На самом деле оказались важны не те или иные гены, а их экспрессия — эпигенетика. Если объяснить очень просто, это активность считывания тех или иных участков хромосом и построения на них белков, которые закодированы в соответствующих участках генома. В начале XX века, например, некоторые биологи считали, что в пальцах ног у нас совсем не такие гены, как на носу. Но это неверно: гены в любой клетке нашего тела абсолютно одинаковы. Разница между типами клеток — не в генах, а в паттернах экспрессии генов — эпигенетических паттернах. Нет специальных генов пальцев ног — только паттерн (модель) экспрессии генов, в результате которого вырастает палец ноги.
Во всех обнаруженных типах клеток и тканей есть свои паттерны экспрессии. Между клетками пальца ноги и носа разница точно такая же, как между молодой и старой клеткой: гены в них одинаковые, а вот паттерн экспрессии разный. Между клетками одного и того человека в возрасте грудничка и старца разница не генетическая, а эпигенетическая.
Мы ищем гены старения, потому что их легко идентифицировать, просто объяснить, а в нынешнем научном климате под них легче выбить себе финансирование. Однако охота за «генами старения» — безнадежное дело. Когда речь заходит о старении и возрастных заболеваниях, настоящие причины не в генах, а в паттернах экспрессии генов.
Теперь, рассмотрев гормональную, энтропийную, диетическую и генетическую теории, мы с вами подходим к самом передовому краю исследования механизмов старения. Если все 4 вышеизложенные теории старения до сих пор не вызывали разногласий в медицинском и биологическом сообществах, то следом изложу 3 теории, по поводу которых мнения авторитетных медиков современности начинают расходиться. Елавным образом при рассмотрении перспектив их клинического использования. Ученые спорят, какая именно теория быстрее приведет к созданию лекарства от старости. Причем на основе двух из них такие лекарства уже существуют и продаются в аптеках. Начнем со свободнорадикальной, появившей раньше. Мне хочется начать именно с нее еще и потому, что ее активно развивает ученый с мировым именем, биохимик, наш соотечественник, с которым мы заканчивали одну альма матер, биологический факультет МТУ, и с которым тесно работали вместе, академик Владимир Петрович Скулачев.
3.2.5. Свободные радикалы, или Жизнь без старости
Митохондриальная свободнорадикальная теория — была впервые изложена не так давно — в 1972 году Денхамом Харманом. Не все из нас, в отличие от меня, стали биологами, поэтому не обязаны помнить, что митохондрии — это «энергетические станции» клетки, вырабатывающие энергию для всех ее метаболических процессов. Свободные радикалы, второе слово в названии теории, — это побочный эффект нормального метаболизма, происходящего в наших митохондриях. При сжигании метаболического топлива, например глюкозы, в нашем организме появляются свободные радикалы — заряженные молекулы, которые нарушают работу других молекул. Подавляющее большинство свободных радикалов остаются внутри митохондрий, вдали от важнейших молекул наших клеток и еще дальше от ДНК и наших генов, надежно спрятанных в ядре клетки. Но вот свободные радикалы, которым удается вырваться из митохондрий, могут повредить ДНК, мембранные липиды и важнейшие ферменты, что приводит к накоплению повреждений и старению. Такова суть митохондриальной теории.
Когда наши клетки стареют, происходят четыре важных изменения, связанных со свободными радикалами:
1. их производство увеличивается: на единицу произведенной энергии приходится больше свободных радикалов;
2. улавливание ухудшается в результате того, что мембраны, задерживающие свободные радикалы внутри митохондрий, становятся «дырявыми»;
3. уборка замедляется, т. к. уборщиков, захватывающих радикалы, становится все меньше;
4. ремонт замедляется: в случае с ДНК замедляется скорость ремонта; в случае со всеми остальными молекулами замедляется скорость замены.
В результате этих четырех процессов стареющие клетки начинают функционироватьвсе хуже и хуже. Однако отсутствие свободных радикалов было бы еще более губительно, чем их некоторый избыток. Свободные радикалы возможно и являются одной из движущих сил процесса старения, но вместе с тем они играют и нормальную, полезную роль в нашей физиологии. Наша иммунная система использует свободные радикалы в высокой концентрации, чтобы атаковать «непрошеных гостей» организма, например бактериальные инфекции. К тому же если концентрация свободных радикалов в здоровых клетках уменьшится, то изменятся паттерны экспрессии (активности) генов, и клетка опять же станет менее функциональной.
Иногда, говоря о свободных радикалах, вспоминают об антиоксидантах и окислителях как возможной панацее от старения организма. В последнее время, правда, об этом говорят все меньше и меньше, и неспроста. В живых организмах окисление — это часть процесса пищеварения. Окисление — процесс, при котором кислород вступает в реакцию с молекулами, производя двуокись углерода и воду и выделяя энергию. Многие склонны верить, что окисление — это еще одна причина старения, но в реальности все сложнее. Мы не просто не можем выжить без окисления (и кислорода!) — нет вообще никаких доказательств, что антиоксиданты как-то влияют на процесс старения. Как и в случае со свободными радикалами, избыточное неконтролируемое окисление, безусловно, вызывает проблемы, но производство свободных радикалов и окисление — неотъемлемая часть нашего обмена веществ.
Заметки на полях
В связи с академиком Скулачевым на одной зарубежной книжной ярмарке произошел курьез. Многие иностранные издательства начинают интересоваться достижениями российских медиков и биологов и покупкой прав на книги, в которых они изложены. Зная это, среди других книг наших авторов предложила представителям крупнейшего издательства Springer права на книгу «Жизнь без старости», которую мы издали. Каково же было мое удивление, когда представители Springerverlag, до сих пор внимавшие с вежливым видом, лишь услышав это имя, радостно закивали и заулыбались. Оказалось, что в Германии не только хорошо знают академика Скулачева, но и (внимание!) выпускают журнал под его непосредственным руководством. ЕГО журнал (!) на немецком языке. Потому что в мире среди биохимиков его считают вторым после Бога. Нет пророка в своем отечестве? Но есть надежда, что это может произойти, т. к. Владимир Петрович продолжает исследования, и мы с радостью читаем его свежие публикации.
На основании свободнорадикальной теории академику Скулачеву с коллегами удалось создать препарат, который они назвали SQ1, т. е. ионы Скулачева. Когда мы готовили книгу об этом, мне посчастливилось провести с Владимиром Петровичем, его сыновьями и коллегами много часов в беседах и дискуссиях. При личном общении Владимир Петрович признался, что он сам принимает этот препарат, чтобы сохранить зрение, но уверен, что он замедляет старение. Действительно, глядя на него, в это веришь легко, т. к. он отнюдь не производит впечатление человека на восьмом десятке лет. Если вы обычный человек, далекий от научных медико-биологических дискуссий, то, возможно, до сих пор не слышали об академике Скулачеве. Его могут знать те, кто отчаялся получить помощь при серьезной потере зрения и стал пользоваться каплями Скулачева. Но вот Владимира Познера знают, пожалуй, все. Два Владимира вместе учились на Биологическом факультете МГУ с разницей в один курс, и Познер горячо поддерживает академика Скулачева в его идее практической отмены старения. Возможно, секрет молодости и неиссякаемой энергии Владимира Познера — в дружбе с академиком Скулачевым?
