Старость излечима, мало того, – является «пережитком прошлого», доставшимся человеку в наследство от животных, считает директор НИИ физико-химической биологии МГУ им. А.Н.Белозерского, академик Владимир Скулачев. Несколько лет назад в стенах его института зародился амбициозный проект «Ионы Скулачева». Цель проекта – борьба со старением и продление жизни.
В июле 2012 года в аптеках Москвы появился препарат «Визомитин» — глазные капли от академика Владимира Скулачева, первое в мире зарегистрированное лекарственное средство, проникающее в митохондрии. И хотя в показании к применению капель скромно значится мало известная широкой публике болезнь «сухой глаз», их скупали все, кто хоть что-то слышал о работах академика над средством от старости.
В аптеке МГУ выстроившаяся очередь настойчиво требовала капель: «Мы слышали, что они вышли, они у вас что, под прилавком?» В другой аптеке кто-то купил сразу сто флаконов. «Хорошо, если для мелкой коммерции, — говорит Владимир Скулачев. — Не дай бог выпьет. Ведь там находится не безвредный в больших дозах антибактериальный агент, который добавляется во все глазные капли. Это же лекарство, нужно выполнять предписания, а не пить как заблагорассудится!» Прошедшие перед выпуском на рынок «Визомитина» клинические испытания показали: неизлечимое заболевание слезной железы — сухой глаз — хорошо поддается терапии. Более 60% испытуемых отметили значительное улучшение состояния глаз. Для сравнения часть испытуемых использовали увлажняющие капли от известной западной фирмы, и результаты были в три раза хуже. Уже прошли клинические испытания капель против катаракты, заканчиваются — против глаукомы, итоги будут официально объявлены в ближайшее время, но уже известно, что капли очень действенны. Старушка, одна из испытуемых, которая ходила только с провожатыми, через пару месяцев уже появлялась у врача сама и на удивленные возгласы медика отвечала: «Сынок, я же обратно вижу!» Истории о прозревших собаках, лошадях, а теперь и старушках вызывают у скептиков ухмылку. Но и они не прочь попробовать капли: вреда-то не будет, а вдруг тормознут старение! Сам академик, капая в течение четырех лет собственные капли, победил у себя на одном глазу катаракту и серьезно обратил вспять близорукость. И вообще выглядит энергично.
О часах, программе, митохондриях и растениях
В первом интервью «Эксперту» в 2005 году академик Скулачев, рассказывая о своей гипотезе программируемого старения и механизме, через который программа реализуется, осторожно предупреждал: «Может оказаться, что я не прав». Но уже тогда он был уверен, что создаваемый им продукт улучшит состояние организма. Сейчас Скулачев гораздо увереннее в своей гипотезе: наука складывает в его копилку все больше фактов. Ну а многолетние испытания придуманного им вещества уже показали свою эффективность.
Чем больше он занимался своими исследованиями, тем больше приходил к мысли, что старение — это не накопление поломок в организме, как считает большинство геронтологов, а генетическая программа. Существует ведь генетическая программа смерти клеток — апоптоз, почему не быть программе смерти для всего организма? Это было бы логично с точки зрения эволюции. С помощью апоптоза природа выбраковывает плохие и лишние клетки, а с помощью феноптоза (программы старения организма) — индивидуумов, выполнивших свои функции по передаче генома новому поколению. Некоторые ученые предполагают, что до определенного времени в истории всего живого организмы могли быть бессмертными. Однако, как считает известный биолог Август Вейсман, неограниченное существование индивидуумов стало роскошью без всякой выгоды для природы.
За программу старения, по мнению сторонников этой гипотезы, одними из которых являются впервые высказавший это предположение Владимир Дильман и затем развивший идею Алекс Комфорт, ответственны «большие биологические часы», отсчитывающие срок жизни и запускающие процессы старения в разных органах в разное время. Еще не известно, что такое «большие часы», хотя уже открыты «малые», отсчитывающие суточные (циркадные) ритмы. Но «большие часы» просто-таки должны быть! Иначе как объяснить совершенно определенные по времени этапы развития человека с младенчества: сначала рост, потом его прекращение, половое созревание и климакс, возрастные изменения уровня гормонов и т. д. Увы, «большие часы» пока не обнаружены.
Впрочем, этот научный пробел не мешал Скулачеву заниматься тем этапом программы, во время которого, по его мнению, осуществляется механизм старения — накопление вредных форм кислорода и уничтожение клеток. Пресечь этот беспредел логично было бы с помощью специальных антиоксидантов, нейтрализующих ядовитый кислород. Созданию такого вещества поспособствовало открытие Владимира Скулачева в сотрудничестве с биофизиком Ефимом Либерманом, совершенное еще в 1969 году. Ученые обнаружили, что некоторые катионы (положительно заряженные ионы), используя разность электрических потенциалов между клеткой и ее окружением, легко проникают внутрь клетки. Но гораздо быстрее они втягиваются в митохондрии, где разность потенциалов в три раза выше, чем в клетке. Стало быть, катионы можно использовать как «молекулы-электровозы», которые можно загрузить антиоксидантами. И митохондрии будут заглатывать эту конструкцию по всем законам физики. Это открытие уже сумел использовать ученый из Кембриджа Майкл Мерфи. Он прицепил к катиону тот антиоксидант, который сидит в наших митохондриях, — убихинон. Скулачев тогда подумал: не то! Дело в том, что убихинон может быть как антиоксидантом, так и прооксидантом. Причем диапазон между «анти» и «про» весьма невелик. Скулачев же позже в своей конструкции использовал пластохинон из растений, гораздо более мощный антиоксидант, чем убихинон, обладающий в сотни раз большим разрывом между «анти» и «про». Так получился антиоксидант Скулачева — SkQ1, адресованный в митохондрии. Sk — это скулачевский ион-«электровоз», а Q — это пластохинон.
