Максим Скулачев: Проблема старения может быть решена еще при нашей с вами жизни

Ɔ. Почему люди стареют?

Мы исследуем этот вопрос довольно долго, и наша гипотеза состоит вот в чем: старение начинается из-за того, что митохондрии — энергетические центры наших клеток — синтезируют ядовитые вещества, или активные формы кислорода. Чем старше человек становится, тем больше этого яда вырабатывают митохондрии.

Ɔ. Получается, человек вредит сам себе? Почему это происходит?

Я уверен, что в наших генах закодирована специальная «программа старения», и мы выполняем ее приказы.

Мы все привыкли считать, что человек — венец творения, а наша жизнь — самое ценное, что существует на свете. Но с точки зрения биологии мы также являемся биологическими машинами: от родителей человек получает набор генов (то есть геном), который передает следующим поколениям, и тем самым завершает свою биологическую миссию. С таким порядком вещей наш геном «согласен». В некоторых случаях интересы человека и его генов расходятся — это как раз случаи старения и смерти. В такой ситуации природа принимает сторону «хозяина» — генома.

Ɔ. Почему мы не живем вечно? Зачем нашему геному смерть организма?

Для наших генов бессмертие — это огромный риск. Если не будет происходить смена поколений, вид перестанет приспосабливаться к изменяющемся условиям и может исчезнуть. А с ним исчезнет и геном, на появление которого эволюция потратила миллионы лет. В смерти отдельного организма нет ничего страшного: выходит, что интересы генома (то есть на самом деле вида) для природы важнее интересов конкретного человека.

Судя по всему, есть и другие примеры, когда наш организм убивает сам себя. В этом смысле очень подозрителен септический шок. Раньше было принято считать, что все дело в бактерии: она попадает в кровь, размножается, забивает сосуды-капилляры, и мы умираем. А оказалось, что смерть происходит по другим причинам. Наш организм распознает неядовитое вещество липолисахарид из оболочки бактерий, поднимает нам температуру и погружает организм в болезненное состояние. Это продолжается до тех пор, пока липолисахарид находится в нас. При этом мы страдаем, не можем двигаться, теряем аппетит и в конце концов умираем. С точки зрения всего вида это совершенно правильно: больная особь не должна заражать остальных, ее дело — лечь под кустиком и умереть, чтобы остановить развитие эпидемии. Отдельному человеку это, разумеется, не выгодно, но ничего нельзя с этим поделать — это «зашитый» в нас механизм. Сегодня от сепсиса, к счастью, благодаря изобретению жаропонижающих препаратов и антибиотиков умирают не так часто. Эта проблема, во многом, уже решена. Уверен, что и остальные проблемы такого рода тоже вскоре решатся.

Ɔ. Сможем ли мы так же минимизировать эффекты старения?

Это вопрос считанных лет. Еще 10-15 лет назад заниматься старением в науке считалось чем-то стыдным. Сегодня официально признано, что эта проблема существует, она сложная, и находится сейчас в том же положении, что ВИЧ в начале 1980-х. На то, чтобы разобраться с вирусом, ушло 20 лет: у нас есть препараты, которые способны блокировать его так, чтобы носитель мог жить долгие годы и СПИД не развивался. Так что если вплотную заняться проблемой старения, она может быть решена еще при нашей с вами жизни.

Ɔ. Почему волшебную «таблетку от старения» до сих пор не нашли?

Еще в 1960-х годах ученые обнаружили антиоксиданты, которые борются с одним из важных признаков старения — свободными радикалами. Это открытие стало сенсацией, однако ничего не изменилось. Антиоксиданты известны очень давно: витамин С, витамин Е, зеленый чай — но старение они не замедляют. Оказалось, что эти вредные радикалы бывают разными и образуются в разных частях клетки. И к старению имеют отношение, в первую очередь те, которые образуются во внутриклеточных «электростанциях» — митохондриях. Наша научная группа в МГУ  разработала специальное вещество, которое доставляется в митохондрии с точностью до нескольких нанометров  и борется с этим ядом прямо в месте его образования. Во всяком случае у подопытных животных такой митохондриальный антиоксидант сумел здорово замедлить старение. Сейчас мы перешли уже к клиническим исследованиям и надеемся, что хоть в какой-то мере эти результаты воспроизведутся на человеке.

Ɔ. Есть ли животные, которые не стареют?

Да, конечно. Существуют животные, чья жизнеспособность с возрастом не падает. Например, голый землекоп — млекопитающее размером с мышь. Он выглядит как новорожденный крысенок и на протяжении жизни внешне не меняется. В 2005 году ученые обнаружили, что голые землекопы не умеют стареть. Обычно грызуны живут по два-три года, а эти животные участвовали в эксперименте больше 25 лет, и признаков старения так никто и не увидел: вероятность смерти с возрастом не увеличивалась. Сразу возникает вопрос: не бессмертные ли они? Нет, они умирают. Но, в отличие от нас с вами, с возрастом у них не увеличивается вероятность заболеть чем-нибудь смертельным. Да и их основная причина смерти это травмы, полученные в схватках с другими землекопами.

