Этот вопрос возвращает нас к связи между старением и старческими заболеваниями. В последней главе мы говорили о том, что существует процесс старения, практически наверняка не связанный с возрастными заболеваниями, который заключается в нарушении целостности клеток в результате митохондриального дыхания. Мы видели, что митохондриальное дыхание определяет верхний предел нашей продолжительности жизни на уровне 115 или 120 лет. Но верно ли обратное? Если старение не зависит от возрастных заболеваний, означает ли это, что эти болезни не связаны со старением? Другими словами, будем ли мы страдать от старческого слабоумия или болезней сердца, если не будем стареть? Повышает ли старение риск развития заболеваний? Это кажется вполне логичным, но выводы могут оказаться весьма серьезными. Остановив старение, мы сможем остановить многие заболевания, вне зависимости от того, есть ли у нас генетическая предрасположенность к ним или нет.
Если риск развития заболеваний повышается с возрастом, нам следует попытаться ответить не на вопрос, почему какой-то вариант гена способствует развитию болезни Альцгеймера, а почему его влияние не проявлялось до старости? Врачи редко формулируют вопрос таким образом — они пытаются лечить людей, уже страдающих от тех или иных недугов, но эволюционные биологи ставят вопрос именно так. С возрастом повышается вероятность внезапной смерти, поэтому снижается эволюционное давление, направленное на сохранение физиологических функций организма. Естественный отбор не может устранить гены, ответственные за появление болезни Альцгеймера, в 140 лет, поскольку никто из нас столько не живет. Селективное давление прекращается. Вывод такой, что возрастные заболевания вызваны патологическим поздним влиянием генов, которые сохраняются в общем пуле генов по той причине, что их поздние негативные проявления уравновешены позитивными проявлениями на более ранних этапах жизни. Существует компромисс между ранними преимуществами и поздними недостатками. В этом суть теории антагонистической плейотропии, о которой мы говорили в главе 12. Мы выяснили, что эта теория не объясняет суть процесса старения (поскольку не учитывает наблюдающиеся в природе изменения продолжительности жизни), но может объяснить происхождение возрастных заболеваний.
В рамках теории антагонистической плейотропии обычно принимается, что наши гены не соответствуют нашему образу жизни. Полмиллиона лет мы эволюционировали как охотники и собиратели. Кочевой образ жизни сопровождался неделями или месяцами голодания. Затем, несколько тысяч лет назад, мы изобрели сельское хозяйство. Появилось намного больше еды, но она стала однообразной и неполноценной. Например, рис является хорошим источником углеводов и некоторых белков, но в нем нет многих нужных белков и витаминов. Это повлияло на здоровье людей. Палеонтологические исследования показывают, что первые земледельцы были менее здоровыми, чем их предшественники охотники и собиратели. Но при этом увеличение количества продовольствия в целом способствовало росту численности населения. Люди стали жить сообща в деревнях и городах. Появились заразные болезни. Эпидемии уничтожали население целых городов. На протяжении нескольких тысячелетий самое сильное селективное давление на геном человека оказывали инфекционные заболевания. Генотип обитателей целых континентов формировался под влиянием таких болезней, как малярия. Прямой результат — высокая частота распространения серповидно-клеточной анемии в странах Азии и Африки. Вероятно, с началом развития сельского хозяйства меньше людей голодало, но многие умирали молодыми от инфекционных заболеваний.
Ситуация начала изменяться несколько сотен лет назад. Улучшение санитарных условий, качества питания и лечения создало славный новый мир, в котором большинство надеется прожить 70 лет и даже больше. Две сотни лет — это всего десять поколений, слишком мало, чтобы привыкнуть к новой жизни. Мы мало двигаемся, переедаем. На протяжении полумиллиона лет наши гены привыкали к скудости продовольствия и на протяжении тысячелетий — к борьбе с инфекцией, но теперь оказались в новой западне. Генетически мы были приспособлены извлекать максимум из небогатой внешней среды, но оказались в центре изобилия. Когда мы молоды, это не вызывает проблем, но с возрастом злоупотребление этим изобилием нас подводит. Теория антагонистической плейотропии гласит, что это очень плохо: после 40 или 50 лет селективное давление становится ничтожным. Пока такие состояния, как ожирение, не начнут влиять на репродуктивную функцию, не будет никакого селективного давления. Таким образом, наши гены приговаривают нас к гибели в море изобилия. Какай печальный сценарий!
Кое-что в этой пессимистической картине верно, но есть и несколько несоответствий. Для начала: возрастные болезни всегда поджидали тех немногих, кто доживал до преклонных лет; они существовали всегда, а не появились несколько столетий или тысячелетий назад. Более того, такие же болезни настигают и стареющих животных, и не только в неволе, где животные могут переедать, но и в дикой природе, когда рядом нет хищников. Стареющие мыши страдают от тех же недомоганий, что и стареющие люди. Суставы теряют подвижность, кожа покрывается морщинами, утрачивается способность обучаться и запоминать, иммунная система вырождается, чаще возникают сердечно-сосудистые заболевания и рак. Если рассматривать один параметр, такой как количество перекрестных сшивок между волокнами коллагена в коже (вызывающих появление морщин), различия между старым человеком и старой мышью совсем невелики. Проявления старости удивительно похожи. Разница в скорости. Мыши и крысы проходят через последовательность возрастных изменений на протяжении четырех лет, у нас этот процесс длится 70 лет.
Аналогичная картина наблюдается и у других животных: спектр возрастных изменений очень похожий, разница только в скорости. Крошечные нематоды живут лишь несколько недель, но и у них можно обнаружить знакомые нам признаки старения: они медленнее движутся и едят, перестают размножаться, их внешняя кутикула сморщивается, а в теле накапливается флуоресцентный возрастной пигмент липофусцин — как у нас в нейронах и мышечных клетках. Долгожители, например некоторые птицы, которые живут более сотни лет, тоже демонстрируют дегенеративные признаки старения, включая ригидность суставов, застойную сердечную недостаточность, атеросклероз, катаракту и различные виды рака. Но весь животный мир не может быть не в ладу с окружающим миром! Возрастные изменения должны объясняться еще какими-то факторами, а не просто несоответствием между генами и окружающей средой.
Естественно, неприятности антагонистической плейотропии не обязательно связаны с нашим несоответствием внешнему миру. В главе 12 мы обсуждали болезнь Хантингтона, которая представляет собой пример плейотропии в действии: едва заметное повышение плодовитости в юности вызывает катастрофическую потерю жизненных сил в последующие годы. К питанию это не имеет никакого отношения: этот эффект связан с одним-единственным геном. Если у нас есть ген хантингтина, болезнь разовьется вне зависимости от того, что мы едим. Что-то похожее можно сказать и о некоторых других болезнях. Некоторые варианты полиморфных генов, например аллель АроЕ4 гена АроЕ, увеличивает вероятность развития болезни Альцгеймера
[82]. Одна копия гена АроЕ4, повышающего риск развития заболевания в четыре раза, имеется у каждого четвертого человека. Два процента населения получают по наследству двойную дозу, что увеличивает риск заболевания в восемь раз. Казалось бы, ген, встречающийся в популяции с такой высокой частотой, должен давать какие-то преимущества в молодые годы. Но пока преимущества носительства гена АроЕ4 неизвестны. Ясно только, что дополнительный риск деменции не является достаточным основанием, чтобы лишить человечество аллели АpоЕ4. Можно лишь догадываться, сколько других заболеваний старческого возраста, среди которых почти все имеют генетический компонент, в этом отношении аналогичны болезни Альцгеймера.
