пришлосьбы тогда пожертвовать. Даиобилие «примирительного» языка вконце статьи говорит отом, что вопрос, являютсяли голые землекопы пренебрежимо или очень медленно стареющими животными, остается для многих специалистов, иужточно для рецензентов, открытым.

Способность голого землекопа втечение долгого времени противостоять старению является удивительным эволюционным достижением. Вконце концов, еслибы старение учеловека можно было остановить науровне смертности отвсех причин, отвеча ющей 30–40-летнему возрасту, продолжительность жизни такого пренебрежимо стареющего человека составилабы 300–500лет.

ПОЧЕМУ МЫ СТАРЕЕМ? 103

Неудивительно, что голые землекопы тщательно изучаются влабораториях всего мира. Спрактической точки зрения впервую очередь интересно былобы выяснить, какие генетические иэкологические особенности позволяют достичь экстремального долголетия или даже нестарения. Как знать, какие привычки или генетические признаки можно былобы перенять для увеличения продолжительности жизни человека?

Начнем сперечисления особенностей, связанных сосредой обитания. Парадоксально, нонекоторые изних стимулируют естественный отбор внаправлении долголетия истрессовой устойчивости. Например, голые землекопы живут вподземных туннелях, где практически всегда поддерживается комфортная температура 20–30°C. Тоесть животным незачем тратить энергию насогревание. Если становится холодно, они сбиваются вкучу игреют друг друга.

Все остальные обстоятельства жизни животных-долгожителей куда менее привлекательны. Представьте, что вы живете впустыне, где почти всегда сухо ичасто голодно. Вечная молодость некажется такой ужпривлекательной штукой, если приходится регулярно голодать, дышать воздухом, вкотором очень мало кислорода иодновременно много углекислого газа, перелопачивать землю перед собой ивсю жизнь «видеть» лишь темные стены подземных нор. Зрение иобоняние уголых землекопов попонятным причинам ненавысоте, зато они могут обходиться втечение 20минут вообще без воздуха иблагодаря снижению интенсивности метаболизма сохранять энергию.

Наклеточном уровне голый землекоп устроен очень «технологично». Он способен справиться сболее высоким уровнем оксидативного стресса, чем другие млекопита ющие, устойчив кбольшим дозам радиации итяжелым металлам.

104 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

Вэтом смысле экстремальное долголетие голого землекопа засчет снижения скорости метаболизма иусиления возможностей систем восстановления молекулярных повреждений находится впрямом соответствии стеорией Веста.

Геном голого землекопа в2011году расшифровала группа специалистов изДании иСША, вкоторую входили уже знакомая нам доктор Баффенштейн ипрофессор Гарвардского университета Вадим Гладышев. Результаты генетического исследования, включа ющего сравнения сгеномами других млекопита ющих, опубликованы вжурнале Nature41 ипозволяют оценить, что последний общий предок человека иземлекопа ходил понашей планете примерно 90млн лет назад, тоесть втевремена, когда наЗемле еще были динозавры. Еще 70млн лет назад жил общий предок мыши иголого землекопа. Эта эволюционная развилка случилась уже незадолго дотого, как динозавров нестало ипланета освободилась для новых эволюционных экспериментов.

Полностью расшифрованный геном позволяет вбуквальном смысле проследить эволюцию вдействии. Оказалось, что задесятки миллионов лет некоторые семейства родственных генов уголого землекопа расширились (появилось больше копий генов)— 178 против 124таких семейств учеловека. Обычно это происходит, когда условия среды требуют усиления работы генов. Примерно столькоже генетических семейств (74 и91), наоборот, оказались ненужными иподверглись сокращению. Всего 750 новых, посравнению споследним общим предком, генов появилось и320 было утеряно нафоне общего размера генома впримерно 20 000 генов. Все эти цифры отражают типичные для других млекопита ющих, аглавное— небольшие изменения за100млн лет.

Кроме того, удалось найти 233 гена, сохранившихся вгеноме, нополностью утративших способность кодировать

ПОЧЕМУ МЫ СТАРЕЕМ? 105

белки из-за накопленных критических ошибок. Это впервую очередь гены, необходимые для обоняния, осязания изрения. Более тонкие сравнения выявляют генетические изменения, которые могут быть связаны спотерей волосяного покрова, защитой отрака иадаптацией кгипоксии.

