Если вы когда-нибудь держали домашнее животное, то наверняка заметили, что все живут по-разному. Вы за 10 лет ничуть не изменились, а ваш пес или кот уже начал страдать от возрастных болезней. Продолжительность жизни широко варьируется как между самими видами, так и между их отдельными представителями. Какие же механизмы лежат в основе этой межвидовой пропасти старения?»
В своей книге Иовицэ дала прекрасный обзор современных научных знаний о возрастных изменениях и, среди прочего, сообщила об огромных различиях между разными видами (от бактерий до китов), привела разнообразные теории старения, неотении
[98] и прогерии
[99], а также осветила такие основные темы, как стволовые клетки, рак, теломераза и теломеры. В заключение она написала:
«Старение – явление пластичное. Я стремилась разглядеть за деревьями лес, изложить разницу в старении различных видов в доступной логической последовательности и записать ответы на эти вопросы простым языком. Изучение старения слишком важно, чтобы прятать его за закрытыми дверями формального научного жаргона.
Геронтология как наука может развиваться, изучая не только недолговечные виды, вроде мышей с червями, но также постепенно и более пренебрежимо стареющие, к примеру, губок, голых землекопов, морских ежей, протеи и тысячелетние деревья. Если возрастные изменения – это повышение темпа смертности и снижение фертильности, то существование вышеперечисленных видов неявно намекает на то, что старость – случайная ошибка природы.
Благодаря продолжающейся во взрослых соматических тканях экспрессии теломеразы долгоживущие виды иногда способны хотя бы частично восстанавливать органы. При этом онкологические заболевания встречаются у них не чаще, чем у остальных. Возможно, такие организмы развили альтернативные механизмы сдерживания рака, увеличив непосредственный контроль над клетками. Несмотря на активную экспрессию теломеразы в соматических стволовых клетках, голый землекоп считается животным, устойчивым к раку.
Из-за масштаба проекта эта книга постоянно пребывает в стадии написания. Еще столько бесчисленных видов предстоит открыть. Еще столько опытов предстоит провести и столько теорий – разработать. Старость – ошибка природы, а геронтология – наука о старости – создана, чтобы разрешить загадку старения».
Истоки научного исследования старения
В конце XIX в., а именно в 1892 г., когда революционные идеи Дарвина об эволюции еще только-только завоевывали признание научного мира, немецкий биолог Август Вейсман разработал теорию наследственности, основанную на бессмертии зародышевой плазмы (гермоплазмы). Согласно его гипотезе, новые клетки организма образуются вокруг субстанции, полученной в результате соединения сперматозоида с яйцеклеткой; она являет собой источник первичной, не прерывающейся поколениями преемственности
[100].
Теория, предвосхитившая развитие современной генетики, в то время была известна как «вейсманизм». Она гласила, что наследственная информация передается исключительно через зародышевые клетки гонад (яйцеклеток и сперматозоидов), но не посредством соматических клеток. Идея о невозможности передачи информации от соматических клеток зародышевым (вопреки популярной тогда теории французского биолога Жана-Батиста Ламарка) получила название «барьер Вейсмана».
Вейсман допустил бессмертие зародышевой плазмы и, наоборот, бренность сомы. Еще он утверждал, что смерть не обязательно присуща жизни, а скорее является следующим биологическим этапом, необходимым для эволюции (избавления от непригодных и низших организмов)
[101]:
«Смерть следует рассматривать как благоприятное для вида событие, как уступку внешним условиям, а не абсолютную изначальную данность существования. Будучи завершением жизни, она отнюдь не присуща, как принято считать, всем организмам.
Сама смерть, как и долгий либо короткий срок жизни, всецело зависит от адаптации. Гибель не представляет собою непременное свойство живой материи; она не обязательно связана с размножением и не является его необходимым следствием».
Вскоре после этого, в 1908 г., Илья Мечников, русско-французский биолог и лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, высказал схожие идеи об эволюции и бессмертии. Он утверждал, что вечны не только клетки зародышевой линии, вечными способны стать многоклеточные организмы. (В то время считалось, что бессмертными могут быть только одноклеточные.)
Именно тогда Вейсман изложил теорию о биологическом «бессмертии» зародышевых и смертности соматических клеток, а также о роли смерти, несмотря на отсутствие прямой необходимости в таковой, с позиций эволюции.
Мечников, работавший с французским биологом Луи Пастером, придумал термин «геронтология»
[102], поэтому его принято называть «отцом» этой науки. Ученый соглашался с Вейсманом в том, что смерть не обязательна (поскольку одноклеточные и клетки зародышевой линии потенциально бессмертны), однако в эволюционное преимущество естественной гибели и обычных возрастных изменений не верил. По его словам, в природе эти явления не встречаются почти никогда. Ослабленные организмы погибают по естественным причинам (хищники, болезни, несчастные случаи, конкуренция), и их шансы на естественные старение и смерть минимальны. Если же таковые почти никогда не происходят в природе, то каким образом на сохранившиеся для естественных старения и смерти организмы сможет воздействовать эволюция? И тем более отбирать их для получения конкурентного потомства
[103].
Несколько лет спустя, в 1912 г., Алексис Каррель, франко-американский биолог и лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, провел эксперименты, которые показали, что соматические клетки тоже могут жить вечно. Изучать долголетие, бессмертные клетки, культуры тканей и трансплантацию органов он продолжал вплоть до своей смерти в 1944 г. Через некоторое время, в 1961 г., американский микробиолог Леонард Хейфлик открыл, что соматические клетки многоклеточных за все существование делятся определенное количество раз, и доказал, что зародышевые клетки (и раковые, что подтвердилось работой с HeLa) биологически «бессмертны», но соматические – нет. Они погибают после некоторого количества делений (не больше 100 на каждую клетку), которое зависит от их разновидности и типа организма. Это открытие сегодня известно как предел Хейфлика
[104].
