| Выступление А. М. Оловникова на "Радио Свобода" |
Звук
Загрузить:windows media 
real audio mp3
Ирина Лагунина: Почему организм стареет? Сегодня известны такие организмы, которые вовсе не стареют, т.е. при благоприятных условиях живут неопределенно долго. Почему? Теме старения клеток и организмов мы посвятим несколько бесед с ведущим сотрудником Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского Алексеем Оловниковым. Алексей Оловников - автор одной из наиболее разработанных на сегодняшний день гипотез о старении клеток. Первую беседу с ним ведут Александр Костинский и Александр Марков.
Александр Марков: Историки-антропологи установили, что в течение большей части человеческой истории средняя продолжительность жизни людей была очень небольшой, где-то в районе 30-35 лет. И лишь сравнительно недавно, начиная с 17 или 18 века, средняя продолжительность жизни стала расти, и в развитых странах этот процесс продолжается и сегодня. В основном это связывают с ростом благосостояния, улучшением качества жизни, развитием медицины. Так, например, открытие антибиотиков позволило резко сократить смертность от инфекционных болезней. И даже детская смертность, опять-таки в развитых странах, уже сегодня, можно сказать, стала близка к нулю. Современная биология очень большое внимание уделяет проблеме старения, и с каждым годом появляются новые факты, позволяющие глубже понять механизмы этого процесса.
По-видимому, механизмы старения достаточно сложны и многообразны. По крайней мере, сегодня существует несколько альтернативных теорий, которые, возможно, отчасти противоречат друг другу, а отчасти являются взаимодополняющими. Например, некоторые специалисты считают, что старение человеческого организма происходит примерно так же, как старение и износ какой-нибудь техники, автомобилей, например. То есть это неизбежный процесс просто износа тех частей, из которых состоит наш организм. Другие считают, что старение связано с накоплением в популяциях определенных мутаций, которые проявляются только в зрелом возрасте и не отбраковываются естественным отбором. Потому что вред от этих мутаций проявляется только после того, как человек уже вышел из репродуктивной фазы, уже не рожает детей, поэтому отбор уже не действует на те мутации, которые в этом возрасте проявляются. Есть еще такая точка зрения, что многие мутации, проявляющиеся в зрелом возрасте, могут давать какой-то положительный эффект в молодости, то есть какие-то генетические особенности могут повышать репродуктивный успех молодых людей, но за это приходится расплачиваться потом.
И наконец есть точка зрения, что старение связано с некоей целенаправленной программой самоуничтожения. Популяции может быть невыгодно, чтобы особи, которые не участвуют в размножении, продолжали жить, занимать место, потреблять ресурсы. Вот работает специальная программа, которая отправляет их на тот свет. У клеток же есть такая программа.
В одной из наших прошлых передач Борис Федорович Ванюшин рассказывал на примере лососевых рыб некоторых, которые умирают после первого нереста и вроде бы это у них генетически запрограммировано. И вот сегодня мы попросили рассказать о последних достижениях в этой области ведущего научного сотрудника Института биохимической физики Российской академии наук Алексея Матвеевича Оловникова.
Алексей Оловников: Прежде всего давайте договоримся, что такое старение. Старение, вообще как я понимаю, это возрастзависимое снижение резистентности, устойчивости организма к возмущающим воздействиям. Например, когда вы заболели гриппом, у вас тоже снизилась резистентность, но вы выздоровели, и вы опять с прежней. А вот возраст зависимого с годами слабее, слабее. С годами после того, как у вас достигнут расцвет организма. Потом постепенное снижение. Разные системы организма слабеют в разном темпе, но, тем не менее, ко всем ним относится это определение. Насчет старения некоторые говорят, что это естественный процесс. Безусловно. Но болезнь это или не болезнь? Среди геронтологов есть споры. Я уверен, что старение – это особая форма болезни.
Александр Костинский: То есть можно вылечить?
