Возраст: преимущества, парадоксы и решения

Однако генетика не стоит на месте, и оказалось как всегда, что дьявол кроется в деталях. Большинство характерных черт организма, болезней и сложных изменений, таких как, например, старение, невозможно свести к одному гену или их группе. Несомненно, гены, коррелирующие со всем вышеперечисленным, существуют, но идеи, что один или несколько генов вызывают какое-то конкретное сложное явление, очень редко верны. Например, если говорить о росте, то нет единственного «гена роста», который определяет ваше телосложение. На то, насколько высокими вы вырастете, влияют не только родительские гены, но факторы окружающей среды и еще факторы, называемые эпигенетическими, грубо говоря, наследуемые свойства, не связанные с секвенцией ДНК.

На самом деле оказались важны не те или иные гены, а их экспрессия – эпигенетика. Если объяснить очень просто, это активность считывания тех или иных участков хромосом и построения на них белков, которые закодированы в соответствующих участках генома. В начале XX века, например, некоторые биологи считали, что в пальцах ног у нас совсем не такие гены, как на носу. Но это неверно: гены в любой клетке нашего тела абсолютно одинаковы. Разница между типами клеток – не в генах, а в паттернах экспрессии генов – эпигенетических паттернах. Нет специальных генов пальцев ног – только паттерн (модель) экспрессии генов, в результате которого вырастает палец ноги. Во всех обнаруженных типах клеток и тканей есть свои паттерны экспрессии. Между клетками пальца ноги и носа разница точно такая же, как между молодой и старой клеткой: гены в них одинаковые, а вот паттерн экспрессии разный. Между клетками одного и того человека в возрасте грудничка и старца разница не генетическая, а эпигенетическая.

Мы ищем гены старения, потому что их легко идентифицировать, просто объяснить, а в нынешнем научном климате под них легче выбить себе финансирование. Однако охота за «генами старения» – безнадежное дело. Когда речь заходит о старении и возрастных заболеваниях, настоящие причины не в генах, а в паттернах экспрессии генов.

Теперь, рассмотрев гормональную, энтропийную, диетическую и генетическую теории, мы с вами подходим к самом передовому краю исследования механизмов старения. Если все 4 вышеизложенные теории старения до сих пор не вызывали разногласий в медицинском и биологическом сообществах, то следом изложу 3 теории, по поводу которых мнения авторитетных медиков современности начинают расходиться. Главным образом при рассмотрении перспектив их клинического использования. Ученые спорят, какая именно теория быстрее приведет к созданию лекарства от старости. Причем на основе двух из них такие лекарства уже существуют и продаются в аптеках. Начнем со свободнорадикальной, проявившейся раньше. Мне хочется начать именно с нее еще и потому, что ее активно развивает ученый с мировым именем, биохимик, наш соотечественник, с которым мы заканчивали одну альма матер, биологический факультет МГУ, и с которым тесно работали вместе, академик Владимир Петрович Скулачев.

Глава 2.5 Свободные радикалы, или жизнь без старости

Митохондриальная свободнорадикальная теория – была впервые изложена не так давно – в 1972 году Денхамом Харманом. Не все из нас, в отличие от меня, стали биологами, поэтому не обязаны помнить, что митохондрии – это «энергетические станции» клетки, вырабатывающие энергию для всех ее метаболических процессов. Свободные радикалы, второе слово в названии теории, – это побочный эффект нормального метаболизма, происходящего в наших митохондриях. При сжигании метаболического топлива, например глюкозы, в нашем организме появляются свободные радикалы – заряженные молекулы, которые нарушают работу других молекул. Подавляющее большинство свободных радикалов остаются внутри митохондрий, вдали от важнейших молекул наших клеток и еще дальше от ДНК и наших генов, надежно спрятанных в ядре клетки. Но вот свободные радикалы, которым удается вырваться из митохондрий, могут повредить ДНК, мембранные липиды и важнейшие ферменты, что приводит к накоплению повреждений и старению. Такова суть митохондриальной теории.

Когда наши клетки стареют, происходят четыре важных изменения, связанных со свободными радикалами:

(1) их производство увеличивается: на единицу произведенной энергии приходится больше свободных радикалов;

(2) улавливание ухудшается в результате того, что мембраны, задерживающие свободные радикалы внутри митохондрий, становятся «дырявыми»;

(3) уборка замедляется, т. к. уборщиков, захватывающих радикалы, становится все меньше;

(4) ремонт замедляется: в случае с ДНК замедляется скорость ремонта; в случае со всеми остальными молекулами замедляется скорость замены.