Тысячелетиями продолжительность человеческой жизни, по сегодняшним меркам, была совсем невелика – сорокалетний рубеж воспринимался как подарок богов. Ситуация начала меняться лишь в XIX веке. Начиная с 1840 года ожидаемая продолжительность жизни росла на три месяца ежегодно. Средняя продолжительность жизни женщины в Швеции (там статистика велась лучше всего) в это время составляла 45 лет. Сегодня – 83 года. Если эта тенденция сохранится, то столетний рубеж, по оценкам американских ученых, будет достигнут к концу нынешнего века.
Говоря о возможных последствиях открытий в этой области, аналитики рассматривают два возможных сценария – оптимистичный и пессимистичный. По пессимистичному доля пенсионеров в обществе, растущая и сейчас, будет увеличиваться еще значительнее, что будет означать серьезное изменение структуры общества, в котором интересы пожилого населения станут превалировать, а суммы, направляемые в пенсионный фонд и здравоохранения, будут все расти и расти. По оптимистичному же сценарию вырастет не только продолжительность жизни, но и срок трудоспособности – именно поэтому большинство исследований ставит целью не просто удлинение жизни, а увеличение продолжительности здоровой жизни.
Как на дрожжах
Институт Бака, созданный тогда, когда исследования проблемы старения еще не воспринимались в полной мере всерьез, сегодня можно назвать одним из лидирующих в этой области центров. Сейчас здесь изучается около ста молекул, которые предположительно могут увеличивать продолжительность жизни. В роли модельных организмов выступают живые существа с очень коротким сроком жизни – например, дрожжи. При этом треть генов у них одинакова с человеческими. Удаление некоторых генов убивает дрожжи, удаление других – позволяет жить дольше. Ученые пока не знают, почему это происходит, но предполагают, что, возможно, эта информация позволит увеличить срок жизни и у людей.
В Институте Бака используются миниатюрные электрокардиографы и КТ-сканеры для исследования внутренних органов лабораторных мышей – ведь важно не только сколько им удалось прожить, но и каким было их здоровье.
Еще один модельный объект – это круглые черви Caenorhabditiselegans. С 1999 года сотрудникам института удалось увеличить продолжительность их жизни в пять раз. «Двадцать лет назад увеличение срока жизни червя было по-настоящему сложной задачей. Сегодня с ней может справиться любой молодой кандидат наук», – говорит генетик института Саймон Мелов. Сейчас в институте могут на четверть увеличить срок жизни мыши и повернуть вспять нарушения работы сердца, появляющиеся с возрастом. В рамках одного из проектов сотрудники института надеются собрать 5-10 молекул, продлевающих срок жизни мышей, и затем перейти к стадии их проверки в исследованиях с участием людей. Правда, эти планы пока туманны – помимо этических сложностей и высокой цены такого проекта, он бы занял десятилетия.
Что знают киты?
У сегодняшних исследователей были свои предшественники, некоторые из которых предлагали весьма сомнительные средства. Поколение назад Лайнус Полинг, нобелевский лауреат в области химии, предположил, что мегадозы витамина C способны остановить старение. Но выяснилось, что такая терапия токсична для организма.
Десятилетие назад организаторы стартапа в области биотехнологий под названием Sirtris разрабатывали препарат, который имитировал предполагаемые оздоравливающие свойства красного вина. Фармацевтический гигант GlaxoSmithKline купил Sirtris за 790 млн в сегодняшних долларах и все еще ждет отдачи от инвестиции: эксперименты Sirtris пока не привели к какому-либо результату.
Около 15 лет назад Брюс Эймс, сотрудник Университета Калифорнии в Беркли, предположил, что вещество ацетилкарнитин, который важен для работы митохондрий в клетках, в комбинации с антиоксидантом может отсрочить старение при терапии нетяжелых стадий болезни Альцгеймера. Добавление антиоксидантов во всё подряд уже давно стало заметной маркетинговой тенденцией, однако употребление чрезмерного количества антиоксидантов вредно для организма, потому что окислительный процесс необходим для дыхания. Эймс решил, что он нашел соединение, которое безопасно замедляет скорость изнашивания клеток. Он сам начал прием ацетилкарнитина и продолжил работать в Беркли в возрасте 85 лет – кто знает, сохранял ли бы он такую же работоспособность без вещества. Фармацевтические компании не обратили особого внимания на его исследования – поскольку ацетилкарнитин нельзя запатентовать и, что еще хуже, вещество само по себе стоит недорого.
Сегодня лабораторные результаты демонстрируют взаимосвязь между диетой с ограничением суточной нормы калорий и продолжительностью жизни у мышей. Это наиболее важное открытие в области исследований старения на сегодня. Ограничение в еде приводило клетки мышей в состояние, отдаленно напоминающее зимнюю спячку. Пока неизвестно, работает ли этот метод у людей. Сотрудники Института Бака осматривали людей, которые придерживаются низкокалорийной диеты, и, по их словам, «голодающие» не выглядят полностью здоровыми.