"For sale"
Конструкцию нужно было опробовать, начинать испытания на животных. Для проекта потребовались приличные средства. И Скулачеву повезло. Первым его инвестором стал знаменитый российский предприниматель Олег Дерипаска. Сначала из фонда Дерипаски ученый получил грант, а затем и деньги на инвестиционный проект, который начался в 2004 году. Под проект создали компанию «Митотехнология». Исследования шли полным ходом, финансирование — тоже, пока не случился кризис 2008 года. Дерипаске стало не до непрофильного, хоть и социально соблазнительного проекта. А «Митотехнологию» резко затормозить было трудно, в компании уже работало сотни три сотрудников, в том числе за рубежом. «Никто не ушел, хотя зарплаты не было и в ближайшее время не предвиделось, — констатирует удивительный факт Скулачев. — Все верили в идею — она казалась настолько очевидной, что непременно должен был найтись новый инвестор». Пока ученых как мог поддерживал ректор МГУ Виктор Садовничий. С его подачи на одной из конференций в университете произошла знаменательная встреча Скулачева с главой «Роснано» Анатолием Чубайсом. «Первый же слайд моей презентации пересекала жирная красная полоса, на которой было написано: For sale», — рассказывает Скулачев. Чубайс заинтересовался, однако предупредил, что обсуждение проекта и экспертизы в госкорпорации могут занять столь долгое время, что дело, пожалуй, и заглохнет. Подумав, он предложил встретиться с частным инвестором — своим бывшим сослуживцем по РАО ЕЭС Александром Чикуновым. К тому времени Чикунов создал группу «Росток», в которую входил фонд, предназначенный для инвестирования значимых для человечества прорывных проектов, к тому же не обещавших немедленной коммерческой отдачи. Так в 2009 году проект «Ионы Скулачева» получил поддержку фонда «Росток», а новая компания «Митотех» продолжила работу. Чикунов был очарован академиком и его идеями. Скулачев, в свою очередь, — поддержкой в такой важный момент и увлеченностью инвестора благородными проектами. Сотрудничество с фондом «Росток» было важно и для благополучной связки с корпорацией «Роснано», требующей для каждого проекта соинвестора. «Росток» финансировал скулачевский проект полтора года, ровно до того момента осенью 2010 года, когда соглашение с «Роснано» вошло в силу и компания «Митотех» получила от корпорации первый транш — 95 млн рублей. И тогда Александр Чикунов решил, что он свое дело сделал. Надо сказать, это было неожиданное для ученых решение, но, как бы там ни было, они ему благодарны. «Он действительно помог нам в критической ситуации, — сказал генеральный директор компании “Митотех” Максим Скулачев. — Теперь, возможно, он будет поддерживать другие интересные проекты». Чикунов, хотя и перестал финансировать проект, остался среди совладельцев «Митотеха».
Ученым пришлось срочно искать нового инвестора: не только потому, что уже стартовали дорогостоящие клинические испытания капель, но и потому, что этого требовало соглашение с «Роснано». Им снова повезло. Проектом заинтересовался один из выпускников МГУ, владелец IT-компании. Он согласился перехватить эстафетную палочку инвестора. Проект, согласованный «Роснано», предполагал вложения в сумме 1,4 млрд рублей от корпорации и соинвестора. До этого в него уже было вложено примерно 24 млн долларов. За эти деньги работало множество научных групп, в том числе зарубежных, было построено опытное сертифицированное производство, в МГУ открыт современный виварий, проведено несколько серий клинических испытаний, запущены испытания препарата в США и Великобритании. По российским меркам инвестиции значительные, хотя представитель бигфармы на одно лекарство может потратить более миллиарда долларов. Но зато и «отбивает» их достаточно быстро. «Мы тоже уже зарабатываем, — смеется Владимир Скулачев. — Первую партию капель смели с полок за несколько дней. Сейчас сертифицируем следующую партию». Стоимость флакона капель — около 500 рублей, а начальная выручка от продажи — всего за пять дней — полмиллиона рублей. Но ведь это только начало!
В планах «Митотеха» — в случае успеха ряда клинических испытаний по лечению глазных болезней — начать переговоры с бигфармой. Пока же в активе инновационной компании есть коммерческий продукт от «сухого глаза», закончились клинические испытания капель против катаракты (данные обрабатываются, но уже ясно, что средство высокоэффективно), продолжаются клинические испытания капель против глаукомы, а осенью начнутся испытания капель против возрастной макулодистрофии (поражение сетчатки глаза). Если все эти достаточно распространенные и плохо или вообще неизлечимые глазные болезни поддадутся каплям Скулачева, это будет успех, который, несомненно, заинтересует крупные фармкомпании. Достойную базу для таких соглашений, кстати, «Митотех» готовит не только в России: доклинические испытания капель заканчиваются в США.
От инфаркта, больных суставов и облысения
Капли каплями, но от Скулачева все ждут универсальной таблетки от старости. Пару лет назад он показывал серовато-коричневые пилюли — первые прототипы таблеток от старости. С тех пор их усовершенствовали, сейчас вещество в них более стабильно. Через несколько месяцев «Митотех» собирается подать заявку в Минздрав на разрешение клинических испытаний таблеток. «Пока это будут испытания на безопасность, в них примут участие добровольцы», — говорит Максим Скулачев. С дальнейшей тактикой в компании еще не определились. «Есть два пути, по которым мы можем пойти, — говорит Владимир Скулачев. — Четко отработать глазные болезни и выходить с этими показаниями на мировой рынок или начать испытания по одному из тех возрастных заболеваний, которое охватывает миллионы. Скорее всего, это будут какие-то сердечно-сосудистые болезни». У компании есть год для того, чтобы прийти к определенному решению.
Хотя таблетка, которая будет разносить вещество по всему организму через кровь, теоретически обладает системным действием, испытания будут проводиться по конкретным показаниям. Перечисление заболеваний, свойственных пожилому и старческому возрасту, займет не одну страницу. Это сердечно-сосудистые, аутоиммунные и связанные с ослаблением иммунитета, а также нейродегенеративные, гормональные изменения. Уже начаты опыты на животных. В частности, в опытах на мышах и крысах было показано, что SkQ1 уменьшает зону инфаркта миокарда и инсульта, снимает сердечную аритмию, спасает от смерти при инфаркте почки. У испытуемых мышей тормозилось облысение, поседение, развитие остеопороза. У самок не прекращались эстральные циклы, а самцы не теряли половую мотивацию. SkQ1 также существенно тормозил возрастную дегенерацию тимуса (органа, ответственного за выработку клеток иммунной системы). Известно, что у человека тимус начинает стареть еще в молодости, ослабляя иммунитет.
