Эгоистичная митохондрия. Как сохранить здоровье и отодвинуть старость

Результаты огромного количества исследований говорят о том, что апоптоз исполняет не только функции пресечения роста раковых клеток и контроля деления обычных клеток, но и является ключевым процессом во всей живой природе.

Во время развития человеческого эмбриона гибнет больше 80 % нейронов его головного мозга (такого рода массовое вымирание можно сравнить с запрограммированной клеточной гибелью ооцитов у человеческого эмбриона женского пола). Гибель этих нейронов позволяет мозгу создать оптимально работающие матрицы специфических функциональных связей между оставшимися нейронами. Если бы не процесс апоптоза, то в мозгу эмбриона могли бы установиться необычные связи между разными областями, которые в нормальной ситуации не взаимодействуют друг с другом напрямую. Случаи формирования такого рода нейронных связей, по мнению некоторых исследователей, объясняют тот факт, что люди с высокофункциональным аутизмом видят тот или иной цвет или испытывают определенные эмоции при восприятии конкретных цифр[13].

Лэйн в своей книге приводит в качестве примера формирование пальцев на наших руках. В процессе развития кисти эмбриона апоптоз удаляет клетки между будущими пальцами. Если бы этого не происходило, то наши руки напоминали бы лягушачьи лапки. Формирование тела идет по пути удаления лишнего, а не добавления недостающего.

В отличие от апоптоза, некроз клеток — это процесс, при котором клетки воспаляются, набухают и разрываются, а органеллы разрушаются. Некроз может начаться с открытием канала во внутренней мембране митохондрии. Этот канал называется митохондриальной порой (mPTP). Недавно исследователи открыли третий, промежуточный, вид гибели клетки — не-кроптоз, сочетающий в себе запрограммированность апоптоза и морфологические признаки некроза. В ходе некроптоза также задействована mPTP.

Изучение механизмов клеточной смерти само по себе сложное дело. К тому же результаты недавних исследований еще больше запутывают ученых, показывая, что некроз следует за апоптозом и наоборот, так что кажется, что эти независимые клеточные процессы происходят одновременно. Однако независимо от пути, ведущего к гибели клетки, митохондрии играют в нем центральную роль.

Устаревшие теории старения

Вне зависимости от продолжительности жизни особей конкретного вида, все животные стареют одинаково, пусть и с разной скоростью. Чем выше скорость обмена веществ, тем быстрее старение и больше уязвимость перед дегенеративными болезнями. При сравнительно более низкой скорости метаболических процессов организм в процессе старения проходит те же самые этапы, которые просто растянуты по времени.

В целом продолжительность жизни растет с увеличением размеров животного, а скорость обменных процессов, напротив, уменьшается. Исключение составляют птицы, которые, как отмечает Лэйн, обладают высокой скоростью метаболизма, но живут долго и в существенной степени защищены от дегенеративных болезней. Птичьи митохондрии испускают гораздо меньше свободных радикалов, чем митохондрии большинства других живых существ, и это обстоятельство, как мы сейчас увидим, прямо связано со старением, риском дегенеративных заболеваний и самой смертью.

Если бы мы распределили животных по шкале продолжительности жизни в зависимости от скорости их обменных процессов, то в целом птицы опережали бы млекопитающих аналогичной скоростью метаболизма в три или четыре раза (как минимум). В качестве примера Лэйн приводит сравнение голубей и крыс. И те и другие характеризуются одинаковым метаболическим темпом в состоянии покоя, однако голубь живет примерно 30 лет, а крыса — 3–4 года. Лэйн также отмечает, что мы, люди, живем дольше, чем «должны бы были». Жизнь человеческого организма длится существенно дольше, нежели жизнь других млекопитающих со сравнимой скоростью метаболизма (в 3–4 раза).

Важно различать старение и дегенеративные заболевания. В то время как большинство теплокровных млекопитающих по мере старения страдают от все возрастающего количества дегенеративных болезней, эту судьбу разделяют не все из них. И признаемся, что это меньшинство является для нас предметом зависти: стоит только представить себе долгую жизнь с полным или практически полным отсутствием болезней старости. Длинная здоровая жизнь — разве не об этом мы все мечтаем?

Время и характер течения дегенеративных заболеваний соотносится с продолжительностью жизни млекопитающего, фиксированной для каждого вида. По этой причине крысы используются в целях лабораторного моделирования человеческих болезней — грызуны в старости страдают от тех же заболеваний, что и люди, но в пределах двух или трех лет (а не десятилетий). В этом перечне — диабет, ожирение, злокачественные опухоли, проблемы с сердцем, слепота и деменция. Эти болезни поражают и птиц, но у них этот процесс растянут по времени, и поэтому исследователи выбирают крыс.