Совсем недавно одновременно в Гарварде, Стэнфорде и Университете Калифорнии исследователи пришли к выводу, что переливание крови молодых мышей старым действует на последних омолаживающе. Цель этой работы, разумеется, не в том, чтобы в перспективе организовать у людей подобные переливания, а в том, чтобы обнаружить, какие конкретно химические вещества в крови молодых позитивно влияют на зрелые ткани. Возможно, дело в том что «молодая кровь» воздействует на спящие стволовые клетки, и можно разработать препарат, который будет делать то же самое без переливаний.
Институт Бака и другие лаборатории также ищут гены, которые связаны с увеличением продолжительности здоровой жизни, у других млекопитающих. Киты, например, гораздо реже людей заболевают раком. Полярные медведи питаются намного более жирной пищей, и все же у них не развиваются тромбозы. Если механизмы, стоящие за этими биологическими особенностями, будут найдены, можно будет создать препарат, воссоздающий эти эффекты у людей.
Кроме того, ученые пытаются менять «подозрительные» гены животных, чтобы добиться продления жизни. Например, гены daf-2 и daf-16 у червей можно изменить таким образом, что животные проживут в два раза дольше и до смерти сохранят здоровье. Молекулярный биолог Синтия Кеньон сделала это открытие два десятилетия назад, работая в Университете Калифорнии в Сан-Франциско. Мыши, у которых Кеньон модифицировала те же гены, жили дольше и реже болели раком, чем животные из контрольной группы. Ген daf-16 сходен с человеческим геном foxo3, вариант которого связан с исключительным долгожительством. Биотехнологическая компания , созданная корпорацией Google, наняла Кеньон и, по слухам, сейчас она разрабатывает лекарство от старения на основании своих результатов. Однако пока она не смогла доказать, что изменения этих же генов у людей окажут тот же эффект.
Институт Бака с оптимизмом ждет и результатов исследований препарата рапамицина. Это наиболее многообещающее вещество из всех разрабатываемых в институте средств для отсрочки дряхления организма. Разработанный для предотвращения отторжений трансплантированных органов, рапамицин, судя по всему, изменяет некоторые клеточные процессы, связанные со старением. Лабораторные мыши, получавшие этот препарат, старели медленнее и дольше оставались здоровыми и энергичными. Если окажется, что он проявляет те же свойства и у людей, это будет величайшим фармацевтическим открытием. Впрочем, сейчас бежать к врачу за назначением рапамицина еще рано – не изучена не только эффективность препарата у людей, но и возможные опасные побочные эффекты.
Курить, есть красное мясо, жить до ста лет
За исключением развития инфекционных заболеваний, отследить причинно-следственные связи в медицине зачастую непросто. Кофе, соль, масло – вредят ли они организму и воздействуют ли на него как-то вообще? Однозначного ответа нет до сих пор. Почему у одних людей развиваются сердечные заболевания, в то время как у других с теми же привычками – нет? Фрамингемское исследование сердца, глобальный проект, в рамках которого врачи с 1948 года наблюдают жителей американского городка Фрамингем (уже третье их поколение), за 66 лет так и не ответило на этот вопрос. Следить за весом, есть больше овощей и меньше сахара, заниматься спортом и хорошо высыпаться – все это советы, в основе которых лежит лишь здравый смысл, а не доказательства их эффективности в плане продления жизни.
Неопределенность, свойственная медицине в целом, лишь усиливается, когда объектом исследований становится долгожительство, поскольку до однозначного заключения, что данный препарат или практика ведут к увеличению продолжительности жизни, должны пройти десятилетия. Проведение исследований с долгожителями не стало золотой жилой, как рассчитывали многие ученые. «Исследования образа жизни людей, доживших до ста лет, выглядят озадачивающими, – говорит исполнительный. – Они много курят и пьют меньше, чем мы могли бы предположить. Среди них мало вегетарианцев. Ничто не указывает на точную причину их долголетия».
Одним из первых широкомасштабных проектов в области геронтологии было Балтиморское долговременное исследование старения, которое началось в 1958 году и продолжается до сих пор. Нынешний руководитель проекта Луиджи Ферруччи говорит, что однозначных ответов на вопрос, с чем больше связано долгожительство: с генами или средой, у них до сих пор нет. Изучение близнецов показало, что приблизительно в 30% случаев долгожительство – наследуемая характеристика. Это внушает ученым оптимизм – возможно, в будущем удастся воспроизвести тот механизм, который приводит к наследованию продолжительности жизни.
