Внутриклеточный часовой механизм устроен так: днем активны гены CLOCK и BMAL1, соответствующие им белки запускают работу множества "дневных" генов, которые связаны с активным обменом веществ (по крайней мере, у человека, у ночных животных бывает по-другому). Кроме того, они "включают" гены PER и CRY. Белки PER и CRY постепенно накапливаются в клетке, а когда их становится достаточно много – блокируют работу BMAL1 и CLOCK. Наступает клеточная ночь: перестают работать "дневные" гены, на смену им приходят "ночные". Но белки PER и CRY понемногу разрушаются, и количество их падает. Как только их становится достаточно мало, они не могут больше блокировать работу CLOCK и BMAL1 – и в клетке снова включается дневной режим.
Внутриклеточные часы по всему организму нужно время от времени сверять, чтобы они продолжали идти в такт. За это отвечает гормон мелатонин, который производится в головном мозге. Важную роль играет и ежедневная активность человека. Если в организм поступает пища – значит, настал день. Если сигналы для роста и обмена веществ притихли – время спать. И здесь, конечно, на сцене снова оказывается
[658] TOR: почувствовав присутствие еды, он отдаляет
[659] наступление клеточного дня: зачем заканчивать эти сутки, если еды еще достаточно?
Несложно представить себе, что произойдет, если клетки в организме перестанут работать синхронно. Допустим, наступила ночь и во всех органах царствует белок PER, а гены CLOCK и BMAL1 молчат. Но вдруг в организм из холодильника поступает бутерброд. Клетки кишечника чувствуют еду, в них просыпается mTOR и замедляет наступление дня. К утру оказывается, что в некоторых клетках давно уже "светло" и им нужна еда, а в других еще ночь и они не готовы переваривать еду, равно как и выполнять другие физиологические функции, например выделять гормоны. Возможно, поэтому сбой биоритмов связывают с самыми разными заболеваниями – от ожирения
[660] и сердечно-сосудистых болезней до рака
[661]. Эти опасности могут подстерегать не только любителей есть по ночам, но также людей, работающих в ночную смену или много путешествующих. Есть даже подозрение, что из-за электрификации полярных регионов выросла
[662] заболеваемость раком
[663] у жителей Арктики.
Поэтому неудивительно, что разрушение внутриклеточного ритма существенно сокращает жизнь модельным объектам: черви, лишенные PER (и клеточной ночи вместе с ним), теряют способность
[664] сопротивляться стрессу, а мыши с выключенным BMAL1 стареют
[665] быстрее своих сородичей. На людях такие однозначные результаты получить невозможно, однако, вероятно, это повод уделять больше внимания своим биоритмам: не стимулировать клетки лишний раз, не будить TOR и не устраивать клеткам день посреди ночи.
Дедовский метод
Коль скоро mTOR оказался перекрестком для большинства сигнальных путей клетки и истоком множества клеточных бед, можно предположить, что его торможение способно, наоборот, продлить человеческую жизнь. И если не принимать во внимание радикальные методы вроде удаления болевых волокон или разрушение гена гормона роста, то остается ровно один простой способ это проверить: меньше есть.
Первые данные о том, как ограничение в еде влияет на продолжительность жизни, появились из бытовых наблюдений. После Первой мировой войны правительственный советник по продовольствию в Дании подсчитал
[666], что смертность в Копенгагене сократилась на 34 % – и связал это с тем, что жители столицы были вынуждены меньше есть из-за прекращения торговли с США и Великобританией.
Похожая история развернулась
[667] в Норвегии уже во время Второй мировой войны: страна была оккупирована, еды стало не хватать и количество смертей от сердечно-сосудистых заболеваний упало на 30 % по сравнению с довоенным временем.
Третий эксперимент невольно поставили над собой жители Окинавы: до середины прошлого столетия средняя продолжительность жизни на острове была выше, чем в среднем по Японии, а долгожители встречались в четыре-пять раз чаще, чем в других цивилизованных странах. Исследователи связывают
[668] это с тем, что традиционный рацион окинавцев – овощи, фрукты, рыба, соя и рис – содержит меньше калорий, чем рацион жителей других регионов Японии. Правда, в 1960-е годы на остров проникли американцы и привезли с собой культуру фастфуда. И уже сейчас рожденным на Окинаве людям не приходится
[669] рассчитывать на особое долголетие.
