Старение. Почему эволюция убивает?
- -
- 100%
- +
© ООО Издательство "Питер", 2025
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Введение
Эта книга – попытка ответить на вопрос, который волнует человечество, вероятно, с тех далеких пор, как оно осознало свою способность к мышлению: почему мы стареем и можно ли этого избежать? Как ни странно, у современной науки нет точного представления о том, что такое старение. Поразительным образом эта неотъемлемая часть нашей повседневности не имеет строгого научного определения. Однако для того, чтобы бороться со старением, жизненно необходимо понимать его природу.
На протяжении многих веков ученые делали многообещающие открытия, не дающие ответа на главный вопрос, но якобы способные решить проблему старения в кратчайшие сроки, «через пять, максимум шесть лет». Нет необходимости говорить, что все эти проекты канули в Лету, не оставив после себя никакого следа и лишь уступив место другим проектам такого же рода.
Эта книга не дает громких обещаний. Вместо этого я предлагаю применить к проблеме старения научный подход, который уже показал свою эффективность на предшествующих этапах развития науки: построить всеобъемлющую рациональную модель, то есть научную парадигму старения.
Почему нам так уж необходима научная парадигма? Почему мы не сможем найти средство от старости без понимания ее истинной природы, например методом случайного подбора препаратов? Для того чтобы оценить такую возможность, давайте вернемся в прошлое и попытаемся решить какую-нибудь проблему здравоохранения без опоры на научное знание. Например, сегодня мы знаем, что инфекционные заболевания вызываются микробами, вирусами и другими патогенами. Микробная теория инфекций позволила разработать вакцины и антибиотики, с помощью которых человечество победило многие опасные болезни.
Однако до того, как эта теория стала общепринятой, она конкурировала с другими гипотезами. Большинство ученых полагало, что причиной инфекционных заболеваний является «плохой» воздух, или «миазмы», что в итоге привело к развитию санитарии и применению вентиляции помещений для борьбы с болезнями.
В менее прогрессивных обществах болезни объяснялись магией. Этот подход к инфекционным болезням тоже может приводить к ограниченно результативным средствам борьбы с инфекциями. Например, кому-нибудь может прийти в голову, что тканевые маски, скрывающие лицо, уберегут от порчи или сглаза.
И теория миазм, и магия могут дать неплохие первоначальные результаты: санитария позволяет избавиться от патогенов в воздухе и на поверхности предметов, а средства защиты лица от сглаза сработают как гигиенические маски, защищая от инфекции. Воодушевленные этими успехами, ученые будут пытаться улучшить санитарию или методы защиты от порчи, чтобы за небольшой срок решить проблему инфекционных заболеваний.
Производство вакцин, напротив, требует понимания природы инфекционных заболеваний, а кроме того, является более сложной технологией. Поэтому первые эксперименты с вакцинами вполне могут показывать скромные результаты, кажущиеся бесперспективными по сравнению с успехами применения санитарии или средств защиты лица. Однако современное знание говорит, что именно разработка вакцин ведет к прорывным успехам в борьбе с инфекциями, тогда как время и ресурсы, потраченные на создание более совершенных средств вентиляции и защиты лица, пропали бы втуне.
Неверные теории могут казаться результативными, однако само по себе сравнение эффективности терапевтических методов в конкретный момент может сослужить плохую службу при выборе дальнейших направлений исследований. Для оптимального определения научной стратегии и расстановки приоритетов в разработке терапии необходимо фундаментальное понимание изучаемого явления. Без этого работа может зайти в тупик, что приведет к потере времени и ресурсов.
Отмена старения – сложная задача. Вакцины активируют иммунную систему – механизм борьбы с инфекциями, заложенный в нас эволюцией. Однако в организме человека нет встроенной функции отключения старения, которую мы могли бы активировать при помощи терапевтических методов. Скорее всего, чтобы заставить организм перестать стареть, нам понадобится его перепрограммировать. Нам предстоит бороться не с отклонением от нормы, а с нормальным свойством здорового организма, следовательно, предотвращение старения может оказаться в сотни раз сложнее любой другой проблемы здравоохранения. Поэтому борьба со старением в гораздо большей степени требует фундаментального понимания, а тем самым и научной парадигмы.
К сожалению, вместо того, чтобы решать основополагающие научные проблемы старения, современные геронтологи часто занимаются доработкой перспективных препаратов, показавших значительное увеличение продолжительности жизни у подопытных червей или мышей, и пытаются довести их до стадии клинических испытаний через те самые «пять-шесть лет». Но будут ли эти препараты эффективны для продления жизни людей? Можно ли их улучшить до такой степени, чтобы они отменили старение полностью? Пока мы имеем дело с неизвестным, мы не способны ответить ни на эти, ни на многие другие важнейшие практические вопросы. К сожалению, пока мы не создадим научную парадигму старения, мы даже не начнем нашего пути к достижению Святого Грааля человечества – биологического бессмертия.
В этой книге мы попытаемся построить общую эволюционную теорию старения – теорию контроля патогенов. Вместо того чтобы исследовать физиологические изменения, происходящие в организме человека с возрастом, мы сосредоточимся на продолжительности жизни животных в природе:
• увидим, что животные стареют и умирают так же необычно, как и живут;
• рассмотрим организмы, которые либо не стареют вовсе, либо, наоборот, убивают себя;
• увидим, что животные живут дольше, если они могут летать, и что эволюция иногда выбирает смерть, даже если может вернуть особи молодость;
• узнаем, что продолжительность жизни двух генетически сходных братьев или сестер может отличаться более чем в пятьдесят раз и что если смотреть на трупы представителей своего вида, то старение может ускориться.
Мы попытаемся построить всеобъемлющую парадигму старения, способную связать воедино и рационально объяснить все эти удивительные явления.
Суть теории контроля патогенов состоит в том, что старение могло эволюционировать как примитивная иммунная адаптация для избавления от старых и потенциально инфицированных паразитами особей, которые уже не способны размножаться, но зато могут заразить своих более молодых и здоровых сородичей.
Многие хронические стерилизующие патогены циркулируют в популяциях людей и животных. У людей заболевания этого типа передаются в основном половым путем. Примерами могут послужить генитальный герпес, гонорея, токсоплазма и другие. Если иммунная система не в состоянии справиться с такими инфекциями, их носители могут стать проблемой для эволюционного успеха собственных генов: из-за инфекции эти животные уже не могут размножаться, но могут заражать родственных им особей, снижая их репродуктивный успех.
Вероятность стать носителем хронической инфекции растет с возрастом: чем дольше живет животное, тем выше шанс, что оно контактировало с патогеном. Таким образом, наличие стерилизующих патогенов в экологической нише может определять оптимальную продолжительность жизни: короткоживущая особь может не успеть оставить достаточное количество детенышей, в то время как долгая жизнь сопряжена с повышенным риском заражения хроническими инфекциями и передачи этих инфекций родственным индивидуумам. Эволюция могла выработать механизмы уничтожения особей, которые прожили дольше оптимальной продолжительности жизни и, вероятно, являются носителями стерилизующих заболеваний.
В отличие от других гипотез, теория контроля патогенов рассматривает старение не как накопление повреждений, а как активный процесс запрограммированного самоубийства.
Если эта гипотеза окажется верна, она может радикальным образом изменить взгляд на старение и на борьбу с ним и фактически сделать геронтологию частью иммунологии[1].
Большинство представленных здесь идей являются гипотезами, требующими дальнейшего уточнения и проверки. Верить этим гипотезам или нет – личный выбор читателя. В науке мы никогда не ставим жирную точку, и каждый результат или теория обязаны иметь свой доверительный интервал. В эволюционной биологии эти интервалы обычно достаточно велики, и гипотеза, о которой идет речь в этой книге, – не исключение. Тем не менее концепция в ее нынешней форме достаточно целостна и закончена.
