Помоги проекту - поделись книгой:
Он знал это благодаря работам Алексиса Карреля, знаменитого французского ученого, который, в сущности, и изобрел метод клеточных культур. В своей лаборатории в Университете Рокфеллера в Нью-Йорке Каррелю удалось поддерживать в живом состоянии линию клеток куриного сердца в течение нескольких десятилетий, начиная с 1912 г. Это были самые знаменитые клетки в мире: каждый год нью-йоркские таблоиды отмечали их «день рождения», а репортеры и фотографы платили немалые деньги за привилегию посетить их «дворец» – впечатляющий амфитеатр со стеклянными стенами, построенный Каррелем специально для журналистов.
Никто не ставил под сомнение его работу{80}; в конце концов, Каррель был лауреатом Нобелевской премии по медицине, присужденной ему в 1912 г. за разработку методов сшивания кровеносных сосудов. Он был знаменитостью Рокфеллеровского университета, финансировавшегося на нефтяные деньги Standard Oil (его портрет и сегодня висит в университетском фойе). В 1930 г. он еще больше поднял градус своей популярности, взявшись вместе с Чарльзом Линдбергом за разработку специального перфузионного насоса, который должен был заменять человеку сердце при трансплантации органов. Их фотографию на своей обложке даже напечатал журнал
Кроме того, эти двое разделяли любовь к евгенике, которую Каррель продвигал в своей вышедшей в 1935 г. книге «Человек – это неизвестное», постулировав в ней биологическое неравенство людей. Между тем клетки куриного сердца продолжали жить и в 1943 г., когда Каррель, вероятно, симпатизировавший идеям нацизма, оставил США и вернулся во Францию, где у власти стояло коллаборационистское правительство Виши.
Через год он скончался, но его догма продолжала жить: благодаря Каррелю весь научный мир «знал», что живые клетки, по сути, бессмертны – то есть могут делиться бесконечно. Однако в лаборатории Вистар Хейфлик начал замечать интересное явление. В то время он выращивал клетки, взятые у человеческих эмбрионов, – они были предпочтительны для исследований, потому что, в отличие от взрослых клеток, еще не подвергались воздействию вирусов. Но поскольку в 1950-х гг. аборты в США не были широко распространены, а во многих штатах и вовсе запрещены, найти эмбриональные клетки было невероятно трудно. И Хейфлик обращался с ними с особой осторожностью. Однако через несколько месяцев они все равно умирали. Его журнал регистраций показал, что всегда вымирали самые старые культуры.
Хейфлик решил выяснить, почему ему не удается сохранить колонии клеток в живом состоянии. В конце концов он придумал так называемый «эксперимент со старым развратником». В одной чашке он смешал в равных количествах «молодые» женские клетки, прошедшие всего через десять делений, и «старые» мужские клетки, делившиеся уже 40 раз. Через несколько недель он проверил чашку и обнаружил, что в ней остались только женские клетки. Здесь было всего два объяснения: либо некий неизвестный фактор избирательно уничтожил все мужские клетки, либо… старые клетки просто-напросто умирают. Естественным образом, от старости.
Он знал, что его открытие покачнет один из столпов современной биологии, поэтому, прежде чем публиковать свои результаты, он решил заручиться поддержкой признанных экспертов в этой области, таких как Джордж Гей из госпиталя имени Джонса Хопкинса. Десять лет назад Гей выделил бессмертную культуру клеток молодой женщины, скончавшейся от агрессивной формы рака. Эти клетки, получившие название HeLa от имени их донора Генриетты Лакс (Henrietta Lacks), оказались невероятно полезными для исследований рака (и даже стали главными героями увлекательной книги Ребекки Склут «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс»).
Хейфлик отправил образцы эмбриональных клеток Джорджу Гею и полудюжине других экспертов по культивированию клеток in vitro и попросил сообщить ему, если и когда эти клетки перестанут делиться. «Я выбрал самых авторитетных парней, которые были известны своими уникальными методиками выращивания клеток, – вспоминает Хейфлик. – Поэтому, когда они начали звонить мне и говорить, что мои культуры вымерли, я понял, что если мои результаты и предадут осмеянию, то по крайней мере я буду не один, а в весьма приличной компании».
Короче говоря, он доказал, что Каррель был абсолютно неправ и клетки обладают ограниченной продолжительностью жизни. Но ни один научный журнал не хотел печатать его статью. Бессмертие культивируемых клеток, заявил один из редакторов (по совпадению, работавший в Университете Рокфеллера), есть «фундаментальный факт, установленный в ходе 50 лет культивирования тканей in vitro».
В конце концов статья Хейфлика увидела свет в 1965 г. в небольшом журнале
Дальше началось то, что Хейфлик называет «тремя этапами принятия новой идеи»: «Первый этап – такое может сказать только идиот; второй этап – возможно, в этом что-то есть; третий этап – да это же очевидно, только идиот может думать иначе. В результате никто не ставит вам это в заслугу».
Но Хейфлик мало сказать, что упрям. Его настойчивость уже проложила ему путь из бедного рабочего района на юго-западе Филадельфии, где он вырос (и открыл в себе любовь к науке испытанным временем способом, делая взрывные смеси в подвале своего дома при помощи подаренного на Рождество набора «Юный химик»), в учебные аудитории Пенсильванского университета, в котором он получил степени бакалавра и доктора наук в области молекулярной биологии. И, как и следовало ожидать, ему хватило смелости вступить на поприще исследований старения, которое в те годы считалось «научной свалкой». «Признаться в 1960-х гг., что вы изучаете старение, было равносильно профессиональному самоубийству», – говорит он.