Таким образом, компания «Митотех» способна создать целую линейку уникальных инновационных препаратов, которые могут стать весьма привлекательными продуктами для мировой фармы. Параллельно ученые будут вести дальнейшие изыскания, которые помогли бы убедительно показать, что старение — это программа, которую можно отменить. Одно из направлений научной деятельности — поиск вещества, которое могло бы быть мерилом возраста (по аналогии с радиоуглеродом 14С, по содержанию которого датируют различные биологические останки). «Это должно быть такое вещество, которое с возрастом меняется не биологически, а химически, — объясняет Владимир Скулачев, — к примеру, какая-нибудь аминокислота. Известно, что у млекопитающих все аминокислоты в белках имеют форму изомера L. Если в запаянную ампулу поместить раствор аминокислоты, то через короткое время там будет поровну изомеров L и D. Но проблема в том, что произойдет это через 250 лет. Однако совсем недавно у нас появилась одна безумная идея, по какому веществу можно было бы измерять возраст, и мы ее будем проверять».
В научных планах компании — проверка механизма, связанного с гибелью клеток из-за действия свободных радикалов. Изыскания будут проводиться в сотрудничестве с нобелевским лауреатом биохимиком Аароном Чехановером из Израиля. Гипотеза такая: клетки гибнут из-за апоптоза, который вызывают свободные радикалы. Организм, как и директор фабрики, будет экономить сначала не на рабочих, а на обслуживающем аппарате. По мнению Владимира Скулачева, организм начинает экономить на тех молекулах, которые осуществляют контроль качества белков, в результате чего в клетках начинают накапливаться поломки. «Меня осенило, что эта гипотеза примиряет две противоречивые точки зрения на старение, — говорит Скулачев. — Если это верно, то старение — это программа, которая приводит к накоплению ошибок! А когда этих ошибок накоплено слишком много, их ничем не вылечить, даже нашим SkQ. У очень старой крысы SkQ не лечит слепоту». Это исследование важно и с той точки зрения, когда начинать лечить старческие болезни, чтобы быть молодым в сто лет.
– Владимир Петрович, вы завершили пятилетний этап экспериментов. Ваши ожидания оправдались?
– Безусловно, хотя во многом результаты оказались неожиданными. Начиная эксперименты, мы предполагали, что синтезированное нами вещество, которое «борется» с ядовитыми формами кислорода в клетке, способно резко увеличить продолжительность жизни. Однако эффект получился несколько другим: продолжительность жизни возрастает ненамного, а вот физиологический процесс старения резко замедляется или даже останавливается. Животные, которым мы давали препарат, доживали до глубокой старости в здоровом и активном состоянии, а потом вдруг в считанные дни или даже часы умирали. Знаете, это как исполнение молитвы о легкой смерти.
Результаты поразительные, и я бы о них не говорил, если бы их уже не повторили в других местах, в частности в Швеции, в лаборатории вице-президента Шведской академии наук Барбары Кэннон, на очень интересной модели – быстро стареющих мышках. Они живут втрое меньше обычных, около 9 месяцев, но проходят полный жизненный цикл, включая и старость со всеми признаками старения.
Итак, доказано, что наше вещество, во-первых, все-таки продлевает жизнь мышей, в среднем на 50%, и избавляет животных от множества признаков старости – облысения, поседения, дистрофии сетчатки, катаракты, падения иммунитета и других. Например, для старых мышей в конце жизни характерен ступор – они сидят, дрожат, ничего их не интересует, а подопытные животные были активными до самого последнего дня.
– Но в самом начале работы у вас, как я помню, были другие надежды. От идеи радикального продления жизни вы отказались?
– Вы не понимаете, что на самом деле мы получили больше, чем рассчитывали! Это журналисты в основном представляли все так, что мы боремся за бессмертие. Но нашей главной задачей было продлить не столько жизнь, сколько молодость. Мы боремся с унизительным состоянием старения, когда одна за другой начинают отказывать различные функции организма. Мы, как говорится, были «согласны» на любой вариант, но такого поразительного результата не ожидали – отмены множественных старческих болезней.
– Ну а как природа на все это «смотрит»? Можно ли найти естественные аналоги действию вашего препарата?
– Такие случаи в природе известны, например, есть крупные океанские птицы, которые живут до 50 лет, не старея, а потом умирают. У млекопитающих замечено такое свойство, что продолжительность жизни обратно пропорциональна образованию ядовитых форм кислорода в митохондриях. Чем слабее этот процесс, тем дольше живут животные. Это широко исследовалось в мире, но самая лучшая работа сделана в Англии два года назад профессором Ламбертом, который проверил 12 разных видов животных – от бабуинов до мышей. У 11 выполнялось правило, указанное выше, но было одно исключение, на которое ученые указали при публикации. Это так называемый голый землекоп, грызун, напоминающий мышку, открытый в середине 19 века в экваториальной Африке. У этих существ – строгая иерархия: во главе – самка, у которой бывает от одного до трех мужей, а все остальные – рабочие и солдаты, которые защищают ее от змей, главного врага. Солдаты живут не больше трех лет, погибая в борьбе со змеями, а «царица» – в десять раз дольше. И у нее «безнаказанно» образуются ядовитые формы кислорода, которые не вызывают, как у всех других животных самоубийство клеток и, по-видимому, не сокращают продолжительность жизни.
