Теперь рассмотрим некоторые из внешних факторов, которые могут ускорять или, наоборот, тормозить развитие преждевременного старения и связанных с ним заболеваний. Разумеется, мы не можем рассматривать все факторы. Речь пойдет о биологических аспектах проблемы здорового образа жизни (можно назвать совокупность этих аспектов проблемой гигиены долголетия, являющейся частью более широкой проблемы — ювенологии). Но сначала о традиционных биогеронтологических проблемах.
В первом издании книги автор относительно большое внимание уделял факторам внешней среды, влияющим на продолжительность жизни животных, наблюдаемых в природных условиях или в вивариях. Возможность изменить эти условия в определенных пределах позволяла выявить влияние тех или иных факторов на продолжительность жизни в эксперименте.
Теперь мы не будем рассматривать эту проблему в целом, а ограничимся лишь данными последних лет. Однако прежде сделаем одну существенную оговорку. Дело в том, что очень сложно, а иногда просто невозможно экстраполировать на человека данные, полученные в эксперименте на животных. Вот пример. Средняя продолжительность жизни ряда линий лабораторных белых крыс составляет около двух лет, а максимальная почти в 2 раза больше. Следовательно, увеличение средней продолжительности жизни в экспериментах на таких животных с помощью определенного Х-фактора, например на 30 %, скорее всего, будет связано не с ингибированием старения, а с уменьшением действия вредных эффектов, быть может, специфичных для этого вида. Без учета этого могут быть сделаны неоправданно оптимистические заключения вроде того, что "Х-фактор" должен-де увеличивать среднюю продолжительность жизни человека на 30 %, или примерно на 25 лет, т. е. до величины, близкой к веку — к максимальной продолжительности жизни человека. На деле же этого не происходит.
Такого рода не обдуманные, не имеющие должных оснований прогнозы время от времени появляются на страницах прессы, сбивая с толку излишне доверчивых читателей. Правда, нельзя не признать, что в последнее десятилетие таких материалов публикуется меньше, чем раньше. Может быть, в этом сказывается повышение общего уровня научно-популярной литературы, равно как и ответственности авторов.
В предыдущем издании этой книги, в частности, рассматривались такие потенциальные факторы экспериментального долголетия, как ограничение калорийности пищи, понижение температуры тела, участие в обмене гормонов и антиоксидантов. В прошедшее десятилетие, пожалуй, наибольшее внимание исследователей привлекали антиоксиданты, а из них — синтетический антиоксидант ионол. Теперь он широко применяется в качестве пищевой добавки, а также используется в медицине. По оценкам советских ученых (И. А. Дегтярев, Г. И. Заиков, 1985), сотни миллионов людей в различных странах ежегодно употребляют 1–2 мг ионола, добавляемого к сливочному маслу и другим продуктам питания с целью предупреждения "прогоркания" этих продуктов, т. е. с целью торможения процессов окисления (главным образом жирных кислот) кислородом воздуха.
Отметим, что ионол довольно быстро получил широкое распространение, если учесть, что речь идет о массовом потреблении синтетического вещества. Ведь патент на использование его был выдан относительно недавно. Это произошло в значительной степени благодаря тому, что биогеронтологи теоретически обосновали возможность увеличения продолжительности жизни с помощью антиоксидантов. А эксперименты на различных животных показали: ряд антиоксидантов действительно обладает таким действием. Выдающийся вклад в изучение этого вопроса внесли советские исследователи: Н. М. Эмануэль, Е. Б. Бурлакова, Л. К. Обухова, О. Н. Воскресенский, В. Б. Мамаев, Т. Л. Наджарян, А. П. Акифьев, В. В. Фролькис, В. К. Кольтовер и ряд других ученых.
Эксперименты свидетельствуют, что ионол увеличивает продолжительность жизни лабораторных животных — мышей и крыс, получающих его с кормом.
Каков механизм этого действия? Ответ на данный вопрос имеет не только теоретический, но и практический интерес.
Но прежде небольшое пояснение. Антиоксиданты — биологические активные вещества, способные вызывать различные биохимические и физиологические изменения в организме, а не только тормозящие неферментативные окисления различных веществ и перехватывающие свободные радикалы. В первом издании этой книги были названы такие механизмы биологического действия антиоксидантов, как защита генетического аппарата клеток и макромолекул межклеточного вещества от повреждения вследствие торможения неферментативных свободнорадикальных реакций; индукция синтеза ферментов, участвующих в обезвреживании токсических веществ; стабилизация мембран; "мягкий" стресс.
