Гидра не только многоголовое мифологическое чудовище, но также особый пресноводный полип. Эти создания являются исключением из правила, что всё стареет. Такую возможность дает их способность восстанавливать полученные повреждения. Люди лишь в ограниченной степени обладают способностью к устранению повреждений и регенерации. Многие виды повреждений невосполнимы — как, например, утрата фаланги пальца. Однако есть люди, у которых способность к восстановлению выше среднего уровня. Они живут дольше других и реже болеют. Хотя люди никогда не станут бессмертными, мы можем отсрочить старение, вызванное воздействием накапливающихся повреждений.

Летом в канавах и протоках пробуждается жизнь. Повсюду видны цветы калужницы, над водой летают стрекозы, по краям гнездятся птицы, го­товясь высиживать яйца. Сачком можно много чего выудить из воды: колюшку, но и гидру, пресноводный полип.

Гидра относится к кишечнополостным, так же как и кораллы, медузы и морские анемоны. У нее трубчатое тело длиной до полусантиметра. Гидра, собственно говоря, не что иное, как сплошная кишка с головой и хвостом. Голова ее снабжена щупальцами, которыми она ловит добычу. Утверждают, что гидра бессмертна. Само название отсылает к девятиглавому чудовищу из греческой мифологии, жившему у озера Лерна. В мифе говорится о том, что чудовище нельзя было победить, потому что на месте одной отрубленной головы тут же вырастали две новые. В конце концов Гераклу удалось умертвить гидру, о чем рассказывалось как о сверхчеловеческом подвиге.

Гидра, живущая в водоемах, тоже смертна. Вынь полип из воды, положи его на солнце, и он высохнет. Одно движение челюстей колюшки — и гидра проглочена. От мифа ничего не останется, и все же гидра — нечто не­обыкновенное.

 

Повреждения и восстановление

В конце 1990-х годов биолог доктор Дэниел Э. Мартинес решил провести решающий эксперимент. Он поместил в аквариум с водой большое количество гидр и стал ждать, что произойдет. С железной неизменностью гидр кормили, меняли воду и поддерживали постоянную температуру.

Происходило немногое. Прикрепившись «ногою» ко дну, полипы раскачивались туда-сюда и, шевеля щупальцами, ловили добычу. И лишь иногда наутро оказывалось, что одна гидра мертва. Это было исключительно редкое событие: год за годом ничего не случалось. В течение четырех лет наблюдал Мартинес жизнь своих гидр. Потом он ушел в отпуск. Его коллега следил за аква­риумом.

Вернувшись из отпуска, Мартинес увидел, что все гид­ры мертвы. Слишком много пищи? Слишком мало? Слишком низкая или слишком высокая температура воды? Никто не знал, в чем было дело.

И все же это печальное открытие было наблюдением огромной важности. Напрашивалось два вывода. Во-пер­вых, вопреки греческой мифологии доказана несправедливость утверждения о бессмертии гидр. Гидры вовсе не живут вечно. Но второй вывод гораздо более важен. Если в течение четырех лет в лаборатории время от времени погибала одна гидра, и это число на протяжении всех этих лет не возрастало по мере увеличения их возраста, следовательно, риск умереть был постоянен! Шансов умереть у гидр не больше, чем у стеклянных бокалов, резины, книг, стиральных машин или людей. Вплоть до фатального отпускного периода шанс умереть у четырехлетней гидры был таков же, как у четырехмесячной гидры или четырехнедельной. И по виду гидры не отличались друг от друга. На основании полученных данных Мартинес пришел к примечательному выводу, что гидры вообще не стареют. Между тем, если ранее мы были убеждены, что любая неживая материя и все живые существа с течением времени становятся всё менее прочными и всё более уязвимыми, теперь оказывается, что существуют некоторые организмы, способные избежать процесса старения.

Публикация статьи Мартинеса о полученных результа­тах вызвала раздражение в научном мире. С точки зрения многих, его результаты были недостоверно интерпретированы. Коллеги-исследователи на все лады отвергали столь далеко идущие выводы и настаивали на более подходящем альтернативном объяснении сделанных наблюдений. Одним из них было то, что период, в течение которого изучались гидры, был слишком непродолжителен и что из-за этого не учли роста риска смерти. Мартинес считал, что четыре года — четыре раза по четыре времени года — достаточно солидный возраст для такого хрупкого создания и что признаки старения должны были бы неминуемо проявиться на протяжении такого перио­да. У других организмов подобной величины в схожей жизненной среде продолжительность жизни в среднем была гораздо короче. Но похоже, его сравнительные наблюдения не обладали достаточной силой, чтобы убедить критиков.