Это замечательное подтверждение моей гипотезы о том, что старение – это механизм, ускоряющий эволюцию, и если у существа нет врагов, старение просто становится бессмысленным. Я всегда привожу пример о двух зайцах и лисе – пока зайцы молодые, они могут от лесы убежать. С возрастом это становится все труднее, т.к. количество клеток в мышцах уменьшается, и тогда «умный» заяц удерет, а «глупого» съест лиса. Таким образом, заячья порода получает шанс «поумнеть» в течение одного поколения. Но если бы ни лиса, зайцу эти новые свойства, а с ними и старение, не понадобились бы, ведь именно старение, одряхление заставляет организм искать новые пути выживания.
– Как же будет выглядеть эта «эволюционная гипотеза» применительно к человеку?
– Человек в своей эволюции совершенно не заинтересован – если нам надо лететь, мы строим самолет. Мы приспосабливаем среду к себе, а не приспосабливаемся к ней сами. Поэтому биологическая эволюция человека практически остановилась. Необходимость в специализированных механизмах эволюции у человека постепенно отпадает. Старение – как механизм, ускоряющий эволюцию, нам не просто не нужен, но еще и вреден. Все это работало, пока первобытный человек жил в лесу, не начав еще приспосабливать среду к себе. Сейчас старение – это атавизм, конртпродуктивная программа, которая выгодна для вида, но крайне невыгодна для индивидуума. Наша задача – вывести человека в разряд нестареющих животных, а такие есть. Помимо землекопов, это гигантские крабы, у которых тоже нет врагов, это жемчужница, которая сидит на дне реки, и никто ее не трогает, и другие. У природы есть твердое правило: если нет врагов, старение исчезает.
Наше вещество как раз убирает врагов человека – ядовитые формы кислорода, которые как раз и влияют на процесс старения. В первом приближении это и есть один из ключевых моментов, влияющих на старение. Ядовитые формы кислорода окисляют белки, ДНК, очень похоже на то, как ржавеет днище автомобиля. Только здесь воздействие более изощренное: немного на сердце, немного – на печень, немного – на почки… Не дай бог, слишком резко атаковать что-нибудь одно – организм сразу погибнет, а старение – процесс постепенный. А у наших животных, получивших препарат, он, похоже, идет по-другому. У них вдруг приходит в негодность какая-то одна главная функция.
– Вы наверняка собираетесь выяснить, что же с ними происходит…
– Конечно, но мы подбираемся в связи с этим к другой проблеме – проблеме внезапной смерти. У меня есть гипотеза, отчего это происходит, которую я называю «принципом Баиса». Если помните, Баис – один из персонажей трагедии Мольера «Любовь-целительница». Мольер, как известно, всю жизнь высмеивавший врачей, в пьесе дал им разные прозвища – «убивающий», «кровососущий», а Баису – «лающий». Этот «лающий» говорил: «Лучше умереть по всем правилам, чем выжить против правил». Потрясающая фраза! Если говорить о геноме того или иного вида, то для сохранения его в веках гораздо безопасней, если отдельные особи будут «умирать по правилам». Потому что особь может переболеть каким-то тяжелым заболеванием, допустить повреждение генома, а потом – выздороветь и размножиться, испортив породу.
Считается, что внезапная смерть наступает «на ровном месте», у здоровых людей. Это не так – они либо больны, но не знают об этом, и внезапная смерть «спасает» их геном от последствий, опасных для вида. Либо это наследство перенесенного заболевания, которое человек перенес и справился с ним, но для генома он уже представляет опасность. «Принцип Баиса» работает совершенно беспощадно, и видимо, приводится в действие тем же самым механизмом, что и старение. Это выдуманный эволюцией механизм для того, чтобы геном не испортился.
– Получается, синдром внезапной смерти – эволюционная проблема?
– Это выдуманный эволюцией механизм для того, чтобы не испортился геном.
– Итак, вы пытаетесь отменить этот ставший бесполезным механизм, называемый старением. И что произойдет дальше?
– Я бы провозгласил такой лозунг: «От Hоmо Sapiens – к Homo Sapiens– Discatenatus. «Катена» в переводе с латинского означает «оковы». Человек должен быть не только разумным, но и раскованным, сбросившим оковы, заданные эволюцией. Кстати, впервые эту идею провозгласил Илья Мечников. Он был очень смелым ученым, для которого не существовало барьеров. Он считал, что у человека есть множество признаков, которые мы унаследовали у животных, и которые не только бесполезны, но и вредны.
– И каким будет этот человек?
– Таким, как та океанская птица, которая живет долго и внезапно умирает.
– Идеальный вариант: люди живут лет до 120, чувствуют себя здоровыми, пока что-то не выведет их из строя практически моментально. Так?
– Да, и выяснением того, что именно «выводит из строя», мы в ближайшее время, после излечения человека от старости. Если, после этого, действительно, останется какая-то одна причина, выводящая организм из строя, то, думаю, человечество с ней справится. Но пока нам этого не удалось добиться. Мы остановили у наших мышек многие «болезни старости», но вот рак пока не отменили. Наши подопечные перестали умирать от пневмонии, гепатита, нефрита, а вот от рака – умирают.
– Вы выбрали один метод, который частично сработал. Но, возможно, есть и другие?
– По моему мнению, таких методов и направлений совсем немного. Есть масса теорий старения, которые никуда не ведут.
– И все же это комплексная проблема? Нужна ли, с вашей точки зрения, объединенная программа фундаментальных исследований, направленная на увеличение продолжительности жизни?
– Мне лично никогда не удавалось свести все, что мы знаем по другим направлениям, к какому-то реальному эксперименту, который можно поставить. Моя квалификация – митохондрии, и здесь моя квалификация совпала с одним из вариантов решения проблемы. Наверно, есть и другие.
Лучше иметь программу, чем ее не иметь. Я за любые действия в этом направлении. Исследования нужно инициировать, и у меня здесь нет амбиций.
Старость — это болезнь
Старость — это болезнь, и вылечить ее — задача биоинженера, считает доктор биологических наук, академик РАН, директор Института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, декан факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. М.В. Ломоносова Владимир Петрович Скулачев. С 2003 года он работает над созданием «лекарства от старости».
Что такое старение и смерть?