Как видите, практически каждая особенность образа жизни голых землекопов оставляет свой след вгеноме. Современная генетика всостоянии проследить идаже датировать впрошлом возникновение молекулярных механизмов для обеспечения требуемых свойств организма. Ноеще важнее, что вXXIвеке каждое такое открытие можно превратить вмедицинскую технологию.

Приведу только один пример. Входе исследований наших соотечественников Веры Горбуновой иАндрея Селуянова изУниверситета Рочестера (США) было обнаружено, что уклеток, взятых уголых землекопов, чрезвычайно хорошо работает так называемое контактное торможение. При пересадке вновую среду клетки соединительной ткани любого организма, фибробласты, делятся дотех пор, пока могут или пока неначинают касаться друг друга. Почувствовав контакт, клетки прекращают деление, это необходимо, вбуквальном смысле, для поддержания формы животного, атакже защиты отрака.

Клетки голого землекопа прекращают свое деление задолго додостижения физического контакта между клеточными стенками. Этот эффект называется контактным торможением иособенно заметен посравнению споведением мышиных фибробластов всхожих условиях имогбы послужить хорошим объяснением устойчивости землекопов краку.

Оказалось, что разница вконтактном торможении может быть объяснено особенностями метаболизма гиалуроновой кислоты— биологического полимера, обеспечива ющего

106 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

эластичность кожи, апотому ихорошо известного среди косметологов иэнтузиастов вобласти продления молодости. Оказалось, что характерный размер этой молекулы уземлекопа примерно в5 раз длиннее, чем учеловека или мыши42. Длинные молекулы помогают формировать очень прочный межклеточный матрикс, который, как чувствительные антенны, простирается далеко запределы клетки ипомогает клеткам многоклеточного организма самоорганизовываться вфункциональную ткань.

В2013году вэкспериментах было показано43, что увеличение активности фермента гиалуронидазы-2 (HYAL2), ответственного зарасщепление гиалуроновой кислоты, вклетках голого землекопа приводит кповышению рисков перерождения клеток вопухолевые доуровня, характерного для мышей или людей. Точно такогоже эффекта можно было добиться усилением выработки фермента гиалуронансинтазы-2 (HAS2).

Впоследствии удалось сделать трансгенное животное— мышь сгеном HAS2 отголого землекопа. Это существо живет исохраняет здоровье ифизическую форму почти на20% дольше, чем обычная мышь. Это значит, что уже очень скоро мы можем увидеть лекарства, например вещества, подавляющие активность HYAL2, для борьбы схроническими болезнями идля продления жизни.

Вконце раздела давайте задумаемс я: зачем могла возникнуть такая ценная адаптация? Еслибы вы всерьез решили, как голый землекоп, всю жизнь копошиться под землей, вам пригодиласьбы плотная шерсть. Однако вэволюционном супер маркете такой опции небыло. Вся шерсть, должно быть, была уже распродана, ипотому землекопам пришлось довольствоваться способностью нечувствовать боль исохранять эластичность кожи впостоянном контакте сабразивными

ПОЧЕМУ МЫ СТАРЕЕМ? 107

материалами. Вот тут-то, наверное, ипонадобилась «качественная» гиалуроновая кислота. Устойчивость краку, быть может, возникла случайно— всилу необходимости сохранять свойства кожи для жизни иработы под землей.

Теоретические аргументы Веста помогают понять, как хладнокровное животное спониженным метаболизмом ичрезвычайно стрессоустойчивыми тканями может жить дольше своих собратьев-млекопита ющих. Нодаже сучетом этих объяснений продолжительность жизни в1 0 и более раз больше для своего размера заставляет думать обособых обстоятельствах.

Можно предположить, что голые землекопы в своих подземных жилищах достаточно хорошо ограждены отфакторов внешней среды ипотому естественный отбор запустил селекцию генотипов сминимальной скоростью старения. Мы имеем дело, повсей видимости, спримером животного, укоторого сумма последовательных незначительных изменений привела кдраматическому эффекту— увеличению продолжительности жизни засчет исчезновения старения.

