Последнее десятилетие характеризуется небывалым интересом к проблеме старения и смерти, что обусловлено заметным увеличением доли пожилых людей, особенно в экономически развитых странах. Увы, мир стареет! Но унывать не стоит. Лучше давайте-ка и мы с вами рассмотрим проблему старения с общебиологических позиций.
Давно и хорошо известно, что существует так называемая видовая продолжительность жизни. Вот несколько примеров ее весьма выраженного разнообразия:
Мышь доживает в среднем до 2,5 года
Собака. . до 12 лет
Кошка. . до 20 лет
Лев. . . до 30 лет
Корова. . до 30 лет
Шимпанзе. . до 45 лет
Слон. . . до 70 лет
Попугай. . до 70 лет
Осетр. . до 100 лет
Крокодил. . до 100 лет
Человек. . до 75 лет
Уже то, что видовая продолжительность жизни существует, позволяет прежде всего предполагать наличие какого-то механизма ее ограничения, время работы которого характерно для каждого вида.
Вместе с тем, учитывая выраженное постоянство величины видовой продолжительности жизни (есть, конечно, небольшие колебания), можно высказать второе предположение – о безусловной надежности такого механизма ограничения жизни для каждого вида (этот механизм никогда не ошибается, и можно быть уверенным, что не ошибется и впредь!).
Наконец, третье предположение, основанное на двух предыдущих: высшая степень надежности механизма ограничения жизни позволяет предполагать его определенную «простоту», которая в биологическом смысле должна подразумевать немногоступенчатость процесса.
И здесь нельзя не вспомнить слова знаменитого американского физика-теоретика, одного из основателей термодинамики Джозаий Уилларда Гиббса: «Одна из главных целей теоретического исследования в любой области знаний состоит в том, чтобы найти такую точку зрения, с которой предмет выглядит в его наибольшей простоте».
А теперь давайте вновь вернемся к внутримозговым изменениям при прионных болезнях. Их, как мы помним, отличают два главных события – гибель нейронов и размножение (пролиферация) клеток глии (глиоз), что приводит к формированию губкообразного состояния мозговой ткани и образованию амилоидных бляшек. При этом казалось само собой разумеющимся, что под действием инфекционного агента (инфекционный прионный белок) гибнут нейроны, а глиоз – не что иное, как репаративная (восстановительная) реакция соединительной ткани мозга (свято место пусто не бывает…). Ну, наподобие того, как если бы вы сильно расцарапали себе руку и на месте ранки через несколько дней образовался бы рубец. То есть логика рассуждений была такова:
И такое представление о развитии морфологических повреждений мозговой ткани при прионных болезнях существовало многие годы.
Однако эпизоотия среди крупного рогатого скота в Великобритании и особенно факт передачи возбудителя болезни коров молодым людям резко усилили интерес к проблеме прионных заболеваний. И начиная с конца 80-х годов прошлого столетия в результате многочисленных исследований было показано, что пролиферация клеток глии при прионных болезнях не только сопровождает гибель нейронов, но даже предшествует (!) данному процессу. А это здорово меняет ситуацию!
Напомню, и при прионных болезнях, и при старении гибнут нейроны и размножаются клетки глии. И если даже при прионных болезнях этот процесс начинается с пролиферации клеток глии, то в процессе старения вероятность такого начала возрастает в тысячу раз. Почему? Да потому, что при старении нет инфекционного агента, а гибель нейронов все-таки происходит. И тут возникает следующий вопрос: «Не может ли первичное размножение клеток глии стать причиной гибели нейронов?»
Вопрос не праздный, и обоснованность его связана с особенностями кровоснабжения мозговых клеток. Посмотрите на рис. 22. В отличие от всех остальных клеток организма млекопитающих, которые снабжаются питательными, строительными веществами, кислородом через плотно прилегающую стенку мельчайших кровеносных сосудов – капилляров, нервные клетки (нейроны) не прилегают к стенкам мозговых капилляров, а получают все необходимое через посредника, каковым является одна из клеток глии – астроцит (звездчатая клетка). Мало того, известно, что эта связь астроцита и с капилляром, и с нейроном очень непрочная.
Рис. 22. Схема связи нейрона с капилляром головного мозга
А теперь представьте себе, что клетки глии (а это разные виды клеток, среди которых помимо клеток астроглии есть клетки микроглии, олигодендроглии и др.) начинают размножаться. Все это происходит в замкнутом пространстве (в ткани мозга), и в результате связь астроцита с капилляром с одной стороны и астроцита с нейроном с другой легко может быть нарушена, что по понятным причинам приведет к гибели нейрона от «голодной смерти».
Не сомневаюсь, что читатель, прочитав эти строки, невольно подумает: «Как хороши были бы все эти рассуждения, если бы они еще объясняли, почему в стареющем мозге клетки глии вдруг должны начать размножаться?»
Законный вопрос. И потому впервые еще 12 лет назад, т. е. в 2000 году, в статье, опубликованной у нас в стране и за рубежом, мы предположили, что в стареющей мозговой ткани со временем накапливается некое вещество (некий фактор?), которое и осуществляет запуск пролиферации глиальных клеток мозга. А год спустя в журнале «Вестник Российской академии медицинских наук» была напечатана моя статья, которая так и называлась «От прионных болезней к проблеме старения и смерти».
Замечу, что статья «пробивалась» на страницы журнала с большим трудом: ее рецензент (а им оказался не кто иной, как заместитель главного редактора журнала) был почти возмущен, что я сопоставляю два различных процесса: «прионные болезни – это патологический процесс, а старение – процесс физиологический». (Это были первое недоверие с противодействием, но не последние…) И только приведенные мною в качестве аргументов сопоставления этих двух процессов в публикациях упомянутых выше зарубежных авторов, среди которых были и лауреаты Нобелевской премии, сумели как-то успокоить рецензента. Воистину нет пророка в своем отечестве!
Итак, есть предположение о возможном существовании некоего фактора, способствующего размножению клеток глии. Но как его проверить?
Всегда наиболее убедительны простые рассуждения и простые, доступные для понимания факты. Поэтому, начиная поиск такого фактора, мы прежде всего из мозга новорожденных мышат получили культуру глиальных клеток (способ получения клеточных культур описан во второй главе книги, в разделе «Лед сломан»). Через 12 дней размножившиеся глиальные клетки разделили на три партии пробирок:
