Читать книгу "Против часовой стрелки - Полина Лосева"

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.

Снизить уровень стресса не помогает даже гипоксия – кислородное голодание. Парадоксальным образом, когда клетке не хватает кислорода, количество свободных радикалов все равно растет[441]. Возможно, дело в том, что митохондриальные белки улавливают падение концентрации кислорода и усиливают[442] образование активных форм кислорода, чтобы подать другим органеллам сигнал о чрезвычайном положении и заставить их перестроить обмен веществ на более экономный режим.

Наконец, стрессовым фактором может быть и температура. Как нагревание, так и охлаждение клетки влияют на скорость движения молекул в растворе, а она, в свою очередь, – на аккуратность сворачивания белков. Например, при нагревании многие длинные белки теряют устойчивую форму и могут свернуться неправильно, а затем образовать агрегаты. Этот вид стресса называют тепловым шоком. В ответ на него клетка увеличивает количество шаперонов – белков, контролирующих аккуратное сворачивание других белков. Если же они не справляются, развивается еще третий вид стресса – протеотоксический[443]: в клетке накапливаются белковые агрегаты, а клетка пытается с ними справиться с помощью аутофагии.

Беда приходит не одна, и разные типы стресса сложно однозначно отделить друг от друга. Как правило, каждый стрессовый фактор вызывает сразу несколько проблем, а клетка включает[444] одну за другой разные системы ответа. Например, окислительный стресс приводит к накоплению окисленных белков и протеотоксическому стрессу. А раз все виды стресса взаимосвязаны, то в рамках рассказа о старении я позволю себе говорить о некотором обобщенном "стрессе" для клеток, который включает в себя разные виды повреждений. Например, когда я говорю о том, что в условиях воспаления клетка испытывает стресс, то подразумеваю сразу несколько его видов: это и токсины, и температура, и активные формы кислорода, которые изначально предназначались для патогенов, но неизбежно бьют по "мирным жителям" ткани.

Отдельно стоит сказать пару слов о психологическом стрессе, ведь обычно, когда человек слышит слово "стресс", то думает именно о нем. Я не буду вдаваться в психологическое определение стресса, но замечу, что он довольно четко связан[445] с физиологическим стрессом. Посредником здесь, судя по всему, служит воспаление. Мы касались этого механизма в главе, посвященной гормонам: симпатическая нервная система запускает выделение стресс-гормонов, в том числе кортизола, который подавляет работу иммунной системы. Это, в свою очередь, мешает разбору завалов в тканях и таким образом может, вероятно, ускорять старение[446] организма.