Теория онтогенеза Веста говорит нам, что животное стакими параметрами метаболизма истрессовой устойчивости неизбежно должно отличаться неотенией, тоесть развиваться втечение очень долгого времени. Внедавней работе международной коллаборации исследователей, включа ющей всебя специалистов Института Бака поисследованию старения вКалифорнии, удалось выяснить, что развитие нервной системы иголовного мозга уголых землекопов происходит очень медленно44. Все тестадии, которые происходят и(печально) заканчиваются умыши затри года, унашего героя занимают неменее 10лет. Все это время мозг животных-долгожителей сохраняет структурную пластичность— свойство,

108 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

необходимое для поддержания памяти, когнитивных способностей иобучения.

Развитый мозг (скорее невсилу размера, авсилу долгого времени, достаточного для формирования иобучения ) позволяет землекопам демонстрировать сложнейшие формы поведения. Вдикой природе они используют орудия труда для постройки жилищ исоблюдают гигиену, выделяя отдельные помещения для туалетов. Как муравьи илюди, землекопы способны вести рудиментарное сельское хозяйство: животные употребляют впищу инакрывают землей огрызки части клубней Pyrenacantha kaurabasana, позволяя растению вырасти снова.

Перед нами еще один пример универсальности— неотения характерна идля людей. Человек достигает социальной иполовой зрелости очень поздно, к15–20годам, что дает ему достаточное (ипостоянно увеличива ющееся) время для обучения иполучения навыков, необходимых для сложных форм общественной жизни. Люди иголые землекопы показывают отличный пример того, что продление жизни засчет неотении дает неожиданные побочные результаты, такие как усиление когнитивных возможностей иразвитие впечатля ющих форм социального поведения.

Пожалуй, самым впечатля ющим исключением изправила «чем меньше масса, тем короче жизнь» являются некоторые виды летучих мышей, например ночница Брандта. Это удивительное животное способно доживать до40лет, хотя весит всего 4–8 граммов. Геном ночницы Брандта был расшифрован в2013году международной группой под руководством профессоров Вадима Гладышева иАлексея Москалева45. Выяснилось, что улетучих мышей закрепились мутации врецепторе гормона роста (GHR) ирецепторе инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1). Врезультате похожих мутаций

ПОЧЕМУ МЫ СТАРЕЕМ? 109

улюдей возникает редкое генетическое заболевание, приводящее кформе карликовости иодновременно кснижению рисков возникновения ряда возраст зависимых заболеваний.

Подавление функции рецепторов гормона роста, скорее всего, произошло вовсе недля того, чтобы летучие мыши жили долго. Эти животные являются единственными летающими млекопита ющими. Любой аэрокосмический инженер скажет вам, что ключевым фактором проектирования летательных аппаратов является борьба слишним весом. Как ивситуации сгиалуроновой кислотой уголых землекопов, адаптация гормональных систем, направленная нарадикальное снижение размера, потребовалась впервую очередь для решения задачи, несвязанной напрямую сдолголетием. Вданном случае— просто для того, чтобы оторваться отземли.

Несомненно, ближайшие годы подарят нам десятки примеров пренебрежимого старения. Преодолев преступное нелюбопытство, исследователи судивлением обнаруживают разнообразие форм старения вокружа ющей природе. Каждый новый случай будет по-своему уникальным, втовремя как для нас важно выявить общие принципы.

Похоже нато, что продолжительность жизни животных связана сэволюционным отбором генов, управля ющих энергетическим балансом между ростом, регенерацией ипроизводством потомства. Быстрый рост означает скорую зрелость вущерб способности организма выдерживать стрессы исправляться сповреждениями, что приводит кбыстрому старению. Медленный рост ифокус нарегенерации замедляет созревание, нообеспечивает стабильность состояния организма взрелости; аесли повезет— медленное, апри некоторых обстоятельствах ипренебрежимое старение.

Сравнительные генетические исследования подтверждают, что замедление старения возможно не одним,

110 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 3611 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]