Алексей Оловников: Вы слишком вперед забегаете. Я сразу отвечу на ваш провокационный вопрос: да, у меня есть ответ. Старение – это хроническая универсальная болезнь количественных признаков. Вот на самом деле старый человек от молодого отличается по очень многим количественным показателям и очень мало по качественным. Ну да, седина может быть, которой нет у молодого, но в общем он так же ходит, бегает, но с меньшей скоростью и так далее.
Александр Костинский: Некоторые очень быстро бегают.
Алексей Оловников: Некоторые очень быстро, да. Я хотел бы добавить вот что: является ли старение организма и старение неживых устройств чем-то таким, что имеет общее, подчиняются ли они единому какому-то механизму? Мой ответ – ни в коем случае. Есть два класса объяснений старения в литературе. Это случайность, какие-то случайные повреждения. И второй вариант – старение подчиняется некоей биологической программе. Я сразу скажу, что я сторонник второй точки зрения.
Александр Костинский: Старение запрограммировано.
Алексей Оловников: Да, но нет программы старения, а есть программа продолжительности жизни. Человек живет, грубо говоря, сто лет, а мышь живет около двух лет. Есть виды, которые живут очень долго. Кит, например, живет дольше нас с вами. Некоторые киты живут два с половиной века.
Александр Костинский: Даже черепахи, говорят, живут долго.
Алексей Оловников: Черепахи и вороны. Дело в том, что черепаха хладнокровная, а конь, кит и мы с вами теплокровные.
Александр Костинский: Ворона теплокровная.
Алексей Оловников: Точно. Птицы, кстати, живут очень долго. Если мы возьмем, например, животных примерно одного размера - воробей и мышь.
Александр Костинский: Воробей дольше живет.
Алексей Оловников: Намного дольше живет, чем мышь. Хотя вроде бы с какой стати. Это загадка в значительной мере до сих пор. Если говорить о том, какие сейчас теории вообще существуют, объясняющие механизм старения, кто-то когда-то сказал - триста теорий, и с тех пор все пишут – существует триста теорий.
Александр Костинский: А их не столько?
Алексей Оловников: Их не столько. Их из тех, которые выжили, совсем немного. Из тех теорий, которые можно отнести к стохастическим, вероятностным на случай – это, я вам скажу, свободно-радикальная теория старения.
Александр Костинский: Радикальная – это имеется в виду химические радикалы.
Алексей Оловников: Свободные радикалы. Они в норме нужны для биохимических процессов и образуются в митохондриях, в энергетической фабрике клетки, они очень нужны. Но если свободный радикал случайно уходит от того места, где он нужен, то он может повредить и ДНК, и РНК, и белки, и липиды, и может быть очень опасным для клетки.
Александр Марков: Это очень агрессивная химически-активная молекула.
Алексей Оловников: Кроме свободных радикалов тоже к стохастике можно отнести перекрестные сшивки, когда молекулы, например, сшиваются и возникает ошибка, накопление ошибок может быть. Кроме того мутационная теория. Если возникают какие-то случайные ошибки в генетическом коде, в последовательности нуклеотидов ДНК и, соответственно, потом в белке, то это будет неправильно работающий белок и это тоже будет плохо для клетки. Вот это все случайность. Но я считаю, что это мало. Не это является первопричиной старения. Свободно-радикальный механизм и другие упомянутые не являются движущей силой процесса старения, который универсален. В бегонии, она вегетативно размножается, вы лист оторвете и снова бегония, в ней свободные радикалы, как во всех других организмах вырабатываются, а тем не менее, она не стареет, и через десять лет, и через сто лет, и через тысячу лет будет бегония та же самая.
Александр Костинский: Она вечная?
Алексей Оловников: У нее нет старения.
Александр Костинский: Есть такие, что нет старения?
Алексей Оловников: Да, представьте себе. Только не надо путать отсутствие старения с вечной жизнью. Вот это обычно все путают. Дело в том, что если мы возьмем неумирающее животное, это не означает, что оно неуязвимо к вышеупомянутой сосульке, кирпичу или на сковороду положим. Я не знаю, насколько эта правда, но говорят, что самка камбалы не стареет вообще, а самец стареет. По крайней мере, это написано в книге замечательного биолога американского Хейфлика, и там он упоминает такой пример. Есть асцидии, про которых тоже пишут, что они не стареют. Это такие животные беспозвоночные. Гидра фуска - это гидра такая, которая живет в наших прудах. Она, пока 20 градусов в пруду, она размножается, почкуется, организм растет, но тем не менее, она не стареет. Когда осень, снижается температура в пруду до 10 градусов или в аквариуме вы то же самое сделаете, она переходит немедленно к половому размножению и прекращает свое существование.