Ɔ. В чем секрет голых землекопов?

Вместе с сотрудниками нашей лаборатории исследуем этих животных с 2016 года. У них произошла так называемая неотения — остановка индивидуального развития. То есть животное остается на стадии новорожденного всю свою жизнь. В прошлом году мы опубликовали статью в Physiological Review, где объяснили этот феномен: механизмы старения у него просто не запускаются. Так мы подтвердили нашу главную гипотезу: старение — это действительно запрограммированный процесс в нашем индивидуальном развитии, он должен начинаться в строго определенный момент. А если биологические часы замедлить или остановить совсем, как это произошло у голого землекопа, то существо может просто не дойти до стадии начала старения и, соответственно, не постареть вообще. И тот факт, что наши очень близкие родственники — тоже млекопитающие — могут жить, не старея, означает, что в принципе это возможно. Так что мы находимся в поиске аналогичного механизма для человека.

Ɔ. В какой момент человек начинает стареть?

Я считаю, что мы начинаем свой медленный и печальный путь на кладбище сразу после полового созревания. Мы начинаем стареть в 12-14 лет. Чем старше, тем масштабнее идут эти процессы. В 25 у человека уже начинают стареть мышцы, а в 35 — сосудистая система. С точки зрения эволюции это крайне разумно: старение и размножение идут рука об руку.

Это хорошо видно на примере растений — в первую очередь, однолетних. Многие растения размножаются только однократно. Они растут, зацветают, потом у них образуются семена и они умирают. И происходит этот вовсе не из-за «истощения жизненных сил», а в результате работы его генов. Например у сои созревшие плоды — бобы — вырабатывают специальное вещество, убивающее все остальное растение. Кстати, сейчас методами генной инженерии можно превратить однолетнее растение в многолетнее, «сломав» эту генную программу смерти.

Ɔ. Продолжительность жизни за последние несколько столетий увеличилась более чем в два раза. Почему люди все еще начинают стареть так рано?

Мы стали жить дольше совсем недавно — всего несколько тысяч лет назад. А по меркам эволюции 10 или 20 тысяч лет — это миллисекунды. Даже в конце XIX века средняя продолжительность жизни составляла 30 лет. Превратимся ли мы в таких же нестареющих существ, как землекопы? Не исключено, но произойдет это через сотни тысяч или миллионы лет. Эволюция, к сожалению, не может так быстро избавиться от ненужных ей механизмов.

Ɔ. Получается, старение нам больше не нужно?

Мы с сотрудниками лаборатории считаем, что старение — это специальный инструмент, изобретенный природой для ускорения эволюции. Просто естественному отбору легче работать не на молодых и сильных особях, а на слегка постаревших, ослабленных. На них проще отследить (и отобрать) мелкие признаки, не имеющие решающего значения для выживания молодых. И вот тут возникает место для очень важной гипотезы.

Дело в том, что не всем видам надо так уж быстро эволюционировать. Если условия обитания постоянно меняются и жизнь тяжела, то надо все время иметь возможность адаптироваться (то есть измениться, эволюционировать), чтобы приспособиться к новым условиям. И тогда оправданы такие дорогие и неприятные инструменты, как старение. Но что будет, если вид больше не приспосабливается к внешней среде, а, наоборот, меняет эту среду под себя? Ведь человек делает именно так. Если нам холодно — мы не отращиваем шерсть, а надеваем одежду или строим отапливаемые дома. И в результате шведы ничуть не «волосатее» итальянцев. Потому что мы уже практически не эволюционируем и, соответственно, инструменты для ускорения эволюции нам больше не нужны. Поэтому с большой вероятностью такой инструмент как старение у нас скоро исчезнет сам по себе, как он исчез у голого землекопа. Конечно, «скоро» — в эволюционном масштабе. То есть через полмиллиона или миллион лет. Хотя искренне надеюсь, что если вместо эволюции мы применим технический прогресс, то это произойдет гораздо быстрее.

Старение, рак, смерть в результате какого-то критического медицинского состояния очень часто является биологической программой. А биологические программы никогда не работают в режиме «fire and forget», то есть запустил и дальше все происходит автоматически. У них обязательно должна быть система управления, настройки.

Мне очень нравится история про слонов. Клетки одного типа — мышечные, эпителиальные и так далее — у нас и у них более-менее одного размера, под микроскопом не всегда можно отличить человеческую клетку от слоновьей. Но у слонов клеток гораздо больше. Им нужно было поделиться намного большее количество раз, чтобы составить такое большое тело. Если бы при делении клетка должна была превращаться в раковую примерно с одинаковой вероятностью и у слона, и у человека, то слон не мог бы существовать: при таком количестве делений он стал бы ходячей опухолью. Но этого не происходит. Слоны живут очень долго и раком болеют очень редко.

Возникает вопрос: как это им удалось? Выяснилось, что их противораковая защита настроена иначе, чем у нас с вами. Получается, что это можно настраивать. И если это получилось у природы, то может получиться и у нас.

Подготовила Василиса Бабицкая