Смерть находит даже тех, кто прячется от Жизни.
В. Брусков
Генетический подход к проблеме старения человека
Научный мир давно интересовал вопрос: существуют ли гены старости и смерти? Можно сказать по другому: «Заложена ли в живом организме некая «бомба с часовым механизмом», которая в определенное время включает механизм саморазрушения?»
В наше время в научной литературе есть две гипотезы касательно этой проблемы. По одной точке зрения, старение человека это проявление генетически запрограммированной активной функции саморазрушения организма. Ее приверженцы уверяют, что есть специальные «гены старения», включающиеся в организме в определенный момент жизни, понижают жизнеспособность старых особей и приводят к их смерти.
По другой гипотезе, ограниченная продолжительность жизни организма связана с ограниченной надежностью систем жизнеобеспечения и имеет ту же природу, что и ограниченный срок службы технических устройств.
Надо заметить, что большинство фактов и логических доводов скорей подтверждают вторую гипотезу, а это означает то, что, повысив надежность работы основных систем нашего организма, мы сможем существенно продлить свою жизнь.
Говоря по другому, человек умирает не потому, что внутри него срабатывает биологический часовой механизм «самоубийства», а потому, что его организм попросту не был рассчитан на столь продолжительный срок существования. К примеру, в нашем организме имеется большое число так называемых «макромолекул» – гигантских биологических молекул, которые играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Это ДНК, некоторые виды РНК, внутриклеточные белки, коллаген и эластин. Эти молекулы подвержены спонтанному разрушению подобно тому, как происходит «старение» металла в машинах или самолетах.
Отметим, что старение человека проходит на многих уровнях – не только на молекулярном, но и на системном. Человек – в отличие от животного – это не просто совокупность биологических макромолекул, но и носитель сложной психики, которая оказывает огромное влияние на тело. Потому было бы неправильным сводить все многообразие процессов старения исключительно к изменениям макромолекул.
Психологические причины старения не менее важные. В последнее время ученым удалось выяснить, по какой причине одни люди стареют быстрей, чем другие. Как выяснилось, ничто так не старит организм, как постоянный стресс, который вызывает необратимые изменения на клеточном уровне. В особенности пагубен стресс для женского организма – женщины, которые часто волнуются, живут на 9—17 лет меньше, чем спокойные представительницы прекрасного пола.
Ничто так не приближает человека к смерти, как долголетие.
Дон-Аминадо
Физиологический подход к проблеме старения человека
Человеческий организм – сложная кибернетическая система, которая состоит из триллионов живых клеток. Эта система способна долго и исправно работать только при условии безошибочной работы управляющего центра – нервной системы. В особенности важную роль для поддержания здоровой и долгой жизни играет работа ее вегетативного отдела. Сама нервная система состоит из нескольких миллиардов нервных клеток – нейронов. Как и другие клетки человека, с течением времени нейроны один за другим выходят из строя. Их убивают микробы, яды (в том числе – алкоголь и никотин), недостаток кислорода и питательных веществ, аутоиммунные процессы.
Но, если в кишечнике вместо погибшей клетки спустя 3–4 дня тут же формируется новая, нейроны после рождения уже не способны размножаться, потому их число с возрастом уменьшается. Соответственно, с годами в мозгу уменьшается число рабочих элементов и ему становится все трудней обеспечивать управление функциями органов и их систем. По мере гибели нейронов, нарастают сбои и ошибки в работе человеческого организма, которые с течением времени приводят к серьезным нарушениям регуляции и смерти.
К примеру, если у двух людей различного возраста (молодого и пожилого) возник выраженный психологический стресс в связи с какими-либо похожими событиями в личной жизни, то у пожилого человека, во-первых, сильней повысится артериальное давление, а, во-вторых, в кровь выделится меньше антистрессорных гормонов надпочечников. Как результат мозг старого человека испытает увеличенную нагрузку по сравнению с мозгом молодого человека. С учетом пониженного запаса прочности «старых» нейронов этот стресс приведет к их массированному выходу из строя, что еще более понизит возможности мозга к урегулированию экстремальных ситуаций и т. д.
Но не все так безнадежно, как это может показаться на первый взгляд. Человеческий мозг создан с большим запасом надежности. Нейронная сеть в мозге человека очень пластична и способна перестраивать свою работу при повреждениях отдельных клеток. В этом случае оставшиеся неповрежденными клетки берут на себя функцию погибших нейронов. Таким образом, даже у очень старых людей, потерявших до 20–30% клеток, центральная нервная система способна вполне успешно управлять функциями организма, поддерживая на достаточном уровне все системы жизнеобеспечения.
