Исследователи проблем возраста отдают в своих опытах предпочтение простейшим по двум причинам. Во-первых, одноклеточные обладают теми свойствами, какими хотел бы обладать человек, — они бессмертны. Становясь «взрослыми», они делятся, и из каждой клетки возникают две новые. Во-вторых, человеческое тело в принципе является не чем иным, как скоплением таких же одноклеточных. Его мышцы и кровь состоят приблизительно из тысячи миллиардов отдельных клеток, общая структура которых ничем не отличается от структуры одноклеточных, обитающих в луже.
Разница лишь в том, что клетки, составляющие сложный организм, несут в себе свой смертный приговор.
Если поместить отдельные человеческие клетки в питательный раствор, возвратив им первозданную свободу, то вначале они развиваются, как обычные одноклеточные: делятся на новые, омоложенные клетки, которые в свою очередь, вырастают и вновь делятся. Но потом вдруг все прекращается.
Способность размножаться пропадает, клетки гибнут.
Такое же умирание начинающееся в пробирке после пятидесятого деления, происходит в человеческом теле. Оно начинается приблизительно в тридцать лет — сначала почти незаметно. В возрасте восьмидесяти лет умирает до десяти килограммов клеток тела. А затем погибает вся колония клеток — человек.
Почему же клетки тела умирают, а одноклеточные организмы нет? Этот вопрос стал центральной проблемой исследования.
Практически каждая из тысячи миллиардов клеток человеческого организма представляет собой нечто вроде автоматической «фабрики белка». Однако и она временами производит негодные продукты, своего рода брак. До тех пор, пока такой процесс является исключением, это не опасно. Некоторые ученые считают, что старение — это не что иное, как умножение производственных дефектов, большая «катастрофа ошибок», а это уже не так плохо. Хуже было бы, если бы дефекты обнаруживались в наследственном веществе. Дефекты в белке можно исправлять. Первые попытки такого «ремонта» в клеточном здании организма уже делаются. Доказано, что вред клеткам наносят те же вещества, от которых, например, портится масло. Эти вещества называются свободными радикалами. Между тем химики, занятые в сфере производства продуктов питания, уже знают средства, позволяющие обезвреживать свободные радикалы. А что, если этот опыт использовать в работе с человеческим организмом? Консерванты, применяемые в промышленности, были испытаны на мышах. Результат: мыши прожили в среднем на сорок четыре процента времени дольше, чем обычно.
Применительно к человеку это означает, что его жизнь можно было бы продлить с семидесяти до ста, примерно, лет.
Как известно, естественными защитниками организма являются антитела, вырабатываемые иммунной системой. Нельзя ли заставить их действовать, когда необходимо уничтожить ненужный белок? Антитела образуются, в частности, в костном мозге. И вот ученые привили мыши в возрасте двух лет костный мозг, взятый у молодой мыши. Максимальная продолжительность жизни данного вида мышей составляет около трех лет. Подопытная прожила четыре года… Любопытные расчеты с помощью ЭВМ провели ученые Института биологии развития имени Н. К. Кольцова АН СССР и МВТУ имени Н. Э. Баумана. Они рассчитали максимально возможный возраст, исходя из уравнений, описывающих рост и развитие человека в течение его жизни. Известно, что с годами вес тела человека меняется: после рождения он быстро растет, а после шестидесяти лет начинает медленно уменьшаться. Наблюдения за жителями Москвы показали, что к шестидесяти пяти годам он уменьшается на шесть процентов, а длина тела — на два процента.
Такое уменьшение не может быть бесконечным. Где предел? Считается, что предельная величина — это снижение веса тела на одну треть. Исходя из этого, ученые провели вычисления на ЭВМ и пришли к выводу: продолжительность жизни человека должна быть не меньше ста шестидесяти лет.
Секреты старения
С иных позиций подбираются к рассекречиванию старости другие исследователи. Ученые остановились на изучении двух взаимосвязанных функциональных систем организма — на эндокринной (гормональной) и иммунной системах, в которых обнаруживаются согласованно работающие друг с другом механизмы старения.
