Вадим Николаевич, человечество всегда мечтало жить если уж не вечно, то хотя бы как персонажи Библии сотни лет. Но для этого наука должна докопаться до причин старения. Зная их, можно искать средство Макропулуса, описанное в фантастическом рассказе Чапека. Что же такое старение? Что говорит теория?
Вадим Гладышев: Наверно, я вас удивлю. Недавно на одной конференции 35 известных специалистов на вопрос o том, что такое старение, дали совершенно разные ответы. На сегодня нет теории старения, к которой склонялось бы большинство. Кто-то считает, что это запрограммированный процесс, цель которого дать ресурсы следующим поколениям. Есть также теория, что причиной старения является накопление мутаций. Суть в том, что какие-то варианты генов в молодые годы организма ведут себя нейтрально, а к старости из-за них накапливаются повреждения. Есть сторонники теории свободных радикалов, из-за которых окисляются и повреждаются молекулы. Но ко всем теориям есть много вопросов, никакая из них не описываeт полностью весь процесс старения.
Не получается ли так, что наука ищет способы обезвредить врага, не понимая, что он себя представляет? Можно вспомнить знаменитую притчу про мудрецов, которые пытались понять, что такое слон. Каждый изучал какой то отдельный орган животного и дал свой ответ. Но каждый был далек от правильного. Но тогда каждый окучивает свою грядку?
Вадим Гладышев: Со слоном хорошая аналогия. В каких-то вопросах единство, конечно, есть. Например, что, воздействуя на организм, можно изменить срок жизни. Скажем, было показано, что если убрать определённый ген, организм будет стареть медленней. Но само старение многолико, оно проявляет себя в самых разных вариантах, поэтому для него пока нет какого-то одного определения. Что не мешает его изучать. По мере исследований его суть будет уточняться, и, в конце концов, сформируется общепризнанное мнение. Так происходило со многими теориями, которые сегодня считаются классикой.
Какую теорию поддерживаете вы? Что по вашему является причиной старения?
Вадим Гладышев: Я считаю, что это накопление повреждений и других вредных изменений с возрастом. Важно подчеркнуть что, когда организм стареет, нет какого-то одного самого главного повреждения. Или главного гена, который в этом участвует. Наоборот, задействован весь организм. А раз нет главного виновного, поэтому со старением так сложно бороться.
Помню, как несколько лет назад на скамью "подсудимых" попали теломеры, длина которых с возрастом уменьшается. Считалось, если удастся их вновь растянуть, вернуть в исходное положение, человек сможет жить дольше. Даже омолодиться.
Вадим Гладышев: Да, был период, когда многие лаборатории бросились изучать теломеры, но потом ажиотаж спал. Стало понятно, что это всего лишь один маленький элемент в процессе старения, и что таких, не менее важных элементов огромное множество. Надо изучать их всех вместе. А это очень сложно.
Но в природе известны феномены, которые фактически не стареют, например, уже ставший знаменитым голый землекоп. Может, нам воспользоваться его секретом?
Вадим Гладышев: Наука уже нашла несколько таких удивительных существ. Это и землекоп, который живет в 10 раз дольше, чем родственные ему грызуны такого же размера, практически ничем не болеет, в том числе и раком. Или, например, гидра, которая, возможно, вообще не стареет, поскольку вероятность ее смерти не растет с возрастом. Казалось бы, почему? Ведь у землекопа, как у всех остальных млекопитающих с возрастом растет число повреждений. Конечно, какие-то организм может удалить, но другие остаются. Поэтому землекоп все же стареет, но намного медленнее, чем другие грызуны.
Но если накопление повреждений неизбежно, даже землекопа они достали, то как гидре удалось не стареть? У нее ничего вредного не накапливается? Или она нашла способ все это удалять?
Вадим Гладышев: В гидре, по-видимому, происходит разбавление повреждений. Как? Поясню на простом примере. Скажем, в какой-то клетке возникло два повреждения, a после ее деления в каждой новой стало по одному повреждению. Клетки продолжают жить, и в каждой вновь накапливается по два повреждения. Затем клетки снова делятся, и в каждой новой оказывается по одному. Это и есть разбавление. Если весь организм может так существовать, то он может и не стареть.
И если скорость накопления повреждений не больше скорости разбавления, клетка продолжает жить? И старость не наступит? Или как минимум будет намного отодвинута?
Вадим Гладышев: Совершенно верно. Возможно, эта стратегия была ключевой, чтобы жизнь на Земле вообще возникла и поддерживалась. С самых первых протоклеток, повреждения должны были разбавляться делением клеток. Но в некоторых организмах есть клетки, которые после окончания процесса развития не делятся, например, нейроны, некоторые клетки глаза, сердца и другие. С ними механизм разбавления не работает. Это относится ко всем млекопитающим, в том числе людям. Для таких организмов старение неизбежно. Но его можно замедлить, увеличить продолжительность жизни.
И землекоп продемонстрировал, что это реально. Значит, у природы есть такие инструменты. Почему бы нам ими не воспользоваться?