Там, где другие видели профессиональное самоубийство, Хейфлик увидел возможности. В 1975 г. он был одним из претендентов на должность первого директора недавно созданного Национального института по проблемам старения. Неожиданно он оказался в центре странного скандала: другой филиал Национальных институтов здоровья обвинил его в краже клеточной культуры, использованной им для его «экспериментов со старым развратником».
Это была клеточная линия WI-38, которую он вместе со своим коллегой создал из легочной ткани эмбриона, полученного после аборта, сделанного в Швеции в 1962 г. WI-38 оказалась самой долговечной и полезной клеточной линией{82} из всех когда-либо созданных: она была универсальной, простой в культивировании и «чистой», то есть свободной от вирусов и других загрязнителей. Она оказалась идеальным материалом для производства вакцин против всех видов заболеваний, от бешенства и полиомиелита до гепатита В. Merck, и другие крупные фармацевтические компании использовали ее для производства вакцин против кори, полиомиелита, оспы, бешенства и многого другого. Хейфлик снабжал образцами WI-38 всех желающих в обмен на небольшую плату за обработку заказа и доставку.
Произведенные на основе WI-38 вакцины спасли бесчисленное количество жизней и выдвинули Хейфлика в самый центр споров вокруг абортов{83}, сделав его объектом нападок со стороны религиозных консерваторов (во главе с Ватиканом), решительно возражавших против использования клеточной линии, созданной из тканей абортированного плода. Но их жалобы были ничем по сравнению с гневом гораздо более могущественного врага: федерального правительства, которое обвинило его в незаконном использовании государственной собственности для создания WI-38, а затем и для извлечения личной выгоды. Хейфлик ответил, что для создания клеточной линии он использовал профинансированные грантами материалы на сумму всего $100 и лично не заработал на распространении WI-38 ни цента, тогда как фармацевтические компании получили миллиарды долларов за изготовленные на ее основе вакцины.
Этот спор стоил ему работы в Национальном институте по проблемам старения и преподавательской должности в Стэнфордском университете, из которого его бесцеремонно уволили. Тогда Хейфлик «похитил» (его собственное слово) жидкоазотный контейнер, в котором хранились его драгоценные клетки WI-38; привязал его к заднему сиденью семейного универсала и направился через залив в Окленд. Там он и жил какое-то время, содержа свою жену и пятерых детей на пособие по безработице, составлявшее $104 в неделю. В конце концов ему удалось получить менее престижную преподавательскую должность во Флориде.
Хейфлик сражался с федеральным правительством много лет; дело было урегулировано только в 1982 г. вскоре после принятия конгрессом закона, который разрешил исследователям и организациям патентовать и извлекать прибыль из изобретений, созданных с использованием государственного финансирования. Поэтому сейчас мы имеем активно развивающуюся биотехнологическую индустрию.
Сегодня 85-летний Хейфлик, все такой же здоровый и воинственный, как боксер в расцвете сил, любит сидеть в своей гостиной с видом на Тихий океан. Бак с оригинальными клетками WI-38 в жидком азоте долгое время стоял у него в гараже, пока несколько месяцев назад он не пожертвовал его для исследований. Теперь этим замороженным клеткам больше 50 лет – даже больше, чем фальшивым куриным клеткам Карреля.
Сам Хейфлик тоже отлично сохранился для своего возраста: острый на язык, энергичный и готовый к бою. «У меня нет патологий», – говорит он, ставя этот факт в заслугу генам своей матери, которая скончалась всего несколько месяцев назад в возрасте 106 лет. Даже в свои 85 лет он остается бойцом, регулярно пишет письма редакторам научных журналов, а также сочиняет длинные статьи, в которых критикует индустрию антивозрастной медицины и научный истеблишмент. «Я 20 лет пробивал лбом стену, пытаясь заставить людей принять мои идеи, – говорит он. – Это было непросто, поверьте мне».
Случайно сделанное им открытие, что клетки живут не вечно, ныне называется пределом Хейфлика, а ранее общепринятая догма Карреля о бессмертии клеток окончательно почила в бозе. Две статьи Хейфлика, впервые опубликованные в малоизвестных журналах, в настоящее время относятся к числу наиболее часто цитируемых работ по биологии, написанных за последние 50 лет. А сам закон делимости клеток Хейфлика привел к кардинальной трансформации всей области исследования старения.
Хейфлик считает, что своими «бессмертными» куриными клетками Каррель фактически догматизировал мошенничество, поскольку, как выяснилось впоследствии, его ассистенты неумышленно пополняли эту культуру новыми живыми клетками{84} при введении питательного вещества. Но как бы то ни было, ошибочные идеи Карреля во многом задали направление научным усилиям в изучении феномена старения. Проще говоря, Каррель не верил в реальность старения. Скорее, как он написал в 1911 г., он считал его «явлением, обусловленным другими факторами». При наличии правильных условий, утверждал он, можно поддерживать голову человека в живом состоянии вечно, точно так же, как он делал это с клетками куриного сердца.
«Старение и смерть тканей не есть предопределенное явление», – писал он; старение является результатом действия внешних причин и повреждения клеток. И многие ученые верили в это на протяжении многих десятилетий, даже после того как Хейфлик опубликовал свои работы. В 1950-х гг. считалось, что старение вызывается главным образом солнечной и ядерной радиацией (не забывайте, что это были времена холодной войны).
