Почему мы стареем?

Все видят, как с возрастом меняются наши родственники и другие люди вокруг. И наши собственные представления о старости тоже со временем претерпевают изменения. Моей дочке (ей пять), например, кажется, что в сорок она уже будет старой… а мне сейчас именно столько, и я вовсе не чувствую, что молодость осталась позади, хотя и замечаю, что уже появляются морщины и массово белеют волосы на висках.

Вообще, старение сопровождается как негативными, так и некоторыми позитивными изменениями. Например, замечали ли вы, что победителями марафонов чаще оказываются люди за тридцать, а призёрами нередко становятся и те, кому за сорок? Это во многом связано с тем, что в организме происходят в том числе положительные физические и психические изменения, позволяющие бегунам в более солидном возрасте быть выносливее двадцатилетних.

И всё же никто из нас стареть не хочет. Пожилой возраст не без оснований ассоциируется у большинства с дряхлостью, физическими и умственными ограничениями. Самые заметные изменения происходят с кожей – особенно на лице. Причины разные: у кого-то становятся больше видны морщины из-за спазма мимических мышц, у кого-то ткани отвисают из-за ослабления соединительных коллагеновых волокон. У большинства при этом ещё и пропадает характерная для юных лиц мягкость контуров – из-за того, что с возрастом становится меньше сглаживающей подкожной клетчатки. Ну и конечно, сам цвет кожи с возрастом делается не таким ровным, каким он был в детстве. В моём случае, например, накапливаются повреждения от того, что я часто бываю на палящем солнце в командировках. Есть и другие факторы: доказано, что кожа курильщиков быстрее покрывается морщинами и становится дряблой. Сейчас уже существуют даже специальные аппараты, способные заглянуть как бы вглубь внешних покровов, проанализировать увиденное и выдать вердикт – на сколько лет выглядит ваша кожа, и как скоро она постареет. Конечно, достижения современной косметологии – и разглаживающий все складочки ботокс, и возвращающие тонус микроинъекции, и лазерная шлифовка, и много чего ещё – позволяют замаскировать от окружающих реальный возраст. Но природу не обманешь! Внутри старение продолжается, лишь по внешности определить состояние всего организма невозможно – нужно заглянуть куда глубже дермы. К тому же нередко мы выглядим не на те годы, что указаны в паспорте. Поэтому говорят ещё и о биологическом возрасте, отражающем реальное состояние организма и то, насколько он состарился в физическом плане. Этот показатель (конечно, приблизительно) вполне можно определить при помощи обследования разных систем организма.

Целая отдельная наука – геронтология – изучает механизмы, причины старения и способы борьбы с ним. И учёные говорят нам: реальных случаев «смерти от старости» медицина не знает. В конечном счёте, всегда отказывает какой-то конкретный из ключевых органов. К этому закономерно приводит целый комплекс изменений: например, соединительная ткань становится менее эластичной, теряется мышечная масса из-за перепроизводства белка миостатина, который подавляет рост мышечной ткани, из костей вымывается кальций (и они становятся хрупкими), а в сосудах этот минерал накапливается (и они твердеют и ломаются), страдает кора головного мозга, отвечающая за мышление… Всё меняется даже на уровне клеток – они перестают делиться и либо замирают в одной из стадий клеточного цикла, либо саморазрушаются, а всё, что осталось, поглощается клетками-«уборщиками» нашего организма. Параллельно в организме накапливается много всего ненужного и вредного (как, например, прионоподобные белковые соединения, которые ведут к старческому слабоумию и болезни Альцгеймера, или активный кислород, повреждающий мембраны клеток и ДНК), а полезного, наоборот, производится меньше: не хватает гормонов ренина и альдостерона, которые регулируют баланс натрия и калия, сохраняя кровяное давление в норме, становится мало «Т-киллеров» – клеток, препятствующих образованию опухолей, и так далее.

