Гены и долголетие.

"Невелико искусство старым стать, искусство - старость побороть", - писал великий Гете. На протяжении веков человечество пыталось найти средство долголетия и даже бессмертия. Еще тысячелетия назад знахари вшивали в лицо Нефертити золотые волокна, чтобы продлить ее молодость. Алхимики Средневековья бились в поисках философского камня, побеждающего старение и смерть. Но лишь в ХХ столетии этот поистине философский вопрос "Можно ли продлить свою жизнь?" попал под пристальное внимание официальной науки.

Маленькая плодовая мушка-дрозофила живет около 70 дней, африканский слон - в среднем 70 лет. Почему?

Однако не эта проблема находится под пристальным вниманием геронтологов, а вопросы: отчего внутри популяций (мушек, слонов или любых других видов) существуют различия в сроках жизни? От чего некоторые мушки живут дольше, а другие умирают раньше? Почему среди людей одни долгожители, а другие переходят в мир иной совсем не будучи стариками?

Конец века, бесспорно, ознаменован прорывом в области генетики и молекулярной биологии: клонирование животных, открытие особого фермента - теломеразы, способного предотвратить старение клеток, расшифровка генома человека, генетическое тестирование людей. В августе 1999 года даже создается научный фонд "Наука долголетия", объединяющий ведущих ученых страны и нацеленный на поиск идей и разработок, способных увеличить продолжительность жизни человека. И тем не менее на сей день так и не представляется возможным изготовление универсальной "таблетки долголетия" - своеобразной "панацеи", приемлемой для всего человечества.

Директор института общей генетики им. Вавилова, академик РАН Юрий Алтухов не занимался специально проблемой долголетия. Лишь недавно на основе многолетних и необычайно объемных по статистическим данным научных исследований, основанных на биометрическом анализе 30 ботанических и 118 зоологических видов (включая человека), он обнаружил генетическую систему, которая позволяет объяснить великую загадку долголетия. В эксклюзивном интервью корреспонденту "Интерфакс ВРЕМЯ" академик Ю.АЛТУХОВ делится своими наблюдениями.

- Юрий Петрович, для того, чтобы посвятить нас в тайны долголетия, вы наверняка будете оперировать специфическими генетическими терминами. Нельзя ли начать с маленького ликбеза?

- Пожалуйста. Рассмотрим живую клетку. В ее ядре находятся некие структурные элементы, содержащие ДНК, - хромосомы. В их состав входят гены.

У знаменитой мушки-дрозофилы приблизительно 13 тысяч генов, у человека, по разным оценкам, от 45 до 120 тысяч. Совокупность всех генов организма составляет его генетическую конструкцию, которую мы называем генотипом. Надо сказать, что каждый генотип настолько индивидуален, а вероятность его повтора настолько ничтожна (за исключением однояйцевых близнецов), что, даже по самым скромным оценкам, число всех возможных генотипов в человеческой популяции превышает число атомов в Солнечной системе.

Около 30 проц. всех генов представлены так называемыми вариантами, то есть гены способны комбинироваться в пары друг с другом. Речь сейчас пойдет именно об этих генах. Если, например, ген с условным обозначением А объединяется с точно таким же геном А, то их комбинация АА будет носить название гомозиготной (гомо - подобный). Если же ген А комбинируется с другим геном, назовем его А?, то пара АА? будет гетерозиготной (гетеро - различный). Сразу хочу отметить, что по специальному генетическому анализу для растений, животных и человека можно определить процентное соотношение гомозиготных и гетерозиготных комбинаций генов. Если, например, гомозиготные являются преобладающими, то мы говорим, что растение, животное или человек гомозиготен, и наоборот. Вот основные термины и понятия, которые понадобятся нам для беседы.

- Вы начали свои исследования на рыбах, это не случайно?

- Да, мы начали с изучения популяции тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus, которые, заметьте, размножаются лишь единожды и погибают вскоре после нереста. То есть их возраст первой репродукции оказывается мерой продолжительности индивидуальной жизни. В их нерестовой группе, как известно, присутствуют рыбы в возрасте от 3 до 7 лет, которые явно различаются по размеру - средними по длине тела оказываются самки, а самцы делятся на мелких и крупных.

Мелкие самцы - молодые рыбы. Они быстро растут до определенного размера и рано созревают, прекращают свой рост, идут на нерест и так молодыми и погибают. Возраст таких рыб, как правило, 3 года. Другие самцы медленно растут, они достигают полового созревания к 5-7 годам своей жизни, но к этому возрасту они значительно перерастают мелких, "ранних" самцов. Возраст самок - 4-5 лет. Как мы уже сказали, после нереста тихоокеанские лососи вскоре погибают, и в результате получается, что крупные, медленно растущие самцы оказываются "долгожителями" по сравнению с мелкими.