Работа Хейфлика показала, что процесс старения заложен в самой клетке и запускается
Открытие Хейфлика стало поворотным пунктом не только в человеческой биологии, но и в его отношениях со многими коллегами. Для Хейфлика обнаруженный им предел делимости клеток, по существу, является доказательством того, что замедлить или остановить процесс старения
К счастью, не все смотрят на эту проблему так же, как он.
Между тем работы Хейфлика оставляли без ответа два важных вопроса:
Сам он был глубоко озадачен одним странным наблюдением: казалось, что клетки знали свой возраст. Когда он замораживал партию клеток WI-38, скажем, после 30-го цикла деления, а затем размораживал их несколько недель, месяцев или даже лет спустя, они снова начинали делиться – но не больше 20 раз. «Они все помнят», – сказал он мне, и в его голосе по-прежнему скользнула нотка удивления.
У клеток должен существовать какой-то счетный механизм, наконец решил он. И этот механизм не зависит от времени, как показали его эксперименты с замораживанием и размораживанием клеток. Другими словами, биологический возраст клетки практически никак не связан с ее хронологическим возрастом, и единственное, что имеет значение, – это количество пройденных делений. Следующие десять лет Хейфлик и его ученики потратили на поиск этого «счетчика» делений, который он назвал «репликометром», но безуспешно. Прошло еще четверть века, прежде чем был найден ответ на этот вопрос, причем найден в весьма неожиданном месте – в прудовой тине.
В конце 1970-х гг. молодая исследовательница из Беркли по имени Элизабет Блэкберн изучала уникальный простейший микроорганизм тетрахимену, который любит обитать в стоячей воде (поэтому Блэкберн и называет его прудовой тиной). Блэкберн обратила внимание, что на концах хромосом тетрахимены имеется очень много повторяющихся последовательностей ДНК. Эти последовательности построены из одинаковых блоков «два тимина – четыре гуанина» (TTGGGG), которые повторяются много раз. Поначалу она сочла их «мусорными» ДНК, которые ничего не кодируют и не выполняют никаких функций.
«Теломеры», как впоследствии были названы эти повторы{85}, закрывают концы хромосом, защищая их так же, как пластиковые наконечники защищают концы шнурков. Теломеры не несут никакой значимой генетической информации и просто представляют собой повторяющийся ряд аминокислот (у человека эта теломерная последовательность имеет вид TTAGGG, отличаясь от теломерной ДНК простейших всего одной аминокислотой). Но оказалось, что они далеко не бесполезны: они служат жертвенным барьером, защищая собой основную, несущую информацию, часть ДНК. При каждом последующем делении клетки теломерные «наконечники» немного укорачиваются. Когда они полностью исчезают, начинают разрушаться сами «шнурки» – кодирующие участки ДНК, и, когда повреждения становятся достаточно серьезными, клетка перестает делиться и погибает.
Но, как это обычно бывает в науке, каждое открытие лишь порождает множество новых вопросов. Если наши теломеры разрушаются при каждом делении, почему мы продолжаем жить? Значит, у наших клеток имеется какой-то способ восстанавливать свои теломеры и наши ДНК остаются нетронутыми?
Десять лет спустя, благодаря тем же прудовым тетрахименам, Блэкберн вместе со своей аспиранткой Кэрол Грейдер нашли ответ на этот вопрос, открыв и описав фермент под названием теломераза. Его работа состоит в том, чтобы восстанавливать концы хромосом путем добавления к ним новых последовательностей TTAGGG. Другими словами, теломераза помогает сохранять «наконечники» на концах нашей ДНК, защищая сами «шнурки» от разрушения.
Далее нетрудно было установить корреляцию между длиной теломер и здоровьем. Одно широкомасштабное исследование, охватившее 17-летний период, показало существование выраженной взаимосвязи между длиной теломер и общей смертностью{86}. Не хочу вас пугать, но чем короче ваши теломеры, тем короче ваша жизнь.
Другое исследование дало еще более ошеломительные результаты: коллега Блэкберн из Калифорнийского университета в Сан-Франциско по имени Элисса Эпел исследовала группу матерей, которые на протяжении нескольких лет заботились о своих хронически больных детях – то есть жили в состоянии постоянного стресса. Она обнаружила, что чем дольше женщина находилась в такой роли, тем короче были ее теломеры. Биологический возраст клеток женщин из этой группы превышал их реальный возраст на 9–17 лет. Уход за престарелыми родителями обычно имеет тот же эффект, что опровергает теорию о том, что старение является жестко запрограммированным процессом.
Другие исследования обнаружили, что короткие теломеры в белых клетках крови провоцируют развитие типичных возрастных болезней, таких как сосудистая деменция, сердечно-сосудистые заболевания, рак, артриты, диабеты, резистентность к инсулину, ожирение и т. д. В то же время спортсмены имеют более длинные теломеры по сравнению с обычными людьми. А у некоторых долгоживущих морских птиц теломеры с возрастом становятся не короче, а длиннее.
Таким образом, очевидно, что у людей с короткими теломерами большие проблемы. Однако исследования оставили без ответа главный вопрос: являются ли короткие теломеры
В 2009 г. Блэкберн, Грейдер и еще одному исследователю по имени Джек Шостак была присуждена Нобелевская премия «за открытие того, как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы». Остается по-прежнему неясным, является ли теломераза тем самым волшебным средством от старения или нет. Некоторые исследования намекают, что она вполне может им быть. В 2010 г. в журнале
Идея, что наши клетки имеют встроенные «часы», которые можно перевести назад при помощи одного-единственного фермента, привлекает своей простотой. Почему бы просто не добавить (или не активировать) теломеразу, чтобы клетки продолжали делиться и дальше? Сегодня «специалисты по антивозрастной медицине» предлагают тесты на определение длины теломер стоимостью от $200 до $1000, которые якобы измеряют ваш клеточный возраст. Те же самые «врачи» продают так называемый «активатор теломеразы» TA-65, созданный, как утверждается в рекламе, на основе разработок, за которые была присуждена Нобелевская премия. Месячная доза этого БАДа стоит около $600, что, разумеется, не является проблемой для таких фанатов вечной молодости, как Сьюзан Сомерс. Но остальным будет полезно узнать, что активный ингредиент TA-65 производится из растения астрагал, экстракт которого можно купить, например, на сайте Vitamin Shoppe по цене $15 за флакон.
Существует еще одна проблема: искусственная активация теломеразы может провоцировать рак. У раковых клеток есть одна общая черта: почти все они в большом количестве синтезируют теломеразу. Теломеразная активность обнаруживается почти в 100 % раковых опухолей. В результате раковые клетки имеют длинные теломеры и могут делиться бесконечное число раз. Вот почему последние исследования рака сосредоточены на поиске способов подавить активность теломеразы в раковых клетках. Испытание препарата TA-65 на мышах, профинансированное самим производителем, показало, что этот активатор не только не продлил жизнь у принимавших его мышей, но немного увеличил частоту возникновения у них рака печени{89} по сравнению с контрольной группой.
«Теломераза – это единственная наиболее специфическая характеристика, отличающая раковые клетки от нормальных, – говорит Хейфлик. – Ее присутствие должно быть сигналом тревоги. Так какого черта намеренно накачивать себя теломеразой?»
Действительно, какого черта?
Еще больше вопросов по поводу теломер и теломеразы возникает в связи с тем фактом, что некоторые животные, имеющие очень длинные теломеры и высокий уровень теломеразы, имеют очень
Таким образом, пока остается неясным, являются ли короткие теломеры причиной старения или же симптомом возрастных заболеваний. Но есть и куда более важные вопросы, и касаются они
Одним из самых важных тестов, которому меня подвергли при обследовании по программе BLSA, был простой анализ крови, позволяющий предсказать состояние здоровья человека гораздо лучше любого другого отдельно взятого теста. Ваш врач вряд ли когда-нибудь назначал вам этот анализ. Разумеется, эту «секретную» информацию я получил не от сотрудников BLSA, которые даже не упомянули мне об этом. Я узнал о нем только несколько недель спустя, во время беседы с Луиджи Ферруччи.
Этот анализ крови определяет уровень интерлейкина-6 – белка из разряда
Интерлейкин-6 – это своего рода «главарь» всей банды воспалительных цитокинов. Он отвечает за большинство видов лихорадки (одной из его функций является повышение температуры тела), а также, по всей видимости, командует выработкой десятков других воспалительных агентов. Он не чурается и убийства – по крайней мере, его уровень напрямую коррелирует с уровнем смертности. Как показало продолжавшееся 25 лет исследование в Ранчо Бернардо{90}, пожилые калифорнийцы с повышенным уровнем интерлейкина-6 в крови покидали этот бренный мир раньше других.
Это также один из маркеров, которому Луиджи Ферруччи уделяет пристальное внимание в BLSA. У людей с повышенным уровнем интерлейкина-6 с большей вероятностью имеются какие-то внутренние проблемы – возрастные болезни или другие факторы риска, способные ускорить смерть. «Пока мы не можем сказать, какая здесь причинно-следственная связь, однако это один из самых сильных биомаркеров, который мы знаем», – сказал он мне.
В частности, хроническое воспаление значительно повышает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, рака и болезни печени. Что вполне объяснимо: воспалительный процесс способствует образованию артериальных бляшек, а постоянное воздействие интерлейкина-6 повышает вероятность превращения нормальных клеток в раковые. Было установлено, что воспалительный процесс в организме даже вносит свой вклад в развитие депрессии. Когда мы становимся старше, воспаление становится настолько распространенным, что итальянские коллеги Ферруччи ввели в обращение специальный термин
Хейфлик определил две возможные судьбы наших клеток после того, как те прекращают делиться. Либо они трансформируются в раковые, то есть становятся бессмертными, либо вступают в стадию, названную им «репликативным старением». Так что же делают стареющие клетки?
В конце 1990-х гг. исследовательница рака Джудит Кампизи из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли решила изучить этот вопрос. Долгое время считалось, что стареющие клетки безвредны и безопасны – как пенсионеры, мирно сидящие на лавочках в местном парке. Но Кампизи не была в этом уверена. Она также не была убеждена в том, что предел Хейфлика действительно является причиной старения. «Если вы сделаете биопсию у 90-летнего человека, вы найдете у него массу клеток, которые по-прежнему продолжают делиться, – говорит она. – Поэтому объяснение, что мы стареем и умираем только потому, что наши клетки перестают делиться, меня не устраивает».
