Чтобы нащупать параллели между человеком и нематодой, нужно отвлечься от деталей и посмотреть на ситуацию в более общем плане. Нечувствительность к инсулину у человека, безусловно, влияет как на продолжительность жизни, так и на плодовитость. Подверженность диабету II типа имеет генетические основания. Распространенность этого состояния в человеческой популяции указывает на то, что соответствующие гены подвергались положительному отбору в нашем недавнем эволюционном прошлом. Эта идея подтверждается удивительно высоким показателем заболеваемости в определенных группах населения, например среди жителей острова Науру в Микронезии в Тихом океане или среди американских аборигенов из племени пима. Науру — удаленный от континентов атолл в Тихом океане с населением около 5000 человек — известен залежами фосфатов, которые привлекли внимание американских компаний в 1940-х гг. По мере роста благосостояния жители острова стали перенимать западный образ жизни: они импортируют практически все пищевые продукты и перешли на западный, энергетически богатый рацион питания. В 1950-х гг. ожирение и диабет II типа приняли характер эпидемии, хотя до этого фактически здесь не встречались. В конце 1980-х гг. диабетом болели более 50% взрослого населения острова. И дело заключается не только в переедании: распространенность диабета значительно выше среди микронезийцев, полинезийцев, коренных американцев и австралийцев, чем среди европейцев, даже при одинаковом питании и одинаковом образе жизни. У индейцев «бережливый генотип». Они генетически устроены так, что в сытые времена накапливают энергию, которая помогает им переживать длительные периоды голода или трудностей (отчасти это верно для всех нас, но значительно менее заметно в сельскохозяйственных сообществах, у которых на протяжении последних тысячелетий почти всегда была еда). «Бережливый генотип» полинезийцев и микронезийцев помогал им переживать длительные морские путешествия, но во времена изобилия такое генетическое строение работает против человека.
Одно из важнейших проявлений «бережливого генотипа» — нечувствительность к инсулину. В норме инсулин стимулирует захват клетками глюкозы из крови и ее превращение в гликоген, белки и жиры и тем самым способствует размножению. Однако в голодные времена организм старается поддержать уровень глюкозы на нормальном уровне, чтобы не отключился мозг, энергетический метаболизм которого полностью зависит от глюкозы. Если состояние голода является нормой и лишь изредка прерывается периодами изобилия, нечувствительность к инсулину помогает поддерживать количество глюкозы в крови на нормальном уровне, поскольку предотвращает ее захват органами, которые могут использовать другие источники энергии. Снижение внутриклеточного содержания глюкозы замедляет скорость метаболизма, предотвращая излишний расход энергии. Устойчивость к инсулину не является полной. Какие-то функции инсулина остаются незатронутыми или даже усиливаются. В частности, продолжается запасание жиров. Это не патологический процесс, а четко отработанный ответ на вероятное развитие событий. Все эти изменения подготавливают организм к тяжелым временам и аналогичны тому, что происходит с нематодой перед вхождением в фазу спящей личинки.
Нечувствительность к инсулину у людей почти наверняка имеет и другие последствия, как и у нематоды, а именно, повышение сопротивляемости стрессу и долгожительство. В тех странах, где многие люди недоедают, дети часто рождаются с недостатком веса. Как и у других животных, малыши погибают чаще, чем крупные и сильные дети. Но среди детей с недостатком веса с наибольшей вероятностью выживают нечувствительные к инсулину. Как и у нематод, нечувствительность к инсулину сопряжена с нечувствительностью к стрессу в целом. Таким образом, такие дети с большей вероятностью доживают до взрослого возраста и передают свои гены потомству. Недостатком это становится только тогда, когда люди с «бережливым генотипом» переходят на богатую углеводами диету.