Теперь позвольте познакомить вас со структурой книги для удобства навигации.
• В первой части я расскажу, почему нам так нужна научная парадигма старения, а также о научных методах, которыми руководствуются при разработке парадигм: во-первых, предположения, на которых строится теория, должны быть как можно более простыми; во-вторых, гипотезы должны быть способны объяснить наблюдения, которые не могут объяснить другие модели; в-третьих, хорошая парадигма должна делать предсказания, которые можно проверить и которые могут оказаться неверными (фальсифицируемость). Также я расскажу, почему эволюционная биология – это ключ к секретам старения.
• Во второй части рассмотрены классические эволюционные теории, призванные объяснить старение, и рассказано, почему меня не убеждают их постулаты. Я попытаюсь доказать, что отсутствие эволюционной парадигмы – главная причина кризиса в геронтологии.
• В третьей части приведены аргументы в пользу того, почему старение должно быть адаптивным запрограммированным процессом, хотя большинство исследователей считают, что это не так. Мы обсудим несколько нерешенных загадок, которые трудно согласовать с классическими взглядами на старение.
• В четвертой части читатель найдет описание экологических и физиологических признаков, коррелирующих с продолжительностью жизни у разных видов животных.
• В пятой части дано подробное объяснение гипотезы контроля патогенов и представлена общая модель адаптивной смерти в контексте инфекций.
• В шестой части я использую гипотезу контроля патогенов для решения проблем, описанных в предыдущих главах, и рассматриваю эксперименты, необходимые для проверки этой гипотезы.
• Наконец, в седьмой части – рассказ о том, как можно использовать гипотезу контроля патогенов для изучения и, в конечном счете, лечения старения.
Я ставлю перед собой непростую задачу убедить читателя, что в соответствии с традиционными критериями, составляющими основу научного метода, мою гипотезу следует считать наиболее полно разработанной моделью старения из всех когда-либо существовавших. Если это так, то ее проверка и использование должны стать приоритетом для тех, кто хочет вылечить старение.
Поскольку модель все еще находится в стадии развития, я приглашаю читателя присоединиться к работе – возможно, найти какие-либо недостатки и несоответствия или добавить новые аспекты, не охваченные этой книгой.
Часть 1
Как создать парадигму старения?
Глава 1. Восприятие бессмертия в культуре
Старение является неотъемлемым атрибутом человеческого существования, формирующим наше мышление, культуру и цивилизацию на протяжении многих тысяч лет. Поэтому, прежде чем перейти к делу, важно проанализировать, как наш опыт и воспитание могут влиять на восприятие старения и бессмертия.
Размышления о старении впервые встречаются в одной из ранних песен о Гильгамеше (~2800 год до н. э.), где герой оплакивает себя, предчувствуя приближающуюся смерть. Боги говорят Гильгамешу, что законы мироздания не позволяют человеку жить вечно, и утешают его обещаниями загробной жизни и посмертной памяти потомков. Эти формулировки прекрасно всем знакомы: они присутствуют как в христианстве, так и в других религиях.
Попытки избежать старения часто встречаются в индийских мифах. Как правило, герой встает на путь радикальной аскезы, тем самым меняя мировой баланс и вынуждая богов даровать ему вечную жизнь. Однако индийские боги обычно используют лазейки в соглашениях, заключенных с героями, чтобы убить или, по крайней мере, наказать незадачливых имморталистов[2].
В некоторых мифах бессмертие само по себе считается наказанием. Легенда об Агасфере, Вечном Жиде, рассказывает о человеке, который был наказан вечной жизнью в теле немощного старика за то, что не позволил Иисусу Христу отдохнуть во время его пути на Голгофу. Похожую идею можно найти у Джонатана Свифта в «Путешествиях Гулливера». Некоторые представители народа Лаггнегга, называемые струльдбругами, не умирают, достигнув дряхлости, но продолжают бесконечно жить – больные и несчастные. Эти примеры показывают, что смерть от старости считалась неизбежным, а иногда даже благим явлением, в то время как попытки избежать смерти – восстанием против правил Вселенной, за которым неизбежно следует мучительная расплата.
В Ветхом Завете записано, что продолжительность жизни предопределена свыше: «…Пусть будут дни их сто двадцать лет» (Быт., 6:3). Тем не менее человек способен продлить свою жизнь в рамках этого допустимого интервала: «Почитай отца твоего и мать твою, чтобы продлились дни твои на земле…» (Исх., 20:12). Важно отметить, что, с точки зрения автора, писавшего библейский текст, долгая жизнь является не проклятием, а, напротив, вознаграждением. И действительно, во многих других источниках мы находим, что здоровое долголетие рассматривается как позитивная и весьма желательная участь.
Это противоречие между стремлением к долголетию и отказом от борьбы со старением может быть объяснено только попытками самоуспокоения перед лицом неизбежной старости и неминуемой смерти. Их гораздо легче принять, если бессмертие теоретически невозможно или сопряжено с неприятными побочными эффектами. Похожим образом лисица из басни Эзопа пытается убедить себя, что виноград, который она не может достать, незрел, а следовательно, ей не нужен.
Удивительно, но в наши дни подобные аргументы можно иногда услышать не только во время богословских диспутов, но и на геронтологических конференциях. Кажется, что тысячелетия самовнушения повлияли в том числе и на людей, посвятивших свою жизнь и карьеру борьбе со старением. Даже среди них находятся те, кто предпочитает повторять убаюкивающие аргументы вместо того, чтобы взглянуть в лицо пугающей реальности.
Доводы, обесценивающие поиски лекарства от старения, выдвигаются с самых разных сторон – от геополитики до психологии. Чтобы лучше понять некоторые из них, читатель может ознакомиться с последней главой выдающейся книги Венки Рамакришнана «Почему мы умираем», опубликованной в начале 2024 года [5]. Автор утверждает, что рост продолжительности жизни нарушит работу систем социального обеспечения, увеличив относительную долю пожилых людей. Он выражает свои опасения по поводу еще более резкого разрыва между богатыми и бедными в свете растущего неравенства в сфере здравоохранения, которое может только усилиться, если когда-нибудь будет разработано лекарство от старения. Также он рассуждает о том, приведет ли снижение смертности к перенаселению и увеличению огромного бремени, которое человечество уже накладывает на экологию планеты.
Кроме того, Рамакришнан опасается, что антистарение может замедлить интеллектуальный прогресс человечества. Действительно, социальные, технологические и культурные прорывы часто совершаются молодыми людьми, в то время как пожилые и в прошлом очень успешные люди могут отнимать возможности у растущих талантов, занимая ключевые посты и расходуя ресурсы на устаревшие проекты.
Поскольку область моей компетенции не охватывает вышеперечисленные темы, я не могу делать научно обоснованные суждения об этих социальных проблемах. Тем не менее хотел бы выразить свой скептицизм в отношении этих аргументов. Очевидно, что предсказуемые пределы продолжительности жизни человека во многом определяют нашу нынешнюю культуру, экономику и функционирование общества. Устранение этого фундаментального фактора может привести к переменам такого масштаба, который трудно даже вообразить. Как и в случае с любым серьезным изменением, мы можем оказаться не в состоянии предвидеть потенциальные положительные и отрицательные последствия. Но если брать шире, то каков будет главный итог нашего успеха в избавлении от старения?
Я глубоко убежден, что цена человеческой жизни и ее восприятие людьми значительно возрастет. На этом месте кто-то из читателей может возмущенно возразить, что каждая человеческая жизнь и так бесценна. Но так ли это на самом деле? Во время пандемии COVID-19, когда больницы многих стран были переполнены умирающими людьми, широкая общественность познакомилась с идеей медицинского триажа – процесса, когда медицинские работники распределяют дефицитные ресурсы между пациентами, чья численность превосходит возможности госпиталя. Если одна и та же койка в больнице может спасти жизнь десятилетнему ребенку или восьмидесятилетнему старику, какой выбор должен сделать врач? И если жизнь одного пациента может быть ценнее жизни другого, то эта ценность, очевидно, не может быть бесконечной, а те, кто утверждает обратное, лицемерят.
Количество оставшихся лет и здоровье – две основные переменные, определяющие то, как люди оценивают ценность своего существования, как они заботятся о себе и как вообще живут. Обе эти величины зависят почти исключительно от возраста и старения. Если мы говорим о долгосрочной перспективе, что может пойти не так, если ценность жизни вырастет, поскольку каждый человек ожидает впереди долгие годы здоровой жизни?
Очевидно, что сохранение здоровья пожилых людей крайне важно, ведь превращение в хрупкого бессмертного струльдбруга – не самая приятная участь. Вероятно, эта свифтианская идея является причиной страха перед социальным коллапсом. Однако можно ли отменить старение, не улучшив здоровье пациентов?
Старение является одним из основных факторов риска почти всех заболеваний, как неинфекционных, так и инфекционных. Если мы научимся «лечить» старение, люди станут намного здоровее, а расходы на медицину резко сократятся.
Более того, увеличение длительности продуктивной работы изменит принцип выхода на пенсию. Если бы проблема старения была полностью решена, человек перестал бы работать, накопив достаточно средств, чтобы жить только на проценты, не используя базовые накопления. Это может сделать общество гораздо более эффективным и экономически процветающим, вопреки высказанным опасениям. Мне кажется очень маловероятным, что затраты на антивозрастную терапию превзойдут те огромные расходы на медицинское и социальное обеспечение, которые мы несем из-за старения.
Далее, если мы посмотрим на страны, где люди живут дольше всего благодаря лучшему здравоохранению и социальным условиям, мы обнаружим, что этим странам совершенно не угрожает перенаселение. Там, напротив, наблюдается снижение рождаемости. Население планеты продолжает расти благодаря сельским жителям, для которых дети – это своего рода пенсионный фонд. В экономически развитых странах рождаемость находится ниже уровня воспроизводства и продолжает падать. Избавление от старения и устранение возрастных пределов деторождения могут стать стабилизирующими факторами, которые позволят гармонизировать семейную жизнь, развитие карьеры и финансовую стабильность семей.
Проблема замедления прогресса, о которой говорит Рамакришнан, скорее всего, более серьезная, чем те, о которых говорилось выше. В самом деле, еще Макс Планк писал:
«Новая научная истина торжествует не потому, что убеждает своих оппонентов и заставляет их “прозреть свет”, а скорее потому, что ее оппоненты в конце концов умирают и вырастает новое поколение, которое с ней знакомо… Важная научная инновация редко прокладывает себе путь, постепенно побеждая и обращая своих оппонентов: редко случается, что Савл становится Павлом. Что на самом деле происходит, так это то, что оппоненты постепенно вымирают, а подрастающее поколение уже с самого начала знакомо с [новыми] идеями: это еще один пример того факта, что будущее за молодежью».
Эту проблему можно лишь отчасти объяснить возрастным снижением когнитивных способностей и изменениями характера: даже молодые люди или люди среднего возраста могут быть очень упрямы, защищая те догмы, с которыми они выросли. Как указывал Планк, ознакомление с идеями с самого начала является необходимым условием прогресса. Хотя у меня нет решения этой проблемы, хочу указать, что мы уже сталкиваемся с ней, поскольку продолжительность жизни резко возросла в течение последнего столетия.