Одно наблюдение — не наблюдение, и в соответствии с научной традицией одни лаборатории стараются подтвердить или опровергнуть результаты других ла­бораторий. Многие утверждения, появляющиеся в авторитетных научных журналах, могут не подтверждаться другими исследователями. Не то чтобы все первоначальные исследователи сочиняли свои исследования и ученых следовало бы разоблачить как обманщиков, но, вероятно, могли сложиться особые, исключительные условия, которые объясняли бы сделанные наблюдения. В таких случаях не будет никакого подтверждения, никакой закономерности и никаких оснований говорить о научном достижении. Начиная с 2005 года, в аквариуме института Макса Планка в Ростоке вели наблюдения за почти двумя тысячами гидр, чтобы подтвердить или опровергнуть выводы из наблюдений Мартинеса как о всеобщей закономерности. Прошло уже восемь лет, и время от времени та или иная гидра погибает, но и в Ростоке число смертей также не увеличивается по мере того, как эксперимент продолжается и полипы становятся всё более и более старыми. Гидры выглядят так же, как раньше!

Как же возможно, чтобы гидра в аквариуме вплоть до самого преклонного возраста не накапливала никаких повреждений и уклонялась от процесса старения? Если гидру разрезать на две части — впечатляющий эксперимент вроде того, как мальчишки расправляются с дож­девыми червями, — в аквариуме из обеих частей вырастают две полноценные гидры. Голова вновь обретает хвост, и хвост — голову. В отличие от человека и мыши, гидра обладает поразительной способностью к регенера­ции. Другими словами, если в каком-то месте тело будет поранено так, что повреждение не может быть устранено, пораженная ткань заменяется. Именно так саламандры вновь отращивают утраченный в схватке хвост. Но люди, которые, случается, теряют руку или ногу, на всю жизнь остаются калеками. Наш организм обладает сегментной способностью к регенерации: опреде­ленные ткани могут подвергаться замене, другие — нет. Печень человека может отмереть или быть удалена на девять десятых и потом снова вырасти до нормальных размеров. Наша кожа шелушится и постоянно отслаивается. К счастью, в самых глубоких ее слоях имеются стволовые клетки, которые изнутри, слой за слоем могут восстанавливать кожу. То же происходит в кишечнике, где «камера шины» регулярно стирается. Регенеративная способность клеток, тканей и органов заботится о том, чтобы гидра не старела и всегда «молодо» выглядела. Мы знаем теперь, что гидра располагает «всемогущими» стволовыми клетками с неограниченной способностью деления, благода­ря чему могут быть воссозданы различные ткани и даже целиком весь организм. Поэтому повреждения всех видов, будь то внешние или внутренние, не оставляют последствий. Если же все стволовые клетки, из которых построено тело гидры, утрачены одновременно, как это может произойти в сухом месте, на солнце или же в желу­дочной полости щупалец, тогда оказывается, что и гидра является смертной.

Мы почти не можем представить, что гидра способна регенерировать весь свой организм. Но такова даже наиболее распространенная форма размножения этого полипа. Посредством клонирования из одной единственной клетки на внешней стороне гидры развивается новая особь. Отделяясь от родительского тела, клон может затем существовать самостоятельно. Разумеется, человек на такое неспособен. Мы также не можем или не всегда можем полностью восстанавливать полученные повреждения, потому что не обладаем для этого способностью к регенерации. Повреждение остается, и сохраняющиеся повреждения с годами накапливаются. Наше тело и наш мозг делаются менее устойчивыми и более уязвимыми. Мы становимся биологически старше, тогда как гидра сохраняет «вечную» молодость.