Правда, для этого необходимо выполнять определенные рекомендации:
1. Надо беречь нервные клетки, предохраняя их от воздействия повреждающих факторов: больших доз алкоголя и других токсичных веществ, перепадов артериального давления, инфекционных заболеваний, нервных стрессов и т. д.
2. Нужно тренировать и совершенствовать регулирующие функции нервной системы за счет тренировки физических и умственных возможностей организма. Такая тренировка должна проходить в двух направлениях.
Тренировка физических возможностей:
– Тренировка координации (выполнение упражнений на равновесие, занятие разными видами спорта, которые требуют ловкости движений, занятия танцами);
– Тренировка системы терморегуляции (закаливание организма – контрастный душ, моржевание);
– Развитие резервных возможностей организма (упражнения на задержку дыхания, аэробные нагрузки – бег трусцой, продолжительная ходьба).
Тренировка умственных возможностей:
– Развитие памяти (изучение иностранных языков, решение кроссвордов);
– Тренировка функций внимания (упражнения на концентрацию внимания);
– Упражнения, направленные на развитие логики (решение интеллектуальных задач).
Гуморальная регуляция жизнедеятельности организма обеспечивается железами внутренней секреции (эндокринными железами). Они вырабатывают биологически активные вещества, которые приспосабливают организм человека к разным внешним и внутренним изменениям. К примеру, пучковая зона надпочечников вырабатывает глюкокортикоиды, которые помогают нам переживать стресс. Основатель концепции стресса, нобелевский лауреат Ганс Селье, доказал, что отсутствие этих гормонов способно в значительной степени сократить жизнь организма, в особенности, если в жизни много стрессов.
Чтобы осознать влияние гуморальной системы на процесс старения организма, рассмотрим уникальное творение природы – пчелиную матку. Продолжительность жизни рабочих пчелы и трутней от 4 до 5 месяцев, а матка живет – около 8 лет (в 20 раз больше!). Причем матка не является от рождения некой сверхсовершенной особью – по своему генетическому набору это обыкновенная пчела, которой только посчастливилось родиться в ячейке большего размера. Как только она оказалась в «царских» покоях, ее перевели на особый рацион – и все! Феноменальная (для пчелы) продолжительность жизни, большие размеры и более совершенный внешний вид – результат особенного питания.
Первые три дня все личинки в улье получают одну и ту же пищу. После этого личинок, которые должны стать матками, кормят особо. Спустя некоторое время они питаются лишь маточным молочком. Именно эта пища и способствует превращению обычной личинки в пчелиную матку, живущую так долго. Это все равно, как если бы человек, получающий повышенную дозу гормонов, жил не 70 лет, а 70 х 20 = 1400 лет!
Впрочем, то, что реально для пчел, пока абсолютно не приемлемо к человеку, хотя роль гормонов в становлении и старении организма человека нельзя отрицать. К примеру, если у человека вырабатывается очень много тироксина – гормона щитовидной железы, то его организм «сгорает» гораздо быстрей в пламени жизни. Старение приводит к уменьшению продукции половых гормонов, и напротив, нормальный уровень активности половых желез замедляет старение.
Химический и инженерный подходы к проблеме старения человека
Химический подход к проблеме, почему человек стареет, состоит в том, что с возрастом у нас приходят в негодность биологические молекулы. А из молекул, как мы знаем, состоят клетки, из клеток – ткани, из тканей – органы, а из органов – человеческий организм. Вот и выходит, что все начинается с маленьких молекул, а заканчивается – старением и смертью всего человека.
«Химические» гипотезы объясняют феномен почему человек стареет, двумя способами: повреждающим действием свободных радикалов и постепенным разрушением биологических макромолекул. Свободные радикалы – это агрессивные обломки некоторых молекул, которые могут разрушать важные биомолекулы, вступая с ними в химические реакции. Свободные радикалы имеют в своем составе неспаренные электроны, которые вступают в «незапланированные» химические реакции с ферментами, нуклеиновыми кислотами и другими элементами клеток человека, превращая последних в «монстров», которые позабыли свое естественное предназначение.
Разрушение нормальных молекул и превращение их в свободные радикалы может происходить под воздействием сильных химических окислителей (хлора, кислорода), ионизирующей радиации, жесткого ультрафиолета и других высокоэнергетических агентов. Соответственно, для замедления наступления старости, необходимо, с одной стороны, избегать вредных факторов среды, приводящих к образованию свободных радикалов, а, во-вторых, использовать средства, нейтрализующие эти вредные молекулы.