Александр Костинский: То есть в действительности, о чем вы говорите, что существуют организмы, которые не стареют. Это радует.
Алексей Оловников: Это вас радовало бы особенно, если бы вы поняли, почему и могли бы на «гомо сапиенс» перенести это. Много уже, к сожалению, много лет назад Хейфлик обнаружил совершенно замечательный эффект, показал экспериментально, что клетки соматические, как выражаются биологи, телесные могут делиться ограниченное число раз. В клетках есть какой-то молекулярный бухгалтер, который считает, сколько сделано делений и не дает сделать больше.
Александр Костинский: Эта гипотеза, которую вы высказали, что механизм старения как раз состоит в том, что клетка не может делиться бесконечное количество раз, а может делиться 50, плюс-минус небольшое количество. Эксперимент был открыт Хейфликом, а вы догадались о том, что при каждой…
Алексей Оловников: При каждом клеточном удвоении происходит копирование ДНК. И геном себя копирует с уменьшением. На самом деле сейчас конкурируют только две теории – это свободно-радикальная теория и мутационная, потому что свободные радикалы могут вызывать и мутации. И вторая гипотеза – это как раз теломерная.
Александр Костинский: В нашей следующей передаче мы поговорим о разработанной Алексеем Оловниковым теломерной теории старения. По этой теории старение происходит потому, что молекулы ДНК клетки при каждом клеточном делении укорачиваются. И в конце концов становятся настолько короткими, что деление прекращается. Клетка постарела. Мы также расскажем еще об одной новой теории старения, которую Алексей Оловников развивает в последние годы.
Можно ли продлить жизнь. Продолжение цикла бесед о вечной молодости.
Ирина Лагунина: Как продлить жизнь? Важные результаты получены на животных. Так, у мышей, если их ограничивать в пище, жизнь удлиняется на 30 %. У других лабораторных животных – мух дрозофил и червей нематод удается продлить жизнь в два-три раза, но для этого требуется изменять геном. Есть ли у специалистов геронтологов еще какие-то методы продления человеческой жизни и каковы перспективы в этой области исследований? На эти вопросы отвечает ведущий научный сотрудник института Биохимической физики РАН Алексей Оловников. Беседу ведут Александр Костинский и Александр Марков.
Александр Марков: В прошлых передачах мы рассказывали о теориях старения, которые сейчас существуют. И сначала мы рассказали о так называемой теломерной теории старения, автором которой является Алексей Матвеевич. Согласно этой теории, старение объясняется тем, что при каждом клеточном делении хромосомы немного укорачиваются. У хромосом имеются особые концевые участки - теломеры, которые после каждого удвоения хромосом становятся немного короче, и в какой-то момент они настолько укорачиваются, что клетка уже не может больше делиться, она утрачивает жизнеспособность, и в этом и состоит старение клеток согласно теломерной теории. Эта теория, в свое придуманная в свое время Алексеем Матвеевичем, впоследствии подтвердилась экспериментально. То есть оказалось, что действительно существуют эти теломеры, действительно они укорачиваются с каждым клеточным делением. И когда это подтвердилось экспериментально, то стали думать, что действительно старение именно этим и обусловлено.