Есть две противоположные точки зрения на старение и вызываемую им смерть. До Дарвина считалось, что это последний этап развития человека: зарождение в утробе матери, рождение, рост, старость — и, наконец, смерть. С появлением теории Дарвина стали думать, что естественный отбор индивидов не может привести к таким странным и нехорошим явлениям, как старение и, тем более, смерть от старости, и что стареем мы по техническим причинам: сложный организм постепенно изнашивается и ломается. Первым против этой точки зрения восстал знаменитый немецкий биолог Август Вейсман — в конце XIX века он выступил с сенсационной лекцией о том, что старение и смерть от старения возникли в процессе эволюции, чтобы, во-первых, уничтожать ослабленных индивидов и, во-вторых, ускорить смену поколений и, соответственно, эволюцию. К сожалению, эта гипотеза не объясняет важнейшую черту старения — медленный темп: человек угасает долгие годы, что, в общем, не очень эффективно. И уж совсем непонятно, почему при старении происходит согласованное ослабление множества функций, ведь организм умирает, даже если отказывает всего одна функция, например, перестанет биться сердце.
Точку зрения «вульгарных дарвинистов» я называю пессимистической: если она верна, со старением ничего не сделает и геронтология — это лишь описательная наука, изучающая путь на кладбище. А вейсмановскую теорию я считаю оптимистической: если в генах записано, что сначала нужно родиться, потом повзрослеть, прекратить расти и начать стареть, то в эту программу можно вмешаться и замедлить или даже отменить ее.
Какая из этих теорий господствует сейчас?
До конца ХХ века в науке господствовала дарвинская точка зрения. Да и сейчас традиционная геронтология все еще пессимистична, однако вейсмановскую гипотезу разделяет все больше ученых, потому что нет ни одного довода, который окончательно бы ее опровергал. Кроме того, во второй половине прошлого века произошло событие, резко изменившее баланс между этими точками зрения, — было найдено явление запрограммированной смерти живой клетки (это явление, получившее название «апоптоз», безусловно, возникло в ходе эволюции). Выяснилось, что в каждой клетке есть гены, в которых запрограммировано ее самоубийство. Более того, оказалось, что клетка — страшный пессимист: она все время готова покончить с собой и, чтобы она жила, ее должен к этому подталкивать специальный белок. Ученые, обнаружившие гены программы апоптоза у червя нематоды, в 2003 году получили Нобелевскую премию.
Есть ли запрограммированная смерть у организмов?
Когда ученые узнали о самоубийстве клеток, они предположили, что может существовать и программа самоубийства организма. И оказались правы: она есть у одноклеточных, например у бактерий и дрожжей. Вот что происходит с дрожжами: чтобы привлечь клетку противоположного пола, они (как и люди) выделяют особые вещества — феромоны, которые не только привлекают, но и убивают дрожжи противоположного пола, если концентрация феромона повышается. Какое-то время назад выяснилось, что такая же программа есть и у млекопитающих: например, самцы сумчатой мыши, обитающей в Австралии, дней через десять после окончания гона гибнут от собственных феромонов. А совсем недавно в Бельгии было сделано выдающееся открытие. Там исследовали травку под названием Arabidopsis (по-русски — резушка), которая живет два с половиной месяца: ее семена выделяют вещество неизвестной пока природы, убивающее резушку буквально за десять дней. В геноме резушки примерно 35 тысяч генов, из них только два ответственны за половое размножение, то есть за цветение. Когда эти два гена удалили, резушка стала бессмертной — она превратилась в куст, приобрела толстый стебель, отрастила крупные листья и стала размножаться вегетативно, корневищем, а не половым путем. Это значит, что у резушки есть запасная программа, видимо, более старая: так же, как папоротники и хвощи когда-то были деревьями, резушка была кустом, а потом стала маленькой травкой и завела себе половое размножение. На этом примере мы видим, как возникла смерть. Между прочим, это перекликается с религиозными догмами о том, что Адам был бессмертен, пока не встретил Еву и пока не началось половое размножение.
В каком возрасте начинается старение человека и как оно проявляется?
Раньше всего, лет в 15, начинает стареть иммунная система. В 20 лет она уже безусловно более слабая, чем в 10. Это объясняет, почему подростки реже умирают от инфекционных болезней, чем взрослые и особенно старые люди. Затем стареет мышечная система: 30-летний футболист стоит дешевле, чем 20-летний. У людей уменьшается количество мышечных волокон — это явление называется саркопения. Потом начинают стареть глаза: острота зрения ухудшается c 30 лет. Затем идет кожа — типичные старческие признаки на коже появляются лет в 40. Далее, лет в 50—60 у женщин наступает менопауза, то есть стареет половая система (у мужчин она может действовать чуть ли не до ста лет). Мозг, по-видимому, стареет позже всего, в очень преклонном возрасте, и у всех по-разному.
У меня есть знакомая семья, которую в тяжелые годы после распада СССР кормил почти 100-летний дедушка,— он готовил школьников к поступлению в университет. Дедушка уже не узнавал своих родственников, не мог себя обслуживать, но, когда к нему приходили ученики, он с ними прекрасно занимался. Функция мозга, которую он тренировал всю жизнь, оставалась безукоризненной. Вообще известно: если человек перестает заниматься умственной деятельностью, его способности деградируют. Кстати, тот факт, что человеческий организм стареет не синхронно: что-то ломается в 15 лет, что-то — в 95, совершенно не объясняется геронтологами-пессимистами.
Некоторые животные «отменили» себе программу старения. Как и почему они это сделали?
Программу старения отменяют организмы, у которых нет врагов, — поэтому им некуда эволюционировать. Эзоп однажды сказал: заяц всегда убежит от лисы, поскольку для него это вопрос жизни и смерти, а для лисы — вопрос обеда. Но это справедливо только для молодых зайцев. Теперь рассмотрим старых зайцев: предположим, один из них умный, другой глупый, но оба еще могут производить потомство. Если они увидят лису, умный бросится наутек, а глупый остановится, чтобы ее рассмотреть — и лиса его съест. Умный выживет и наплодит умных зайчат. Старение — это способ ускорить эволюцию. А если нет лис, то зайцам и старение не нужно. Поэтому не стареют такие существа, как, например, гигантская черепаха (ее защищает панцирь), гигантский кит, речная жемчужница (створки этого моллюска никто из речных обитателей не может разгрызть). Большинство нестареющих организмов постоянно растут и с возрастом становятся более плодовитыми. Жемчужница, например, растет всю жизнь, и в какой-то момент мышечная нога, на которой она держится, перестает выдерживать тяжесть раковины — и она падает, а затем умирает с голода. Точно так же гигантская черепаха умирает потому, что не может выносить тяжести своего панциря.