Знание ограниченной способности человека к регенерации клеток, тканей и органов подсказало ученым идею, в каком направлении вести поиски, чтобы противостоять последствиям старения или вообще устранить их. Так, болезнь Паркинсона возникает оттого, что отми­рает небольшое скопление высокоспециализированных клеток мозга — substantia nigra. Как следствие, в мозг попадает слишком мало сигнального вещества дофа­мина. Поэтому пациенты с болезнью Паркинсона вялы, заторможены и страдают от непроизвольных движений. Лечение паркинсонизма заключается сейчас в приеме таб­леток, повышающих концентрацию дофамина в мозге. Это хорошо действует, но не может полностью устранить проявление болезни и, кроме того, приводит к побочным явлениям. Ведь таблетки вызывают повышение уровня дофамина во всем мозге, а не только в области substantia nigra, недостаток дофамина в которой и при­водит к болезни Паркинсона. Было бы просто фантастикой, если бы в будущем нам удалось наши собственные стволовые клетки заставить превращаться в новую группу клеток, специализирующихся на выделении дофамина. Если бы эти клетки еще сумели найти путь к черной субстанции в мозге и там нормально функцио­нировали, болезнь Паркинсона стала бы достоянием прошлого.

В медико-биологической перспективе преклонный возраст сочетается с накапливающимися дефектами нашего организма. Одни повреждения опаснее, чем другие, но важнее всего то, что одни дефекты могут восстанавливаться, а другие нет. Оскольчатый перелом голени — результат несчастного случая с мотоциклистом — по прошествии нескольких лет, можно надеяться, будет уже незаметен и не будет давать о себе знать. Но потерянная фаланга указательного пальца левой руки — в результате неосторожного обращения с пилой — никогда уже не вернется на свое место. Такой способности к регенерации у нас нет. Конечно, медицина прибегает к искусным прие­мам: если хрусталик глаза помутнел из-за катаракты и мы уже не можем читать даже в очках, врач-офтальмолог может заменить собственный наш хрусталик на искусст­венный.

О старении говорит не только состояние наших глаз, различные виды повреждений возникают и в теле, и в мозге; в той или иной степени они могут быть восстановлены и устранены. Настоящий грипп сопровождается сильными мышечными болями и высокой температурой, одновременно вирус наносит большой вред организму. Человек, после того как перенес грипп, конечно, какое-то время испытывает недомогание. Но через пару недель всё уже снова в порядке. Не все вирусные инфекции протекают столь же благоприятно, многие из них не проходят бесследно. Вирус кори может привести к остаточным осложнениям центральной нервной системы, а вирус полиомиелита — к параличу нижних конечностей. Ущерб, который причиняет папилломавирус человека (human papillomavirus, HPV), через многие годы приводит к возникновению рака шейки матки. Именно для борьбы с этими вирусами производится вакцинация, единственный способ предотвратить последствия наносимого ими ущерба.

Из вышеприведенных примеров можно было бы сделать вывод, что все повреждения нашего организма возникают из-за внешних воздействий, будь то несчастный случай или инфекция. Если бы дело обстояло именно так, мы выискивали бы такие способы соприкосновения с внешней средой, чтобы дольше оставаться здоровыми, ибо тот, кто на протяжении своей жизни умеет избегать стрессов, несчастных случаев и не подвергаться инфекциям, наносит наименьший вред своему организму. Осторожность — дело стоящее. Это правда, хотя и не значит, что осторожный человек избежит любых повреждений. При каждом движении в каждом суставе два слоя хряща трутся друг о друга. Они исключительно гладкие и эластичные и оптимально снабжены смазкой, но полностью избежать износа хряща всё-таки невозможно. Прежде всего бывают затронуты коленные и тазобедренные суставы; хрящи там исчезают, и многие люди преклонного возраста страдают от боли. Запас стволовых клеток во внутреннем слое хряща, источник роста и восстановления, полностью исчерпан. Из-за этого лежащий поверх них хрящ исчезает, и с какого-то времени сами кости трутся друг о друга. Потеря хрящей называется артрозом. Им бывают затронуты не только коленные и тазобедренные суставы, но также плечевые суставы и пальцы — вообще говоря, все те места, где есть суставы, в том числе и позвоночник. Если из-за неправильного развития и роста или в результате несчастного случая состояние суставов не оптимально, истончение хрящей протекает еще быстрее, потому что сустав испытывает повышенную нагрузку. Так один вид дефекта может вызывать или усиливать другие дефекты.