За прошедшее десятилетие был получен целый ряд новых данных. Подтверждено, что антиоксиданты действительно могут защитить генетический аппарат клетки от различных повреждающих воздействий (в том числе как будто и от спонтанных повреждений); установлено, что они индуцируют синтез микросомальных ферментов, участвующих в метаболизме ксенобиотиков — чужеродных для клетки веществ, обладающих токсическими или лекарственными свойствами (группа советских исследователей во главе с Л. К. Обуховой); вызывают гормональные изменения, сходные с теми, которые наблюдают при "мягком" стрессе (В. В. Фролькис, В. К. Кольтовер и другие советские ученые).
Подтверждено и прежде сделанное предположение, что под влиянием ионола увеличивается активность цитохрома Р-450 в клетках печени, а также и некоторых других органов. Но оказалось, что активность и целого ряда других ферментов при этом также изменялась, причем характер всех этих изменений существенно зависел от вида исследованных животных. Вероятно, в связи с этим и токсичность ионола даже в ряду не очень удаленных друг от друга видов млекопитающих может резко различаться. Например, средняя доза ионола, вызывающая гибель 50 % морских свинок, составляет примерно 10–11 г на 1 кг веса этих животных, а лабораторных крыс — это лишь 1,7–2,5 г. Таким образом, токсичность ионола для крыс в 5 раз больше, чем для морских свинок.
О токсичности того или иного препарата для человека судят прежде всего по его токсичности для экспериментальных млекопитающих. Зависимость этого параметра от видовой принадлежности животных крайне затрудняет определение этой величины для человека. Таким образом, требуются новые подходы изучения закономерностей и механизмов биологического действия антиоксидантов.
В первом издании этой книги основное внимание было уделено не синтетическим, а природным антиоксидантам, особенно витамину Е. За прошедшее десятилетие было выполнено очень большое число исследований, посвященных вопросу биологической роли витамина Е. Сегодня фактически доказаны положения, которые в середине 70-х годов еще следовало считать предположительными.
Как мы знаем, часть образуемых в клетках или поступающих в них извне генотоксических агентов преодолевает внутриклеточные системы защиты и повреждает геном. Следствием этого является нарушение функции генов, а значит, и функции клеток в целом, которые эти гены контролируют. А в результате изменения функции клеток развиваются и различные физиологические нарушения организма.
Эти основные положения недавно были подтверждены в опыте А. Л. Таппеля и Ф. В. Саммерфильда из исследовательского центра пищевых продуктов и технологии Калифорнийского университета. Их опыт помог установить, что снижение потребления экспериментальными животными (крысами) природного фактора защиты от перекисей липидов — витамина Е приводит к определенным изменениям. Так, в ДНК накапливались повреждения, причем такого типа, которые могут происходить при старении клеток (это сшивки между двумя цепями ДНК или между молекулами ДНК и белка). Параллельно с этими изменениями структуры ДНК наблюдалось уменьшение матричной активности генов (т. е. процесс, который также предполагался еще в 1970 году в книге "Молекулярные механизмы старения" и который был назван инволюционной репрессией). И наконец, было обнаружено, что упомянутые молекулярно-биологические изменения находятся в сильной корреляции с физиологическими изменениями, наблюдаемыми у изучаемых животных в процессе старения или снижения содержания в рационе витамина Е.
Теперь относительно полученных в последнее время данных изучения эффекта ограничения питания на долголетие экспериментальных животных. Обобщая результаты этих экспериментов, можно утверждать: переедание и укорачивает жизнь, и увеличивает вероятность развития раковых заболеваний.
Уже не одно столетие цивилизованные люди интуитивно старались избегать обжорства. Таким образом, можно сказать, что существует биологическая основа культуры питания (как, кстати, и культуры поведения) цивилизованного человека.
Анализ механизмов жизнедеятельности, а также рассмотренные в предыдущих главах многие факты, касающиеся необходимости постоянного функционирования защитных систем, приводят к заключению: умеренность в потреблении пищи, т. е. отказ от переедания (как, кстати, и от недоедания), вероятно, является условием предупреждения не только преждевременного старения, но и профилактики тяжелых болезней. Эту, казалось бы, простую истину нужно еще раз напомнить в связи вот с чем.
В последнее время вновь в моде голодание. Нет недостатка и в поддерживающих эту моду статьях ученых-биологов, врачей и журналистов-популяризаторов. При этом ссылаются на результаты экспериментальных исследований, проведенных на лабораторных животных.
А вот пример логики заключения, сделанного тоже в конце 1985 года в американском журнале "Новости науки". Сообщается, что наблюдения над 24 крысами-самками, питавшимися досыта, и 24 животными, получавшими по калорийности 60 % пищи от той, которую получали сытые животные, показали: в 1-й группе крыс рак грудных желез развился у 14 животных, а во 2-й — ни у одного. И заключено: "Поэтому человеку следует есть поменьше".
