Кислород. Молекула, изменившая мир

В рамках теории антагонистической плейотропии обычно принимается, что наши гены не соответствуют нашему образу жизни. Полмиллиона лет мы эволюционировали как охотники и собиратели. Кочевой образ жизни сопровождался неделями или месяцами голодания. Затем, несколько тысяч лет назад, мы изобрели сельское хозяйство. Появилось намного больше еды, но она стала однообразной и неполноценной. Например, рис является хорошим источником углеводов и некоторых белков, но в нем нет многих нужных белков и витаминов. Это повлияло на здоровье людей. Палеонтологические исследования показывают, что первые земледельцы были менее здоровыми, чем их предшественники охотники и собиратели. Но при этом увеличение количества продовольствия в целом способствовало росту численности населения. Люди стали жить сообща в деревнях и городах. Появились заразные болезни. Эпидемии уничтожали население целых городов. На протяжении нескольких тысячелетий самое сильное селективное давление на геном человека оказывали инфекционные заболевания. Генотип обитателей целых континентов формировался под влиянием таких болезней, как малярия. Прямой результат — высокая частота распространения серповидно-клеточной анемии в странах Азии и Африки. Вероятно, с началом развития сельского хозяйства меньше людей голодало, но многие умирали молодыми от инфекционных заболеваний.

Ситуация начала изменяться несколько сотен лет назад. Улучшение санитарных условий, качества питания и лечения создало славный новый мир, в котором большинство надеется прожить 70 лет и даже больше. Две сотни лет — это всего десять поколений, слишком мало, чтобы привыкнуть к новой жизни. Мы мало двигаемся, переедаем. На протяжении полумиллиона лет наши гены привыкали к скудости продовольствия и на протяжении тысячелетий — к борьбе с инфекцией, но теперь оказались в новой западне. Генетически мы были приспособлены извлекать максимум из небогатой внешней среды, но оказались в центре изобилия. Когда мы молоды, это не вызывает проблем, но с возрастом злоупотребление этим изобилием нас подводит. Теория антагонистической плейотропии гласит, что это очень плохо: после 40 или 50 лет селективное давление становится ничтожным. Пока такие состояния, как ожирение, не начнут влиять на репродуктивную функцию, не будет никакого селективного давления. Таким образом, наши гены приговаривают нас к гибели в море изобилия. Какай печальный сценарий!

Кое-что в этой пессимистической картине верно, но есть и несколько несоответствий. Для начала: возрастные болезни всегда поджидали тех немногих, кто доживал до преклонных лет; они существовали всегда, а не появились несколько столетий или тысячелетий назад. Более того, такие же болезни настигают и стареющих животных, и не только в неволе, где животные могут переедать, но и в дикой природе, когда рядом нет хищников. Стареющие мыши страдают от тех же недомоганий, что и стареющие люди. Суставы теряют подвижность, кожа покрывается морщинами, утрачивается способность обучаться и запоминать, иммунная система вырождается, чаще возникают сердечно-сосудистые заболевания и рак. Если рассматривать один параметр, такой как количество перекрестных сшивок между волокнами коллагена в коже (вызывающих появление морщин), различия между старым человеком и старой мышью совсем невелики. Проявления старости удивительно похожи. Разница в скорости. Мыши и крысы проходят через последовательность возрастных изменений на протяжении четырех лет, у нас этот процесс длится 70 лет.

Аналогичная картина наблюдается и у других животных: спектр возрастных изменений очень похожий, разница только в скорости. Крошечные нематоды живут лишь несколько недель, но и у них можно обнаружить знакомые нам признаки старения: они медленнее движутся и едят, перестают размножаться, их внешняя кутикула сморщивается, а в теле накапливается флуоресцентный возрастной пигмент липофусцин — как у нас в нейронах и мышечных клетках. Долгожители, например некоторые птицы, которые живут более сотни лет, тоже демонстрируют дегенеративные признаки старения, включая ригидность суставов, застойную сердечную недостаточность, атеросклероз, катаракту и различные виды рака. Но весь животный мир не может быть не в ладу с окружающим миром! Возрастные изменения должны объясняться еще какими-то факторами, а не просто несоответствием между генами и окружающей средой.