Вадим Гладышев: Именно этим сегодня и занимается наука. Конечно, природа поражает своим многообразием во всем, в том числе разнообразием в продолжительности жизни. К примеру, землеройка живет всего один год, гренландский кит 200 лет, а набор генов у них приблизительно одинаковый. И если мы посмотрим на все многообразие фауны, то увидим, что природа для продолжительности жизни использует самые разныe стратегии . Поэтому мы изучаем сразу много видов животных. Прежде всего, нам, конечно, интересны млекопитающие. Мы взяли 30 видов животных со сроком жизни от 3 до 50 лет и на трех органах - печени, почках и мозге посмотрели, как меняется их метаболизм, как действовала природа, чтобы увеличить срок жизни. Оказалось, что, скажем, в печени активность генов, которые отвечают за метаболизм, сильно подавлена. А в почках их активность хотя и ослаблена, но не так сильно. В мозге этот же эффект практически отсутствует. И в то же время в этих трех органах активированы другие процессы, например, репарации ДНК, разные защитные функции и т. д. Вывод? Чтобы увеличить продолжительность жизни, природа работает очень ювелирно, одни и те процессы она изменила по разному в разных органах. Очень тонкая настройка.
Но если знаем, как работает природа, можно попробовать, хотя бы в некоторой степени, это повторить. Изменить метаболизм также, как это делает природа, увеличивая продолжительность жизни.
Есть и другой подход. Для этого мы на мышах применили 17 уже известных способов увеличения срока жизни - ограничение калорий, нокаут рецептора гормона роста и т.д. Анализируя эти способы, мы поняли общие закономерности и проверили 3000 соединений - разные лекарства, a также природные химические соединения. Выделили те, которые наиболее эффективны. Их можно комбинировать, искать оптимальные сочетания. Надеемся, что, в конце концов, эти знания помогут человеку отодвинуть старость, продлить жизнь.
Обнадёживает. А если пофантазировать? Насколько реально не просто жить до 120-130 лету , а помолодеть?
Вадим Гладышев: Это новая область науки, которая пока очень мало изучена. В принципе наука знает, что можно омолодить определенные клетки организма. Речь идет о работах Синьи Яманаки, который за них получил Нобелевскую премию. Он сумел обычные взрослые клетки перевести в более молодое, эмбриональное состояние. Как это происходит, до конца не понятно. Например, при этой процедуре омолаживаются не все клетки, а какая-то их часть вообще умираeт.
Исследования в этой области находятся сейчас в зачаточном состоянии, несмотря на то, что много лабораторий занялись такими работами. Словом, хотя мы пока до конца многое не понимаем, но точно знаем, что омолодить клетки можно. Вряд ли такой фокус получится со всем организмом, потому что некоторые клетки взрослого организма уже не делятся и их не удастся вернуть в молодое состояние. Но отдельные органы можно омолодить. Правда, сразу же возникнут другие вопросы. Например, какой возраст у организма, у которого половина клеток более молодые, чем остальные? Тут огромное поле для исследований.
Вы утверждаете, что обнаружена неожиданная связь между старением и ковидом. Объясните, пожалуйста, подробней.
Вадим Гладышев: Сейчас уже хорошо известно, что с возрастом смертность растет. Причем есть определенная закономерность: ее вероятность удваивается каждые восемь лет. Так вот аналогичная картина и со смертностью от ковида. То есть он ведет себя как болезнь старения.
Кроме того, мы нашли, что те же самые генетические варианты, которые увеличивают срок жизни, защищают от смертности в случае ковида. Это означает, что на ковид можно воздействовать не только противовирусными препаратами и вакцинами, но и теми, которые замедляют старение.
Когда мы вообще начинаем стареть? Есть у науки более-менее единое мнение? Или как и с определением старения здесь "общее" разногласие?
Вадим Гладышев: Ситуация примерно такая же. Есть несколько версий: старение начинается в период оплодотворения; после рождения; после девяти лет; по достижению половой зрелости; после 20 лет, когда заканчивается окончание развития организма, или даже дальше, когда видны очевидные признаки старения, такие как лысина или морщины.
Казалось бы, чем ближе к рождению, тем ниже вероятность смерти.
Вадим Гладышев: По простой логике, действительно, картина должна быть такой. И тогда в самые первые месяцы и годы жизни смертность была бы близка к нулевой. Но все гораздо сложней. Как известно, в начале жизни, особенно у новорожденных она высокая. Постепенно падает к 9 годам, затем вновь начинает расти.
Почему именно в девять лет смертность самая низкая? По-видимому, провал в 9 лет получается при пересечение двух кривых. Одна - это смертность из-за естественного старения, которая у детей маленькая, но с годами постепенно растет. Но есть и другая, ранняя смертность, она связана не со старением, а с ошибками при развитии. Кроме того, каждый из нас уже рождается с некоторыми вредными мутациями, которые получает от родителей. K ним еще добавляются мутации, которые мы получаеm по жизни. Они накапливаются и дают свой вклад в смертность. Как я говорил, в точке пересечении этих двух кривых находится провал смертности в девять лет.
Самый благополучный для человека возраст. А почему в раннем возрасте высокая смертность? Ведь вредные мутации еще не накоплены, а цифра такая же как в 20 лет.
Вадим Гладышев: Это из-за ошибок развития. Кроме того, ребенок получает некоторые вредные мутации от родителей. А еще в каждом поколении в среднем добавляется 50-100 новых мутаций. Вроде бы из-за этого с каждым поколением генофонд популяции должен становиться все хуже, но это не происходит, так как работает естественный отбор. Хотя сейчас он довольно слабый, так как медицина и общество помогают больным и слабым. А вот в начале жизни механизм отбора работает сильней, что позволяет удалить такие мутации из популяции. Всем этим и объясняется высокая смертность в очень молодые годы.