Но в дальнейшем появились факты, говорящие о том, что все-таки укорачивание теломер не является основной причиной старения, а скорее является каким-то побочным результатом, но не первопричиной. Чтобы объяснить новые факты, Алексей Матвеевич разработал новую теорию старения, которая называется редумерная теория старения. Об этой теории мы рассказывали в прошлой передаче. Суть ее состоит в следующем, что в процессе развития организма, когда из одной клетки постепенно формируется сложный организм, состоящий из многих разных типов клеток и ткани, в процессе этой дифференцировки клеток на хромосомах образуются так называемые редумеры. Это такие маленькие кусочки ДНК, содержащие определенные регуляторные гены, которые необходимы для того, чтобы клетка дифференцировалась, чтобы клетка стала нервной клеткой или мышечной клеткой. И вот эти короткие кусочки ДНК, редумеры, они укорачиваются тоже с каждым клеточным делением по тому же механизму, что и теломеры. Потому что так устроен процесс удвоения ДНК, что при этом кончики молекулы ДНК теряются, молекула становится с каждым разом короче. Но в отличие от теломер, которые не содержат никакой полезной информации, редумеры содержат полезную информацию, содержат гены, необходимые для нормальной работы клетки. И поэтому, когда укорачиваются редумеры, клетка начинает работать все хуже и хуже, в ней нарушается система регуляции, и вот это, собственно, и есть старение. В этом суть редумерной теории старения. Об этом мы говорили в прошлых передачах.
Ну а сегодня мы будем говорить о том, как, собственно, все эти достижения молекулярной биологии, все эти знания, которые получили биологи, касающиеся механизмов старения, причин старения, какие перспективы это открывает перед медициной, можно ли подлить жизнь человека.
Алексей Оловников: По оценкам ряда демографов и геронтологов, даже если полностью устранить все раковые заболевания и все сердечнососудистые заболевания, то максимально можно рассчитывать на прибавление примерно 10-15 лет жизни.
Александр Марков: Это две основные причины смертности сейчас.
Алексей Оловников: Да. Это я вам сказал, чтобы ответить на ваш вопрос - подошли ли мы к пределу продолжительности жизни. В общем, конечно, мы уже рядом с ним. Самый лучший способ удлинить жизнь на сегодня в лаборатории – это недокармливать лабораторное животное, но в разумных пределах.
Александр Костинский: То есть получается, что то, что говорят по очень многим телевизионным каналам, в глянцевых журналах, в книжках по похудению.
Алексей Оловников: Они правы. Это действительно так, как говорят - калорийно-ограниченное питание. Эффект объясняют так: ну что ж, когда не переедаешь, меньше вырабатывается свободных радикалов, которые могут повреждать структуры клетки, и поэтому лучше. Я думаю, что это правда. Но это не это самое главное. Там меняется особым образом гормональный фон, который позволяет организму на фоне того, что ему и так стало лучше, вес меньше, с сосудами лучше, он еще начинает экономить свои редумеры мозга, которые позволяют ему и прожить дольше.
Что такое калорийно-ограниченное? Это когда вы примерно процентов на 30 меньше поедаете, чем вам хочется. На мышах, которых экспериментаторам меньше жалко, чем людей, все варианты испытали, в том числе перекармливая мышей, недокармливая, кормя их через день и так далее. Нашли много разных вещей. Мы говорили во всех этих беседах о теломерах и редумерах. Редумеры еще предстоит обнаружить, а теломеры интенсивно сейчас исследуются во всем мире и в том числе в молекулярных академических центрах Москвы, в особенности в институте биологии гена у Георгиева и в институте молекулярной генетики у Евгения Давыдовича Свердлова. Очень интересные, важные исследования с теломерами и теломеразхой ведутся также у нас в Москве в институте молекулярной биологии имени Энгельгардта и в институте физико-химической биологии имени Белозерского при университете. Изучают там, в частности, детали укорочения теломеров в стареющих клетках и особенно строение теломеразы. Объекты самые разные - от теломер человека до мышей и мух. Само же укорочение теломер – это уже не гипотеза, а как говорится, медицинский факт. Но оно не является причиной старения, хотя именно изучение теломер продолжающееся и приводит к представлению о том, что когда мы говорим о старении, нужно найти некой другой объект. Редумеры – объект, ответственный за старение.
Сделан был еще другой опыт на мышах, где им увеличивали жизнь мутациями.
Александр Марков: То есть нашли такие гены, что если их выключить, на 10-20%.
Алексей Оловников: Наиболее яркий пример – это карликовые мыши Эймса. Мыши эти живут - даже страшно сказать - на 70% дольше.