В наше время используют «мягкие» антиоксиданты, уменьшающие количество свободных радикалов в человеческом организме, в некоторой мере замедляя наступление старости. К таким антиоксидантам относят витамины Е, С, Р, А, К и химический элемент селен. Разными антиоксидантами богаты также яблоки, вишня, темная черешня, шиповник, орехи, черноплодная рябина, зеленый чай и черная смородина. Из овощей, богатых на антиоксиданты, можно назвать свеклу, капусту, чеснок, лук и свежую зелень. Все эти овощи и фрукты способствуют уменьшению вредных свободных радикалов и, тем самым, способствуют предупреждению старения и увеличению продолжительности жизни.
С точки зрения техники, гибель авиалайнера или разрушение машины начинается с малого: ржавчины, лопнувшего болта, усталости металла и других таких же мелких разрушений, за которыми в последствии следуют крупные неприятности. Если мы перенесем эту аналогию на живые организмы, то можно сказать, что старость появляется из-за накопления большого числа мелких и крупных поломок и сбоев в нормальном организме. В результате чего, изнашивание организма и старение биологических макромолекул приводит к смерти. С этой точки зрения, старость есть переход количественных патологических изменений, характерных для жизни, в новое качество – смерть.
Одна холестериновая бляшка на коронарной артерии еще ничего не означает, но когда их становится достаточно много – кровь уже не сможет доставлять кислород клеткам сердца и развивается ишемическая болезнь сердца или инфаркт миокарда. Если из миллиарда нервных клеток погибнут 100 либо 200, мозг этого даже не заметит, но когда число дефектных клеток превысит некий процент, наступает маразм и деградация личности. Если в человеческом ДНК появился один мутантный ген, то его может легко исправить система репарации (автоматической генетической починки), но если мутации одновременно возникают в двух цепочках ДНК, починить их уже нельзя.
Ярким представителем технического подхода является Обри де Грей, человек, который утверждает, что уже через 30 лет люди смогут жить по 150 лет, а спустя 100 лет наука сможет продлить жизнь человека до 1000 и больше лет, сделав людей практически бессмертными. Этот «чокнутый профессор», как его порой обзывают журналисты, ходит в джинсах, отрастил длиннющую бороду и обожает пить пиво – в общем, он больше похож на рокера, чем на академического ученого.
Тем не менее, он создал масштабный международный проект борьбы со старением «Strategies for Engineered Senescence (SENS)», или «Стратегия управления старением инженерными методами». Обри де Грей считает, что существует всего 7 основных причин старения, и если найти способ нейтрализовать эти причины, человек сможет жить практически вечно.
К примеру, первая причина – накопление «внутриклеточного мусора» – продуктов обмена веществ внутри клеток – вредные химические вещества, нарушающие их работу. Решением этой проблемы будет введение в клетки дополнительных природных ферментов, которые способны его расщепить – часть их уже найдена.
Вторая причина старения человека – накопление «межклеточного мусора» – продуктов обмена веществ во внеклеточном пространстве, к примеру, атеросклеротические бляшки. Для решения этой проблемы де Г рей рекомендует использовать вакцины, стимулирующие иммунитет, или белки-пептиды, которые могут этот «мусор» разрушать.
Третья причина старости человека – накопление ненужных клеток, к примеру, жировых (они увеличивают вес и замедляют обмен веществ), стареющих или поврежденных (они токсичны для организма и понижают его иммунитет). Для нейтрализации этой причины старения де Грей предлагает создание лекарств, дающих ненужным клеткам приказ об особой форме клеточного самоубийства – апоптозе.
Можно было бы назвать и остальные четыре причины старения и способы их нейтрализации, но не станем этого делать. Нам более важно, что, с точки зрения инженерной генетики, старость – это накопление мелких сбоев и поломок, которые не были вовремя обнаружены и исправлены восстановительными системами организма. Понятное дело, что крупные «поломки» – травмы и серьезные болезни – еще больше нарушают нормальное состояние организма и еще больше ускоряют наступление старости.
Впрочем, и тут техники от биологии недооценивают роль психологии. Есть достаточно количество фактов, которые доказывают, что если человек обладает сильной волей, оптимизмом и глубоко и искренне верит в свое выздоровление, то он выходит победителем из схватки с любой болезнью и живет дольше, чем многие «здоровые» люди, ничем не болевшие и прожившие размеренную и спокойную жизнь.
Человек, в отличие от любой самой сложной технической системы, есть существо самосовершенствующееся и саморазвивающееся. При правильно организованной тренировке его способности могут многократно возрастать, и вместе с тем возрастать и надежность по отношению к повреждающим факторам среды. Человек способен лежать на битых стеклах, ходить по раскаленным углям, пить соляную кислоту, протыкать себя стальными иголками и купаться в ледяной проруби – и становиться от этого еще здоровей. Все дело в психологическом настрое и постепенности тренировок.