Еще одно нестареющее животное — голый землекоп, грызун, обитающий под землей колониями по 200—250 особей. Он живет до 30 лет, и с возрастом вероятность смерти у его не увеличивается. Как и почему он умирает — никто не знает: у него нет ни рака, ни инсульта, ни диабета, ни других приводящих к смерти заболеваний, его иммунная система не стареет. Точно так же никто не знает, отчего умирают гигантские киты.
У человека тоже нет врагов, кроме него самого. Почему же мы не отменяем себе эту программу?
Мы слишком недавно избавились от врагов. Чтобы что-то изменилось, должно пройти примерно 100 тысяч лет. Но, я думаю, мы к этому идем.
Как вам пришла в голову идея создать лекарство от старения?
Любой студент моего факультета умеет останавливать цепь событий, запускающих смерть клетки. Почему бы тогда не создать вещество, которое остановит старение человеческого организма?! Конечно, идеально было бы найти у человека гены, отвечающие за смерть, и «выбить» их. Но пока о работе такого уровня речи даже не идет.
На чем основано действие вашего вещества и о каких результатах можно говорить сегодня?
Мы создали его, руководствуясь очень простой логикой: человека, по всей видимости, медленно отравляет некий яд. Лучший кандидат на эту роль — активные формы кислорода. Природа сама придумала, как с ними бороться, создав антиоксиданты: например, витамины Е, С, которые мы получаем с пищей, коэнзим Q. В состав нашего вещества тоже входит антиоксидант — его мы заимствовали у растений: они сами образуют кислород и поэтому научились прекрасно с ним бороться. Вторая его часть — катион, который называется «ион Скулачева» (этот термин придумал американский биохимик Дэвид Грин). Работая над нашим веществом, мы отталкивались от открытия, которое мы с Ефимом Арсеньевичем Либерманом сделали еще в 1969 году. Мы установили, что митохондрии (специальные органеллы, которые есть внутри клетки) — это электростанции, превращающие химическую энергию в электрическую, и что разность электрических потенциалов на их мембране имеет знак минус внутри митохондрий. Как известно, плюс стремится к минусу, и положительно заряженные «ионы Скулачева» в силу некоторых своих особенностей свободно проходят сквозь мембрану митохондрии и доставляют туда прицепленный к ним антиоксидант.
Опыты показали, что наше вещество продлевает жизнь разным организмам — от грибов до млекопитающих. Например, мыши стали жить в два раза дольше. У них пропали или замедлились более 30 признаков старения, исчезла менопауза, укрепился иммунитет, они перестали страдать от инфекций. Умирали они, как правило, от рака: наше вещество на эту болезнь, к сожалению, не действует. Наилучших результатов мы добились на очень интересном существе, слепушонке, у которого, по-видимому, нет программы рака. А опыты на дрозофилах показали, что необязательно принимать это лекарство всю жизнь — достаточно лишь первые 10 дней. Однако если начать принимать его в старости и не отменять до конца жизни, эффект будет тот же. Это очень важно — значит, не все безнадежно для стариков: их тоже можно лечить от старости.
В скором времени, я думаю, наше вещество будет продаваться в аптеках как лекарство от глазных болезней. У нас уже есть официальный сертификат о том, что оно — первое в мире!— радикально вылечивает болезнь под названием «сухой глаз». Мы провели опыты на людях в московских глазных больницах, и за три недели 60% пациентов избавились от этой страшной болезни, считающейся неизлечимой. Сейчас мы ставим более длительный опыт, и, думаю, результат должен быть еще лучше. Кроме того, опыты на животных показали, что это лекарство лечит глаукому, катаракту (невероятно, но она исчезает — я сам вылечил свою катаракту), увеит, макулодистрофию. И, что важно, его нужно очень мало. Чтобы вылечить глаза всем домашним кошками, собакам и лошадям в России, в год надо 4 г вещества.
Прием обычных антиоксидантов в существующей сейчас лекарственной форме не дает желаемого результата?
К сожалению, нет. Первый дефект обычных антиоксидантов, например витамина Е, в том, что они действуют не адресно. Ядовитые формы кислорода образуются во внутренней мембране митохондрии, а антиоксиданты проникают во все мембраны. Поэтому их нужно принимать в больших количествах — и отсюда второй, более страшный дефект антиоксидантов: специальная система в печени разрушает их и превращает в канцерогены. Мы не можем есть витамин Е ложками. Колоссальное преимущество нашего вещества в том, что оно идет внутрь митохондрии, и принимать его нужно, как я уже сказал, в наноколичестве.
Избавляя человека от старости и продлевая его жизнь, вы идете против природы и эволюции. Не приведет ли это к катастрофическим последствиям?
Мой любимый афоризм: когда мы хотим взлететь, мы строим самолет, а не ждем, пока за спиной вырастут крылья. Эволюция — это приспособление к среде, а мы сами создаем эту среду. Нам холодно — мы теплее одеваемся или включаем обогреватель, а зверь должен шкуру отращивать. Мы даже мозги себе продлили при помощи компьютера. Эволюция нам не нужна. Возможно, через миллион лет наша деятельность спровоцирует что-то негативное, но, думаю, к тому времени мы либо себя взорвем, либо научимся справляться с новыми проблемами. Человек умнеет очень быстро: я помню, еще совсем недавно, в конце ушедшего века, считалось, что гены будут прочитаны в конце XXI века, а генетики их прочитали в первую декаду.
А не создадите ли вы дополнительные проблемы: перенаселение, недостача продовольствия, конкуренция за рабочие места?