Нечувствительность к инсулину убеждает организм в том, что пища драгоценна, что мы голодаем, даже когда это не так (аналогия с сенсорной депривацией у нематод). И переключатель срабатывает так же — от размножения к долгожительству. Если человек с «бережливым генотипом» питается углеводами, уровень глюкозы в крови может контролироваться только путем дополнительного повышения уровня инсулина. В результате через несколько лет отказывает поджелудочная железа. Образуется меньше инсулина. А снижение секреции инсулина в сочетании с нечувствительностью к инсулину приводят к тому, что уровень глюкозы в крови уже не контролируется. Так развивается диабет II типа. Все ужасные осложнения заболевания вторичны по отношению к потере контроля над уровнем глюкозы и липидов.
У европейцев диабет II типа распространен в меньшей степени, чем у людей, чьи непосредственные предки были охотниками и собирателями. По-видимому, предки европейцев каким-то образом избежали самого строгого отбора «бережливого генотипа». Причины не до конца ясны, но могут быть связаны с развитием сельского хозяйства и особенно с производством молока. В молоке много лактозы — ценного источника глюкозы. Под действием фермента лактазы лактоза распадается с высвобождением глюкозы. Все младенцы, которых кормят грудным молоком, имеют лактазу, но часто во взрослом возрасте фермент перестает вырабатываться. Потеря фермента является причиной непереносимости лактозы; из-за этого многие люди не могут переваривать сыр и другие молочные продукты. Большинство европейцев и азиатов адаптировались к употреблению молока, поскольку издавна использовали молоко одомашненных коров, но другие народы, в том числе американские аборигены и жители тихоокеанских островов, никогда не приручали молочный скот и в большинстве своем не переваривают лактозу. Таким образом, они лишены самого важного сельскохозяйственного источника сахара. Мы не знаем, свидетельствует ли способность переваривать лактозу об отсутствии «бережливого генотипа» у европейцев, но нам известно, что все группы населения, переваривающие лактозу, меньше подвержены диабету. Напротив, все группы населения с непереносимостью лактозы в значительной степени страдают от диабета.
Дело тут не в самой лактозе. Когда высокий уровень сахара в крови становится нормой, естественный отбор наказывает носителей «бережливого генотипа». Именно это и произошло с жителями Науру. Рацион питания и образ жизни этих людей не изменились с 1980-х гг., когда распространенность диабета достигла максимума, но теперь эти показатели начинают снижаться. Причина заключается в том, что генетическая нечувствительность к инсулину («бережливый генотип») сейчас наблюдается лишь у 9% молодых людей, что на две трети меньше, чем в конце 1980-х гг. Сокращение числа случаев диабета отражает работу естественного отбора: среди людей с диабетом показатели смертности превышали показатели рождаемости.
Таким образом, результатом нечувствительности к инсулину в современных условиях, когда мы не голодаем, является не долгожительство, а диабет. Однако механизм, противопоставляющий воспроизведение и продолжительность жизни, сохранился и у нематод, и у людей. Инсулин давит на генетический переключатель, который готовит организм к воспроизведению. Это позволяет объяснить частое возникновение проблемы бесплодия у диабетиков: диабет — слабая попытка организма выжить путем подавления размножения. Нечувствительность к инсулину заставляет организм запасать пищу и приготовиться к выживанию в тяжелые времена. Адаптация к тяжелым временам включает в себя устойчивость к стрессу и подавление метаболизма на уровне отдельных клеток, другими словами, перераспределение энергии, сопровождающееся сном и увеличением массы тела, как у нематод. Однако, в отличие от нематод, переходящих в состояние спящей личинки, люди просто продолжают есть. Тем не менее изучение диабета у человека и генетический анализ нематод указывают на центральную роль метаболических изменений и стрессовых реакций в процессах старения. Вот так мы с вами подошли к теме многолетних эмпирических исследований связи между кислородом и скоростью жизни. В следующей главе мы поговорим о том, почему быстрый метаболизм в сочетании с низкой устойчивостью к стрессу укорачивают жизнь, а медленный метаболизм и высокая устойчивость к стрессу оказывают обратное действие. Мы также рассмотрим возможности сочетания быстрого метаболизма и высокой устойчивости к стрессу.
