Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

День за днем человек не замечает, как облетают чешуйки с его кожи и откалываются крупицы побелки с потолка. И то и другое становится проблемой только тогда, когда по комнате начинают летать клочья пыли и мешают свободно дышать. И на молекулярном уровне старение выглядит не столько как распад тела, сколько как накопление мусора в разных его формах – от белковых клубков и изломанных липидов до пятен на ДНК. Весь этот спектр клеточных несовершенств геронтолог Вадим Гладышев предложил[185] называть единым емким термином "делетериом" (по аналогии с набором генов – геномом, от английского слова "deleterious" – вредоносный). И подобно тому, как предотвратить образование пыли невозможно, даже если обмотать стены дома полиэтиленовой пленкой и завернуться в нее самому, спастись от делетериома тоже не получится.

Виноватого здесь искать бесполезно: иногда это какие-то внешние факторы вроде ультрафиолетовых лучей, в других случаях – проявление несовершенства клеточной машинерии, которая то и дело позволяет себе совершать роковые ошибки. Но чаще всего мусор возникает как неизбежное следствие того, что множество молекул заперты в клетке и постоянно сталкиваются друг с другом. В густом супе из веществ, которым заполнена клетка, некоторые реакции происходят сами собой и образуются токсичные продукты обмена веществ, которые и губят клетку в конце концов. Это обратная сторона обмена веществ, параметаболизм[186], расплата за то, что "нужные" молекулы имеют возможность быстро найти друг друга и вступить в необходимые клетке химические реакции.

Есть множество способов справиться с делетериомом, и каждый организм выбирает свой. Можно быстро размножаться, "растворяя" мусор в клетках своих потомков, как делают одноклеточные организмы. Можно постоянно обновлять клетки своего тела с помощью регенерации, как гидра. Можно оставить все старое в одной клетке и отпочковать новую – молодую, чистую, без мусора, – так поступают дрожжи в стрессовых условиях.

Но большинству многоклеточных организмов это недоступно. В нашем теле есть принципиально необновляемые (или плохо обновляемые) структуры, например нервная ткань или внеклеточное вещество кости (то самое, которое придает ей прочность). Чтобы позволить себе такой сложный орган, нужно запретить ему регенерировать, то есть терять и приобретать отдельные части. Тем самым мы ограничиваем время жизни своего тела сроком годности этих структур.

Большинства неприятностей, описанных выше, можно было бы избежать, если бы на помощь вовремя приходили белки системы репарации. Но они, в свою очередь, тоже не работают со 100 %-ной эффективностью и тоже могут ошибаться, например, сшивая друг с другом обрывки разных хромосом. Поэтому количество мутаций с возрастом постепенно растет, и в какой-то момент скорость их накопления обгоняет[187] скорость ремонта. Если мы посмотрим на уже знакомых нам животных-долгожителей, то увидим, что у большинства есть какие-то свои секреты репарации ДНК и обновления белкового состава. Акулы, попугаи, черепахи – каждый раз, когда ученые расшифровывают геном какого-нибудь очередного рекордсмена, обнаруживается, что гены, кодирующие его белки системы репарации, подверглись тщательному отбору в ходе эволюции. Иными словами, преимущество получили те, кто усовершенствовал свои навыки ремонта.

Проблема лишь в том, что уборка не бывает бесплатной, она требует серьезных вложений. А у стареющей клетки энергии часто не хватает[188]: с возрастом в митохондриальной ДНК накапливаются мутации и митохондрии начинают работать хуже. Поэтому перед каждой клеткой встает дилемма: имеет ли смысл тратить силы на поддержание своих клеток в чистоте или, возможно, стоит направить энергию на размножение?

Согласно теории одноразовой сомы[189] (disposable soma, что я позволю себе перевести как "тело на выброс") Томаса Кирквуда, большинство организмов решили для себя эту дилемму следующим образом: они оставили себе "неприкосновенный запас" клеток, с помощью которых будут размножаться, и в них стараются поддерживать чистоту и порядок. А остальным клеткам – в нашем случае всему остальному телу – энергия достается по остаточному принципу. Но так как они никогда не получают 100 % возможных ресурсов, то делетериом с неизбежностью разрастается. И рано или поздно наше тело (сома) вместе со своим мусором отправляется на выброс, а половые клетки остаются жить дальше – в виде следующего поколения организмов.

2. Клетки: Между жизнью и смертью

Чем дольше клетка живет и чем больше в ней бурлит химических реакций, тем сильнее она заполняется молекулярным мусором и тем быстрее стареет. Но процесс клеточного старения не сводится к накоплению отходов, это отдельная фаза жизни, подобно тому, как старость человека – это не только толстая медицинская карта, но еще и опыт, специфический тип мышления и меняющийся характер.