Когда она внимательно рассмотрела стареющие клетки, то обнаружила, что это были далеко не безобидные клеточные «пенсионеры», каковыми их считали Хейфлик и другие. Вместо того чтобы мирно доживать свой век, стареющие клетки буквально сочатся воспалительными цитокинами. «Это стало настоящим прозрением, когда мы поняли, что стареющие клетки активно производят вещества, вызывающие хроническое воспаление, – говорит она. – А воспаление играет определяющую роль в развитии практически всех известных нам возрастных заболеваний».
Стареющие клетки – очень плохие соседи. Это не безвредные старички, мирно дремлющие на завалинке, а скорее «плохие парни» в духе персонажей Клинта Иствуда, восседающие на пороге своего дома с бутылкой «Будвайзера», дымящейся сигаретой и винтовкой в руках. Их токсичные выделения отравляют окружающие клетки, делая их более уязвимыми перед болезнями, способствуя их перерождению в злокачественные или провоцируя их старение – да-да, оказывается, старение заразно.
Хорошая новость состоит в том, что в живых тканях стареющих клеток не так уж много – максимум 15 % (такой рекордный показатель был обнаружен в коже очень старых бабуинов). Но, как и в случае Клинта Иствуда, не нужно много таких парней, чтобы превратить весь район в отвратительное для жизни место.
Уроженка Квинса и типичная жительница Нью-Йорка со своей копной вьющихся каштановых волос, Кампизи кажется немного неуместной в своем кабинете в штаб-квартире Института исследования старения имени Леонарда и Берил Бак. Именно в Институте Баков, спроектированном Йо Минг Пеем мраморном дворце в стиле постмодерн, возвышающемся среди холмов округа Марин{91}, в 2005 г. Кампизи и ее коллеги обнаружили, что большинство видов стареющих клеток секретируют характерный комплекс – «сигнатуру» – белков-цитокинов, ключевым компонентом которого обычно выступает интерлейкин-6. Она окрестила этот комплекс белков «старческим секреторным фенотипом»{92} (
«Механизм старения клеток развился как механизм подавления рака, но мы думаем, что он также вызывает дегенеративные заболевания в пожилом возрасте и даже способствует развитию вторичного рака и в целом онкологических заболеваний во второй половине жизни, после 50 лет, – говорит она. – Проще говоря, стареющие клетки вызывают в организме хроническое воспаление, которое становится источником всех остальных бед – рака, нейродегенеративных заболеваний, саркопении [возрастной потери мышц] и многих других».
В этом и заключается абсурд старения: клетки стареют, чтобы не превратиться в раковые, однако стареющие клетки вызывают хроническое воспаление, которое заставляет
Пожалуй, самые убедительные доказательства того, что стареющие клетки ускоряют процесс старения, можно видеть на примере людей, перенесших рак. После «химии» у них образуется большое количество стареющих клеток, поскольку эти препараты разрушают ДНК и клетки перестают делиться. Исследователи заметили, что у этих людей гораздо раньше, чем обычно, начинают развиваться другие возрастные заболевания. «Через 20 лет они появляются в больницах с целым набором возрастзависимых патологий, включая вторичный рак, никак не связанный с их первичным раком», – говорит Кампизи.
Аналогичное явление наблюдается и у пациентов, проходивших терапию ВИЧ-инфекции{93} с использованием сильнодействующих антиретровирусных препаратов, которые также оставляют после себя массу стареющих клеток. Установлено, что многие из этих ВИЧ-пациентов страдают такими заболеваниями, как, к примеру, атеросклероз, развитие которого провоцируется высоким уровнем воспаления. Из-за большого количества стареющих клеток организмы людей, перенесших рак и ВИЧ, буквально купаются в воспалении, что приводит к их быстрому старению. Но что произойдет, если нам удастся избавиться от стареющих клеток?
В Клинике Мейо в Рочестере, штат Миннесота, более чем в 3000 км от Института имени Баков команда исследователей осуществила изощренный эксперимент, чтобы посмотреть, что случится, если очистить организм от стареющих клеток. Это было непросто: сначала ведущий исследователь Даррен Бейкер и его команда создали чрезвычайно сложную генно-модифицированную мышь. Для этого они взяли мышь-мутанта, которая очень быстро старела из-за обилия стареющих и дисфункциональных клеток. У нее отсутствовал ген, отвечающий за синтез одного ключевого белка. Затем они скрестили ее с другой, созданной ими мутантной мышью, у которой стареющие клетки можно было уничтожить и вывести из организма при помощи специального препарата. (Я предупреждал, что будет сложно!)
Новая гибридная мышь была не только самым экзотическим и дорогим грызуном, когда-либо ходившим по этой земле, но и самым нездоровым. Эти особи чрезвычайно быстро старели (из-за накопления стареющих клеток), уже в молодом возрасте они страдали катарактой, теряли мышечную и жировую ткань, как дряхлые старики, и их кожа становилась дряблой и морщинистой. Уже в среднем мышином возрасте они демонстрировали все признаки старческой астении. Но когда Бейкер и его коллеги начали вводить им специальный препарат, уничтожающий стареющие клетки{94}, их состояние резко улучшалось: они стали намного сильнее, дольше бегали на беговой дорожке, избавились от катаракты – и даже от морщин. Они в буквальном смысле слова омолодились, причем без всяких там инъекций мышиного гормона роста.