Определяя биологический возраст человека, геронтологи стараются найти уже существующие у него заболевания и пограничные состояния, когда происходят все эти существенные изменения, влекущие за собой болезни – смотрят на состояние зубов, измеряют артериальное давление, оценивают зрение и слух, способность переключать внимание, тестируют эластическую способность сухожилий. Например, чтобы увидеть нарушения в когнитивной сфере, просят человека назвать за минуту как можно больше существительных, начинающихся с одной буквы (хороший результат для образованного человека среднего возраста – 9 – 15 слов) или проверяют мелкую моторику, попросив человека сложить несколько раз лист А4 пополам.

Чтобы определить мой биологический возраст, в Российском геронтологическом научно-клиническом центре в Москве мне предложили проанализировать состояние одной из важнейших систем организма – сосудистой. Меня уложили на кушетку. На предплечья, грудь и лодыжки установили датчики и включили аппарат сфигмометр. По методике, придуманной в Японии, был измерен так называемый сердечно-лодыжечный сосудистый индекс, который показывает, как стенки артерий реагируют на выброс крови сердцем. В молодости сосуды упругие, как будто резиновые, а с возрастом начинают словно деревенеть – отсюда и проблемы с давлением, сердцем. Артерии, вены и капилляры, вообще, пронизывают всё тело, все органы и в значительной степени определяют их здоровье. Всего несколько минут, и доктор озвучил результат:

– Ваш расчётный сосудистый возраст соответствует 30 – 34 годам, а значит, сердечно-сосудистая система преждевременно не постарела.

На тот момент мне было 39, и то, что внутри мой организм оказался как минимум на 5 лет моложе, не могло меня не порадовать. И всё же почему у некоторых сосудистая и другие системы организма и в 30, и в 70 работают без сбоев, а у других сдают намного раньше? Что именно определяет то, как быстро идут наши биологические часы?

Теорий, которые пытаются объяснить механизм старения – сотни. Но широко известны и по-настоящему интересуют научный мир лишь те немногие, которые получили экспериментальное подтверждение и перекликаются друг с другом.

Например, очень популярна теория свободных радикалов. Её создатель, американский учёный Дэнхем Харман утверждал, что кислород и другие молекулы с окислительной способностью могут повредить практически любые клетки организма. Это можно сравнить с образованием ржавчины на металле из-за взаимодействия с кислородом и водой. Или с появлением тёмного налёта на свежем разрезанном яблоке – это тоже действие кислорода. Процессы окисления, в которых он непременно участвует, постоянно протекают в нашем организме – это необходимая составляющая нормального обмена веществ. Так же, как и противоположные им процессы восстановления. Однако когда окислительный стресс чересчур силён, организм просто не успевает восстанавливаться. Некоторые учёные считают этот процесс заложенной в нас зловредной программой: митохондрии, с помощью которых «дышат» наши клетки, превращают часть кислорода в ядовитые свободные радикалы, и когда их становится слишком много, клетки начинают хуже работать. В итоге это приводит к развитию болезней и старению. Была подтверждена связь между чрезмерным образованием свободных радикалов и возникновением рака, нейродегенеративных заболеваний, катаракты, артрита, атеросклероза. Защитой же служат антиоксиданты (они, кстати, есть во многих продуктах питания – к ним мы обязательно ещё вернёмся).

Несколько других теорий утверждают, что в старении виноваты мутации. Определённые гены, которые полезны для выживания и размножения в молодости, способны играть против нас в старости. Это можно сравнить с болезнью Хантингтона, которая возникает из-за мутации в гене HTT. Люди с этой болезнью спокойно живут лет 30 и могут даже не подозревать, что являются носителями мутации. А в 30 болезнь начинает резко прогрессировать. То же самое происходит и с определёнными «генами старости» – теми, в которых происходят поломки. Или вот, например, гормон тестостерон. В юности делает организм более устойчивым к внешней среде и способным к размножению, а в пожилом возрасте увеличивает риск возникновения рака простаты.

Другая распространённая теория – одноразовой (или ещё говорят «расходуемой») сомы (этим термином называют совокупность всех клеток организма). Согласно данной гипотезе, те виды и популяции, которые имеют мало внешних угроз и медленно размножаются, живут дольше, чем те, у кого угроз много, и, соответственно, успеть оставить потомство важнее, чем вкладывать усилия в своё долголетие. К примеру, если большинство диких мышей погибает в первый год жизни от переохлаждения, то зачем им стараться и развивать сложные, но бесполезные для 90 % популяции механизмы защиты от рака? Лучше уж размножаться! Отец теории, британский биолог Томас Кирквуд полагает, что организм тратит энергию на восстановление и репродукцию лишь до тех пор, пока способен производить потомство, и наше тело запрограммировано существовать, пока не передаст свой генетический материал определённому количеству потомков. Проще говоря, по Кирквуду, мы всего лишь одноразовые носители ДНК. Передал гены потомкам – и всё, ты отработанный материал с точки зрения природы. Малоутешительная теория, тем более что она ещё и не даёт рецептов, как с этим бороться.

В отличие, например, от той, которую ещё в 1960-х годах предложил профессор анатомии Калифорнийского университета в Сан-Франциско Леонард Хейфлик. Согласно этой теории, каждый раз, когда клетка делится, концевые участки её хромосом – теломеры – становятся короче. В итоге они укорачиваются настолько, что клетки просто перестают делиться – мы не можем производить новые и потому стареем. Известно, сколько именно отведено каждой клетке – около 52 делений (эту границу назвали пределом Хейфлика). В Америке несколько лет назад я даже снимал репортаж о компании, которая предлагает всем желающим теломерный анализ – он показывает текущую длину кончиков хромосом и предсказывает, сколько вам осталось. Что, правда, делать с этой информацией, непонятно даже самим изобретателям – ясно, что здоровый образ жизни рекомендован всем, но хотелось бы магии, правда же?

Хорошая новость – в том, что в нашем организме существуют и так называемые бессмертные клетки – стволовые и половые. Всё потому, что у них есть специальный фермент – теломераза. Она удлиняет теломеры и позволяет клетке делиться бесконечно долго. О существовании такого вещества догадался наш соотечественник, советский биолог Алексей Оловников ещё в 1973 году. Через 11 лет учёные из Калифорнийского университета в Беркли действительно выделили теломеразу из клеток и в 2009-м получили за это Нобелевскую премию (Оловникова, конечно, обошли несправедливо). Теперь биохимики активно пытаются разработать эффективное средство, которое активирует теломеразу во всех клетках, а не только в репродуктивных – и уже добились некоторых успехов. О них мы поговорим немного позже.

Вообще, пока одни учёные твердят о теломерах как о первопричине постепенного увядания нашего организма, другие уже доказали, что дело не только в них. Долгие годы научный мир изучал весьма необычную болезнь под названием «прогерия» – это преждевременное старение. Детям, рождённым с таким страшным диагнозом, суждено прожить в среднем от 8 до 13 лет: с их организмом происходит то, что с возрастом ждёт нас всех, но в 7 раз быстрее. Раньше считалось, что заболевание связано именно с аномальным укорочением теломер. Но недавно учёные выяснили, что дело не в коротких теломерах, а в мутации гена под названием «ламина», в результате в клетках синтезируется атипичный белок, и это нарушает их нормальное функционирование. Тот же самый патологический белок образуется в очень маленьких количествах и у здоровых людей. С возрастом его количество не увеличивается, но, судя по всему (учёные пока не знают точно), пожилой организм просто не в состоянии с ним справиться.