Ключ к такому механизму активно ищут сейчас, изучая процессы клеточного старения. Так же, как расстройствам и нарушениям в работе подвержены ткани и органы, им подвержены и клетки организма. В таких случаях клетки передают химические сигналы, инициирующие восстановление поврежденных клеток или уничтожение тех, которые нельзя починить. По крайней мере, так это работает у молодых людей. Но когда организм стареет, клетки начинают посылать ложные сигналы, в результате чего в организме развиваются постоянные воспалительные процессы, которые становятся причиной заболеваний сердца, болезни Альцгеймера, артрита и других хронических возрастных заболеваний. Джудит Кампизи, ведущая работу по этому направлению в Институте Бака, считает, что поиск способа остановить старение клеток или выключить сигналы, которые они передают, может стать ответом на вопрос, как предотвратить многие хронические болезни, связанные со старением.
Споры о стабильности
Увеличение продолжительности жизни последние две сотни лет идет со скоростью примерно три месяца за год, невзирая на войны, эпидемии и достижения фармакологии. Однозначного ответа на вопрос, продолжится ли этот процесс, нет, но на этот счет существует две противоположные точки зрения. Согласно одной из них, увеличение продолжительности жизни – результат прогресса и общего улучшения условий жизни и, следовательно, в дальнейшем процесс лишь ускорится. Приверженцы противоположной точки зрения считают, что рост был связан с резким падением детской смертности в прошлом и, следовательно, дальше срок жизни расти уже не будет. Если рак когда-нибудь будет побежден, в среднем человечество выиграет еще три года жизни, после чего его место займут другие смертельные заболевания. Таким образом, говорят пессимистично настроенные эксперты, выиграть больше лет десяти в будущем у нас не выйдет точно.
Так или иначе, происходящие перемены в образе жизни и социальных институтах скорее ведут к снижению смертности. Количество убийств падает, загрязнение воды и атмосферы также снижается в долгосрочной перспективе. Изменения в социальных институтах также ведут к увеличению продолжительности жизни – санитарные условия улучшаются, возможности здравоохранения растут. Разумеется, картина столь радужна не везде и не для всех – средняя продолжительность жизни в развитых и развивающихся странах значительно разнится, кроме того, дольше живут люди с высшим образованием, с семьей и постоянно поддерживаемыми социальными связями.
Направляемая эволюция
Улучшение понимания эволюционной биологии старения может также сыграть свою роль в продлении срока жизни. Эволюционисты много говорили об идее программируемой смерти – предположении, что естественный отбор «хочет», чтобы старые животные умирали и не тратили ресурсы, которые могут пригодиться молодым. Сегодняшняя точка зрения сводится скорее к тому, что у естественного отбора просто нет механизмов вознаграждения долгожительства.
Фелипе Сьерра, исследователь в Национальном институте старения, говорит: «Эволюцию не заботят особи, вышедшие из репродуктивного возраста. С точки зрения естественного отбора, животное, которое закончило с размножением и необходимой потомству заботой, запросто может быть съедено, так как генетический материал уже передан».
Поколение назад теоретики предполагали, что менопауза – адаптивный механизм, свойственный только людям – женщины перестают тратить энергию на вынашивание детей и могут заботиться об уже рожденных как матери и бабушки. Это, как предполагалось, увеличивает шансы потомства на выживание и позволяет передать дальше гены семьи. Современные исследования, однако, говорят о том, что некоторые животные, включая львов и павианов, также переживают менопаузу, которая все больше похожа на нарушение, связанное со старением, а не особый механизм, подаренный естественным отбором.
Ключевой вывод сводится к следующему: если продолжительность жизни никак не влияет на способность передавать гены потомству, то природа никак не заинтересована в долгожителях. Эволюция «поощряет» силу, ум, рефлексы, сексуальную привлекательность, но не способность поддерживать организм здоровым на протяжении продолжительного времени. Здесь вновь можно вспомнить о старении клеток. Естественный отбор, по всей видимости, помог нам выработать механизмы, предотвращающие развитие рака, поскольку рак может начаться и у молодых людей репродуктивного возраста. Однако старение клеток происходит тогда, когда эволюция выходит из игры, и естественный отбор больше никак не заинтересован в трансформации тел млекопитающих с их дефектами, ведущими к старению и смерти. Если старение клеток могло бы быть замедлено, люди вряд ли стали бы бессмертными. Насилие, несчастные случаи, инфекционные болезни продолжили бы нас убивать. Даже свободные от хронических болезней, наши тела могут ломаться.
Но нельзя назвать совсем уж нелепым футуризмом предположение, что лекарства и даже генная терапия могут изменить человеческое тело таким образом, что срок жизни вырастет. Брайан Кеннеди из Института Бака замечает: «Хоть естественный отбор не защитил нас от старения, у нас есть шанс выиграть. Последняя модель BMW близка к совершенству. Как можно ее улучшать дальше? Но старенький дешевый «Форд» теперь легко улучшить. Пока мы молоды, генетически мы все BMW. Старея, мы становимся старым «Фордом». Эволюционные усовершенствования еще не начались».
Елена Фоер
Комментариев нет:
Отправить комментарий