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 56 / 366 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

всостоянии абсолютного здоровья для очередного революционного открытия или осуществления амбициозного бизнес-плана.

Небудем забывать про «слона вкомнате»— появление все более разумных машин, уже сейчас способных конкурировать заресурсы иинвестиции счеловеком. Непреодолев своих физиологических ограничений, впервую очередь связанных собучаемостью идолголетием, люди несмогут долго оставаться движущей силой, азначит, иосновным бенефициаром технологического прогресса. Причем никакое механистическое увеличение численности населения, пусть даже до1трлн человек вкосмосе, как обещает нам один изсамых богатых людей современности, основатель компании Amazon икосмического стартапа Blue Origin, несможет помочь решить эту проблему.

Вследу ющих главах мы оторвемся отцивилизационных вызовов ивместо обсуждения вопрос ов «зачем?» и«почему?», перейдем обратно науровень отдельного человека ипопробуем ответить навопрос «как?». Для этого мы посмотрим напроблему увеличения здоровой продолжительности жизни сточки зрения инженера. Новначале попробуем разобраться, какие существуют, и существуютли вообще, фундаментальные ограничения человеческого долголетия.

Что мы узнали?

Даже если приходят сомнения, всегда помните, что

•

мы живем влучшее извремен. Прогресс— э тоэмерджентный процесс без плана

•

ицентрализованной организации. Благосостояние людей больше независит отколичества ресурсов или

ГУМАНИТАРНЫЙ ИМПЕРАТИВ ИЛИДУХВРЕМЕНИ? 51

температуры воздуха заокном. Численность населения нашего вида наЗемле уже более миллиона лет растет погиперболическому закону, основываясь на«экономике знаний».

Сергей Капица предсказал стабилизацию населения

•

нанашей планете врезультате демографического перехода— снижения рождаемости иувеличения продолжительности жизни. Этот прогноз сбывается нанаших глазах.

Новый мир рискует быть старым, зато умным: благо-

•

даря увеличению продолжительности жизни без болезней возможно достичь ранее недоступных профессиональных икультурных высот.

Естественный предел

Живи ярко, умри молодым?

Нил Армстронг, первый человек побывавший наЛуне, смешил коллег-астронавтов своей теорией физзарядки: «Вжизни каждому отведено определенное количество ударов сердца, апотому янесобираюсь тратить свои нафизические упражнения». Как ниудивительно, этот, казалосьбы, совершенно наивный аргумент универсален идовольно точен сточки зрения биологии.

Средняя частота сердечных сокращений (или, выражаясь более строго, частота сердечных сокращений всостоянии покоя, или просто пульс впокое) колоссально различается уразличных видов теплокровных. Убольших животных, таких как киты ислоны, сердце бьется очень медленно ипульс составляет от4–8 (уныря ющего кита) до30 ударов вминуту. Частоту сердечных сокращений угрызунов посчитать сложнее, норадиотелеметрия показывает 370, 470 и550 ударов вминуту укрыс, хомяков имышей соответственно. Усамых маленьких млекопита ющих— летучих мышей— пульс может доходить до900 ударов вминуту. Уптиц пульс впокое может быть еще выше: курам знатоки приписывают 280 ударов вминуту, колибри— 1300 ударов вминуту.

Если частоту сердечных сокращений можно установить более или менее надежно, продолжительность жизни того или иного животного известна лишь приблизительно. Точный ответ зависит оттого, производятся измерения влаборатории или вестественной среде обитания, отусловий содержания. Некоторые животные, например киты, живут гораздо больше 100лет, что делает контролируемое лабораторное измерение ивовсе невозможным.

Продолжительность жизни млекопита ющих взависимости отразмера отличается примерно в10 0 раз. Так, гренландский, или полярный, кит считается млекопита ющимрекордсменом испособен жить более 200лет. Определить продолжительность жизни животных вдикой природе крайне трудно иприходится использовать самые изощренные методы. Так, например, ядерные испытания ватмосфере ипод водой в1950–1960-х годах исвязанное сними радиоактивное загрязнение океана позволил и эффективно использовать радиоизотопный анализ.

В2017году группа морских биологов под руководством профессора Юлиуса Нильсена изУниверситета Копенгагена провела оценки возраста 28 пойманных гренландских акул23. Эти животные могут достигать вдлину пяти метров, растут очень медленно (кстати, это практически универсальное свойство долгоживущих организмов) идостигают половой зрелости ввозрасте примерно 150лет. С95%-ной уверенностью можно сказать, что возраст самого молодого животного висследовании был 270лет, асамого старого— 520. Для сравнения: скромные поразмеру лабораторные крысы могут жить 3–3,5года, мыши— примерно 2–2,5года, иэто несмотря наотсутствие естественных врагов ирегулярное питание.