И что же — выбрать своим девизом соблюдение осторожности и ничегонеделание? Нет, ибо и при ничегонеделании наша жизнь идет полным ходом. Возможно, мышцы рук и ног пребывают в покое, но не грудная клетка, поскольку мы дышим, или сердце, которое должно качать нашу кровь. А что же сказать о клапанах, открывающихся и закрывающихся при каждом ударе сердца? Тщательно проделанные кардиологические исследования показывают, что у большинства старых людей сердечные клапаны неплотные или суженные. Очень часто на это не жалуются, но повреждение налицо.

 

Семьи-долгожители

Основываясь на процессе износа, была придумана популярная, но неверная rate of living-theory, теория скорости жизни. Аргументация сводилась к тому, что колено рассчи­тано лишь на ограниченное число сгибаний, что клапаны сердца лишь ограниченное число раз могут открываться и закрываться. И если расчетное число сгибаний колена или ударов сердца будет исчерпано, тогда: орган выходит из строя, организм болен, человек умирает. Часто обращаются к примеру колибри, с очень большой скоростью сердцебиения и короткой продолжи­тельностью жизни, однако отдельные наблюдения не позволяют установить биологическую закономерность. Гипотеза получает подтверждение только в том случае, если подобная зависимость будет повторно обнаружена у различных видов. Если бы это было так, если бы теория скорости жизни была верна, жизнь спортсменов была бы значительно короче. Ведь постоянными усилиями они подстегивают свое сердце, заставляя его биться с немыслимой скоростью. Но вместо того чтобы их жизнь укорачивалась, они создают для себя лучшие условия и обычно живут дольше.

С медико-биологической точки зрения также трудно представить, чтобы теория скорости жизни была верна. Наш организм не только получает повреждения на протяжении жизни, но обладает и возможностями восстановления. Наше тело вовсе не вялый тюфяк, который только получает удары и постепенно дряхлеет. Организм всегда готов к немедленному ответу; он старается как можно лучше восстанавливать полученные повреждения или, насколько возможно, заменять поврежденные ткани, чтобы не возникали ни остаточные дефекты, ни шрамы. Все указывает на то, что повторяющиеся телесные нагрузки повышают способность нашего организма восстанавливаться, так что равновесие между повреждением и его устранением, несмотря на увеличивающуюся нагрузку, сохраняется, и остаточные дефекты образуются не так быстро.

Гидра, судя по всему, способна восстанавливать все возникающие повреждения, но, по-видимому, это удается ей потому, что тело гидры не слишком сложно устроено. У человека способность восстанавливать ткани и органы очень различна. Логично, что высокая способность восстановления клеток, тканей и органов вносит существенный вклад в продолжительность жизни и что эта способность заложена в ДНК, в наших генах. Она, так сказать, «встроена» в нас и тем самым определяет среднюю продолжительность нашей жизни. С бóльшей способностью к регенерации, без всяких сомнений, жизненный путь наш был бы длиннее и мы с бóльшим успехом огибали бы внезапно возникающие перед нами утесы, но, увы, этого нам не дано. Тем не менее не следует огорчаться. Мы обладаем достаточно высокой способностью к восстановлению и именно по этой причине живем значительно дольше, чем мыши, собаки и кошки.

В некоторых семьях тромбоз, рак или психические расстройства встречаются чаще в сравнении со средним значением. Мы говорим тогда о наследственном отягощении, поскольку та или иная болезнь из-за строения ДНК в этих семьях встречается чаще и нередко раньше развивается. Это может рассматриваться как врожденное отклонение. Но встречается и обратное: есть семьи, в которых люди не только достигают весьма преклонного возраста, но и совсем или почти не болеют. Одним из объяснений может быть то, что все они жили с величайшей осторожностью и смогли огородить себя от несчастных случаев и инфекций. Но возможно также, что в этих семьях люди обладали способностью к восстановлению, превышающей средний уровень; у них не столь быстро возникали остаточные нарушения, в пожилом возрасте реже развивались заболевания, и они дольше оставались здоровыми.

Гипотеза, что некоторые семьи обладают способностью к восстановлению, превышающей средний уровень, в настоящее время подвергается экспериментальной проверке. В Италии и в Америке ученые изучают шестидеся­ти-восьмидесятилетних детей долгожителей и сравнивают их с их обычными сверстниками. Исследования указывают на различия между двумя группами взрослых; различия, которые могут пролить свет на причины долголетия, превышающего среднюю продолжительность жизни.

