Рис. 1.1. Причины воспалительного старения
Старение – это медленное накопление клеточных повреждений, которое вызвано снижающейся способностью к восстановлению. Результатом становится низкий уровень воспаления, который настолько характерен для старения, что в английском языке придумали даже специальный термин inflammaging («воспалительное старение»). Окислительный стресс, состояние, при котором свободные радикалы (высокореактивные молекулы с неспаренным электроном) заглушают внутреннюю антиоксидантную защиту организма, увеличивается с возрастом. Однако вы можете изменить образ жизни, повысив вероятность здорового старения. Вы увеличите не просто продолжительность жизни, но и продолжительность здоровой жизни. Никто не хочет провести последние годы слабым и больным, в доме престарелых. Профилактика старения даст вам больше лет здоровой жизни, свободы от болезней и других проблем пожилого возраста, здоровья, энергичности и радости жизни. Настоящее долголетие – это продление молодости, а не старости.
Механизмы, сохраненные эволюцией
Простые одноклеточные организмы – прокариоты, например бактерии, – это одни из самых ранних форм жизни на Земле, и они до сих пор существуют в изобилии. Эукариоты, более сложные, но все равно одноклеточные организмы, впервые появились примерно через 1,5 миллиарда лет после них. Затем, после столь скромного начала, появились многоклеточные организмы. Все клетки животных, в том числе человека, – это эукариотические клетки. Поскольку все они происходят из одного источника, они похожи друг на друга. Многие молекулярные механизмы (гены, ферменты и т. д.) и биохимические сигнальные пути остались неизменными, даже когда эволюция создавала более сложные организмы.
Генетическое сходство людей и шимпанзе составляет 98,8 %. Но даже разницы в 1,2 % достаточно, чтобы обеспечить разницу между двумя видами. Возможно, вы еще больше удивитесь, узнав, что даже у таких разных организмов, как люди и дрожжи, тоже довольно много общих генов. По крайней мере 20 процентов генов человека, связанных с развитием тех или иных заболеваний, есть и у дрожжей [7]. Когда ученые вставили более 400 разных человеческих генов в генетический код дрожжей Saccharomyces cerevisiae, то обнаружили, что целых 47 процентов из них функционально заместили гены дрожжей [8].
Еще больше сходства у нас с более сложными организмами, например мышами. Из более чем 4000 изученных генов человека и мыши отличными друг от друга оказались меньше десяти. 85 процентов генов, кодирующих белки, – то есть не входящих в так называемую «мусорную» часть ДНК, – одинаковы и у мышей, и у людей. Мыши и люди очень похожи на генетическом уровне [9].
Многие гены, связанные со старением, одинаковы у разных биологических видов – и это позволяет ученым, изучающим дрожжи и мышей, все равно узнавать важные факты о человеческой биологии. Многие исследования, на которые мы ссылаемся в этой книге, проводились на таких разных организмах, как дрожжи, крысы и макаки-резусы, степень сходства которых с людьми разнится. Не все результаты исследований напрямую применимы для людей, но в большинстве случаев они достаточно близки к человеческим, чтобы дать полезную информацию о старении. В идеале, конечно, исследования стоит проводить на людях, но во многих случаях это невозможно, так что нам приходится рассчитывать на животных.
Рис. 1.2. Геномное сходство между людьми и животными
Теории старения
В следующих разделах мы изложим принципы нескольких теорий старения и оценим их правдоподобие.
Теория одноразовой сомы, изначально предложенная профессором Томасом Кирквудом из Ньюкаслского университета, утверждает, что у организмов есть конечные запасы энергии, которые расходуются либо на восстановление и ремонт организма (сома), либо на размножение [10]. Как и при антагонистической плейотропии, приходится идти на компромисс: если вы расходуете энергию на восстановление организма, то у вас меньше доступных ресурсов для размножения. Поскольку эволюция направляет больше энергии на размножение, передачу генов следующему поколению, то сома любого индивида после размножения является, по сути, расходным материалом. Зачем тратить драгоценные ресурсы на долгую жизнь, которая никак не поможет передать ваши гены? В некоторых случаях лучшая стратегия для особи – дать как можно больше потомков, а затем умереть.