Одним из первых изучать старение растений и животных в IV в. до н. э. стал древнегреческий философ Аристотель. Во II в. до н. э. древнеримский медик греческого происхождения Гален предположил, что процессы распада начинаются уже с юных лет. В XII в. английский монах и философ Роджер Бэкон выдвинул идею об изнашивании. В XIX в. мысли его соотечественника Чарльза Дарвина открыли дверь эволюционным теориям о природе возрастных изменений, а также серьезным дискуссиям о программируемом и незапрограммированном старении
[92].
Виды старения, больше старения и без старения
Как очевидно из главы 1, бывают и организмы, и клетки (в том числе и в человеческом теле), которые не подвержены возрастным изменениям. Существуют животные, способные к полному восстановлению любой части собственного тела, в том числе и мозга
[93]. Иными словами, старость нельзя считать процессом, общим для всех: встречаются формы жизни, которые к ней либо вовсе не склонны, либо подвержены в незначительной степени.
Еще нам стало известно, что в зависимости от типа воспроизводства особи одного и того же вида могут стареть либо нет. В общих словах в отличие от существ, для которых свойственно половое размножение (в том числе и для гермафродитов), организмы, размножающиеся бесполым путем, не склонны к старению.
Кроме того, имеются различия в скорости старения между мужскими, женскими и обоеполыми организмами. Ожидаемая продолжительность жизни у самок выше, чем у самцов, и такая же тенденция наблюдается у видов с гермафродитными особями. Также прослеживается существенная разница в темпах возрастных изменений у членов колоний общественных насекомых, например срок жизни трутней, маток и рабочих пчел будет значительно отличаться.
Климатические условия также сильно влияют на продолжительность жизни (что главным образом верно для насекомых и беспозвоночных, неспособных контролировать температуру тела): так, у мух и червей она в значительной мере зависит от количества тепла и пищи. Другим видам продлевают жизнь похолодание и ограничение калорийности.
Обнаружены некоторые гены, частично контролирующие процесс старения, например у нематод C. elegans это age-1 и daf-2, у плодовых мух Drosophila melanogaster – FOXO; имеются и другие, открытые позже. Аналоги есть и у млекопитающих. И поскольку мы уже сегодня понимаем, что старение поддается генетической модификации, нам так важно понять принцип действия генов. Тогда мы сможем управлять ими.
Общеизвестно, что каким-то организмам отпущен долгий срок существования, каким-то – короткий (хотя время – понятие относительное). Одна крайность – это некоторые примитивные насекомые, например так называемые эфемерные
[94], живущие день или даже меньше, другая – люди, способные прожить век и более, или животные с пренебрежимым старением. Сегодня также известно о существовании видов, отдельные представители которых прожили века и тысячелетия, и предел их жизни неизвестен.
Аристотель еще много веков назад подметил, что растения и животные тоже старятся по-разному. Значительные различия в их клетках влияют на модели возрастного изменения, вплоть до полного нестарения или пренебрежимого старения (скажем, у таких многолетних, как секвойя). Бактерии, одноклеточные ядерные и грибы, к примеру, способны и стареть, и не стареть, что зависит от способа их размножения, симметричности деления, типа клеток и хромосом.
Даже в одном и том же организме могут существовать коротко– и долгоживущие клетки. Так, человеческие сперматозоиды живут три дня (в то время как производящие их гоноциты не старятся вообще), клетки прямой кишки – обычно четыре дня, клетки кожи – две или три недели, эритроциты – четыре месяца, лейкоциты – больше года, а нейроны неокортекса
[95], как правило, погибают только вместе с телом. Сегодня, вопреки тому, что нам было известно до недавнего времени, мы также знаем следующее: благодаря стволовым клеткам, которые все-таки присутствуют в некоторых областях мозга, нейроны последнего способны к регенерации
[96].
Клетки с кольцевыми хромосомами (как у большинства бактерий) в идеальных условиях, как правило, биологически «бессмертны», тогда как с линейными (как в большей части соматических клеток многоклеточных организмов) – обычно смертны, если в них не разовьется рак и не прекратится старение. Теперь нам уже известно, что в результате мутаций подверженных старению соматических клеток раковые способны стать биологически «вечными». Чтобы выявить секрет бессмертия, изучают стволовые клетки опухолей. То есть, даже несмотря на злокачественность, те тоже могут помочь раскрыть тайну старения.
Раковые клетки производят фермент теломеразу. Соматические, как правило, у взрослых особей ее не продуцируют. Исключение составляют некоторые случаи, когда этот процесс способствует постоянной регенерации на клеточном уровне, как у планарий и некоторых амфибий.
Вышеприведенные примеры демонстрируют: за миллионы лет, что имелись в распоряжении у природы, она успела поэкспериментировать с различными формами жизни, видами организмов, способами воспроизводства, типами полового размножения и клеток, паттернами роста и моделями возрастных изменений, в том числе и с нестарением.
Румынская врач-гериатр Анка Иовицэ в 2015 г. выпустила книгу «Межвидовая пропасть старения» (The Aging Gap Between Species). Автор начала с поиска «леса за деревьями»
[97]:
«Старение – загадка, которую необходимо разгадать.
Этот процесс обычно изучают на нескольких биологических моделях: плодовых мушках, червях или мышах. Все эти виды подвержены быстрому старению, что благоприятно сказывается на лабораторных бюджетах и приходится кстати в качестве краткосрочной стратегии, поскольку у кого есть время на изучение видов, живущих десятки лет?
Однако межвидовая разница в долголетии – величина куда большего порядка, чем любое продление жизни, достигнутое в лабораторных условиях. Именно поэтому при попытке собрать узкоспециальные исследования в легкий для понимания труд мне пришлось изучить бесчисленные источники информации. Данная книга и есть попытка достичь этой цели.
Старость неизбежна – или, по крайней мере, так говорят. Но я никогда не принимала что-либо на веру лишь по причине авторитетности источника, поэтому подвергла сомнению межвидовую схожесть возрастных изменений. И в ходе поисков с удивлением обнаружила, что геронтологии не хватает разнообразия биологических моделей. В глубинах самых смутных и невразумительных научных трудов я неутомимо искала ответ на вопрос: «Как же стареют все остальные виды и чем они могут в этом различаться?»
