Большие биологические часы - В Дильман

Устранение внешних неблагоприятных факторов может лишь привести к тому, что продолжительность жизни индивидуума совпадет с видовым ее пределом. Так, если средняя длительность жизни человека составляет сейчас около 70 лет, то видовой ее предел, как уже было сказано, считается равным 120 годам. Пока же у большинства организмов видовых пределов жизни достигают только отдельные представители.

Сегодня наиболее общепринято считать, что существуют два независимых явления, ограничивающих длительность жизни: физиологический процесс старения и болезни, которые с возрастом все в большей степени поражают человека. При этом вычислили, что если будут устранены основные болезни старения -атеросклероз и рак, то длительность жизни человека увеличится на 18 лет; если же будут устранены все болезни пожилого возраста, то это даст в среднем дополнительно еще 2--5 лет жизни. На этом основании предполагается, что в условиях старения без болезней человек будет умирать в возрасте, близком к 100 годам. Картина весьма заманчива. Ведь пока что бремя болезней часто делает очень тяжелой жизнь человека еще в среднем, не говоря уже о пожилом возрасте.

Однако это оптимистическое построение, к сожалению, уязвимо. Главным образом в силу разделения естественных причин смерти на болезни и физиологическое старение. Действительно, каким образом физиологическое старение обрывает жизнь? Опять же вследствие развития болезней. Другое дело, что вероятность их с годами возрастает. Более того, это, как правило, вполне определенные болезни. Мы уже упоминали, что в среднем и пожилом возрасте десять главных болезней из многих сотен возможных служат причиной смерти каждых 85 человек из 100. Ими являются: ожирение, сахарный диабет тучных, атеросклероз, гипертоническая болезнь, метаболическая (обменная) иммунодепрессия, аутоиммунные болезни, психическая депрессия и рак. Эти болезни, а также климакс и гиперадаптоз по причинам, которые станут читателю понятными чуть позже, я обозначаю как нормальные болезни старения.

Есть много доводов в пользу того, что в возникновении этих болезней очень большое значение имеют внешние факторы. Так, ожирение, сахарный диабет тучных и атеросклероз возникают в результате переедания и снижения физической активности. В свою очередь, ожирение вызывает метаболическую иммунодепрессию, то есть снижение иммунитета, обусловленное избыточным использованием жира как источника энергии. Метаболическая иммунодепрессия способствует развитию рака. Стресс, психическое перенапряжение и длительно задержанные отрицательные эмоции вызывают гипертоническую болезнь, психическую депрессию и ускоряют течение рака.

Все это так. Но вместе с тем остается несомненным: хотя устранение неблагоприятных внешних факторов может увеличить длительность жизни, оно не может расширить ее видовой лимит.

В чем же здесь дело? Почему старение сочетается с определенной группой болезней, а не с любыми болезнями из многих сотен известных патологических процессов? Чем определяется видовой лимит жизни -- физиологическим старением, то есть изнашиванием, истощение организма, связанным с прекращением обновления его клеток, или определенными болезнями, которые возникают под влиянием внутренних причин? И если верно последнее, то, что это за внутренние причины, которые действуют с такой закономерностью?

В живой природе существуют примеры механизма смерти, явно не связанного с влиянием внешних причин. Всем известен вид смерти, свойственный бабочке поденке. Такая бабочка, возникнув из личинки поутру к концу первых суток закончив цикл размножения, погибает. Смерть наступает независимо от условий внешней среды -- как будто кончается завод часов.

Подобная смерть от внутренней причины -- не исключение. Еще" отчетливее ее можно наблюдать у более сложного организма -- горбуши.

Эта рыба в течение четырех-пяти лет живет в Тихом океане. В этот период происходит созревание и увеличение размера тела, а в печени и теле накапливается жир. Но вот приближается период размножения, и горбуша начинает свой длинный путь, иногда в тысячи километров, к устью той реки, в которой она появилась на свет. С самого начала этого пути рыба в качестве источника энергии использует главным образом печеночные резервы жира. Запас жиров снижается, но растет концентрация в крови холестерина, который синтезируется из жира. И в течение одного-двух месяцев рыба "стареет". У нее изгибаются челюсти, западают глаза, истончается кожа. В организме горбуши происходят очень глубокие сдвиги -- появляются признаки, свойственные сахарному диабету и атеросклерозу, снижается устойчивость к инфекции. Наконец горбуши-самки откладывают икру, которая осеменяется мужскими особями горбуш. Через одну-две недели рыбы-родители погибают. Причиной смерти являются множественные инфаркты сердца, мозга, легких, почек. Это понятно, так как концентрация холестерина в крови у горбуши в период нереста увеличивается до 1000 мг%, то есть примерно в 10 раз.

