Бесплатный фрагмент - Биологическое бессмертие

Бессмертие — жизнь в физической или духовной форме, не прекращающаяся неопределённо долгое время.

Толковый словарь

Цель человеческой жизни — постигнуть  генетический код биологического бессмертия и  расселиться по просторам Вселенной. И то, и другое осуществимо. И чем раньше мы поставим перед собой эти цели, тем скорее сможем их осуществить.

В. И. Жиглов

О возможности биологического бессмертия

Возможно ли обрести бессмертие?

Некоторые футурологи предсказывают, что бессмертие людей будет достигнуто с помощью развивающихся компьютерных технологий, которые позволят персональную информацию головного мозга загрузить в память мощных суперкомпьютеров и тем самым сознание данного индивидуума обретёт своё цифровое бессмертие.

Очевидно, что в такую форму бессмертия предпочло бы попасть лишь незначительное количество ныне живущих людей, так как подобное технологическое существование нашего сознания превратит человеческую жизнь в лишённое одушевлённости состояние.

Поэтому всё больше людей интересуются возможностью продления биологической жизни в нашем теле.

На сколько далеко продвинулась современная наука в изучении данного вопроса?

Так в 1961 году Леонардом Хейфликом было установлено, что клетка человеческого тела погибает после около 52 делений и в ней появляются всё больше признаков старения по мере приближения к этой границе.

Далее было установлено, что граница Хейфлика связана с сокращением размера участков ДНК на концах хромосом, которые называются теломерами и они после каждого деления клетки укорачиваются. Поэтому, чем короче клеточные теломеры, тем старше эти клетки, так как в них произошло больше делений.

В последующие годы был открыт клеточный фермент теломераза, активность которого может обеспечивать удлинение теломер, при этом удлиняется и жизнь клетки.

Оказывается, что те клетки, в которых функционирует теломераза — являются бессмертными и находясь в благоприятных условиях могут осуществлять неограниченное количество делений.

Первая линия таких клеток была выделена от больной раком Генриетты Лакс в 1951 году и получила название HeLa. На этих клетках и по сей день ведутся научные исследования и на их основе выращиваются вирусные штаммы.

К настоящему времени уже выделено множество подобных клеточных линий, как от человека, так и от животных больных онкологическими заболеваниями.

Наряду с этим учёными было также обнаружено, что в теле здорового человека существуют два типа бессмертных клеток, к которым относятся стволовые клетки и первичные половые клетки, которые в благоприятной питательной среде могут осуществлять неограниченное количество делений.

Отсутствие множества разновидностей стареющих клеток было обнаружено и у некоторых других многоклеточных организмов.

Так ещё в 19 веке была выдвинута гипотеза о теоретическом бессмертии гидры, которая была доказана экспериментально в 1997 году. При этом было установлено, что бессмертность гидр связана с их высокой регенерационной способностью восстанавливать свои жизненные функции даже при их расчленении.

В последние десятилетия было найдено несколько новых видов практически нестареющих многоклеточных организмов, к которым относятся: алеутский морской окунь, три различных вида черепах, морской ёж, моллюск Arctica islandica и остистая сосна.

К настоящему времени в ряде научных коллективах, как в нашей стране, так и за рубежом, ведутся исследовательские работы по разработке новых способов борьбы со старением, при этом генетика старения и продолжительности жизни является одной из фундаментальных дисциплин в данном направлении.

Ученые смогли уже выявить больше тысячи генов, связанных с процессом старения, биотехнологическое воздействие на которые позволяет продлевать жизнь у различных видов животных.

Так в начале девяностых годов прошлого века Синтия Кеньон из США показала, что мутация всего лишь в одном гене у круглого червя-нематоды приводит к увеличению продолжительности его жизни в 2 раза. Этот факт явился прямым доказательством того, что старение можно существенно замедлить даже при незначительном изменении видового генома.

Другие исследователи использовали в своих опытах самые разнообразные биологические виды и выявили на них возможность значительного сокращения сроков старения, при этом исследования проведённые на мышах оказались наиболее ценными, поскольку эти животные являются млекопитающими и эволюционно близки к людям.

В науке, изучающей продление человеческой жизни сейчас имеется два основных направления

К первому из их относится разработка биохимических препаратов ингибирующих функцию продуктов метаболизма, так как эти продукты оказывают своё негативное влияние на процессы старения. Такие фармакологические препараты получили название герантопротекторы. Но даже по самым оптимистичным данным в недалёком будущем с их помощью можно будет увеличить человеческую жизнь всего лишь в полтора, в два раза.

Вторым научным направлением является генная терапия, при которой мы сможем управлять функцией генов в организме человека, блокируя тем самым процессы старения. Так с помощью генно-терапевтического подхода можно замедлять процессы старения сосудов, побороть атеросклероз, замедлить сердечную недостаточность, бороться с болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона, которые являются основными причинами смертности на сегодняшний день.

Изучение генетики старения за последние годы делает значительные успехи. Об одном таком важном биологическом открытии, сделанным нашими соотечественниками, я и хочу рассказать в последующем сообщении.

Почему клетки голых землекопов стареют не так, как клетки мышей?