Самки в этом звене занимают промежуточное положение.

Если обратиться к генетическим особенностям этих трех групп, то обнаруживается очень важный факт: рано гибнущие мелкие самцы максимально гетерозиготны, "долгожители" - крупные самцы, наоборот, гомозиготны, а у промежуточных по возрасту и темпу роста и длине тела самок уровень гетерозиготности средний (оптимальный).

- То же самое можно сказать и про других животных, и про человека?

- Да, похоже. Природа творит все живое по одному сценарию. И для растений, амфибий, птиц, млекопитающих, и для человека показано, что на генетическом уровне именно индивидуальная гомозиготность организма имеет связь с более поздним половым созреванием и с долголетием, а гетерозиготность - с ранним созреванием и укороченным возрастом жизни. Еще Аристотелю было известно относительно 5-6-кратного превышения времени жизни организмов различных видов над периодом их роста и развития, что мы и доказали и генетически, и статистически. То есть если половая зрелость человека наступила, скажем, в 10 лет, то, умножив эту цифру на 5 или 6, получим продолжительность его жизни равной 50-60 годам. Если же этот период наступил в 15 лет, соответственно можно ожидать, что такой человек проживет значительно дольше первого - от 75 до 90 лет. В Книге Бытия - источнике, достоверность сведений которого наукой, правда, не принимается, приводятся две поразительные родословные: они содержат информацию о возрасте отцов в момент рождения их первенцев и продолжительности их жизни (отцов же). В первой - для потомков Адама от Сифа до Ноя, во второй - для потомков Ноя от Сима до Фарры. Тут мы делаем предположение, что в библейские времена дети у патриархов появлялись практически сразу после достижения ими половой зрелости. В обеих родословных обнаруживается такая же связь между созреванием и временем жизни, которую мы вывели и для современного человека. Для такого исследования мы прибегли к данным Книги Бытия лишь потому, что еще несколько лет назад не было соответствующей научной информации для человека.

Теперь она, однако, есть - группа английских ученых исследовала родословные британских аристократов, рожденных за период с 740 по 1875 год, и обнаружила точно такую же связь.

- В каких человеческих популяциях чаще всего встречаются долгожители? И чем можно это объяснить?

- Чаще всего это наблюдается в ряде этносов-изолятов, особенно горных. Например, в абхазских, где частота долгожителей высока, а темпы роста и полового созревания замедленны по сравнению с равнинными жителями. О чем это говорит? Именно в изолированных этнических группах происходит сохранение их генофонда и рождаются более гомозиготные индивиды.

(Под генофондом понимается совокупность всех генов, которые имеются у особей, представляющих данную популяцию.) Для более ясного понимания этого вопроса сделаем очень грубое приближение и представим себе, что привычная нам игральная колода карт от шестерки до туза представляет собой весь генофонд какой-то абстрактной популяции, где каждая карта является отдельным геном.

Если каждому человеку дать по целой такой колоде карт и он вытащит оттуда наугад, например, по 20 карт, то эти карты-гены и будут представлять его индивидуальный генотип. Вот теперь рассмотрим будущих отца и мать из одной этнической группы, то есть таких, у которых гены взяты из общего банка колоды карт. Есть большая вероятность того, что их генотипы содержат несколько одинаковых карт-генов, к примеру, дама червей у одного и другого, десятка крестей у одного и другого. Эти карты могут комбинироваться между собой и создавать гомозиготные комбинации у их потомства. А теперь если в такую изолированную этническую группу придет "чужак", у которого набор генов взят совершенно из другой колоды карт, в которой нет ни дам, ни десяток, а есть какие-нибудь единицы, двойки или заморские "шахи", и вместо наших пик, крестей, червей и бубен вообще другие масти, то в этом случае нашей даме червей никак не объединиться с другой дамой червей, так как ее просто нет в геноме "чужака". Тогда она спарится с какой-нибудь картой под названием "султанша" красной масти и создаст гетерозиготную пару. Такие пары будут преобладающими у ребенка, родители которого жили в удаленных географически районах и имеют очень разный набор генов. А как мы помним, гетерозиготен - значит, быстро растет, развивается, рано созревает и рано умирает.

- Обычно принято было считать, что близкородственные связи приводят к различным патологиям у потомства. Браки между людьми, живущими в географически отдаленных районах, наоборот, приветствовались: считалось, что такое "кровосмешение" благоприятно для будущих поколений. Но вы возражаете против этого?