Нелишне повторить еще раз, что результаты экспериментов на животных вообще нужно с большой осторожностью переносить на человека. Дело, в частности, в том, что лабораторные животные потребляют количество пищи, обычно достаточное для их полного насыщения или даже перенасыщения. В то же время физическая активность животных, которые содержатся в вивариях, резко ограничена по сравнению с естественной активностью. Но если такие переедающие и малоактивные животные служат контрольными, то "эффект возрастания" продолжительности жизни может быть не у недокармливаемых, а у нормально питающихся животных.
Однако считающийся классическим прием, разработанный Клайвом Мак Кеем еще примерно 50 лет назад и состоящий в увеличении продолжительности жизни лабораторных животных за счет периодически сдерживающего их рост питания, представляет большой интерес в плане изучения биологических основ старения и долголетия. Под руководством выдающегося советского физиолога и биогеронтолога академика В. Н. Никитина (ХГУ) проведено исследование механизмов этого феномена. Результаты показывают: сдерживающее рост, но качественно полноценное питание может по ряду показателей тормозить процессы старения. Но опять-таки речь пока что идет не более чем об эксперименте на животных.
Другими исследователями установлено, что скорость старения животных можно уменьшить, например, снизив содержание в пище жиров или углеводов или аминокислоты триптофана или таким образом организовав питание животных, чтобы они потребляли количество пищи, достаточное (и необходимое!) для поддержания их массы тела постоянной.
Но к сожалению, можно ли такие закономерности полностью переносить на человека, пока неясно главным образом из-за того, что мы еще не имеем достаточно данных о возрастных особенностях обмена упомянутых выше веществ у пожилых людей по сравнению с молодыми. Не можем дать твердое биологическое обоснование и количественных рекомендаций по оптимальному питанию, обеспечивающему максимальную работоспособность и радость от долголетней жизни.
Но вернемся к биологическим основам проблем рационального питания и долголетия. Можно утверждать, что при разработке любых рекомендаций необходимо учитывать действие в организме защитных ферментативных механизмов, т. е. необходимость постоянного обеспечения питательными веществами синтеза белка. Кроме того, организм постоянно нуждается в поступлении защитных веществ, особенно природных антиоксидантов, например β-каротина, которые он сам синтезировать не может. Причем эти вещества должны поступать вместе с другими, способствующими усвоению первых. Следовательно, даже кратковременное голодание, нарушающее регуляцию синтеза белка в организме или лишающее человека природных защитных веществ, может иметь отрицательные последствия для здоровья.
Очень сложен вопрос об особенностях потребностей в витаминах людей пожилого возраста. Мнения геронтологов, гигиенистов и диетологов здесь существенно разнятся. Однако большинство специалистов сходятся на том, что недостаточная кислотность желудочного сока у пожилых и старых людей может быть причиной увеличения их потребности в витамине С. Витамины желательно получать в основном с овощами и фруктами, полезно обогащение пищи каротин-содержащими овощами, зеленью, растениями из семейства крестоцветных (капуста, репа и некоторые другие).
Не вызывает сомнения, что поиск средств, задерживающих преждевременное старение и увеличивающих продолжительность жизни, должен идти "рука об руку" с изысканием возможностей увеличения устойчивости организма к раковым и сердечно-сосудистым заболеваниям.
Советские кардиологи также ведут плодотворный поиск средств, понижающих уровень холестерина в крови, а следовательно — и вероятность развития с возрастом атеросклероза и других сердечно-сосудистых заболеваний. Здесь многое сделано и делается академиками Е. И. Чазовым и И. К. Шхвацабая, их сотрудниками и учениками.
С помощью правильной диеты уровень холестерина можно снизить на 10–15 %. А это существенно, так как, по оценкам кардиологов, снижение уровня холестерина на 1 % понижает вероятность сердечного приступа на 2 %.
В связи с этим приведем полезные с нашей точки зрения данные, полученные исследователями в США. В среднем уровень холестерина в крови у американцев составляет 210–220 мг/дл, но нормальным (оптимальным) для населения в целом в возрасте 30 лет принято считать 190–210 мг/дл. Оптимальной считается такая диета, в которой содержание жиров по калорийности не превышает 30 %.
Интересно сравнить рекомендацию кардиологов с рекомендацией, основанной на изучении зависимости частоты опухолевых заболеваний от содержания жира в крови у людей и у экспериментальных животных. Из этих данных следует, что в "противораковой диете" жиры не должны составлять более 30 % калорий. Но в диете, например американцев, они составляют 40 %.