Учёные выяснили, что люди, как и другие животные, стареют в результате специальной биологической программы, контролируемой нашим геномом.

За последние годы было проведено большое количество научных исследований, посвящённых африканскому голому землекопу, который является ближайшим родственником мышей. Однако, если мыши живут всего лишь 2 — 3 года, то африканские голые землекопы живут свыше 30 лет.

Именно поэтому эти животные являются хорошей биологической моделью по изучению значительного замедления процессов старения. Российским учёным под руководством академика РАН Владимира Петровича Скулачёва удалось сделать важное открытие, которое приблизило к пониманию замедления процесса старения у данного вида животных.

Так при изучении дыхания клеточных митохондрий у африканских голых землекопов было установлено, что оно во многом похоже на дыхание митохондрий у новорожденных крысят!

При более тщательном изучении африканских голых землекопов было выявлено, что по многим своим биологическим характеристикам они напоминают новорождённых крысят и у них было установлено около сорока таких признаков.

Перечислим лишь некоторые из них: маленький вес, отсутствие ушных раковин, ограниченные возможности для поддержания постоянной температуры тела, низкая восприимчивость к боли, способность нейронов к регенерации, а также еще несколько десятков внешних, физиологических и биохимических признаков.

На основании полученных результатов учёные сделали вывод о том, что африканскому голому землекопу удалось остановить генетическую программу своего индивидуального развития на стадии новорожденного грызуна.

Всё это позволило академику В.П.Скулачеву сделать важное научное обоснование причины значительного замедления процесса старения у данного вида животных.

Так, если землекоп остановился на стадии детеныша, то значит и его индивидуальное развитие просто не доходит до генетического запуска программы старения.

Тем самым он получил одно из основных доказательств того, что старение — это всего лишь завершающая часть программы индивидуального развития и жизни организма, такая же как рождение, рост, созревание и смерть. И если вся эта программа остановлена, то и старение тоже останавливается!

Теперь всё внимание учёных сосредоточено на том, чтобы установить какие участки генома контролируют замедление процесса старения у африканского голого землекопа, чтобы в последующем полученные результаты воспроизвести экспериментальным путём на других видах животных.

Поэтому к настоящему времени медико-биологическая наука подошла очень близко к пониманию генетических процессов старения, что открывает перспективу значительного увеличения продолжительности человеческой жизни.

Ведь аналогичное десятикратное увеличение продолжительности жизни у людей, приблизит нас к библейским потомкам Адама, которые жили около тысячи лет.

Перспективные направления поиска генома, контролирующего продолжительность жизни

Процесс старения может рассматриваться, как хроническое заболевание, развивающееся с возрастом и приводящее, в конечном итоге, к летальному исходу. При этом, в стареющем организме происходят изменения конформационной структуры белковых молекул.

Данное хроническое заболевание имеет схожую динамику с развитием инфекционного процесса, вызываемого прионами — белками с изменённой конформационной структурой, выступающими в качестве инфекционного агента.

И хотя природа этих заболеваний ещё до конца не изучена, но существует несколько научных гипотез, которые объясняют развитие прионных инфекций.

К указанному виду инфекционных заболеваний относятся трансмиссионные губкообразные поражения головного мозга, вызываемые у коров (коровье бешенство), овец и коз (скрепи), норок (энцефалопатия) и человека (куру, пресенильная деменция, болезнь Крейтцфельда — Якоба). Возможно существование связи между редкой болезнью Крейтцфельда — Якоба и более часто встречающейся болезнью Альцгеймера (Salazar A. et al., 1983).

К прионным болезням человека также относятся Синдром Герстманна–Штройсслера–Шейнкера (ГШШ; наследственный), Фатальная бессонница (ФБ, включает спорадическую и наследственную форму) и некоторые другие заболевания, обусловленные трансмиссивными губчатыми энцефалопатиями (Barria MA, et al., 2011; Benestad SL, et al., 2016).

Прионные болезни представляют собой прогрессирующие дегенеративные, неизлечимые и в конечном итоге летальные поражения головного мозга. Прионные болезни возникают в результате структурного изменения нормального поверхностного мембранного белка. Белки с видоизмененной, неправильной конформацией структурой называются прионами (Pocchiari M and Manson J, 2018).

Существует несколько гипотез о механизме репродукции возбудителя прионных заболеваний. Одна из них основана на допущении существования молчащего, прочно зарепрессированного гена, кодирующего белки приона. При попадании в клетку чужого приона он инактивирует репрессор и включает молчащий ген, который начинает интенсивно работать, обеспечивая синтез данного приона (Кунин Е. В., Чумаков К. М., 1985).

По аналогии с прионными инфекционными заболеваниями, для лучшего понимания процесса старения, необходимо искать геном, контролирующий скорость изменения конформационной структуры белковых молекул организма. Очевидно, что данный геном связан, с так называемыми, молчащими генами, управляющими определёнными биохимическими процессами, которые активизируются с возрастом.

Современные геронтологические методы исследования в основном направлены на снижение риска возникновения сопутствующих заболеваний, свойственных лицам пожилого возраста, но они не оказывают существенного влияния на увеличение продолжительности видового биологического человеческого возраста, который ориентировочно приближается к 115 годам.