Как остановить старение и повернуть его вспять. Молекулярные механизмы старения и способы произвольного управления ими

Валерий Сафронович Еремеев

В книге автор формулирует и логически обосновывает совершенно новое представление о причинах и механизмах старения. Согласно этому представлению в организме непрерывно происходят генетически запрограммированные процессы, противодействующие старению, и генетически незапрограммированные, происходящие вне клеток и вызывающие старение. Человек может предлагаемыми автором действиями в любом возрасте затормозить старение, остановить его и повернуть вспять.

6. Два принципиальных вопроса, на которые гипотезы старения не дают ответа: почему отсутствует старение организма в период роста и почему двигательная активность животного увеличивает продолжительность его жизни

В гипотезе старения организма млекопитающих, предложенной И. А. Аршавским, как и в большинстве гипотез старения, существующих в настоящее время, процесс старения характеризуется постепенным развитием, начиная с появления зиготы — первой клетки будущего организма. Уже в зиготе, как и в любой другой клетке организма, идет процесс образования АФК, а в ее околоклеточной среде идет процесс старения коллагена и, исходя из гипотезы И. А. Аршавского, процесс прогрессирующего накопления продуктов обмена в ее околоклеточной и внутриклеточной среде. Соответственно, в появляющихся клетках будет непрерывно на протяжении всей их жизни идти с возрастающей скоростью процесс их старения. Известно, что клетки большинства органов и тканей на протяжении времени стареют, ликвидируются и замещаются новыми. Продолжительность жизни клеток некоторых тканей составляет несколько дней, клеток других тканей — недели, месяцы и годы. Процесс регулярной гибели клеток и замены их такими же новыми происходит после рождения млекопитающего на протяжении всей его жизни, свидетельствуя о непрерывно происходящем в организме процессе старения образующих его клеток. Тем не менее И. А. Аршавский и некоторые другие авторы считают, что в период от момента рождения млекопитающего до завершения его роста организм не стареет. Интегральным показателем старения организма считается снижение его приспособительных адаптивных возможностей. Увеличение роста характеризуется увеличением размеров организма и всех или большинства входящих в его состав органов. Следовательно, в период роста организма синтетические процессы в нем преобладают над процессами распада. Этот период характеризуется, по представлению И. А. Аршавского, негэнтропийными процессами, т. е. процессами, противоположными энтропийным. Энтропийные процессы приближают организм к смерти, негэнтропийные — удаляют от нее. Пока организм растет, его функциональные и адаптивные возможности увеличиваются. Если старение — процесс, приближающий организм к смерти, то в период роста организм отдаляется от нее. По мнению И. А. Аршавского, максимум негэнтропийности достигается к взрослому детородному периоду. Время окончания роста организма и время достижения им детородного периода примерно совпадают, и это имеет очевидный биологический смысл. Именно на пике своих физических и физиологических возможностей организм способен произвести наиболее жизнеспособное потомство и обеспечить наибольшую вероятность его выживания. Благодаря совпадению времени окончания роста организма и времени наступления детородного периода эволюция через естественный отбор может обеспечить наиболее высокие шансы на выживание тех особей вида, которые имеют наибольшие адаптивные возможности. Детородный период продолжается какое-то время. Его некоторые авторы определяют как период зрелости. Очевидно, в этот период времени адаптивные возможности организма сохраняются на предельно высоком уровне. Затем наступает период старости. В нем доминируют энтропийные процессы. Они характеризуются преобладанием процессов распада, приводящих организм к смерти. Такая последовательность событий характерна для большинства млекопитающих. В соответствии с этими данными у кроликов в опытах И. А. Аршавского повышение кислотности мочи и нарастание в крови и тканях молочной кислоты начиналось только с конца детородного периода. По представлениям И. А. Аршавского нарастающее закисление организма — обязательный элемент процесса старения. Однако у кроликов в период их роста ацидотический сдвиг кислотно-щелочного равновесия отсутствовал. Он появлялся только после остановки роста в последней трети детородного периода. С этого времени начинала постепенно снижаться титруемая щелочность и увеличиваться титруемая кислотность мочи кроликов, а также начинало постепенно увеличиваться количество молочной кислоты в крови и тканях. Если процесс старения организма происходит непрерывно, начиная с рождения млекопитающего, то в организме должно непрерывно происходить его постепенно увеличивающееся закисление. Отсутствие закисления в период роста кролика, появление его только после остановки роста и последующее постепенное нарастание закисления позволило И. А. Аршавскому считать, что в период роста млекопитающего старения его организма не происходит.

