Старение как частный случай феноптоза
Мы определили запрограммированную смерть организма как феноптоз. Наиболее яркие проявления феноптоза - смерть горбуши тотчас после нереста или гибель бамбука, который десятками лет может размножаться вегетативно, но, зацветши, умирает в тот же сезон. Давайте допустим на мгновение, что старение относится к разряду тех же явлений, но в данном случае феноптоз сильно растянут во времени, поскольку обусловлен не прекращением, а лишь некоторым нарастающим с возрастом ослаблением определенных жизненных функций. Такой механизм "мягкого" феноптоза должен иметь несомненные эволюционные преимущества по сравнению со случаем "острого" феноптоза ( горбуша , бамбук, осьминоги ). Мягкий феноптоз, призванный бороться с засорением популяции потомков предками- долгожителями, стимулируя тем самым прогрессивную эволюцию, работает на выполнение той же задачи еще одним (и весьма эффективным) способом. Появление полезного признака позволяет компенсировать в известных временных пределах эффект старения. Крупный олень, даже достигнув преклонного возраста, может иметь больший шанс победить в весеннем бою за самку или спастись от волчьей стаи, чем его молодой, но низкорослый сородич. Три случая кажущегося несовершенства защитных систем организма, рассмотренные выше (защиты ДНК от укорочения, белков от денатурации и всего клеточного содержимого от активных форм кислорода), получают свое объяснение, если принять, что все они представляют собой различные механизмы феноптоза. Тогда уже не придется рассматривать выключение теломеразных генов, наступающее уже в раннем эмбриогенезе и во вполне определенных тканях, как случайную поломку сложной биологической системы. Да и внутриклеточная ксантиноксидаза, образующая супероксид, перестает выглядеть эдаким ферментом-вредителем или страшной, но опять же случайной, ошибкой эволюции. Нет, вряд ли все это простые случайности. Слишком уж преднамеренными выглядят эти "гримасы природы". Так, опытный психиатр не поставит диагноз "клептомания" человеку, который крадет только деньги. Все три механизма, рассмотренные выше, имеют ту общую черту, что они лишь ослабляют процессы жизнедеятельности, но не прекращают какой-либо из этих процессов вообще. Укорачивается теломераза - ухудшается работа хромосомного аппарата. Уменьшается индукция белков теплового шока при стрессовых воздействиях - затрудняется ренатурация белков. Допускается небольшое образование АФК - повышается вероятность повреждения митохондриальной, а затем и ядерной ДНК. Особенно нагляден пример с белками теплового шока. При старении количество этих белков, как и регуляторного белка ФТШ I, не уменьшается. Значит, "текущий ремонт" белков в клетке продолжается как и в молодости. Ослабляется лишь ответ на стресс , т.е. на вызов, который бросает среда организму в критических ситуациях. А ведь как раз о таких ситуациях идет речь, когда мы говорим о естественном отборе. Приняв, что старение - частный случай такой важной биологической функции, как феноптоз, мы уже не должны удивляться неоднозначности ответа на вопрос, что же именно вызывает этот процесс. При всей убедительности положения о связи длины теломер и старения клеток в культуре даже сами сторонники теломерной теории старения идут на попятный, когда речь заходит о старении целого организма. Всегда находятся контаргументы и при рассмотрении окислительной (митохондриалъной) теории старения . Уверен, что они найдутся и в случае, если кто-либо возьмется утверждать приоритет белков теплового шока в развитии старческого синдрома. Согласно недавнему наблюдению Озавы 89% митохондриальной ДНК в митохондриях сердца 97- летнего старика содержали обширные делеции, критичные для репликации и транскрипции [ Papa ea 1997 ]. Тем не менее, этот человек умер не от сердечной недостаточности, а от рака желудка. Нетрудно представить себе, что дальнейшее нарастание дисфункции митохондриальной ДНК все же привело бы старика в недалеком будущем к смертному одру и это вряд ли имело бы отношение к укорочению ядерной ДНК. Такую смерть уже нельзя было бы отнести на счет забастовавшей теломеразы. Множественность механизмов старения страхует вид от "засорения" бессмертными особями, большое количество которых препятствовало бы проявлению генетического полиморфизма, обусловленного половым размножением. Иначе говоря, старец Озавы все равно бы умер из-за укорочения его ядерной ДНК, даже если бы излечился от рака желудка и пронес в своем сердце вплоть до 97-го года жизни нативную митохондриальную ДНК. Как справедливо указывает Маслов [ Маслов 1980 ], любая существенная биологическая функция реализуется несколькими достаточно независимыми механизмами. Такой параллелизм повышает вероятность выполнения этой функции. Не случайно, что получить линию бессмертных клеток в культуре можно, только преодолев противодействие по меньшей мере трех генетических различных механизмов. Последним из них называется тот, что отвечает за выключение теломеразы [ Дункан 1997 ]. В организме таких барьеров, конечно же, еще больше. Однако сам факт, что их число должно быть конечным, может вселять оптимизм в души борцов за человеческое бессмертие. Автор выражает свою глубокую признательность A.M. Оловникову, многолетнее общение с которым сделало возможным появление этой статьи, а также М.Н. Кондрашовой, К. Льюису и М.Ю. Шерману за весьма ценные советы и критические замечания при обсуждении концепции феноптоза.