«Когда-нибудь мы сможем очищать наши организмы от стареющих клеток точно так же, как сегодня меняем масло в своих автомобилях», – сказал мне Джеймс Киркленд, один из соавторов исследования. Но сначала нам нужно научиться распознавать их и затем аккуратно удалять, не повреждая их соседей, – непростая задача, поскольку стареющие клетки составляют лишь небольшой процент от всех клеток и распределены по всем тканям и органам. «Пока это научная фантастика», – предупреждает Киркленд.
Но эта задача может стать гораздо проще, если мы сумеем выяснить, где любят сосредотачиваться стареющие клетки, – помните, что их относительно мало. Киркленд, как и Кампизи, занимается изучением клеточного старения вот уже много лет и считает, что именно стареющие клетки стоят за большей частью тех негативных явлений, которые мы в совокупности называем старением.
Однако одна из главных тайн стареющих клеток состоит в том, где именно в организме они находятся, поскольку их чрезвычайно трудно идентифицировать и локализовать (если только вы не экзотическая генно-модифицированная мышь стоимостью несколько миллионов долларов). Киркленд считает, что самые мощные и вирулентные очаги стареющих клеток сконцентрированы в конкретном виде ткани, которая у многих из нас имеется в большом избытке, – а именно в жировой ткани.
Глава 9
Фил против жира
Нет любви более искренней, чем любовь к еде.
Фил Бруно снова сорвался. Был обычный февральский вечер 2004 г., и Фил возвращался с работы. Не доехав до дома всего несколько миль, он решительно притормозил у «Белого замка», одного из многочисленных заведений быстрого питания пригорода Сент-Луиса. Разумеется, через десять минут он мог быть на своей кухне, где его жена Сьюзен готовила их традиционный большой итальянский ужин, но он был голоден
Десять минут спустя он подрулил к
Потому что, когда человек весом в добрые четверть тонны заказывает у вас сразу несколько «комплексных наборов», такое трудно забыть. Работники начинают рассказывать о вас друг другу, смеяться и тыкать пальцами. Особенно если вы делаете это каждый день, как Фил Бруно в тот период своей жизни. И на этом его кутеж не заканчивался: иногда в ожидании ужина он «догонялся» еще парой-другой сэндвичей.
Фил всегда любил поесть, да и другие члены их дружного сицилийского семейства были не прочь предаться греху чревоугодия. Бабушка и ее лазанья правили бал. В колледже он играл в баскетбол, легко таская 100 кг своего веса на мощном костяке в метр девяносто ростом. Но затем он женился, завел двоих детей, потом их стало трое. Теперь все его свободное время было посвящено детям: помочь с домашними заданиями, приготовить ужин, отвезти на тренировки по футболу или бейсболу. Он забросил спорт, но не возражал против этого: у сицилийцев семья стоит на первом месте. В результате он начал толстеть – медленно, но неумолимо, фунт за фунтом, год за годом. Поначалу он относился к этому вполне благодушно. Фил Бруно все делает с удовольствием, и в тот период его жизни источником удовольствия для него была еда. «Мне пришлось хорошенько потрудиться, чтобы стать таким большим», – шутит он.
Надо заметить, не все эти килограммы были плодом его непосильных трудов. Отчасти Фил Бруно стал жертвой биологических изменений, происходящих с нами в среднем возрасте. Естественное снижение выработки гормона роста и тестостерона (вкупе с другими изменениями на биохимическом уровне) приводит к тому, что потребляемые нами калории стремятся оставаться в нашем теле в виде жира. Начиная примерно с 35 лет доля жира в нашем организме увеличивается почти на 1 % в год, даже если наш общий вес остается неизменным.
Что еще важно, меняется распределение этого жира – из «подкожного» жира, делающего кожу молодых людей гладкой и плотной, он переходит в брюшной или «висцеральный» жир, наделяя нас так называемым «пивным животом», от которого не так-то просто избавиться. Обхват талии также начинает неумолимо расти{95}, увеличиваясь примерно на 3–4 см каждые девять лет, как показало одно многолетнее исследование, проведенное на женщинах среднего возраста.
Эти изменения почти универсальны: если сравнить молодого и пожилого человека с одинаковым весом, говорит Луиджи Ферруччи, у пожилого человека почти всегда будет больше висцерального жира, чем у молодого. Конечно, если наступит апокалипсис, эти жировые запасы позволят продержаться чуть дольше остальных, но они же существенно портят наш внешний вид, пока мы ожидаем конца света. Как однажды выразился один мой знакомый: «После 50 лет вдруг наступает момент, когда все
Об этом я хорошо знал благодаря той же программе BLSA. Через несколько месяцев после моего пребывания в госпитале Харбор я получил по почте толстый конверт с результатами моего обследования. Они были ничем не примечательны, за исключением одного: показатель процентного содержания жира в моем теле составлял невероятные 24,3 %. Другими словами, мое тело почти на четверть состояло из жира, что практически является верхней границей «нормы»{96}, – в настоящее время содержание жира 25 % и выше считается ожирением. Для здоровых мужчин норма составляет 17–20 %, а для спортсменов, к коим я привык себя причислять, и того меньше – от 13 до 6 %, ниже которых начинается сомнительная территория бодибилдеров.
У женщин допустимое содержание жира на несколько процентов выше, чем у мужчин, поскольку их тела должны иметь запасы питательных веществ, чтобы вынашивать и кормить детей. Для них нормой считается около 25 %, а ожирение начинается, если этот показатель выше 32 %. Это означает, что некоторые очень тучные женщины наполовину состоят из жира. С другой стороны, это также означает, что у таких женщин гораздо больше шансов пережить голод, чем у мужчин, что с точки зрения природы имеет смысл.
