Книга Мутанты - Арман Мари Леруа

Это разумное объяснение оказывается совершенно ошибочным.[285] Причина, по которой мутации SOD1 убивают мотонейроны, не имеет ничего общего ни со свободными радикалами, ни с отравлением перекисью водорода. Скорее их вредоносный эффект может быть связан с другой, слегка загадочной, ролью супероксиддисмутазы, которую она играет в мозге. Нейроны – странные клетки. Они большие, с длинными выступающими отростками, которые называются аксонами, и весьма специфичной клеточной архитектурой, которая при этом присутствует. Супероксиддисмутаза, помимо поглощения свободных радикалов, по-видимому, выполняет также определенную роль в создании этой архитектуры. Биологи позаимствовали симпатичное выражение для обозначения таких многопрофильных белков – они называют их "совместителями". Совместительство SOD1 может вызывать также еще одно неврологическое заболевание – синдром Дауна. У детей с синдромом Дауна имеется три копии 21-й хромосомы вместо обычных двух. Это та самая хромосома, на которой располагается ген SOD1. Сотни различных генов располагаются на этой же хромосоме, и любой из них может вызывать отчетливые проявления болезни Дауна (умственную отсталость, аномальные черты лица, проблемы с сердцем – мы перечислили лишь некоторые), однако именно лишняя копия SOD1 уже давно отнесена к разряду наиболее вредоносных.[286]

Если супероксиддисмутаза действительно "работает по совместительству", тогда приведенные выше рассуждения основаны на ложных предпосылках. А значит, отпадает одна из немногочисленных веских причин верить в то, что старение происходит из-за свободных радикалов. Сторонники этой теории (а среди ученых их наверняка найдется несколько тысяч) вполне могут считать, что это слишком жесткая оценка для объяснения одного из механизмов возникновения старения, который все же имеет хоть какие-то основания для более широких обобщений. Конечно, не исключена возможность, что кажущееся благоприятное влияние супероксиддисмутазы на увеличение продолжительности жизни целиком связано с уничтожением свободных радикалов, но это еще надо как следует доказать. В настоящее время, однако, найдется мало несогласных с тем, что супероксиддисмутаза должна быть вычеркнута из списка эликсиров, которые могут однажды приостановить наступление нашей старческой немощи.

Морщины

Даже если свободные радикалы служат не единственным и вовсе не главным источником мутаций, последние все же порождают, по крайней мере некоторые, характерные признаки старения. Мутации могут быть особенно разрушительными в таких тканях, как кожа, клетки которой делятся постоянно в течение жизни. Некоторые из нас сохраняют относительно моложавую внешность вплоть до глубокой старости, другие, будучи совсем молодыми, покрываются морщинами. Эти различия отчасти обусловлены воздействием на кожу атмосферных факторов, в первую очередь солнечного света, который получает каждый из нас, поскольку ультрафиолетовые лучи – мощный мутаген. Но даже защищенная от солнца кожа стареет. И сколько бы зонтиков, вуалей и защитных кремов мы ни использовали, кожа в тридцать пять лет никогда не будет такой сверкающей и гладкой, какой она была в пятнадцать.

Появление морщин – это признак глубинной неспособности клеток эпидермиса к замещению и поддержанию целостности соединительной ткани слоев кожи. Эта проблема касается всего нашего организма. Ее с очевидностью демонстрируют люди, кожа и соединительные ткани которых стареют с необыкновенной, можно сказать катастрофической, скоростью. Жертвы наследственного заболевания, именуемого синдромом Вернера, вынуждены седеть и лысеть еще в подростковом возрасте. В двадцать с небольшим лет у мужчин атрофируются яички, а у женщин – фолликулы яичников, что приводит к специфической преждевременной менопаузе. На четвертом десятке больные нуждаются в трансплантации хрусталика для лечения катаракты, а их артерии отвердевают и покрываются жировыми отложениями. В сорок с лишним они умирают, обычно от инфаркта.[287]

Синдром Вернера входит в группу наследственно обусловленных заболеваний ускоренного старения, объединенных под общим названием "прогерия". Сам синдром вызывается мутациями, которые выводят из строя белок, поддерживающий целостность ДНК во время репликации. В отсутствие этого протеина в клетках развивается очень высокая скорость мутаций. Мутационный обвал приводит к гибели, а не пролиферации клеток, или даже к продуцированию аномальных белков. Ткани, которые для сохранения целостности зависят от наличия большого количества делящихся клеток, такие, например, как кожа, деградируют. Возможно, нечто подобное происходит со всеми нами, только значительно медленнее.

По мере старения жизненная сила уходит из наших клеток. Это можно продемонстрировать в лаборатории. Давно известно, что с помощью сложных и тонких методов можно выращивать человеческие клетки в чашках Петри. Однако вне зависимости от качества условий окружающей среды, сколь бы благоприятными они ни были, свежевыращенные клетки будут делиться лишь ограниченное число раз, а затем прекратят деление. Их упадок происходит постепенно и вызывается некоторыми внутренними ограничениями. По мнению многих, клеточное старение есть не просто следствие старения организма, а его непосредственная причина.

В подтверждение этой идеи клетки, взятые от плодов человека, прежде чем погибнуть, способны делиться на протяжении вдвое большего числа поколений по сравнению с теми, которые получены от девяностолетних стариков. Тогда, наверное, у пожилых людей множество клеток приближаются к завершению своей репликационной карьеры и в силу этого не могут больше компенсировать получаемые ущербы и дефекты, как они это делали раньше. Поэтому, когда в 1998 году были обнаружены молекулярные причины ограничения клеточных делений и барьеры эти впоследствии были преодолены, все пришли в волнение. Если можно вылечить клеточное старение, значит, вероятно, и саму старость. Всякий раз, когда клетка делится, должны удваиваться и ее хромосомы. Но ферменты, участвующие в репликации ДНК хромосом, не способны удваивать концы хромосом.

Поэтому эти концы, защищенные последовательностями длиной в тысячи пар оснований и называемые теломерами, постепенно укорачиваются в процессе многих клеточных делений со скоростью около ста пар оснований на одно деление. Если теломеры исчезают, клетки больше не могут делиться и умирают. Именно скорость исчезновения теломеров лежит в основе фундаментального механизма старения. По крайней мере, так это выглядит сегодня.