- Всегда оговаривалась именно нижняя граница родства, приемлемая для получения здорового потомства, - не ближе троюродных родственных отношений. С этой границей я вполне согласен. Но исследованием верхней границы никто раньше всерьез не занимался, и действительно создалось впечатление, что чем меньше родство (абсолютное отсутствие родства), тем лучше. Но, как оказалось, это не так. Потомство в отдаленных браках гетерозиготно, недолгоживуще и не всегда благополучно в отношении различных показателей здоровья. Пример с картами, может, и не очень удачный, но наглядно показал нам, что долгожители рождаются как раз в изолированных этносах, где так или иначе каждый человек имеет пусть и очень далекое, но родство. Надо бы современному человеку вспомнить о существовавших веками системах брачных структур, которые, как показывают генетические исследования, оказываются более благоприятными для здоровья потомства, нежели бесструктурные перемешанные популяции, в которых живет и воспроизводится современный городской человек.

Кстати, животные оказались более генетически разборчивыми, чем человек. Чаще всего они спариваются только внутри своих стай, групп и изгоняют чужаков, сохраняя свой генофонд. В крупных же мегаполисах мы наблюдаем колоссальное перемешивание - в города едут из всех удаленных районов. Так, например, было подсчитано, что генофонд Москвы полностью обновляется за три поколения, то есть не остается ни одного гена, который был в генофонде 75 лет назад. Города - это "огромные котлы", переваривающие близко и далеко лежащие генофонды. Яркий тому пример - явление акселерации (ускорение процесса роста и развития), которое цивилизованный мир переживает, начиная с середины прошлого столетия.

- Итак, индивидуальная гомозиготность - генетический залог долголетия. А окружающая среда не сильнее этого генетического критерия?

- Оказывается, помимо наследственности на биологические виды действительно большое влияние оказывает и окружающая среда. Исследования показали, что особенно чувствительны к ней мужские особи. Так вот, потенциальные мужчины-долгожители (максимально гомозиготные) являются как раз очень стрессонеустойчивыми и при неблагоприятных экологических или социальных условиях сильно уязвимы и умирают значительно раньше отведенного им генетикой срока. А мужчины средние по продолжительности жизни (гетерозиготные) и женщины от окружающей среды значительно менее зависимы. Вот почему начало 90-х годов в России совпало с резким сокращением продолжительности жизни особенно у мужчин (см. таблицу). И только сейчас эта ситуация как будто начинает улучшаться.

- Значит, гены и стрессы - один внутренний фактор долгожительства, другой внешний. Но ведь ходит много разговоров о поиске так называемых генов долголетия, о возможном стимулировании их для увеличения продолжительности жизни.

- Я полагаю, что вероятность нахождения определенного гена или генов, отвечающих за долголетие, ничтожно мала. По крайней мере, я уверен в своей модели, так как она действует и подтверждена многочисленными исследованиями. Ее суть связана и с энергетикой. Каждому человеку при зачатии дается определенное количество жизненной энергии, которую он до своей смерти растрачивает. Чем человек быстрее созревает, тем большую часть этой энергии он потратил на рост и развитие, и меньшая часть достается ему на оставшуюся жизнь, и наоборот. Но также было выявлено, что, употребляя в виде пищи больше калорий, индивидуум укорачивает себе жизнь. Употребление некалорийной постной пищи, но полноценной по составу - еще одно из условий долголетия.

- В таком случае факторов долголетия скорее три - генетический, окружающая среда и личностный - то, как человек расходует свою жизненную энергию. А как вы относитесь к перспективам лечения болезней на генетическом уровне?

- Это особая статья. Я считаю, что возможности здесь колоссальные, но торопиться не стоит. Так, в июне текущего года ведущий научный английский журнал "Trends in Genetics" опубликовал статью под названием "Американская генная терапия в кризисе". Авторы статьи упоминают, что мальчику, отягощенному наследственной болезнью, была сделана попытка замещения поврежденного гена (ответственного за болезнь) на здоровый. В результате этой терапии мальчик умер. Так что эта область только-только начинает развиваться. Мой совет - не стоит надеяться на генетические чудеса и отыскание генов долголетия. Желаю людям, независимо от их раннего или позднего времени созревания, заботиться о своем личностном факторе долголетия - здоровом образе жизни, который на протяжении длительного исторического периода известен нашим предшественникам, а также обращать внимание на структуру брачных связей.

Беседовала Елена Никифорова.

  00:04 03.11