Многие авторитетные кардиологи теперь считают, что путем снижения факторов риска сердечные заболевания можно предотвращать. Об этом свидетельствует тот факт, что в США смертность от сердечно-сосудистых заболеваний за последние 20 лет сократилась на 37 %. В значительной степени это связано, очевидно, с разъяснением населению роли холестерина в развитии атеросклероза. По оценкам американских исследователей, вследствие изменения диеты, приведшей к уменьшению потребления холестерина с пищей, в США за период с 1968 по 1976 год было спасено примерно 190 тыс. жизней.
Джон А. Стори из отдела пищевых продуктов одного из университетов США недавно проанализировал возможность коррекции содержания холестерина в сыворотке крови и тканях человека, которое увеличивается с возрастом. Аналогичная закономерность наблюдается и у экспериментальных животных в связи с изменением метаболизма холестерина. Путем изменения в диете содержания определенных жирных кислот и степени их ненасыщенности содержание липидов в сыворотке крови можно было контролировать. Однако продолжительность жизни экспериментальных животных существенно не возросла.
Из этого следует, по-видимому, что лишь полное изменение рациона питания может "компенсировать" все возрастные сдвиги. А возрастные изменения липидов, как считает Джон А. Стори, являются симптомом, а не причиной старения. Это заключение согласуется с тем, что было сказано в предыдущих главах о роли изменений структуры и функции ДНК, белоксинтезирующего аппарата и мембран клетки в старении: такие изменения являются причиной старения, а изменения метаболизма липидов и других веществ развиваются, как правило, вторично.
Но конечно, такое заключение не умаляет роли коррекции метаболизма с помощью диетических факторов, тем более если иметь в виду не только (и даже не столько) длительность жизни, но и состояние здоровья и работоспособность. Полагают, что уменьшение частоты сердечнососудистых заболеваний в США в определенной степени обусловлено также более чем двукратным увеличением за последние 25 лет числа лиц, активно и регулярно занимающихся физическими упражнениями. Действительно хорошо известно, что умеренные физические нагрузки улучшают функцию сердечно-сосудистой системы. Кроме того, есть веские основания полагать, что при таких нагрузках нормализуется обмен холестерина, уменьшается риск отложения его в сосудистой стенке и, следовательно, снижается риск развития атеросклероза.
Один из молекулярных механизмов такого пути защиты от атеросклероза состоит в том, что с увеличением мышечной активности возрастает синтез белков — липопротеидов высокой плотности, являющихся, по образному выражению академика Е. И. Чазова, "белками — уборщиками холестерина". (Кстати, во Всесоюзном кардиологическом центре, руководимом Е. И. Чазовым, впервые в мире получены данные о зависимости обмена холестерин-липопротеидных комплексов не только от мышечной активности, но и от условий проживания людей и от наследственных факторов.) При этом может усиливаться также синтез защитных ферментов — супероксиддисмутазы и каталазы, о которых речь шла ранее.
Умеренные физические нагрузки защищают от сердечнососудистых заболеваний не только прямым, но и косвенным образом.
Известно, что особенно большой процент приверженцев оздоровительной физкультуры — в Японии и Норвегии. И в этих двух странах относительно высокий уровень долголетия населения. Однако нелишне заметить: в этих двух государствах и наиболее высокий процент людей, совсем не употребляющих алкоголь (например, в Японии 30 % мужчин и 70 % женщин не знают вкуса спиртного). Можно согласиться с автором широко известных работ по оздоровительной физкультуре С. Б. Шенкманом, что спорт — антагонист алкоголя; добавим — и курения. И наверное, не случайно увеличение числа регулярно занимающихся физическими упражнениями в США за последние десятилетия совпало с уменьшением числа курящих. Считают, что там вследствие отказа от курения за период с 1968 по 1976 год спасено 150 тыс. людей.
При всем этом подчеркнем: по данным американских кардиологов, опубликованным в 1985 году, при диабете, гипертонии, артрите, как и при наследственной предрасположенности к сердечным заболеваниям, очень интенсивные физические упражнения могут быть вредными. Таким образом, мера нужна и здесь.
Есть теоретические основания полагать, что чрезмерные физические нагрузки не только не способствуют долголетию, но, наоборот, ускоряют процессы естественного старения. Мы уже знаем о роли свободных радикалов в старении и развитии болезней, ассоциированных со старением, а также о роли природных антиоксидантов — витаминов в долголетии. Сопоставим это со следующим фактом.
Исследователи Колумбийского университета (Нью-Йорк) заставляли крыс и морских свинок бегать в течение двух часов в день. Во время выполнения животными таких физических упражнений содержание свободных радикалов в их тканях значительно возросло. Одновременно происходило быстрое расходование одного из основных природных антиоксидантов — витамина Е.
Существенное нарушение в преклонном возрасте функции структур, обеспечивающих энергетический обмен, обнаружено в скелетных мышцах. Это наряду с ограничением функциональных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем (особенно с уменьшением функциональной способности капилляров), увеличением соотношения между содержанием норадреналина и адреналина (и другими изменениями симпатоадреналовой регуляции) приводит к существенному снижению функциональных способностей при физической нагрузке в пожилом, тем более в старческом возрасте. Такие изменения усугубляются нарушением липидного обмена и сниженной способностью скелетных мышц использовать продукты липолиза (что приводит к увеличению концентрации жирных кислот в крови).
Исследования показали, что в результате физической тренировки часть из перечисленных биохимических симптомов старения можно ослабить. Действительно после курса физической тренировки на выносливость наблюдают усиление адаптационных способностей скелетных мышц, улучшение способности использовать продукты липолиза в метаболизме, совершенствование регуляции этого метаболизма и функции мышц. При этом увеличивается максимальный уровень поглощения кислорода при определенной физической нагрузке. Показателем увеличения под влиянием тренировки функциональной способности мышечной системы и организма в целом является и то, что содержание лактата в крови возрастает под влиянием определенной физической нагрузки в меньшей степени. Это существенное обстоятельство.
Дело в том, что образование большого количества молочной кислоты в мышцах является следствием усиления процессов гликолиза в интенсивно работающих, особенно нетренированных мышцах и может оказывать неблагоприятное воздействие на клетки. Ведь если количество этого метаболита будет большим, то рН тканей снизится, а это, в свою очередь, должно изменить структуру и функцию мембран, активность многих ферментов. А если уменьшение рН произойдет в нуклеозоле ("ядерном соке"), то усилится даже процесс спонтанного повреждения ДНК, интенсивность которого (вспомним о депуринизации ДНК, катализируемой протонами) возрастает с уменьшением рН.
Таким образом, после курса физической тренировки отрицательные биохимические последствия от физической нагрузки снижаются, а благоприятные ее влияния на организм сохраняются либо даже усиливаются.
Я не останавливаюсь на рассмотрении благоприятного влияния на организм самой физической нагрузки, поскольку этот вопрос довольно часто обсуждался и обсуждается в многочисленных изданиях, в том числе и в научно-популярных. Подчеркнем лишь то, что обычно упускается из виду. Речь идет о явлении побочных эффектов физической нагрузки. В случаях, когда эти эффекты велики, их нельзя игнорировать (еще одно свидетельство "диалектического единства" положительных и отрицательных факторов).
К числу наиболее изученных антиканцерогенных факторов, связанных с питанием, можно отнести содержание в продуктах питания так называемых грубых волокон. Обычно к числу грубых волокон, или пищевых волокон, относят неусвояемые углеводы (целлюлоза, пектин) и лигнин — химические соединения, не переваривающиеся ферментами желудочно-кишечного тракта человека и не всасывающиеся в тонком кишечнике. Такие волокна содержатся в пшеничных отрубях, хлебе из муки грубого помола, в листовых овощах, корнеплодах, фруктах.
Конечно, и при употреблении пищевых волокон нужно знать меру. Как ее определить? Обычно полагают, что человеку нужно в среднем 20–25 г пищевых волокон в сутки. В названных только что продуктах питания содержание волокон не сильно варьирует — от 3 до 5 г в расчете на 100 г продукта. Таким образом, каждый человек, исходя из своих привычек, вкусов и возможностей, должен в той или иной форме употреблять пищевые волокна в количестве, считающемся в настоящее время оптимальным.
Предположительно можно отметить одну из причин торможения естественного процесса канцерогенеза у людей, потребляющих с пищей достаточное количество волокон. Известно, что, чем их больше, тем быстрее пища проходит по кишечнику. Следовательно, тем в меньший промежуток времени в кишечнике происходит размножение бактерий, оказывающих определенное действие на выделяемые в кишечник из желчного пузыря желчные кислоты, при метаболизме которых, так же как и холестерина, могут образовываться потенциально канцерогенные вещества. Что же касается механизма защиты увеличенным содержанием в пище волокон от химических мутагенов, загрязняющих окружающую среду, то он может быть более простым: эти канцерогены адсорбируются волокнами и таким образом выделяются из организма.
Интересно сопоставить результаты нашего анализа двух групп факторов: увеличивающих (или, наоборот, уменьшающих) риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и увеличивающих (или опять же уменьшающих) риск развития злокачественных опухолей. Очевидно, что факторов риска, общих для обоих классов заболевания, надо стремиться всеми силами избегать. Устранение их эффектов — один из путей достижения долголетия без тяжелых болезней. К числу таких "факторов риска в квадрате" нужно отнести курение, алкоголь, нервно-психические стрессы, сильное ожирение тела и действие некоторых агентов окружающей среды, обладающих сильными генотоксическими свойствами. Все эти факторы исходя из теории экспериментальных и эпидемиологических исследований нужно считать способствующими развитию преждевременного старения, а следовательно, значительно сокращающими продолжительность жизни человека. Снять эффекты большинства из этих факторов — в пределах человеческих возможностей.
Но вернемся к проблеме активной профилактики опухолевых заболеваний. Теоретические количественные оценки показывают, что в организме человека ежесуточно может возникать множество опухолевых клеток. И то, что каждая из этих клеток или хотя бы их миллионная часть не становится причиной опухолевого роста, определяется мощной многозвеньевой естественной защитной системой. Способности этой системы с возрастом снижаются — именно поэтому частота опухолевых заболеваний в процессе старения возрастает. Мы уже говорили об этом механизме. А сейчас зададимся следующим вопросом: каким образом предупредить развитие опухолевых заболеваний, как увеличить эффективность защитных систем стареющего организма?
Изложенный в предыдущих главах материал позволяет в общей форме ответить на вопрос так: прежде всего нужно избегать таких воздействий на организм, которые бы перегружали защитные механизмы. Например, одна из важнейших таких систем — репарация ДНК, а чтобы не перегружать ее, надо по возможности избегать действия факторов, способных усилить спонтанную нестабильность ДНК, или вызвать дополнительное число повреждений ДНК. В связи с этим приходится снова вспомнить о табачном дыме и алкоголе. Об их вредном действии на организм говорят и пишут достаточно. Не будем повторять широко известного, коснемся лишь последних биологических данных.
В конце 1985 года Таутоми Накаяма с сотрудниками из отдела биофизики Научно-исследовательского института Национального противоракового центра в Токио обнаружили, что дым всего лишь одной сигареты индуцирует в ДНК клеток человека количество разрывов, равное 104 в расчете на каждую клетку. Это число разрывов эквивалентно числу повреждений, индуцируемых облучением ионизирующей радиацией в большой дозе. Механизмы индукции повреждений ДНК сигаретным дымом и облучением, как это ни удивительно, тоже в значительной мере сходны. Более того, эти механизмы сходны с теми, по которым индуцируется и значительная часть спонтанных повреждений ДНК, накапливаемых с возрастом и ответственных за старение. Вот вкратце доказательство этого сходства.
В главе III были приведены факты, свидетельствующие о важной роли кислородных радикалов в спонтанном повреждении ДНК. Но с помощью различных веществ, способных перехватывать такие радикалы, а также с использованием ферментов (в частности, супероксиддисмутазы), защищающих генетический аппарат от кислородных радикалов, показано: генотоксические эффекты облучения и табачного дыма также в значительной степени обусловлены кислородными радикалами.
Кроме того, есть веские основания полагать, что наблюдаемое под влиянием несмертельных доз облучения ускорение естественного старения и учащение опухолевых заболеваний определяются повреждением ДНК. По аналогии можно предположить, что индуцируемые табачным дымом повреждения ДНК в клетках человека ускоряют старение и увеличивают вероятность развития опухолевых заболеваний. То, что у курильщиков частота рака легких увеличена во много раз по сравнению с некурящими людьми того же возраста, хорошо известно. Но теперь становится очевидным, что табачный дым еще и ускоряет "физиологическое" старение.
Практически это означает, что весь организм пожилого курильщика начинает дряхлеть раньше, чем организм некурящего человека того же возраста. В наиболее сильной степени процессы старения ускоряются в легких, и, следовательно, они становятся уязвимы не только к опухолевым, но и к другим заболеваниям, ассоциируемым со старением. Ускоряется также старение кожи лица обкуривающего себя человека — под влиянием табачного дыма интенсивнее образуются морщины на лице, кожа становится более дряблой, теряется первоначальный цвет.
Кроме кислородных радикалов, возникающих в табачном дыму в процессе пиролиза табака при курении, в нем образуются и органические канцерогенные вещества, также способные повреждать ДНК и нарушать репарацию повреждений ДНК. К числу таких веществ нужно отнести и полициклические ароматические углеводороды.
То, что интенсивное курение может ускорять существенные механизмы старения, подтверждают результаты исследований свойств ДНК, выделенной из мышечной ткани людей. Такие исследования проводил Рудольф Зан из центра по изучению старения в Майнце. Он обнаружил, что у заядлых курильщиков свойства ДНК изменены, причем степень этих изменений с возрастом увеличивается.
Но ведь ДНК мышечной ткани не подвергается непосредственно воздействию табачного дыма. Как же объяснить данные Рудольфа Зана? Наверное, сделать это было бы нельзя, если бы мы не знали о существовании явления спонтанной нестабильности ДНК всех клеток организма, равно как и о том, что при старении в ДНК различных клеток с большей или меньшей (иногда трудноизмеримой) скоростью накапливаются повреждения. Разрушение ДНК со временем может ускоряться (т. е. действие природного мутагена может усиливаться), если какой-либо фактор нарушает репарацию ДНК и(или) усиливает процесс старения организма в целом. Но курение, как мы знаем, является именно таким фактором. Иными словами, мы приходим к пониманию важного практического положения — не только рак легких или заболевания кожи у курильщиков могут развиваться чаще, но под влиянием табачного дыма могут учащаться и другие дегенеративные заболевания, связанные с преждевременным старением. Каждому курящему или "балующемуся" курением об этом следует знать. Наряду с этим твердо установлено: у бросивших курить людей уже спустя несколько лет начинает значительно снижаться риск развития опухолевых заболеваний. Не исключено, что при этом будут исчезать и приобретенные в результате курения симптомы преждевременного старения. Теоретическим основанием для такого заключения служат рассмотренные в предыдущих главах факты, показавшие: если "не отравлять" защитные системы организма, то со временем они могут устранить многие из повреждений, вызванных в клетках и в тканях организма внешними воздействиями.
Часть из многочисленных токсических и канцерогенных веществ, содержащихся в табачном дыме, обезвреживается в печени. Но под влиянием дополнительных воздействий на организм, например под влиянием алкоголя, эта защитная функция печени нарушается. В частности, поэтому в сочетании с алкоголем вредное влияние на организм табачного дыма может резко усиливаться.
Напомню, что курение может быть не только активным, но и пассивным, причем во вторичном дыме (т. е. в том, который находится в помещении) содержание некоторых канцерогенных веществ, в частности из класса нитрозаминов, оказывается даже большим, чем в дыме, вдыхаемом курильщиком. Следовательно, в случае приема алкоголя даже некурящим человеком в прокуренном помещении значительно возрастает опасность повреждения ДНК его клеток. Результаты эпидемиологических исследований, проведенных в нескольких странах, также однозначно свидетельствуют: канцерогенные эффекты табачного дыма и алкоголя взаимно усиливают друг друга, т. е. эти вредные факторы действуют на организм синергетически.
Что же касается последствий приема алкоголя для организма, то они слишком хорошо известны, чтобы здесь о них подробно говорить. Упомянем лишь о малоизвестном факте: под влиянием алкоголя могут ускоряться молекулярные процессы, определяющие старение организма, в частности, с этим связано уменьшение продолжительности жизни пьющего человека. Особенно уязвимы к алкоголю клетки головного мозга.
Все это является подтверждением известного афоризма "Самый простой и надежный способ продлить жизнь — не сокращать ее".
Но вместе с тем можно назвать факторы, уменьшающие риск развития и сердечно-сосудистых заболеваний, и злокачественных опухолей, и преждевременного старения. Среди таких благотворных факторов долголетия есть весьма простые — умеренные физические нагрузки и питание, достаточное содержание в пище природных антиоксидантов или обогащение ее некоторыми из них (β-каротин, витамин Е), а также установка на доброжелательность.
Можно, очевидно, отдельно говорить о факторах, которые преимущественно тормозят развитие сердечно-сосудистых или опухолевых заболеваний. По всей вероятности, есть и такие, которые в определенных концентрациях препятствуют развитию одного класса болезней, не влияя на болезни другого класса. Конечно, это сложные случаи, и для их конкретного пояснения потребовался бы экскурс в различные области биологии и медицины. Из-за недостатка места нам не удастся их здесь рассмотреть.
Мы остановимся вкратце на диете людей, проживших 90 лет и более. Интересные материалы этого плана были представлены, в частности, на Второй конференции по проблеме долгожительства, проведенной в Тбилиси в конце 1984 года. Вот некоторые из этих результатов.
Ю. Г. Григоров с соавторами исследовали особенности питания долгожителей, проживающих в сельской местности Абхазии. Оказалось, что характер их питания чрезвычайно консервативен. Наблюдается резкое преобладание в рационе молочно-растительных продуктов, причем среди молочных преобладают кисломолочные, а среди растительных — зернобобовые, овощи и фрукты.
Д. А. Джорбекадзе с соавторами исследовали характер питания долгожителей, проживающих в сельских районах Грузии. Они также обнаружили устойчивость пищевых вкусов и преобладание в рационе растительно-молочных продуктов.
Становится все более ясным: в продуктах питания, даже природных, содержатся различные по своим свойствам вещества. Одни из них способны оказать на организм неблагоприятное воздействие, другие обладают противоположными, в частности антиканцерогенными, свойствами. Иначе говоря, существуют природные факторы, как способствующие развитию опухолевых заболеваний, так и препятствующие им. Значит, существенное значение имеют не только регулярность питания, его умеренность и другие подобные показатели, но и ювенологические свойства пищи.
В отчетной статье, посвященной гериатрическим препаратам, наши ведущие специалисты В. И. Западнюк (Институт геронтологии АМН СССР), В. И. Соловьева (Одесский НИИ глазных болезней и тканевой терапии им. В. П. Филатова) называют перспективными, способствующими укреплению здоровья пожилых и старых людей экстракт алоэ, декамевид, квадевит, ундевит. Последние содержат в одной дозе 10–12 водо- и жирорастворимых витаминов, отдельные аминокислоты и минеральные вещества. Таким образом, с помощью этих препаратов, как считают геронтологи, можно устранить возрастной (старческий) полигиповитаминоз. Кроме того, по данным В. И. Западнюка и В. П. Соловьевой, глутаминат калия ослабляет процессы свободнорадикального переокисления липидов в мембранах. Однако эти препараты, как и всякие иные медикаментозные средства, могут применяться только по назначению врача.
Уже давно известна так называемая тканевая терапия по В. П. Филатову. Как сообщается в только что цитированной работе В. И. Западнюка и В. П. Соловьевой: "Достигнуты успехи в разработке и изучении препаратов тканевой терапии по В. П. Филатову, что позволило представить их на мировой рынок в 18 стран. Установлена геронтологи ческа я и профилактическая направленность препаратов этой группы (Н. А. Пучковская, В. П. Соловьева, 1982)". Поясню, что эта разработка осуществлена названными учеными в Одесском НИИ глазных болезней и тканевой терапии имени академика В. П. Филатова.
Важно еще и то, чтобы в продуктах питания было как можно меньше канцерогенных и потенциально канцерогенных веществ и как можно больше факторов с противоположным, антиканцерогенным действием, являющихся фактически природными средствами профилактики рака. И конечно, хорошо, если бы последние обладали и по другим критериям благотворным действием на организм, т. е. увеличивали бы его жизнестойкость.
Возможно, в скором времени будут открыты комбинации таких веществ. Основанием для такого оптимистического предположения служит концепция синергизма — взаимоусиливающегося совместного действия нескольких факторов. Правда, до сих пор эта концепция использовалась для понимания механизмов действия повреждающих и канцерогенных агентов. Но сегодня есть основания полагать, что при совместном действии и благоприятных факторов их эффекты могут взаимоусиливаться. Одним из факторов в этом "коктейле" жизнестойкости, вероятно, будут уже упомянутые в книге β-каротин и витамин Е. (Подробно о защитных свойствах каротина рассказано в совместной книге А. М. Кузина и автора этих строк "Проблема синергизма в радиационном канцерогенезе и возможные пути снижения канцерогенного риска", Пущино, 1985.) К счастью, известен относительно дешевый и общедоступный природный источник β-каротина — морковь.
Теперь продолжим рассмотрение закономерностей, которые "просматриваются" при внимательном анализе особенностей образа жизни долгожителей.
Н. М. Хатиашвили и Г. А. Ушверидзе изучили зависимость долгожительства от ландшафтно-климатических особенностей различных районов Грузинской ССР. Оказалось, что больше всего долгожителей в среднегорной курортно-климатической зоне (высота 1000–2000 м над уровнем моря).
Все 160 долгожителей Абхазии, исследованные в 1978–1984 годах М. Б. Джанелидзе, были чабанами или принадлежали к семьям чабанов.
Все из 40 исследованных долгожителей Аджарии также в течение всей своей жизни пасли скот в горах.
Д. Н. Котко с соавторами обследовали долгожителей абхазских сел Дуриш, Джгерда, Члоу. В прошлом все мужчины также пасли в горах скот. Однако, по данным этой работы, другие большие группы долгожителей — горожане никогда не жили в горах. Таким образом, совокупность изложенных фактов приводит к следующим предположениям.
В течение своей жизни многие (но не все) потенциальные долгожители "спонтанно" (или, точнее, в естественных условиях своей жизни) подвергали себя периодической адаптации к горной гипоксии. В связи с этим вспоминаются уже давние, но по-прежнему интересные работы академика АН ГССР В. С. Асатиани, рекомендовавшего циклы климатотерапии — адаптации к горной гипоксии, причем также в условиях среднегорья (не выше 2000 м). В результате такой адаптации, вероятно, увеличивается эффективность (в том числе и точность) работы некоторых из тех защитных механизмов, о которых речь шла в IV главе и которые, как было показано в последующих главах, могут определять и устойчивость человека к болезням, и его долголетие.
Но ведь есть долгожители, проживающие и в других, кроме среднегорья, условиях. Да, но в этом случае генотип или условия жизни (а скорее, и то и другое) были модифицированы столь счастливым образом, что сходные изменения защитных систем произошли и без естественной "климатотренировки".