Счастливое старение. Рекомендации нейробиолога о том, как жить долго и хорошо

Для того чтобы исключить возможность загрязнения, Хейфлик поместил старые и молодые клетки в одну стеклянную колбу – и только старые прекратили делиться. Впоследствии он документально подтвердил, что предел деления (или репликаций) человеческих клеток лежит в диапазоне от 40 до 60 (обычно приводят предел Хейфлика, равный 50 делениям)[796]. Ученый не выяснил причин существования этого предела, но предположил, что в клетках есть своего рода репликометр, своеобразный счетчик, который отслеживает, сколько произошло репликаций, а в случае превышения заранее установленной планки останавливает процесс. Поразительное открытие ученого заключалось в том, что, когда он заморозил образцы почти на пять лет, после оттаивания в них снова началась репликация, которая остановилась после 40–60 делений.

Хейфлику исполнилось 90 лет, и он вспоминает:

Я выдвинул предположение, что в нормальных человеческих клетках есть внутренний счетный механизм и что они смертны. Это открытие позволило мне впервые доказать, что, в отличие от здоровых клеток, раковые клетки бессмертны.

Я также пришел к выводу, что эти результаты кое-что говорят о старении. Впервые было найдено свидетельство того, что старение может быть вызвано тем, что происходит внутри клеток. До моего открытия ученые полагали, что оно обусловлено событиями, которые происходят за пределами клеток (внеклеточными событиями), такими как влияние радиации, космических лучей, стресса и прочего.

Однозначно я доказал, что прекращение деления клеток зависит от количества их делений или, точнее, от того, сколько раз ДНК в клетке копирует себя. В нормальных клетках она копирует себя конечное число раз, а у раковых должен быть способ обмануть этот механизм[797].

Впоследствии исследователи обнаружили, что предел Хейфлика обусловлен сокращением теломер – защитных колпачков на конце каждой хромосомы. Теломеры сравнивают с пластиковыми наконечниками на концах шнурков (пистончиками), которые не позволяют шнуркам распускаться, но тут все несколько сложнее. Представьте, что вам необходимо записать музыкальное произведение. Начинать нужно с первой ноты, но вы можете не знать, что это будет за нота. Вам требуется буфер – отсчет (1-2-3-4) или другой сигнал, который сообщит, что все вот-вот начнется. Именно такую роль играют теломеры: они сообщают фактору транскрипции, копирующему ДНК, что пора начинать[798]

. В данном случае вы как будто слышите отсчет: 1-2-3-4, и группа начинает играть на счет 4. В записи не хватает одной ноты. Впоследствии ваш друг хочет переписать сделанную вами запись на радио, но, будучи не очень внимательным, пропускает первую вашу ноту, а значит, в его варианте не хватает уже двух нот. Так происходит и с теломерами: фактор транскрипции пропускает несколько последовательностей при каждой репликации, что каждый раз немного укорачивает длину теломер. В первых пятидесяти (или около того) репликациях это не имеет значения, так как теломеры содержат последовательности заполняющих ДНК, которые не несут важной информации. Однако после примерно пятидесяти делений теломеры полностью использованы и больше не могут защищать гены. Если бы в этот момент начиналось копирование (чего не происходит), некоторые нити важного генетического материала не были бы транскрибированы и все могло бы выйти из-под контроля. Таким образом, когда теломеры становятся слишком короткими, деление, а также репарация и обновление клеток прекращаются.

Когда клетки прекращают делиться, вы не умираете сразу же (в теле человека около 10 триллионов клеток, каждая из которых содержит ДНК), хотя точно установлено, что люди с короткими теломерами умирают раньше, чем с длинными[799]. Согласно основной гипотезе, с укорочением теломер репликация клеток останавливается, и они входят в состояние сенесценции, начиная выводить организм из строя. Однако еще не совсем понятно, можно ли считать сокращение длины теломер причиной или всего лишь признаком проблемы.