Установлено, что с возрастом не происходит резкого вырождения органов. Ошибочное мнение о закономерности подобного вырождения объясняется тем фактом, что выбиравшиеся для исследования органы — будь то органы старых людей или старых подопытных животных были, как правило, поражены болезнью. К примеру, получившее широкую известность явление отмирания клеток головного мозга в престарелом возрасте ни в коем случае не относится ко всем людям. Здоровое сердце также не стареет заметно с возрастом. Как это часто бывает в научных исследованиях, значительный вклад в науку о старении внесли побочные результаты работ в других областях знания. В данном случае речь идет об открытии «нейропереносчиков» — норадреналина, дофамина и серотонина, которые переносят сигналы между нейронами и оказывают огромное влияние на весь диапазон эмоций и различных видов активности — от смены настроения до мышечных движений.
Что касается старения, то эти химические вещества действуют через две соседние части мозга: таламус и гипоталамус, который управляет «главной железой» организма — гипофизом, который вырабатывает гормоны, регулирующие процессы обмена веществ, роста и воспроизводства. Другие системы нейронов в гипоталамусе контролируют чувство голода и насыщения, температуру тела, водный баланс, кровяное давление, частоту сердцебиения и многие другие функции.
Когда ученые поняли, что гипоталамус представляет наиболее важный центр контроля за функциями организма они, естественно, начали задумываться о той роли, которую он может играть в процессе старения. А затем возникла мысль, что определенное участие в нем могут принимать и «нейропереносчики». Это прояснилось в ходе изучения болезни Паркинсона, при которой движения туловища и конечностей человека «становятся беспорядочными». Болезнь долгое время занимала умы исследователей, поскольку казалось, что в некоторых отношениях она представляет собой одну из форм преждевременной старости. А потом было открыто, что при этом заболевании главный химический дефект заключается в недостатке дофамина. Далее. В опытах на мышах было замеч но, что по мере старения в гипоталамусе падает содержание дофамина. А когда животным стали давать большие дозы этого вещества, мыши жили дольше.
Казалось бы, вот он, препарат для продления нашей жизни. Однако известно, что этот «эликсир молодости» вызывает симптомы шизофрении… Не годится!
Иммунная система — второй объект исследований процессов старения — состоит в основном из лимфоцитов, белых кровяных клеток, вырабатываемых из зародышевых клеток в костном мозге. Некоторые зародышевые клетки переносятся в железу тимус и превращаются там в Т — лимфоциты, или Т — клетки, которые затем попадают в кровь и лимфатическую ткань. Там они атакуют раковые клетки, вирусы, бактерии и других «агрессоров».
Еще не так давно ученые не знали, какую роль тимус играет в организме. Эта железа начинает атрофироваться еще в юности, поэтому считалось, что она как-то связана с половым созреванием. По-видимому, существует тесная связь между гипоталамусом, гипофизом и тимусом. Во всяком случае, медленная атрофия тимуса сопровождается уменьшением количества Т — клеток. Возможно, в результате этого пожилые люди становятся более восприимчивыми к целому ряду болезней — от рака до диабета.
По мере развития процесса старения наша имунная система начинает совершать ошибки. Лимфоциты атакуют клетки своего же организма, вызывая такие болезни, как, например, ревматические артриты и некоторые почечные заболевания.
Есть в проблеме старости еще один малоприятный аспект. К сожалению, не исключена возможность того, что природа не просто «равнодушна» к существованию живых организмов после производства ими потомства. Она может быть и откровенно враждебной.
Хорошо известны яркие примеры точно «запрограммированных» механизмов смерти, управляемых гормонами. Так, у одной разновидности австралийских мышей самец погибает после спаривания в результате массового выделения в организме адренокортикотропного гормона. Аналогичным образом тихоокеанский лосось проходит путь от полной сил юности до дряхлой старости и смерти всего лишь за две недели после того, как он добирается до своего нерестилища и мечет икру. Рыбу убивает избыток того же гипофизного гормона.
Американский исследователь Д. Денкла разрабатывает довольно мрачную гипотезу, согласно которой аналогичные процессы действуют и в организме человека, правда не в столь выраженном виде. Ученый думает, что после достижения половой зрелости гипофиз начинает выделять специфический «гормон старения».