Александр Костинский: Это когда он гены вышибал?
Алексей Оловников: Когда вышиблены определенные гены, из-за которых они развиваются медленно.
Александр Марков: И они поэтому карликовые?
Алексей Оловников: Они карликовые, да еще вообще аномально развиты. А знаете, что у них нарушено? Как раз гормоны роста.
Александр Костинский: То есть второй способ, кроме питания – это выбивание определенных генов.
Алексей Оловников: Что для человека неприменимо. Я могу сказать, что помимо мышей любимый объект нематода – это крошечный беленький полупрозрачный червячок. Он между прочим имеет геронтологические рекорды в смысле увеличения срока жизни, своей короткой жизни. Эти червячные рекорды выше, чем у мышей, хотя мышь живет два года, а он всего 20 дней, что для экспериментаторов страшно приятно. Но увеличить свою жизнь он может и в два раза, и два с половиной раза от мутаций. Между прочим, особенно сильно увеличивается продолжение жизни, когда вмешиваются как раз в гормональные дела.
Александр Костинский: А если из вашей гипотезы, что надо делать, чтобы радикально увеличить жизнь?
Алексей Оловников: Если действительно говорить о редумерах, то я думаю, что когда мы будем ими управлять, мы сможем делать стволовые клетки из обычных соматических клеток. В какой-то мере сейчас в мире работаем со стволовыми клетками в значительной мере вслепую. Вот мы сможем и ими управлять, можем делать стволовые клетки из обычных клеток соматических. И более того, я совершенно не исключаю, что ряд раковых заболеваний, я думаю, можно будет лечить с помощью редумерной терапии. Для нормализации раковых клеток разного происхождения потребуется научиться контролировать работу разных редумер или их хромосомных оригиналов. А первым шагом на этом пути должно быть все то же самое, о чем мы до сих пор говорили – нужно сначала найти редумеры в клетке. А то, что они там присутствуют, в этом я уверен. Осталось, правда, немногое – начать да кончить. Что надо сделать? Надо их найти, определить последовательность вот этих кирпичиков, нуклеотидов в них и дальше синтезировать их искусственно и затем можно их встроить в такие вирусы, безопасные вирусы, которые могли бы приходить в клетки.
Александр Костинский: То есть, которые могли бы проникать сквозь мембрану.
Алексей Оловников: Которые могли бы проникать в клетки и там действовать, приносить клетке те гены, которые у нее уже потеряны из-за старения. Другой путь – это вот какой: поскольку есть проторедумеры, даже если редумера уже укоротилась, но проторедумера имеет ту же информацию, если ее заставить работать так, как нужно, то может быть и это могло бы принести пользу клетке. Хотя это опять сложно, потому что она может быть упакована. Наконец, третий путь, на первый взгляд может быть самый сложный, но думаю, что он-то и окажется первым, когда мы будем знать редумерный пасьянс – это путь создания действительно настоящих лекарств. Что делать? Эти регуляторные РНК, их просто искусственно синтезировать, защищать их на концах так, чтобы они очень быстро в клетках не поедались, и их вводить в организм так, чтобы они проникали в клетки. Это не радикальная вещь, но они принесли бы клетке омоложение.
Александр Марков: Но тут сложность в том, что в каждой ткани редумеры свои. И соответственно, регуляторные РНК свои. То есть одно лекарство надо для мышц, другое лекарство для мозга.
Алексей Оловников: Все вы правильно говорите. А в общей форме, в общем случае, я уже говорил не один раз, что старение – это прежде всего старение мозга, старение некоторых гормональных центров мозга. И если мы туда будем вводить, вовсе не шприцем туда, а кровь принесет, если мы эти фармацевтические продукты введем в кровоток шприцем, они туда будут доставлены, и если они дальше будут в такой лекарственной форме, что они могут проникать и приходить к нужным клеткам, то мы сможем омолаживать весь организм.
Источник: "Радио Свобода"; передача "Время и Мир"
Почему люди стареют? Первая беседа цикла. Ведущий: Ирина Лагунина