Механизм гибели горбуши -- это типичный пример смерти от внутренних причин, причем пример, создающий впечатление о существовании запрограммированной смерти. Жизнь рыбы как бы оканчивается в соответствии с программой, хранящейся в генах, -- будто в них записан сигнал "стоп", который остро обрывает жизнь.

Описание естественной смерти горбуши очень часто используется как пример, характеризующий наличие генетической программы старения и смерти. Но так ли это?

Действительно, каждому виду свойствен свой определенный лимит длительности жизни, следовательно, генетический, то есть "записанный" в генах, предел. Наиболее распространенным воззрением на происхождение лимита, ограничивающего продолжительность жизни, является теория "клеточной смерти". Известно, что в культуре ткани, то есть вне организма, некоторые клетки плода человека способны делиться 50+-10 раз, а затем погибают. Если клетки взять от человека более старшего возраста или у лиц с преждевременным старением, то пропорционально уменьшается число делений, предшествующих гибели клетки. На основании этих данных стало модным считать, что часы, отмеряющие время жизни, заключены в каждой клетке. Предполагается, что гибель клеток или ослабление функций в тех клетках, которые не делятся после окончания развития, в конечном счете приводит к ослаблению и гибели самого организма. Таким образом, естественную смерть горбуши часто рассматривают как иллюстрацию к этому построению.

Но имеется существенное наблюдение, которое отнюдь не укладывается в эти рамки. Американские ученые О. Робертсон и Б. Векслер (1962) удалили половые железы у нескольких экземпляров родственного горбуше пресноводного вида рыбы и содержали затем их в специальных резервуарах. Это кажется невероятным, но длительность жизни кастрированных рыб удвоилась и даже в некоторых случаях утроилась! Приведенный пример поучителен в ряде отношений.

Во-первых, он демонстрирует наличие смерти от внутренних причин у такого достаточно сложного организма, как горбуша. Во-вторых, эффект кастрации показывает, что видовые пределы жизни могут быть расширены, то есть что возможно вмешательство в программу, которая с незыблемой генетической закономерностью воспроизводится из поколения в поколение, из года в год, так сказать, от века.

Но, пожалуй, самый важный вывод заключается в следующем. В основе механизма запрограммированной гибели горбуши лежат регуляторные сдвиги, а именно такие сдвиги в регуляции обмена, которые приводят к резкому повышению содержания холестерина в крови. При этом гибнет каждый индивидуум, каждая горбуша, ибо ни одна рыба этого вида уже никогда после нереста не возвращается в океан.

Принято считать, что смерть связана с истощением, изнашиванием, самоотравлением организма продуктами его жизнедеятельности, гибелью функционально важных клеток, например клеток нервной системы -- нейронов, то есть связана со стойкими и грубыми дефектами, или органическими нарушениями.

На примере механизма гибели горбуши становится очевидным, что в основе смерти лежат нарушения регуляции, то есть функциональные и поэтому в принципе обратимые нарушения. Иначе говоря, запрограммированная гибель горбуши связана с нарушением закона постоянства внутренней среды организма, или с отступлением от основного биологического закона. В результате чрезмерное повышение уровня холестерина практически непосредственно приводит к смерти.

Теперь зададимся еще двумя вопросами. Что же вызывает изменение в продуцировании холестерина? И являются ли нарушения, наблюдаемые у горбуши, частным случаем или регуляторный тип смерти наблюдается в природе и у других видов, включая человека? Ясно, что эти вопросы в определенной мере взаимосвязаны.

Стоит отметить, что если пример с горбушей во многом поучителен, то именно в отношении поиска общих причин, вызывающих регуляторные нарушения, он может завести в тупик. Действительно, тот факт, что удаление половых желез тормозит выполнение "программы смерти", показывает, что у горбуши половые железы являются источником сигналов, включающих механизм смерти от внутренней причины. Иными словами, созревание половых желез "запускает" механизм размножения, а затем и естественной гибели горбуши. Исходя из подобных примеров, многие биологи приходят к выводу, что цель живой природы -- размножение, воспроизведение себе подобных; как только эта цель достигнута, включаются механизмы, обрывающие жизнь. Внешне такое построение выглядит весьма правдоподобно.