Но что, если их отцу или матери повезло, а ни тетя, ни дядя не дожили до глубокой старости? И тогда в этом нет ничего необычного? Чтобы быть уверенным в том, что для достижения преклонного возраста имеются биологические основания, профессор молекулярной эпидемиологии Элине Слагбоом и я выбрали иной путь. Мы выделяли семью как особенную, если кто-либо из ее членов старше 90 лет мог похвастаться по меньшей мере одним все еще живущим братом или сестрой также старше 90 лет. При взгляде на групповое фото престарелых братьев и сестер каждый воскликнул бы: «Такое не может быть случайностью, в их семье есть что-то особенное!» Вот это особенное мы и пытаемся отыскать.

В рамках Leiden Lang Leven Studie [Лейденской группы изучения долгожительства] с 2002 по 2005 год мы собрали данные о примерно 400 таких особенных семьях-долгожи­телях. Не только самих девяностолетних, но также их взрослых детей и их спутников жизни мы просили участвовать в нашем исследовании. Затем, прибегнув к построению генеалогического древа для каждой семьи, мы сравнили смертность в этих семьях со смертностью в обычных семьях. Анализ показывает, что буквально во всех поколениях в этих семьях риск смерти для каждого возраста был в среднем на 30% меньше по сравнению с другими семьями в Нидерландах, что означает допол­нительные шесть лет к ожидаемой продолжительности жизни. Исследования охватывали также всех тех, кто состоял в свойстве с собственно членами семьи, то есть был с ними в родстве, не связанном кровными узами. Как мы и ожидали, оказалось, что свойственники не обладали никакими преимуществами в продолжительности жизни: возраст их соответствовал среднему возрасту по стране. Строгое разделение в способности жить дольше других в соответствии с наличием или отсутствием кровных уз указывает на наследственную предрасположенность к долгожительству.

Их детей в возрасте от 50 до 70 лет, охваченных нашим исследованием, мы также сравнивали с их спутниками жизни, на протяжении долгих лет делившими с ними горе и радость. Подобное сравнение для их девяностолетних родителей оказывалось невозможно, потому что большинство из них к этому возрасту своего спутника жизни уже потеряли. Внешне дети и их спутники жизни различались не сильно: того же возраста, того же роста, той же упитанности. Важным для генетического анализа было и то, что их образ жизни также выглядел очень схожим: в меру курили, в меру занимались спортом, в меру выпивали. Зато с медико-биологической точки зрения они выглядели очень по-разному. У детей родителей-долгожителей значительно реже наблюдалось высокое давление, сахарный диабет, они в меньшей степени были подвержены сердечно-сосудистым заболеваниям. Анализ крови также давал более благоприятные результаты: пониженный уровень плохих жиров, меньшее содержание сахара.

Результаты, полученные Лейденской группой изучения долгожительства хорошо согласуются с данными итальянских и американских коллег, исследовавших детей столетних родителей-долгожителей. И у них была выявлена меньшая предрасположенность к сердеч­но-со­судистым заболеваниям и меньше факторов риска, таких как высокое кровяное давление, сахарная болезнь, высо­кое содержание холестерина. Предварительные выводы наших исследований состоят в том, что у семей, в среднем живших дольше других, более упорядоченный метаболизм, «энергообеспечение и сжигание», — благодаря чему причиняется меньший вред кровеносным сосудам и внут­ренним органам.

Вред, следовательно, может быть предотвращен хоро­шо действующим обменом веществ. Но разумеется, помо­гают восстановление или замена поврежденных клеток и тканей. Некоторые ученые даже полностью посвятили себя исследованиям в этой области, объясняя свое решение тем, что повреждения неизбежны. В Лейдене мы поставили себе цель выяснить, не обладают ли потомки семей-долгожителей не только лучшим метаболизмом, но также и лучшей способностью к восстановлению, что делает их более устойчивыми к болезням. Короче говоря, мы хотим узнать, есть ли у них хоть немного общего с гидрой. И тогда встает следующая задача: каким образом мы сможем воспользоваться этими знаниями, чтобы как можно дольше оставаться здоровыми?