Вообще, белки – пожалуй, самые важные молекулы нашего организма. Они выполняют буквально всё: где-то ускоряют процессы, где-то поддерживают форму клеток и обеспечивают транспорт молекул внутри клетки, где-то выступают антителом… В нашей ДНК закодирована структура именно белков. Упрощённо генетики представляют этот код как комбинацию четырёх букв – А, Т, Г и Ц (аденин, тимин, гуанин, цитозин – по первым буквам составляющих ДНК нуклеиновых оснований). Если хоть одна «буква» в коде нарушается, то белок будет неправильным. Такие ошибки случаются по самым разным причинам – например, вы подверглись воздействию радиации или даже просто перезагорали на солнце. Иногда это происходит случайно, даже без влияния каких-либо факторов. Некоторые считают, что именно накопление таких повреждённых белков в наших клетках может быть основным фактором процесса старения. Высокий уровень клеточных повреждений влечёт за собой иммунные изменения с развитием хронического воспаления, что стимулирует накопление повреждений – порочный круг замыкается.

Но почему тогда существуют организмы, которые и вовсе не стареют? Да-да, они есть в природе. Например, медуза Turritopsis dohrnii считается потенциально бессмертной, так как способна возвращаться к первоначальной стадии своего развития и становиться полипом, после чего снова перерождаться в медузу. Я не случайно говорю «потенциально» – внешнюю среду ещё никто не исключал, и что-то этих медуз рано или поздно убивает. Есть долгожители-рекордсмены и среди более сложных организмов. Гренландский кит и гигантские сухопутные черепахи нередко перешагивают 200-летний рубеж и в этом возрасте вовсе не страдают от физического увядания. Или гренландская акула – срок её жизни может достигать 400 лет. Для учёных, правда, это сложный объект исследования – экспериментировать с крупными, живущими более 100 лет организмами нереально. А вот мелкие, быстро размножающиеся и формирующие крупные популяции (в том числе и в неволе) – настоящий подарок для учёных.

Такое животное нашлось – маленький грызун, внешне напоминающий сырую сосиску – голый землекоп. Разница между сроком жизни этого зверька и его родственником, мыши, такая же, как у современных людей и ветхозаветных пророков, живших, по библейским преданиям, до 1000 лет. Более того, этот грызун не дряхлеет, не утрачивает со временем никаких физических способностей, не болеет атеросклерозом, диабетом и раком, сохраняет иммунитет, а также мышечную и репродуктивную функции и до самой смерти бодр и активен. А умирает чаще всего от стычек со своими же сородичами. В чём же его секрет? Учёные предполагают, что дело в геноме, который пока не удалось полностью расшифровать, хотя некоторые успехи на этом поприще уже есть.

Так, может, всё дело исключительно в генах? Одно из последних исследований, проведённое в Нью-Йорке, было посвящено группе евреев-ашкенази, перешагнувших 100-летний рубеж. Эти люди были выбраны не случайно – из-за религиозных обычаев и норм, касающихся брака, их гены максимально схожи. К удивлению учёных, среди испытуемых не оказалось ни одного вегетарианца, только один человек был спортсменом, 30 % вообще страдали ожирением, а ещё 30 % курили по две пачки сигарет в день больше 40 лет. За 5 лет исследования удалось найти три гена, которые, по-видимому, отвечают у этих людей за долголетие: два из них имеют отношение к холестерину – по сути, они значительно увеличивают количество «хорошего» холестерина. А третий, как предполагают учёные, очень важен в предотвращении диабета. И похоже, что люди, обладающие этим генотипом, с вероятностью в 80 % никогда не будут страдать болезнью Альцгеймера. Кажется, они могут делать всё, что им вздумается, и всё равно будут жить долго.

Учёные также считают, что прямое влияние на продолжительность жизни может оказывать группа крови. Люди, родившиеся с первой группой, имеют больше шансов дожить до самого преклонного возраста. Всё благодаря особому набору антител, эритроцитов и антигенов. Организм таких людей больше защищён от инфекций и неблагоприятного воздействия окружающей среды.

В целом, конечно, генотип и наследственность в вопросе долголетия стоит учитывать. Если среди ваших родственников много долгожителей, то, по данным современной науки, у вас в 20 раз больше шансов дожить до ста. И всё-таки, несмотря на важность генов, современные исследователи настаивают – все шансы на здоровое долголетие есть у большинства людей. Что же для этого требуется?