Земля пустая — если лететь на Дальний Восток, видны сотни километров незаселенной земли. Кроме того, можно пойти тем же путем, что и китайцы: ограничить рождаемость. Здесь такая альтернатива: жить долго, счастливо, без болезней и умирать по каким-то случайным причинам, но тогда ограничить рождаемость — или умирать от старости. Это социальный вопрос, и его решение зависит от разумности общественного строя. Ведь когда изобрели антибиотики, люди тоже стали дольше жить, их количество увеличилось, но проблем, связанных с этим, не возникло.
Как будут умирать люди, если отменить старение?
Уже сейчас в цивилизованном обществе каждая десятая смерть не связана со старостью — это либо самоубийство, либо инфекция, либо автокатастрофа, либо результат травмы. Так что когда человеку надоест жить, он может покончить с собой. Кроме того, когда мы будем жить существенно дольше, появятся настоящие старческие болезни — не запрограммированные, как нынешние, а настоящие. Проявятся какие-то дефекты, которые для современного человека несущественны, потому что он так долго не живет. Лучший пример — это киты. С годами в белках хрусталика их глаз все больше L-аминокислот самопроизвольно превращается в D-аминокислоты, и годам к двумстам киты, видимо, из-за этого слепнут. Если бы они жили меньше, этого бы не произошло. Вот настоящая старческая болезнь, и от нее наше лекарство никак не поможет. То есть возникнут новые болезни или разовьются редкие старые, к которым человек не готов.
И они будут приводить к смерти? То есть мы не говорим о бессмертии?
Применительно к человеку, вероятно, можно будет говорить даже о бессмертии. В отличие от китов, мы можем заменить себе хрусталик.
Существуют ли естественные способы продления молодости?
Продлить молодость можно с помощью постов — они удлиняют жизнь всем, даже дрожжам: если их ограничить в питании, они живут дольше. В Америке уже 20 лет идет интересный опыт на макаках (они живут лет 35—40), который уже показывает, что, если макаки получают в день на 40% калорий меньше, их программа старения замедляется и масса признаков старения просто не развивается. Я думаю, что религиозная догма о необходимости постов — тонкое наблюдение о том, как дольше жить. Постоянный голод безусловно сокращает жизнь, а периоды ограничения питания, наоборот, продляют. Еще один способ, по-видимому, — регулярные и упорные физические тренировки. Хотя это гораздо менее исследованный, менее действенный, чем ограничение питания, и менее радикальный способ.
Удивительное свойство программы старения в том, что ее можно попытаться затормозить в любой момент. То есть начать заниматься спортом, как и начать поститься, никогда не поздно. На последних Олимпийских играх для стариков около 20 золотых медалей взяла канадка 90 с лишним лет, которая начала тренироваться только в 70-летнем возрасте, когда вышла на пенсию.
Как избежать старости. 6 цитат из лекции
малекулярного биолого, кандидата биологических наук Максима Скулачева - сына академика Владимира Петровича.
Лекция из научного цикла, организованного Правительством Москвы, Департаментом науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы и проектом «Сноб». Кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник биологического факультета МГУ им. Ломоносова Максим Скулачев рассказал, можно ли остановить старение человека.
1. Старение — растянутое во времени самоубийство
Биологическое старение — это постепенное согласованное ослабление жизненных функций организма с возрастом, повышающее вероятность смерти. Шансы не отпраздновать свой следующий день рождения у людей растут с каждым годом. В период полового созревания (10—14 лет) эти шансы минимальны, но дальше повышаются. К 80 годам вероятность умереть составляет 20%: из тысячи человек в год умирает двести.
Природа держит все на контроле: появление яйцеклетки, ее деление, рост, созревание плода и рождение ребенка. Почему же считается, что такой важный этап жизни человека, как смерть, отдается на откуп случайным обстоятельствам?
«Никогда не поверю, что лошадь и телега стареют одинаково», — говорил геронтолог Алекс Комфорт. Есть два взгляда на процесс старения. Первый — пессимистический. Согласно ему, мы сложные механизмы, у этих механизмов с возрастом накапливаются поломки, в конце концов поломок становится столько, что механизм больше не может функционировать. Тогда мы ломаемся и умираем.
Вторая точка зрения более оптимистическая, но менее распространенная. Ее суть заключается в том, что старение — заключительный этап индивидуального развития организма, запрограммированный в геноме. Это значит, что мы стареем не просто так, а в нас заложена программа, которая запускается сразу после полового созревания. Цель этой программы — свести нас в могилу. Получается, что старение — это растянутое во времени самоубийство. Звучит мрачно, но на самом деле это оптимистическая точка зрения на проблему старения.
С накоплением поломок в организме наука ничего сделать не может. Нo если в нашем организме действительно есть механизм, который сводит нас в могилу, то ученым нужно просто его сломать, и тогда мы не будем стареть. Нет, мы не станем жить вечно и не будем бессмертными. Я противник этой идеи. Но мы можем стать существами, которые не стареют и умирают по причинам, не связанным со старостью.
2. Смерть от старости — необходимый элемент эволюции
Биологам кажется разумной идея о том, что смерть изобретена эволюцией для освобождения пространства для новых потомков. «Родители, произведя достаточное количество потомков, становятся помехой для этих потомков, конкурируя с ними за пищу. Естественный отбор выбраковывает родителей и во многих случаях дает преимущество тем расам, представители которых умирают почти сразу же после того, как произвели потомство», — говорил британский биолог и антрополог Альфред Рассел Уоллес.
Для семяизвержения самца богомола требуется обезглавить. Эту экзекуцию производит самка. В результате самец богомола может стать отцом только раз в жизни. Так повышается разнообразие потомства и ускоряется эволюция.
