Валерий Новоселов – Азбука долгожителя (страница 12)
Следующий интересный аспект – смертность любых видов в природе: если она не повышается с возрастом, то может быть как одинаково низкой, так и равномерно высокой. А длительность жизни может составлять целые столетия или пару дней. Но старение, отражением которого является рост вероятности смерти с возрастом, отсутствует. Также существуют виды с так называемым негативным старением. У них после достижения зрелости риск смерти с возрастом может даже снижаться.
По признаку «пренебрежимое старение» в базе AnAge[48] указаны 7 видов: европейский протей (102 года), американская болотная черепаха (77 лет), восточная коробчатая черепаха (138 лет), алеутский морской окунь (205 лет), красный морской еж (200 лет), океанический венус (507 лет), сосна остистая межгорная (5062 года). Однако это очень сомнительно, так как смерть от внешних причин ничуть не лучше старения. И что имеют в виду составители базы, когда указывают, что «найдено семь нестареющих видов», непонятно.
Можно еще долго обсуждать нестареющих животных и то, во что наш мозг превращает слово «нестарение», причем в каждой отдельной голове слушателя, но тема книги четко противоположна – она о долголетии совсем другого вида.
Таким образом, «нестареющие» или «пренебрежимо стареющие» животные – это не более чем виды с определенной кривой смертности, когда этот показатель не зависит от возраста. При этом жизнь таких особей может быть не только очень продолжительной или длиннее, чем у других видов, но и короткой. А реально нестареющих животных нет. Природе просто все равно, как особи и их время жизни будут участвовать в эволюции. Она занята тем, что придумывает все новые и новые игры.
«Пренебрежимое старение» – это же очень и очень приятный мне термин с большим грузом положительных эмоций, точно про меня», – вот такое письмо я получил от женщины, которая не хочет стареть. Да, но для врача-гериатра это звучит задорно и забавно, но не более. Людям нужны положительные эмоции, ученые же хорошо это понимают и играют на этом. А по сути, если такому якобы «нестареющему» организму дать нагрузку, например заставить бежать, посмотреть на время заживления раны, сроки выздоровления от инфекционных болезней, то всегда можно разделить животных на молодых и старых.
Это отражает явную проблему в самих исследованиях на модельных животных, когда в работу закладывается системная ошибка мышления самого человека, сформулированная на другом виде, с иной продолжительностью жизни, со сбитой эволюцией механизмов продолжительности жизни, а поэтому и другими механизмами старения.
Стареют ли половые клетки?
Временами говорят, что, несмотря на то, что человек стареет, у него есть зародышевая линия, которая не стареет и передается из поколения в поколение. Такое можно иногда услышать и от биологов, причем даже с очень узнаваемыми именами. Однако давайте разбираться, как в организме могут быть клетки, хоть и половые, которые не стареют. Немецкий эволюционист Август Вейсман создал теорию, согласно которой наследственные признаки сохраняются и передаются из поколения в поколение через нестареющую зародышевую плазму[49]. Он говорил, что у многоклеточных организмов полный объем зародышевой плазмы получают только половые клетки. Согласно взглядам ученого она находится в хроматине ядра клетки. А роль самих организмов состоит лишь в том, чтобы обеспечить ее передачу потомкам. Вроде бы все четко и понятно.
Итак, половые клетки человека называются ооцитами и сперматозоидами. И тут нужно сказать, что в мужском и женском организме в этом отношении все происходит по-разному. После рождения девочки ооциты не образуются, их популяция достигает количественного пика к 5-месячному возрасту эмбриона. Затем начинается систематическое падение их численности, и к рождению остается только около 1 млн клеток. Но процесс потери ооцитов не останавливается, он продолжается, и к половой зрелости девушка подойдет с 400 тыс. ооцитов. А к завершению репродуктивного периода их останется в организме лишь около тысячи. Фактически это ноль. Для объяснения такого значимого процесса существует гипотеза нехватки ростовых факторов для их выживания и версия удаления ошибок в ходе кроссинговера[50], чтобы их не было возможно передать следующему поколению. Не исключено, что гибели могут избежать только ооциты с достаточно высокой плотностью рецепторов к ростовым факторам. И вот различие: у мужчины сперматогенез, или образование половых клеток, происходит в течение всей его жизни, а процесс, подобный потере ооцитов, просто отсутствует.