Давно замечено, что животные снизким пульсом живут дольше. Еще более удивительно, что, несмотря наразницу

54 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

вразмере ипродолжительности жизни, число ударов сердца завсе время жизни мыши или крысы оказывается примерно одинаковым (!) исоставляет приблизительно 700млн сердечных сокращений. Таким образом, пульс впокое обратно пропорционален продолжительности жизни (Левайн,

199724). Перемножая продолжительность жизни напульс впокое, получаем полное число сердечных сокращений втечение жизни, которое независит отразмера животного. Для млекопита ющих сердечный ресурс составляет примерно 1млрд сердечных сокращений.

Соотношение между пульсом впокое ипродолжительностью жизни нетолько забавный факт изобласти сравнительной биологии. Поданным медицинских наблюдений, для человека увеличение частоты сердечных сокращений связано сповышенным уровнем молекулярных маркеров стресса ивоспаления, концентрации опасных свободных радикалов, повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний, атакже смерти отвсех причин. Данные больших эпидемиологических исследований показывают, что увеличение пульса впокое накаждые 10 ударов вминуту свыше уровня 65, тоесть примерно на15%, приводит кувеличению риска смерти на10–20%. Выглядит так, будто инауровне отдельных людей действует универсальный закон: продолжительность жизни вединицах сердечных сокращений остается примерно неизменной.

Чтоже, не порали занести «миллиард сокращений сердца» втаблицу мировых констант? Предложение кажется абсурдным, нопредельное число сердечных сокращений превратилось вкультурный мем. Литература поздоровому образу жизни нередко содержит рекомендации поснижению пульса впокое. Вдело идут кардиотренировки, здоровый сон, снижение калорийности рациона иуровня стресса. Напервый

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПРЕДЕЛ 55

взгляд может показаться, что внашем распоряжении наконец появилась внятная и,главное, порожда ющая простые практические рекомендации теория старения : неистощай понапрасну ценный ресурс (внашем случае— количество сердечных сокращений)— ипроживешь дольше.

Ноневсе так просто. Например, нароль жизненно важного, аглавное, истощаемого ресурса вразные времена претендовали сразу несколько маркеров. Вдревности всерьез старались недышать лишний раз— йоги призывали измерять жизнь невгодах, авчисле вдохов ивыдохов.

Новые времена подарили более сложные гипотезы. Старение, как теперь можно часто услышать, связано спределом Хейфлика*— ограничением намаксимально возможное число делений клеток многоклеточного организма. Предполагается, что намолекулярном уровне продолжительность жизни предопределяет длина так называемых теломер— генетических последовательностей наконцах хромосом, уменьша ющихся при каждом делении клетки. Как только «наконечник» хромосомы укорачивается дополного исчезновения, деление клеток прекращается, азначит, становится невозможным иобновление тканей организма.

Прежде чем отнестись ктаким объяснениям серьезно, заметим, что внаше время вразвитом мире человек позволяет себе всреднем примерно 2,5 млрд сердечных сокращений засвою 70- или 80-летнюю жизнь. Это более чем

* Эффект ограниченного количества делений нормальных (неопухоле-

вых) клеток многоклеточного организма был обнаружен в1961году

Леонардом Хейфликом и Полом Мурхедом. Доэтого на основе

ошибочных экспериментов французского биолога Алексиса Карреля

внауке господствовало представление отом, что клетки имеют не-

ограниченный потенциал деления . Для человеческих клеток предел

Хейфлика составляет от52 до60 делений.

56 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

вдва раза больше, чем «предел». Что еще удивительнее, это исключение изуниверсального правила возникло только впоследние 100лет: вначале прошлого века средняя продолжительность жизни была ближе к40годам, что давало как раз примерно миллиард сердечных сокращений, вточности, как умыши или укита.

Насамом деле почти двукратный рост продолжительности жизни человека запрошедшее столетие ставит крест натеориях старения, связанных сограниченным ресурсом человеческого тела. Иесли скорость износа человеческого тела, аследовательно, искорость сокращения теломер впринципе могла сильно измениться, пульс человека впокое едвали уменьшился вдва раза запоследние 100лет. Азначит, «ограничение» человеческой жизни числом сердечных сокращений, аскорее всего, илюбым другим «физиологическим пределом» окажется ложной закономерностью. Давайте посмотрим почему.

Что такое хорошее объяснение?

Прежде чем разбираться, почему число ударов сердца примерно одинаково для разных животных, ачастый пульс предвещает более короткую жизнь, предлагаю отвлечься иобсудить, что впринципе нетак стеорией ограниченного ресурса. Давайте немного поразмышляем отом, какие объяснения вообще являются хорошими или покрайней мере практически полезными.

