Кодекс долголетия. Что заставляет нас стареть, зачем это нужно и как «обмануть» эволюцию: пошаговое руководство

АТФ – маленькая молекула, которую постоянно в гигантских количествах производят митохондрии, перерабатывая кислород, которым мы дышим, а также сахара и жиры, которые мы едим. Почему АТФ – это энергия? Потому что это очень химически активное вещество: оно связывается с самыми разными белками в наших клетках. Эта связь меняет структуру белков. Соответственно, АТФ вызывает в наших клетках своеобразный эффект «белкового домино». Когда АТФ прикрепляется к белку, тот слегка меняет свою структуру, и это позволяет ему функционировать. Прикрепляясь, например, к белку ионного канала, расположенному перпендикулярно стенке клетки, АТФ заставляет его открыться, после чего в клетку попадают определенные вещества. Когда молекула АТФ прикрепляется к мышечному белку

, тот слегка меняет форму – становится короче. Если это происходит одновременно с сотнями тысяч белков в мышечной клетке и в миллионах мышечных клеток руки или ноги, мышцы сокращаются и позволяют нам подняться с кресла и пойти погулять – или, допустим, перевернуть эту страницу.

Короче говоря, благодаря АТФ мы двигаемся, дышим и живем. Это вещество дарует всему жизнь – или, если точнее, помогает всему функционировать. АТФ меняет структуру маленьких белков, чтобы мышцы сокращались, желудок вырабатывал желудочный сок, ионные каналы открывались или закрывались, а все тело двигалось и исполняло иные функции. АТФ – то, что отличает живое существо от камня или иного безжизненного предмета. Каждый день триллионы митохондрий в организме вырабатывают около 70 килограммов АТФ! Конечно, этот АТФ постоянно расщепляется при контакте с белками и снова вырабатывается в митохондриях. В общем, каждый день в нашем организме циркулирует около 70 килограммов АТФ.

Мышечные клетки содержат параллельные цепочки белков (состоящие из мышечных белков № 1 и № 2). Эти белки соединены друг с другом. Когда АТФ прикрепляется к мышечному белку 1, мышечный белок 2 заставляет мышечный белок 1 двигаться. Когда миллионы белков делают это в миллионах мышечных клеток, вся мышца сокращается, и мы можем ходить, дышать и смеяться.

АТФ – это жизненная энергия, которая управляет почти всеми процессами в клетках. Это объясняет, например, почему цианиды так ядовиты. Синильная кислота и ее производные прикрепляются к важному митохондриальному белку, и митохондрии перестают работать. Нескольких сотен миллиграммов синильной кислоты достаточно, чтобы отключить наши митохондрии и вызвать смерть в течение нескольких минут. Без АТФ наши клетки перестают работать, и мы умираем. Мозговые клетки не работают, и мы теряем сознание, затем сердечные мышцы перестают сокращаться, и останавливается дыхание.

Соответственно, с помощью АТФ можно объяснить, почему мы умираем. Смерть почти всегда сводится к недостатку кислорода, из-за чего митохондрии больше не могут вырабатывать АТФ (если, конечно, вас не раздавило чем-то тяжелым или испарило сильнейшим жаром). Неважно, утонете вы, получите сердечный приступ или истечете кровью после аварии – все это приведет к тому, что кровь перестанет переносить кислород. Митохондрии больше не смогут производить АТФ, клетки перестают работать, и вы умираете. Можно даже сказать, что АТФ – это душа

, невидимое, неосязаемое вещество, которое заставляет тело работать. Организм живого человека постоянно производит триллионы молекул АТФ в секунду, и эти молекулы меняют структуру огромного количества белков. В организме мертвого человека производство АТФ останавливается, и все органы выключаются.

Митохондрии не просто необходимы для того, чтобы поддерживать жизнь. Они еще и придали жизни определенное направление, сыграв важнейшую роль в эволюции на Земле. Благодаря митохондриям появилась разумная жизнь. Без митохондрий не было бы животных, людей, городов и «Айпадов», и планету населяли бы одни бактерии, безразлично дрейфующие в водоемах.

Бактерии – это маленькие мешочки воды, в которых плавает ДНК. В отличие от клеток, бактерии не имеют митохондрий или ядра, в котором аккуратно хранится ДНК. Однако примерно два миллиарда лет назад большая бактерия поглотила маленькую, и появились митохондрии, маленькие бактерии, вырабатывающие энергию для хозяев. Крупные бактерии (клетки) получили намного больше энергии (АТФ), чем раньше, что позволило им эволюционировать дальше и стать намного сложнее. Благодаря этой дополнительной энергии появилось клеточное ядро. Ядро – это шарообразная структура в клетке, где аккуратно хранится вся ДНК (в этом отличие клетки от бактерии, где ДНК просто свободно плавает внутри).

Как выглядит клетка внутри. Длинные белки формируют скелет клетки, который помогает ей двигаться и определяет ее конкретную форму. (Источник: David S. Goodsell, the Scripps Research Institute.)