Смерть от старости — это необходимый элемент эволюции. Природе выгодно, чтобы у многократно размножающихся организмов процесс биохимического самоубийства был растянут во времени. Приведу в пример «Теорему о двух зайцах». С одним зайцем произошла мутация, и он стал чуть умнее, чем обычный заяц в среднем. Пока зайцы молоды, они все успешно убегают от хищников, выживают, размножаются. Умный заяц растворяется в массе обычных зайцев. Но потом зайцы стареют, слабеет сердце, мышцы уменьшаются, голова работает хуже, портится зрение. У лисы резко повышаются шансы поймать старого зайца. В этот момент умный заяц за счет смекалки будет успешнее убегать от лисы, а обычного зайца лисы съедят. Таким образом, ум зайцам среднего возраста дает колоссальное преимущество при размножении. Благодаря процессу старения, эволюция может обогатить следующее поколение особей генами именно умных особей.
3. Организм человека состоит из клеток-меланхоликов
В клетках существует генетическая программа, активация которой ведет к смерти. Этот процесс был назван апоптозом. Древнеримский врач Клавдий Гален наблюдал за опаданием листьев осенью. Он заметил, что они сначала меняют цвет, потом скукоживаются и опадают. Гелен обрубил ветку растения, и листья с этой ветки остались зелеными в течение всей зимы. Его наблюдения вдохновили ученых Роберта Хорвица, Джона Салстона и Сиднея Бреннера, которые стали лауреатами Нобелевской премии в области медицины и физиологии за 2002 год за открытие генов запрограммированной смерти клетки. Теперь мы знаем, что опадение листьев — это процесс массированной гибели клеток в районе черенка, который возможен только на живом растении.
Явление апоптоза доказало: клетки умеют умирать запрограммированно. К примеру, если обжечь палец горячим утюгом, то первые клетки умрут от высокой температуры, а следующие за компанию с ними, так как они получат сигнал: «Что-то тут не все в порядке, давайте все умрем, а потом на нашем месте вырастут новые здоровые клетки». Организм человека состоит из клеток-меланхоликов, чуть на них плюнь — они запускают механизм самоубийства. Это наша защита от рака. Когда в организме появляются опухолевые клетки, то эти клетки сразу получают сигнал на запуск самоубийства. У тех, кому сейчас больше сорока лет, прямо в эту минуту несколько тысяч клеток решили стать раковыми. Но, скорее всего, с этими людьми не случится ничего страшного, так как их раковые клетки знают, что они приняли неправильное решение и им надо умереть. Но так работают отдельные клетки. Теоретически может быть запрограммирована смерть целого организма — феноптоз.
4. Негативный настрой вокруг человека может привести к фатальным последствиям
Процесс биохимического самоубийства можно запустить и у человека. Существует австралийское племя, у которого есть специфический вариант казни: если кто-то из соплеменников провинился, то они объявляют его мертвым. Физически его никто не трогает. Племя начинает длительный обряд его похорон. Соплеменники поют по нему заупокойные песни, проводят поминки, в то время как он рядом с ними ходит живой. Приговоренные к казни в течение нескольких недель умирают по медицинским причинам. В научной литературе есть описанный случай, когда этнографы, которые занималась изучением этого племени, услышали, что начались заупокойные пения по живому человеку, и обратились в полицию. Несчастного забрали в больницу. Он выжил, но врачи диагностировали у него тяжелейшую почечную недостаточность. Этот пример достаточно спекулятивный. Но он показывает, что определенный негативный настрой вокруг человека может привести к тотальным последствиям.
5. Вид, совершивший резкий эволюционный скачок, может не стареть
Есть гипотеза, что вид, совершивший резкий эволюционный скачок, может себе позволить не стареть. Землеройка обитает на поверхности земли, умирает от холода, голода и хищников. Живет она всего полтора-три года в зависимости от особи. Летучая мышь — очень близкое к землеройке существо. У них одинаковый размер тела, одинаковая скорость метаболизма. По сравнению с землеройкой летучая мышь в ходе эволюции изобрела две вещи: полет и эхолокацию. У летучей мыши вообще нет проблем, которые есть у землеройки. Она может долететь до теплого места или быстрее найти себе питание, хищники из-за эхолокации не могут ее поймать ночью. Продолжительность жизни летучей мыши 20-50 лет.
Голый землекоп (помесь крысы с кротом) — тоже полный аналог мыши. Единственное его отличие от нее: он изобрел социальную структуру общества. Землекопы живут муравейниками, у них есть царица, два-три ее мужа (только им разрешено размножаться) и остальные триста особей, которые занимаются обслуживаем своих правителей: кормят, защищают, строят огромные подземные лабиринты. Землекопы тоже не имеют проблем, которые есть у землеройки, живут около 30 лет. Смертность землекопа не зависит от возраста, а значит, он не стареет.
6. Люди, чья работа связана с обучением молодых, живут дольше
У человека тоже есть изобретения, которые ему позволяют больше не эволюционировать. Мы больше не приспосабливаемся под окружающую среду. Мы приспосабливаем ее под себя. Когда нам холодно, мы не ждем, когда на нас вырастет шерсть, а просто надеваем свитер. Но самое главное, что мы изобрели, — это способ передавать информацию с речью, а не только с нашими генами. Если есть гора, за которой живет пещерный лев, нам не нужно ждать, когда у нас появится мутация, и гора начнет ассоциироваться с чем-то опасным, и через много поколений люди не будут ходить за эту гору. Мы может просто взять и сказать: «Не ходите на ту гору, там живет лев». Это колоссальное преимущество позволило нам захватить всю планету.
Осталась одна сложность. С точки зрения эволюции, с наступлением менопаузы человек становится бесполезным для вида. Но люди бывают разные. Некоторые пытаются объяснить молодым и неопытным, где лев, куда им ходить, а куда нет. А другие этим не занимаются. Так появляются полезные бабушки и дедушки, которые обучают молодых, и вредные, которые этого не делают и просто занимают место в пещере. Согласно нескольким исследованиям, люди, чья профессия связана с общением с другими людьми, например, профессора в университете, живут дольше. Аномально долго живут дирижеры. Они в общем-то ничему никого не учат, но внешне их работа выглядит так, как будто в пещере перед ними собралась куча молодых людей, и дирижер ими управляет, а они очень сильно от него зависят. Если мы заботимся о следующем поколении, природа разрешает умереть нам чуть позже.