Загадка нестареющей медузы. Секреты природы и достижения науки, которые помогут приблизиться к вечной жизни

Более миллиарда лет назад в какой-то теплой луже одна клетка, являющаяся нашим общим прародителем, поглотила одну бактерию. Мы не знаем, что именно произошло. Возможно, бактерия была просто пищей для клетки. А может, наоборот, бактерия как паразит инфицировала клетку. Как бы то ни было, бактерия осталась с нами очень надолго. Потомки этой бактерии являются частью меня и частью вас.

После того как бактерия и клетка-прародитель объединились, между ними сложилось очень тесное сотрудничество. То, что начиналось как две параллельные линии жизни, за миллионы лет слилось воедино, так что отделить одно от другого стало невозможно. Это значит, что в своих клетках вы носите потомков этой бактерии. Их потрясающе много, этих потомков, — несколько тысяч на одну клетку.

Мы называем потомков бактерии митохондриями, они до сих пор сохраняют черты своего прародителя: по форме, структуре и размеру они похожи на бактерии, делятся, как бактерии, а если мы их утратим, они не возродятся. Однако через столько лет было бы неправильным считать их чем-то внешним для клетки. Они часть нас самих. И это очень хорошо.

Они стали одной из важнейших органелл клетки.

У митохондрий до сих пор сохранился маленький кусочек собственной ДНК. Но в основном все давно вынесено за пределы митохондрий в ядро клетки, где хранится остальная ДНК.

Это значит, что митохондрии получают большую часть важнейших протеинов из центрального командного пункта клетки, они зависят от клетки, подчинены ей. Тот остаток ДНК, который все еще присутствует в митохондриях, свидетельствует об их самостоятельном прошлом. Можно сказать, что мы на самом деле представляем собой сразу два вида, на заре веков слившихся в один.

* * *

Возможно, вы уже слышали, что митохондрии — это клеточная электростанция. Именно они добывают энергию из употребляемой нами еды — энергию, которую использует клетка. Именно поэтому в разных клетках количество митохондрий различается. В клетках мышц (особенно в клетках сердца) очень много митохондрий, потому что им нужно много энергии. В клетках кожи и эритроцитах — мало, им энергия почти не нужна.

(Несмотря на то что митохондрии в первую очередь выполняют роль энергетического центра, природа, как мы знаем, не любит однозадачности, поэтому у митохондрий есть и другие функции. Например, именно они нажимают на кнопку самоубийства клетки и они играют важную роль в иммунной системе организма.)

Нашим митохондриям нужны все те же характеристики, которые нужны электростанциям: надежность, безопасность и устойчивость перед внешними обстоятельствами. Можете не сомневаться: за миллиарды лет эволюция позаботилась о том, чтобы они работали на славу. Но, как и в большинстве участков нашего тела, с возрастом начинают возникать проблемы. Постепенно количество митохондрий в нашем организме уменьшается. А те, которые остаются, утрачивают эффективность. А некоторые так вообще становятся вредными. Представьте себе, как если бы новые, прекрасные электростанции становились бы старыми и неэффективными.

Из экспериментов на мышах мы знаем, что плохо функционирующие митохондрии ускоряют старение, именно поэтому наши мышцы с возрастом слабеют. К тому же митохондрии связаны с возникновением большинства возрастных заболеваний.

* * *

Свободнорадикальная теория старения утверждает, что в результате химических процессов в наших клетках образуются свободные радикалы, вредящие всему вокруг себя. Это как слоны (свободные радикалы) в посудной лавке (клетке). Наносимый ими ущерб называется оксидативным стрессом.

Большинство свободных радикалов образуются в митохондриях. Именно поэтому многие приверженцы данной теории считают, что она не получала достаточного подкрепления из-за недостаточного внимания к митохондриям, которым свободные радикалы вредят в наибольшей степени.

И действительно, чем старше мы становимся, тем больше оксидативного стресса накапливается в митохондриях. Но здесь много неясного. Например, ученые выясняли, будут ли мыши стареть быстрее, если заставить митохондрии мышей производить больше свободных радикалов, чем обычно. Но этого не произошло. Данный факт предоставляет нам отличную возможность повторить уже изученное.

Помните, что биология динамична — не статична. В живой природе постоянно происходит обновление, разрушение и восстановление. Наши митохондрии не остаются всю жизнь пыхтящими электростанциями. В клетках постоянно образуются новые митохондрии, и мы постоянно избавляемся от старых или тех, что перестали функционировать.

Работу по очистке клетки выполняют специальные ауто­фаги — митофаги. Как вы уже, наверное, догадались, с возрастом количество митофагов в клетках сокращается, как и количество аутофагов.

Возьмем, например, мышей, которым добавляли в воду спермидин, мы о них уже говорили. Исследователи делали это, чтобы подстегнуть уборщиков в клетках мышей, и благодаря этому мыши жили дольше.