Таким образом, увеличение титруемой кислотности и снижение титруемой щелочности мочи подопытных животных в опытах И. А. Аршавского, вне зависимости от причины этих изменений, соответствовали как данным об отсутствии старения животных в период роста, так и постепенному их старению на протяжении последующей жизни. Эти данные, по мнению И. А. Аршавского, должны подтверждать гипотезу о прогрессирующем закислении организма как причине его старения. Кроме того, эти данные свидетельствуют в пользу положения, согласно которому в жизни млекопитающих необходимо выделять два принципиально отличающихся между собой периода — период роста организма и последующий период его жизни. В период роста организм не стареет. Процесс старения организма начинается только после остановки роста и продолжается всю остальную жизнь. В то же время процессы, которые, по представлению И. А. Аршавского, вызывают старение клеток, постоянно происходят в организме на протяжении всей жизни и, следовательно, должны происходить в период роста организма и вызывать его старение. Таким образом, утверждение И. А. Аршавского, что в период роста организм млекопитающего не стареет, и его же гипотеза о механизмах старения противоречат друг другу. Старение организма, по мнению И. А. Аршавского, запускается старением его коллагена. Поскольку в период роста организм не стареет, то необходимо признать, что в период роста млекопитающего его коллаген не стареет и, следовательно, в этот период не может происходить запускаемого старением коллагена прогрессирующего закисления околоклеточной и внутриклеточной среды. Однако прогрессирующее старение молекул коллагена — это свойство, присущее самим этим молекулам. Это значит, что молекулы коллагена должны стареть на протяжении всей жизни млекопитающего. Следовательно, исходя из гипотезы И. А. Аршавского, старение коллагена должно на протяжении всей жизни вызывать старение организма. Таким образом, гипотеза И. А. Аршавского о решающей роли старения коллагена в старении организма противоречит другому его утверждению, согласно которому в период роста организм млекопитающего не стареет. В то же время отсутствие старения млекопитающих в период их роста и отсутствие в этот период закисления их организмов не противоречат гипотезе о решающей роли закисления околоклеточной среды в старении млекопитающих. Однако при этом необходимо допустить, что закисление организма отсутствует в период его роста, а начинается и прогрессирует после остановки роста. Такое допущение в монографии не только признается, но для его подтверждения приводятся определенные факты. У кроликов повышение кислотности мочи и нарастание в крови и тканях молочной кислоты начиналось только с конца детородного периода, т. е. только после окончания их роста. Почему процесс закисления организма отсутствовал в период роста и начинался только после его окончания — этот вопрос в монографии не обсуждается и, естественно, ответа на него в монографии нет.

Подводя итоги анализа гипотезы И. А. Аршавского, можно заключить, что в ней автор дает убедительное, логически обоснованное представление:

1) о причине возникновения старения;

2) о механизмах его развития;

3) о неизбежности старения клеток и всего организма;

4) об обязательном ускорении старения на протяжении жизни организма;

5) о независимости старения от генетического аппарата клеток.

Однако приводимые И. А. Аршавским в пользу гипотезы экспериментальные данные об изменениях рН мочи у подопытных животных являются косвенными. В какой степени они отражают изменения рН околоклеточной и внутриклеточной среды — неизвестно.

Основным положением гипотезы является предположение о причинной роли коллагена в возникновении и прогрессировании старения. Однако доказательств этого предположения И. А. Аршавский не приводит. В то же время, исходя из свойств коллагена и его функциональной роли в организме, предположение, что непосредственно коллаген препятствует обмену веществами между клетками и кровью капилляров, представляется маловероятным. В то же время любая гипотеза, действительно претендующая на объяснение механизмов старения, должна отвечать как минимум на следующие вопросы:

1) почему продолжительность жизни млекопитающих увеличивается по мере увеличения их размеров;

2) почему увеличивается продолжительность жизни видов животных, имеющих при одинаковых размерах более высокую двигательную активность;

3) почему отсутствует старение млекопитающих в период роста их тела;

4) почему при едином механизме старения клеток продолжительность жизни разных видов клеток в пределах одного организма различается в огромное количество раз.

Ни на один из этих вопросов гипотеза старения, предлагаемая И. А. Аршавским, ответа не дает. Вместе с тем она заслуживает особого внимания и дальнейшей разработки по нескольким причинам.

1. Данная гипотеза выводит проблему старения человека из зоны, в которой полностью или почти полностью господствует генетика, т. е. из зоны, на которую человек осознанно влиять почти не может, во внеклеточную зону, на характеристики которой человек может оказывать целенаправленное воздействие.

2. Делает понятным и неизбежным процесс старения и гибели клеток, а также постепенное возрастзависимое ускорение этого процесса. В основу гипотезы И. А. Аршавским положена оригинальная идея, согласно которой причиной старения клеток является некая околоклеточная структура или некий внеклеточный процесс, которому присуще свойство «замедлять» скорость удаления продуктов обмена клеток из их околоклеточной среды и постепенно увеличивать интенсивность этого замедления. Наличие такой структуры должно неизбежно вызывать возрастзависимое накопление в клетках и в околоклеточной среде продуктов обмена веществ клеток, старение клеток и их гибель.

3. При доказательстве наличия такой структуры или такого процесса открывается возможность поиска путей, препятствующих старению и увеличивающих продолжительность жизни клеток и организма.