Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

Есть среди животных и такие, которые умеют избавляться от стресса на все 100 %. Для этого они впадают в ангидробиоз, то есть практически полностью высыхают. Это умеют круглые черви, некоторые раки, тихоходки и другие беспозвоночные, но лучше всего эта форма существования изучена у африканского комара-звонца Polypedilum vanderplanki. Он обитает в Африке, к югу от Сахары. Четыре дождливых месяца в году, когда животные могут размножаться, сменяются восемью месяцами жестокой жары. Личинки комаров обычно выводятся в лужах на поверхности гранитных скал, поэтому жаркие две трети года им приходится пережидать в виде сушеной "мумии".

Впадая в ангидробиоз, личинка комара теряет почти всю воду из тела, до 98 % и более. На смену воде приходит углевод трегалоза, который заполняет все внутреннее пространство клеток. Он составлен из двух молекул глюкозы, но таким образом, чтобы с ней нельзя было вступить в химическую реакцию. Поэтому трегалоза выполняет роль наполнителя: поддерживает форму клетки и не дает мембране схлопнуться и слипнуться. Кроме того, личинка производит большое количество специальных белков, которые обволакивают собственные белки клеток, чтобы те не изменили форму при высыхании. В результате получается что-то вроде мумии или древнего животного, застрявшего в янтаре, каких до сих пор находят по всему миру. Впрочем, и это сравнение не вполне точное. Больше всего ангидробиоз напоминает технологию пластификации, с помощью которой люди сейчас консервируют тела умерших для дальнейших исследований: по кровеносным сосудам тела пускают застывающий полимер, который заполняет полости и застывает, не позволяя распадаться структуре.

Ангидробиоз делает личинок комаров практически супергероями. Они без малейших последствий переживают восемь месяцев жары и воскресают обратно за полчаса в воде. При необходимости они могут проделать этот трюк еще несколько раз. Кроме того, в высушенном состоянии они выдерживают действие многих токсинов и радиации, а еще пребывание в космосе и перепады температуры от –270 до +102 °С.

Секрет в том, что, лишаясь всей своей воды, личинки останавливают[436] химические процессы в клетках. Макромолекулы, которыми заполнены клетки, вступают в химические реакции только в растворе – им необходимо передвигаться по клетке, чтобы добраться друг до друга. В отсутствие воды это невозможно, поэтому высушенная личинка не ест и не дышит, не строит белков и не копирует ДНК, и на ее клетки не действует никакой стресс.

Значит ли это, что за восемь месяцев ангидробиоза животное не стареет? Строго говоря, для самих личинок комара-звонца это еще не доказано. Но есть данные по тихоходке – более известному супергерою, – которая тоже отличается стойкостью к самым разным жизненным невзгодам и тоже впадает в ангидробиоз. Вот у нее, судя по всему, за время, проведенное в состоянии тотальной сухости, признаков старости не прибавляется, и годы проходят[437] для нее незаметно. Некоторые авторы даже сравнивают беспозвоночных в состоянии ангидробиоза со Спящей красавицей из сказки, для которой время остановилось на сотню лет.

Однако эта врéменная победа на старостью дается животным нелегкой ценой: останавливая старение[438], они останавливают и течение собственной жизни. Как говорил Лао-цзы[439], "овладение Поднебесной всегда осуществляется посредством недеяния. Кто действует, не в состоянии овладеть Поднебесной". Перефразируя его слова применительно к старению, можно сказать, что бессмертен только тот, кто не живет.

Другие источники угрозы

Кроме кислорода, на клетку могут действовать и другие стрессовые факторы. Это, например, радиация – поток частиц, который выбивает электроны из клеточных молекул и превращает их в свободные радикалы. Собственно говоря, именно наблюдение за последствиями облучения организмов позволило Харману сформулировать свою теорию старения: он заметил[440], что признаки облучения очень напоминают признаки старения, и потому предположил, что в основе обоих процессов могут лежать свободные радикалы.

Стрессом для клетки являются и токсины, например этиловый спирт. На его обезвреживание клетка расходует свои запасы НАД+: бросаясь на молекулу спирта, переносчик забирает у него атом водорода быстрее, чем тот вступает в реакцию с другими, более ценными веществами в клетке. При этом число молекул НАД∙Н в клетке растет, следовательно, нужно больше кислорода, чтобы эти атомы водорода забрать. А чем больше клетка поглощает кислорода, тем больше в ней образуется свободных радикалов. Таким образом, алкоголь тоже провоцирует в клетках окислительный стресс.