Теория Харриса и Кэрол Бернстайнов гласит, что бессмертие половых клеток обеспечивается репарацией всех накопившихся повреждений ДНК в процессе мейоза[51]. Мейоз – это последнее двукратное деление с уменьшением хромосом в два раза. Он возможен только в клетках с парным, или четным, количеством хромосом, и состоит из двух фаз: редукционной и эвакуационной.
Первому делению мейоза предшествует очень длительная профаза: если в мужском гаметогенезе она продолжается 30 дней, то в женском организме длится десятки лет. В это время гомологичные хромосомы сближаются друг с другом и в таком состоянии пребывают почти все время, то есть в профазе первого деления мейоза хромосомы удваиваются. При этом резко активируются ферменты, разрезающие и сшивающие нити ДНК.
В яйцеклетке второе мейотическое деление (на стадии ооцита II – развития женской половой клетки) не может происходить самостоятельно без помощи сперматозоида, так как клетка потеряла свои центриоли, специальные тельца, участвующие в делении. Поэтому требуется обязательное оплодотворение, чтобы сперматозоид привнес свои центриоли. В результате этого происходит второе деление мейоза и образуется зигота.
В мейозе гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом и вступают в кроссинговер. Такая необходимость увеличивает генетическую вариабельность вида. Действительно, «папины» и «мамины» наследственные признаки, до сих пор распределенные в каждой паре гомологичных хромосом, после кроссинговера оказываются перемешанными. Этот процесс напоминает репарацию генов, при которой, вырезая поврежденные участки, нужно разрывать и сшивать нити ДНК. То есть одновременно с кроссинговером, вероятно, осуществляется и суперрепарация генома. Если же что-то не получилось, как должно, то в клетке срабатывают датчики контроля состояния собственной ДНК и начинается процесс самоубийства, или, другими словами, апоптоза.
Первое деление заканчивается расхождением гомологичных хромосом по двум дочерним клеткам. Второе проходит быстро, без удвоения ДНК, и приводит к расхождению хроматид каждой хромосомы по двум дочерним клеткам, в результате чего последние оказываются гаплоидными, то есть содержащими одинарный набор хромосом.
В процессе мейоза получается четыре итоговые клетки: одна гаплоидная и три редукционных тельца. Значение этого процесса в том, что у организмов, размножающихся половым путем, автоматически предотвращается удвоение числа хромосом при произведении потомства. Мейоз создает возможность для возникновения новых генетических комбинаций и ограничивает размножение путем внутривидового скрещивания.
Процессы, которые восстанавливают состояние генома, конъюгация гомологичных хромосом, кроссинговер или что-то другое и пока неизвестное, могут быть полезны для запуска механизмов «долгой жизни», и именно здесь нужны модельные опыты на животных.
Самый известный в мире российский биогеронтолог А. М. Оловников ответил на мой вопрос к нему, стареет ли половая клетка, так:
Таким образом, на вопрос, стареют ли половые клетки, стоит ответить четко: «Да». И это означает, что нестареющих клеток в организме просто нет. Выяснение механизмов суперрепарации ДНК, которая происходит во время мейоза, возможно, решит часть проблем старения человека.
Интересная связь может быть между ростом продолжительности жизни человека как вида и более поздним зачатием. Давайте поразмышляем: сегодня среди мужчин зрелого возраста (50–55 лет) заметна тенденция рожать детей во втором или третьем браке. И женщины сейчас чаще производят ребенка на свет в более взрослом состоянии, чем еще полвека назад. Сегодня, когда давление среды в виде голода и особо опасных инфекций фактически равно нулю, это дает возможность самым здоровым из людей в возрасте, а таких очень много, завести здоровое потомство. При этом длина теломер сперматозоидов у мужчин в возрасте, как мы знаем, больше, чем у более молодых. Если это свойство более длинных защитных колпачков (а это структурное образование с временными задачами) передастся их потомству, то мы должны увидеть много людей, которые живут дольше.