Жизнь без старости

Таким образом, есть веские основания полагать, что именно митохондриальные АФК вызывают уменьшение количества клеток в органах и тканях стареющих организмов.

II.6.6 Программа старения: рабочая гипотеза

II.6.6.1 «Большие биологические часы»

Наши часы идут плохо, регулятор нашей жизни не соответствует своему назначению; это — дешевенький маятник, сделанный на скорую руку… Мы не приложили стараний к его обработке.

Н.А. Умов [445]

По нашему мнению, старение есть последний этап онтогенеза — индивидуального развития организма. Но если это так, то старение, как и онтогенез в целом, должно управляться «большими биологическими часами». Их существование было постулировано В.М. Дильманом и вслед за ним — А. Комфортом [75,60,416]. Поразительно, что, несмотря на колоссальные успехи молекулярной биологии и генетики последних десятилетий, мы по-прежнему ничего не знаем об устройстве этих «часов». Более того, мы даже не догадываемся, где они находятся. Наши знания об измерении времени живыми существами пока ограничиваются в основном суточным ритмом. Этот ритм обусловливается циклическими биохимическими реакциями, происходящими в эпифизе (у птиц) или в супрахиазматическом ядре гипоталамуса (у млекопитающих). Как в том, так и в другом случае измерение времени основывается на колебаниях концентраций определенных веществ в эпифизе или супрахиазматическом ядре, что вызывает затем циклическое изменение уровня в крови определенных гормонов, прежде всего мелатонина. Интересно, что с возрастом средняя концентрация мелатонина в крови и амплитуда его суточных колебаний неуклонно уменьшаются, причем этот процесс у людей начинается с 7 лет, являясь, по-видимому, одним из самых первых признаков старения [8]. По данным В.Н. Гладышева и сотрудников [152], у голого землекопа обнаруживаются большие аномалии в первичной структуре рецепторов мелатонина.

Однако измерение времени в часовой шкале, как это делает циркадный механизм, вряд ли годится, чтобы считать годы[22]. Здесь уместней было бы отслеживать, например, число лунных циклов, чтобы, в частности, регулировать периодичность менструального цикла у женщин [323].

В нашей повседневной жизни мы сверяем свои часы с эталоном — устройством, основанным на скорости радиоактивного распада. Невероятно, чтобы такой механизм использовали живые организмы. Однако в них происходят кое-какие другие спонтанные химические процессы, которые могли бы лежать в основе механизма, измеряющего годы.

Такова, например, L→D изомеризация аминокислот в долгоживущих белках. У китов описаны кристаллины — белки хрусталика, возраст которых соизмерим с максимальным возрастом самого животного, т. е. порядка двух веков [101]. Исходно все аминокислоты в кристаллине являются L-изомерами. С годами происходит самопроизвольная изомеризация L-аминокислот в их D-изомеры. Для аспартата она наиболее быстрая (около 2 % за 10 лет). Биологический счетчик лет можно было бы сделать из белка типа кристаллина и какого-то устройства, измеряющего содержание D-аспартата в этом белке. У нас с вами есть, кроме кристаллинов, еще ряд белков, образующихся раз и навсегда. Подобные белки найдены в зубной эмали, белом веществе мозга, аорте, артериях, коже, хрящах, костях, сухожилиях. Таков также белок эластин [314].

Дезамидирование аспарагина и глютамина в белках также может быть спонтанным. В этом случае показано, что скорость такого процесса зависит от конформации белка, которая в свою очередь определяется последовательностью аминокислотных остатков, из которых построен белок. При этом скорость спонтанного дезамидирования варьирует от нескольких часов до 100 лет. Н.И. и А.Б.

Робинсоны, посвятившие описанию этого явления ряд статей и специальную книгу [281–284], полагают, что в аминокислотной последовательности белка скрыты «молекулярные часы», неумолимо отсчитывающие срок его жизни.

Еще одним претендентом на часовой механизм может быть процесс спонтанного гликирования белков. В его основе лежит химическая реакция сахара с ε-аминогрупой остатка аминокислоты лизина в различных белках. В результате дальнейших превращений, развязанных этим процессом (в нем участвуют АФК [235,52,51]), получается пентозидин (продукт соединения лизина с аргинином), карбоксиметиллизин и карбоксиэтиллизин. Все эти вещества объединяются английским сокращением AGE (advanced glycation end products, в переводе «конечные продукты гликирования») [314]. Сиван и сотрудники показали, что уровень AGE в эластине межпозвоночных дисков при старении возрастает в той же пропорции, что и количество D-аспартата [314].