Существуют десятки теорий старения. Былобы странно, еслибы все они были правильными одновременно. Такая «инфляция» знаний разительно отличается отположения вточных науках. Вфизике элементарных частиц наиболее полная изсуществу ющих теорий называется скромно— Стандартная

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПРЕДЕЛ 57

модель. Специалистам абсолютно точно известно, что Стандартная модель внутренне противоречива инеможет служить для описания всех явлений вприроде. Иэто несмотря наошеломля ющий успех теории: намомент написания книги небыло известно ниодного эксперимента, для которого Стандартная модель давалабы предсказания, отличные отрезультатов измерений.

Вфизических науках эта, казалосьбы, завидная ситуация получила название «кошмарный сценарий»: врезультате эксперимента стоимостью более €10 млрд Большой адронный коллайдер вЦЕРН «всего лишь» подтвердил существование бозона Хиггса, нонеоткрыл ниодной новой частицы, неукладыва ющейся в Стандартную модель. Тем неменее Стандартная модель является хорошей теорией, втовремя как многие теории старения— нет.

Часто приходится слышать, что задача науки— производить фальсифицируемые предположения относительно окружа ющих нас явлений. Должен сказать, что этого недостаточно. Древние люди вМесопотамии иМезоамерике построили крайне эффективные численные системы для точнейшего предсказания солнечных илунных затмений. Нофитиль научной революции удалось поджечь только после того, как орбиты планет иих спутников были рассчитаны при помощи законов Ньютона.

Взамечательной книге «Начало бесконечности»25 известный физик ифилософ науки Дэвид Дойч предположил, что успех современной науки обусловлен способностью получать «хорошие объяснения» явлениям вокруг нас. Чтобы быть хорошим объяснением чего-либо, наука недолжна сводиться лишь кописанию экспериментальных наблюдений. «Правильная» теория должна еще иобладать способностью «сжимать» экспериментальную информацию. Видеале теория должна

58 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

быть применима для объяснения максимального разнообразия фактов , исходя изминимального количества хорошо сформулированных предположений. Законы Ньютона позволяют рассчитать движения всех небесных тел, инесколько уравнений снеобходимыми пояснениями заменяют многолетние наблюдения заположениями планет извезд.

Хорошая теория должна нетолько давать точные прогнозы, ноивыявлять причинно-следственные связи между явлениями. Упопулярных теорий старения, например обограниченном ресурсе сердечных сокращений, все хорошо, кроме того, что ниодна изних неявляется хорошим объяснением. Увидев, что удвоение продолжительности жизни впрошлом столетии опровергает теоретическое предсказание, мы получаем еще один пример бесполезности любой статистической корреляции без объяснения. Мы вернулись вначало пути: мы незнаем, почему это произошло, инеможем заменить теперь уже очевидно плохую теорию нановую, хорошую.

Организм как тепловая машина

Хорошее объяснение связи продолжительности жизни иколичества сердечных сокращений удалось предложить Джеффри Весту. Вест сделал блестящую карьеру в теоретической физике, работая над развитием той самой стандартной модели иразрабатывая компьютерные алгоритмы для решения сложных теоретических вопросов вфизике высоких энергий. Вместе сДжеймсом Брауном иБрайаном Энквистом, специалистами-биологами изУниверситета штата Нью-Мексико вАльбукерке, ученому удалось сформулировать универсальные теоретические принципы, определя ющие строение, баланс энергии и законы роста

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ПРЕДЕЛ 59

живых организмов. Результаты этого довольно сложного технически, нопо-настоящему фундаментального исследования были опубликованы в1997году вжурнале Science26.

Физики— нелирики, атакой раздел физики, как термодинамика, без всяких сантиментов утверждает, что конечным результатом любого природного процесса является тепловая смерть. Загромкой метафорой скрывается максимально неупорядоченное состояние покоя стемпературой, равной температуре окружа ющей среды. Это утверждение вболее строгой формулировке известно как второе начало термодинамики.

Тепловая смерть как следствие второго начала термодинамики угрожает лишь замкнутым системам. Выда ющийся физик Ричард Фейнман одним изпервых обратил внимание нато, что живые организмы дотех пор, пока имеют возможность обмениваться энергией свнешней средой, могут поддерживать свою жизнедеятельность неограниченно долго.

Жизнь— это очень энергозатратный процесс, поэтому впервую очередь любой живой организм должен извлекать энергию ирасходовать большую часть своего энергетического баланса наподдержание своей целостности. Только поостаточному принципу можно шевелиться идумать.

Отчегоже зависит скорость метаболизма? Казалосьбы, чем больше размер животного, тем больше энергии суммарно должно вырабатываться всеми клетками организма вединицу времени просто для того, чтобы оставаться вживых. Наделе количество калорий увеличивается медленнее, чем прямо пропорционально массе животного.

Наматематическом языке такие пропорциональные, нонелинейные зависимости называются степенными (или аллометрическими— впрежние времена аллометрией называли отклонения зависимости отпрямо пропорциональной). Например, кит весит в100млн раз больше, чем креветка.

60 ВЗЛОМАТЬ СТАРЕНИЕ

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 366 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]