Хотя я худо-бедно укладывался в «норму», это известие меня откровенно расстроило. Я немедленно сел за компьютер и отправил в BLSA письмо, сообщив им о том, что их аппарат был плохо отрегулирован. Они коротко опровергли мое заявление: их двухэнергетический рентгеновский абсорбциометр, или просто DEXA, дает более точные результаты, чем прежний метод обследования, когда содержание жира в организме измерялось путем «щипания» кожи в различных местах при помощи специального штангенциркуля. К сожалению, их результаты также согласовывались с данными моих напольных весов стоимостью $100 в ванной комнате, которые недавно показали скачок с более-менее приемлемых 18 % до нынешних свинских 24 %. Вежливая сотрудница услужливо сообщила мне, что в соответствии с данными сканирования бо́льшая часть жира сосредоточена у меня в районе живота. «Добро пожаловать в зрелый возраст», – написала она. Вот так-то.
Фил находился совсем на другом уровне. Мой индекс массы тела составлял чуть больше 25, то есть удерживался на нижней границе избыточного веса. У Фила он был равен запредельным 45. Что еще важнее, окружность его талии была практически равна его росту, хотя, как показали исследования, окружность талии должна составлять меньше половины роста человека.
И это были не просто цифры. Его одержимость едой превратила его в «физическую и эмоциональную развалину», как говорит он сам. У него начали болеть суставы, а ноги казались «набитыми песком мешками», так что он с трудом поднимался и спускался по лестнице в своем двухэтажном доме. Его сердце все время было готово выпрыгнуть из груди, и он постоянно испытывал странную острую жажду, которую не могли утолить галлоны воды со льдом – от нее он только каждые полчаса ходил в туалет ночь напролет. «Мне было 47 лет, – говорит он, – но я чувствовал себя на 80». Но в бедах Фила Бруно была виновата вовсе не биология среднего возраста.
Поддавшись уговорам друга, Фил наконец-то решил пойти на прием к их давнему семейному врачу, доктору Рону Ливингстону. Это было 6 июня 2004 г. Он навсегда запомнил этот день: то, что он узнал о себе, открыло его глазам страшную картину. Начать с того, что у него не получилось взвеситься на медицинских весах, которые были рассчитаны максимум на 150 кг. Ему пришлось пойти в соседний продуктовый магазин и взвеситься на весах, предназначенных для поддонов с товарами. Те показали, что он весит 215 кг. Артериальное давление Фила было как в пожарном шланге – 250 на 160, что ужасно нагружало его артерии и сердце. Уровень сахара в крови также зашкаливал на отметке 600, в шесть раз превышая норму, а гликированный гемоглобин HbA1c – один из ключевых маркеров диабета, который должен находиться в районе 5,8, – составлял заоблачные 16.
У него был полномасштабный сахарный диабет, и это была всего лишь одна из его проблем. Он вышел из кабинета врача с целым списком различных лекарств и пищевых добавок, от рыбьего жира и средств от повышенного АД до «Липитора» (для снижения уровня холестерина) и «Глюкофажа» (от диабета). И еще Фил никогда не забудет того, что доктор Ливингстон сказал ему по окончании обследования: «Фил, я удивлен, что вы еще живы. Я боялся, что вы умрете прямо в моем кабинете».
Все «знают», что ожирение – это плохо для здоровья, но большинство людей теряются, когда их просят объяснить почему. Некоторые причины очевидны: избыточный вес подвергает большей нагрузке суставы и сердце. Как правило, он идет рука об руку с сахарным диабетом, который и диагностировал доктор Ливингстон Филу в тот памятный день. Хотя не все толстые люди страдают диабетом, большинство диабетиков имеют избыточный вес или ожирение.
Сам диабет значительно ускоряет процесс старения. Организм не может переработать потребляемый нами сахар, в результате чего тот остается циркулировать в крови и массово повреждает клетки во всех тканях. Избыток сахара в крови заставляет вас даже
С другой стороны, долгожители справляются с сахаром безо всяких проблем, как моя бабушка, которая на протяжении всей своей жизни каждое утро начинает со сладких булочек с полной безнаказанностью. Она жить не может без сладкого.
Но диабет – только одна из причин, почему лишний вес ассоциируется с серьезными проблемами со здоровьем. Широкомасштабное исследование, результаты которого были опубликованы в 2003 г. в журнале
До недавнего времени жировая ткань считалась абсолютно инертным и пассивным хранилищем энергии для нашего тела – наподобие сберегательного счета. Когда вы едите, вы «откладываете» часть калорий на свой энергетический счет, а во время физической активности тратите их. Если во время бега трусцой вы сжигаете 3500 килокалорий (на что требуется примерно пять часов), вы теряете около полукилограмма веса или по крайней мере не набираете его. В противном случае жир остается в вашем теле пассивным грузом, никак не вмешиваясь в работу вашего организма.
Однако в 1990-х гг. ученые начали осознавать, что «лишний жирок» может играть более важную роль в жизни, чем просто некрасиво трястись при ходьбе. За последнее десятилетие они пришли к выводу, что жировая ткань на самом деле представляет собой огромную эндокринную железу, которая оказывает мощнейшее влияние на весь остальной организм. «У типичного жителя Северной Америки жировая ткань является их самым большим органом», – говорит Джеймс Киркленд, который одним из первых начал изучать эндокринные эффекты жировой ткани. Киркленд считает, что, когда речь идет о старении, жир также может быть самым важным фактором.