Однако, несмотря на увеличение продолжительности жизни, прогресс человечества, похоже, не замедлился. Более того, современные футуристы предвидят серьезные изменения на рынке труда, вызванные стремительным развитием искусственного интеллекта. По их прогнозам, профессионалам придется переобучаться на протяжении всей жизни, поскольку их навыки будут устаревать гораздо быстрее, чем раньше. В динамичном современном мире давать даже очень талантливому человеку шанс состариться, сохраняя его на высокой должности, – это большой риск. Именно поэтому многие успешные технологические компании и научные учреждения уже ввели обязательную ротацию руководящего состава.
Не приведет ли радикальное увеличение продолжительности жизни человека только к расширению и ускорению этой уже существующей тенденции? Если люди перестанут стареть, отсутствие ротации по «естественным причинам» сделает очевидной необходимость принудительной ротации. Пожизненные контракты и профессорские позиции, вероятно, больше не будут возможны, но неужели это изменение может обесценить победу над смертью?
Мало того, иногда накопленные знания забываются, а прогресс обращается вспять, однако мы очень мало думаем о том, сколько теряем из-за старения. Я хочу рассказать о своем дедушке, Викторе Борисовиче Лидском, страстном велосипедисте, бадминтонисте, шахматисте и известном математике, который более сорока лет посвятил исследованиям и преподаванию в Московском физико-техническом институте. В конце жизни его острый научный ум стал угасать настолько, что он даже путал имена своих восьми внуков. Это побудило его разработать новый стиль ведения диалогов, который не требовал использования имен. Принесла ли эта унизительная дезинтеграция личности пользу прогрессу науки? Я уверен, что нет. Виктор Борисович все еще мог быть продуктивен и как ученый, и как преподаватель. Должен существовать какой-то другой способ дать зеленый свет новым идеям, при этом не требующий мучительной смерти их оппонентов.
Во время похорон деда у меня состоялся знаменательный разговор с его второй женой и мачехой моего отца Инной Максимовной Бернштейн. Она была известным переводчиком, сделавшим доступными для русского читателя многие классические произведения английских и американских писателей. Хотя главным ее трудом был русский перевод «Моби Дика» Германа Мелвилла, ее жизнерадостный характер часто заставлял ее обращаться к произведениям английских сатириков, таких как Джером К. Джером или Уильям Теккерей. В тот день она сказала мне со своей обычной мягкой улыбкой, в данном случае горькой: «Видишь, Петя, жизнь – такая странная штука. Вроде бы только начал жить, а смотришь – уже все, конец». Знали бы вы, как мне сейчас стыдно! В той ситуации я не нашел ничего лучшего, как прибегнуть к тем самым аргументам, с которыми я только что так энергично боролся, пробормотав что-то вроде: «Может, так даже лучше». Она улыбнулась в ответ: «Ты так думаешь?», а в ее глазах читалось: «Ты сам скоро узнаешь». Всего через несколько месяцев у нее случился инсульт, от которого ей не удалось оправиться. Перевод одного из романов Пелама Вудхауса о Дживсе и Вустере, над которым она работала, так и остался незаконченным. До сих пор краснею, вспоминая тот день.
Подводя итоги: я не согласен с идеей, что старение несет какую-то пользу. Считаю, что аргументы в пользу социальных преимуществ старения – это просто психологические обезболивающие, которые продолжают традицию, заложенную еще в «Эпосе о Гильгамеше».
В то же время мне бы не хотелось обвинять кого-то в недостатке мужества. Старение – глубоко личная, интимная тема для каждого человека, которую трудно отделить от тысячелетних культурных наслоений, насквозь пропитанных трансцендентальными страхами, беспомощностью и попытками самоуспокоения. Быть нейтральным по отношению к старению так же трудно, как оставаться отчужденным наблюдателем, находясь внутри действия, или быть хирургом, оперирующим самого себя.