Набрать вес можно поразительно легко и быстро, в чем мы с Филом убедились на собственном горьком опыте. Тысячелетия существования в рамках периодических циклов «пира и голода» превратили человеческое тело в чрезвычайно эффективную машину по накоплению жира, задача которой – превращать в жир драгоценные лишние калории и сохранять их. Эволюция еще не успела осознать, что теперь пища стала относительно дешевой и в изобилии доступной для большинства из нас. Наши гены по-прежнему считают нас охотниками-собирателями, и для них жир означает выживание.
Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале
Подкожный жир (SubQ) также производит гормон под названием адипонектин, который участвует в регуляции энергетического метаболизма и защищает от некоторых видов рака, в частности от рака молочной железы. Неслучайно у супербабушек Нира Барзилая уровень адипонектина, как правило, выше нормального.
Но хватит хороших новостей. Плохая новость состоит в том, что по мере старения мы постепенно теряем этот хороший жир, по причине чего наши руки становятся более костлявыми и жилистыми. Мы также приобретаем пухлые жировые подушки в районе талии, что вынуждает нас покупать более широкие брюки. Этот висцеральный, или абдоминальный, жир вовсе не так полезен, как исцеляющий раны, производящий адипонектин подкожный жир.
И я еще забыл упомянуть о том, что подкожный жир вырабатывает важный гормон лептин, так называемый гормон насыщения, который сообщает нашему мозгу: «Эй, у нас запасено достаточно энергии, поэтому можно перестать есть».
Брюшной жир производит очень мало лептина, поэтому центр насыщения в головном мозге не получает такого сообщения. Это может быть связано с тем, что эволюционно брюшной жир имел другое предназначение – а именно служить резервуаром энергии «быстрого доступа», обеспечивающим кратковременные всплески энергии, например во время интенсивной охоты (вот почему мужчины более склонны к накоплению висцерального жира, а женщины – подкожного). Мало того, «гормон стресса» кортизол, активно вырабатываемый в стрессовых ситуациях, подговаривает тело откладывать еще больше брюшного жира, который – если вы не бегаете по саванне за дикими зверями или от них, а целыми днями сидите в офисе – у вас попросту нет возможности сжечь. В результате этот жир толстыми прокладками обволакивает вашу печень и другие органы, пока вы сидите за рабочим столом и покупаете себе в Интернете новые брюки.
Проблема не в брюках. Проблема в жире{99}. За последнее десятилетие – примерно после 2004 г., когда Филу Бруно был поставлен диагноз «ожирение», – Киркленд и другие ученые обнаружили, что этот висцеральный жир проникает в наши жизненно важные органы и даже в сердце и погружает их в отвратительный биохимический бульон, нарушая их нормальное функционирование. Висцеральный жир производит целый ряд воспалительных цитокинов, не только зачинщик хронического воспаления интерлейкин-6, но и еще один – «фактор некроза опухоли – альфа» (ФНО-альфа), деяния которого под стать его названию. (Да, он помогает бороться с раком, но помимо этого способствует развитию резистентности к инсулину и делает много других плохих вещей.)
Неудивительно, что Фил Бруно чувствовал себя намного старше своих 47 лет. Его жир, по сути, был гигантской токсической опухолью, отравлявшей весь его организм. Как предупредил доктор Ливингстон, Фил подвергался чрезвычайно высокому риску умереть от заболеваний, которые обычно поражают людей в более позднем возрасте, таких как сахарный диабет, инфаркт, инсульт, рак и деменция. «Ожирение провоцирует ускоренное старение», – говорит Киркленд.
Таким образом, старение заставляет нас набирать избыточный вес, а избыточный вес заставляет нас быстрее стареть. Мало того, как и свиное сало, наш внутренний жир со временем становится «прогорклым» и еще больше усиливает процессы старения. Киркленд считает, что именно жировая ткань является главным депозитарием для стареющих клеток, которые-то, предположительно, и вызывают хроническое воспаление, – и чем старше мы становимся, тем больше стареющих клеток накапливается в наших жировых тканях.
Другая, не менее серьезная проблема состоит в том, что наши жировые клетки сами начинают плохо работать и перестают справляться со своей главной задачей – накапливать в себе жир. В результате свободные жирные кислоты начинают циркулировать по нашему кровяному руслу, приводя к опасной ситуации, называемой «липотоксикозом», – или, если хотите, отравлению собственным жиром. Неудивительно, что ожирение связано с укорачиванием теломер, что, в свою очередь, создает еще больше стареющих клеток.
Этот порочный замкнутый круг только прогрессирует с возрастом. Подавляющее большинство людей среднего и пожилого возраста имеют проблему избыточного веса, вот почему метаболический синдром – комбинация избыточного веса, резистентности к инсулину, повышенного АД и зашкаливающего холестерина – затрагивает всего 7 % людей в возрасте 20 лет и почти половину всех людей в возрасте 60 и старше. У Фила Бруно также был метаболический синдром, как, вероятно, у всех толстых людей, которых вы встречаете на улице. Еще более пугающая статистика: более двух третей беби-бумеров имеют избыточный вес или страдают ожирением.
Поделиться книгой: