«Таблетка бессмертия будет создана очень скоро. В лучшем случае на ее производство уйдет 5-10 лет, в худшем – не более 50. Для этого нужно выключить счетчик возраста в клетках головного мозга». Так считают наши ведущие специалисты – академик РАН, директор Института физико-химической биологии МГУ им. А.Н. Белозерского Владимир Петрович Скулачев и биолог-теоретик, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН Алексей Матвеевич Оловников.
Ихтиологи были изумлены, когда впервые обнаружили атлантического лосося, пришедшего на нерест в родную реку, с меткой, уже наблюдаемой в прошлую путину. Ведь абсолютно всем известно, что рыба, управляемая природным инстинктом, стремится в устье родной реки, откладывает там икру, давая жизнь новому потомству, а затем стремительно стареет, болеет и через месяц-другой умирает.
Наблюдения за лососями- долгожителями привело к уникальному результату: оказалось, что продолжительность жизни отдельных особей увеличилась в 10-13 раз. Каким образом рыбе удалось продлить срок жизни и отодвинуть смерть?
Вскоре ответ был найден: оказалось, в жабрах лососей поселяются личинки моллюсков-жемчужниц, которые используют рыбу не только в качестве комфортного жилища, но и в качестве транспорта по доставке их в родные места. Поскольку этим личинкам в следующем году нужно вернуться в родную реку, они, выделяют какие-то вещества, которые отключают процесс старения лосося.
Если какой-то моллюск способен многократно продлевать жизнь живому существу, отключать процесс старения и отодвигать смерть, то разумному человеку просто стыдно не уметь этого делать.
Большим укором ученым служат и некоторые виды морских черепах, которые практически не стареют. Они живут сотни лет, а погибают от несчастных случаев или пожираются врагами.
Сегодня наука самым серьезным образом занимается проблемой физического бессмертия и, к радости всех, желающих жить как можно дольше, уже достигла ощутимых результатов.
Причины старения
Принципиально все причины старения можно разделить на две группы: регуляторная и механистическая. Регуляторная причина заключается в том, что в организм заложена программа смерти (самоликвидации) точно так же, как программы рождения, развития и взросления. Механистическая причина связана с тем, что наш организм, как и любой механизм, изнашивается на всех уровнях- от клеток до органов. Судя по всему, Природа использует оба метода убийства, но, пожалуй, более популярна у нее программа самоликвидации, названная учеными «апоптоз», словом, которое переводится очень красиво, но грустно – «опавшие листья». Зато точно.
Знать, что в организме человека заложена программа самоликвидации, которая рано или поздно приведет его к смерти, и не принимать никаких мер, это все равно, что не пытаться предотвратить взрыв бомбы в людном месте. Настоящий ученый так поступить не может. И сегодня перед наукой стоит задача, во-первых, научиться отключать программу самоликвидации и, во-вторых, найти способы восстановления клеток, органов и организма в целом. Вот и взялись нестандартно мыслящие ученые за решение великой задачи, о которой мечтает каждый живущий на Земле человек и все человечество в целом, – найти «молодильные яблоки», то есть, создать средство, способное отодвинуть старость, а в дальнейшем и отменить смерть.
Но пока они, ученые, создают таблетки бессмертия и ищут способы омоложения клеток и органов человека, всем нам, людям, нужно как-то продержаться обещанные 5-10 лет, а при необходимости пятьдесят, и дожить до положительных результатов их работы.
Для этого необходимо знать, что такое старение, причины возникновения старения и возможности замедления этого страшного процесса. Ибо мнение о том, что «мои года - мое богатство», касается только информационной, но не биологической составляющей человека.
«Опавшие листья» и «самурайский меч»
Механизм клеточной самоликвидации, названный апоптозом («опавшие листья»), повторно был открыт учеными несколько лет назад. Этим термином пользовались еще Гиппократ и Гален, которые описывали процесс отчленения омертвевших участков ткани у больных при заживлении ран или костей.
К настоящему времени наука установила, что клетки, которые утратили свои функции, т. е. стали ненужными, жертвуют собой, разрушают сами себя изнутри без каких-либо негативных последствий для организма. Эта своеобразная «альтруистическая смерть» клетки и называется апоптозом.
Академик В.П. Скулачев говорит: «Я понял, что в биологии действует самурайский закон – “лучше умереть, чем навредить”. Я утверждаю, что любая сложная биологическая система имеет механизм самоубийства. Он включается, когда система принимает решение, что она бесполезна или, что еще хуже, вредна для систем более высокой иерархии (например, организму)».
Но если есть самурайский закон, то должен быть и самурайский меч. Таким мечом, по мнению ученых, являются свободные радикалы. Именно они приводят в исполнение решение о самоубийстве , причем на разных уровнях: на субклеточном (митоптоз), клеточном (апоптоз) и организменном (феноптоз, частным случаем которого является старение).
Причиной возникновения в организме свободных радикалов является, как ни странно, кислород. Он необходим для жизни и без него мы можем прожить не более нескольких минут. Кислород участвует в обмене веществ, в ходе которого клетка получает энергию, необходимую для каждой жизненной функции: от дыхания до клеточного деления и сердцебиения. Окислительно-восстановительные процессы, которые обеспечивают клетку энергией, происходят в митохондриях- маленьких тельцах размером 0,2-7 мкм, называемых «энергетическими станциями» клетки. Именно там, в митохондриях, в процессе получения энергии производятся и свободные радикалы, приводящие организм к старению и смерти. Что же это за маленькие убийцы, способные уничтожить большого и разумного человека?
Маленькие убийцы
Мы знаем, что клетки состоят из атомов. У каждого атома есть ядро, окруженное электронами, которые вращаются по некоторым орбитам, подобно планетам вокруг Солнца. Под влиянием неких причин электрон выбивается из орбиты. Оказавшись на свободе, он начинает искать другое «солнце» и немедленно садится на орбиту другого атома. Присоединившись к орбите другого атома, он создает возбужденный, нестабильный атом, который и называется свободным радикалом. Его просто распирает от избытка энергии, и он начинает искать другой атом, с которым можно поделиться избыточной энергией. Свободные радикалы- это нестойкие, но крайне агрессивные вещества, атомы которых живут доли секунды – и заканчивают тем, что окисляют окружающие биомолекулы. Благодаря свойству окислять биомолекулы, включая генетический материал, свободные радикалы «ответственны» за процессы старения, лучевую болезнь, воспалительные процессы, возникновение генетических дефектов, подавляют и нарушают иммунитет, способствуют возникновению онкологии.
Впервые открытые нобелевским лауреатом 1956 года академиком АН СССР Н.Н.Семеновым, основателем Института биохимической физики, свободные радикалы играют ключевую роль в процессах горения, окисления, тепловой и радиационной деструкции (разрушения) полимеров.
Свободные радикалы образуются при самых различных процессах: под действием радиации, при горении, под действием озона и других окислителей, включая и кислород воздуха. Возникают они и внутри клетки, особенно если клеточный обмен веществ нарушен. Такое нарушение обмена может быть вызвано усталостью, старением, отравлением, ожогом, онкологическим перерождением.
Что такое обмен веществ? Это низкотемпературное каталитическое горение пищевых веществ, сгорающих до воды и углекислого газа. Это горение проходит через ряд последовательных стадий, в ходе которых образуются промежуточные продукты окисления, в том числе и свободные радикалы. Эти цепочки превращений называются биохимическими циклами. В идеальных условиях промежуточные продукты обмена веществ не накапливаются. Но если одна из стадий цикла нарушена, то промежуточные продукты обмена веществ, часто ядовитые, начинают накапливаться в клетках, и вызывают поражение ткани. Так выглядит схематичная картина воспаления. Все воспалительные процессы сопровождаются значительным ростом свободных радикалов.
В норме реакции окисления идут при посредстве строго определенных ферментов в «специально отведенных местах»- в митохондриях. Свободные радикалы при этом необходимы организму как средство уничтожения «биомусора», отживших свой век клеток, бактерий, вирусов и пр.
Но, накапливаясь в организме, они оборачивают свое оружие против «хозяина»: запускают лавину химических реакций, которые повреждают здоровые клетки и вызывают болезни. Иными словами, избыток свободных радикалов - это признаки того, что пламя вырвалось из-под контроля и «поджаривает» клеточные структуры. И в первую очередь это опасно тем, что свободные радикалы могут разрушить клеточные мембраны – защитное покрытие клеток, и проникнуть в клеточное ядро, хранящее ДНК, ценный генетический материал. В результате нарушается нормальное функционирование клетки, начинается процесс старения. Когда клетки перестают делиться, организм умирает.
Теорию старения, виновником которого являются свободные радикалы, предложил примерно сорок лет назад американский ученый Денам Харман. По его мнению, в результате повреждения систем организма возникают не только болезни, такие как рак, диабет, болезнь Паркинсона, катаракта, артрит, сердечные заболевания, но и происходит процесс старения. Харман утверждал, что старение – это что-то вроде «ржавчины», которая появляется в организме подобно ржавчине на старой машине или на срезе яблока. Это окисление, эту ржавчину вызывают именно свободные радикалы.
В то время ученый мир воспринял эту теорию «в штыки» и она находилась под критическим обстрелом почти до конца прошлого столетия, пока, наконец, не была признана во всем мире.
Летом 2002 года на теплоходе во время круиза по маршруту Кижи- Валаам состоялся международный симпозиум «Активные формы кислорода и азота: значение для диагностики и лечения». Академик РАН, лауреат государственной премии Ю.А. Владимиров, который еще в 1958 году впервые разработал метод прямого измерения радикалов, заявил на симпозиуме: «Во всем мире признано, что в развитии большинства болезней, например, старческих (рак, атеросклероз, инсульт), центральную роль играют именно свободные радикалы – осколки молекул».
Ученые пришли к выводу, что свободные радикалы- это универсальное разрушительное начало, квинтэссенция болезни, ответственная за старение, воспаление, онкологию, генетические нарушения. Концентрация свободных радикалов – это и причина, и следствие патогенных воздействий.
Ихтиологи были изумлены, когда впервые обнаружили атлантического лосося, пришедшего на нерест в родную реку, с меткой, уже наблюдаемой в прошлую путину. Ведь абсолютно всем известно, что рыба, управляемая природным инстинктом, стремится в устье родной реки, откладывает там икру, давая жизнь новому потомству, а затем стремительно стареет, болеет и через месяц-другой умирает.
Наблюдения за лососями- долгожителями привело к уникальному результату: оказалось, что продолжительность жизни отдельных особей увеличилась в 10-13 раз. Каким образом рыбе удалось продлить срок жизни и отодвинуть смерть?
Вскоре ответ был найден: оказалось, в жабрах лососей поселяются личинки моллюсков-жемчужниц, которые используют рыбу не только в качестве комфортного жилища, но и в качестве транспорта по доставке их в родные места. Поскольку этим личинкам в следующем году нужно вернуться в родную реку, они, выделяют какие-то вещества, которые отключают процесс старения лосося.
Если какой-то моллюск способен многократно продлевать жизнь живому существу, отключать процесс старения и отодвигать смерть, то разумному человеку просто стыдно не уметь этого делать.
Большим укором ученым служат и некоторые виды морских черепах, которые практически не стареют. Они живут сотни лет, а погибают от несчастных случаев или пожираются врагами.
Сегодня наука самым серьезным образом занимается проблемой физического бессмертия и, к радости всех, желающих жить как можно дольше, уже достигла ощутимых результатов.
Причины старения
Принципиально все причины старения можно разделить на две группы: регуляторная и механистическая. Регуляторная причина заключается в том, что в организм заложена программа смерти (самоликвидации) точно так же, как программы рождения, развития и взросления. Механистическая причина связана с тем, что наш организм, как и любой механизм, изнашивается на всех уровнях- от клеток до органов. Судя по всему, Природа использует оба метода убийства, но, пожалуй, более популярна у нее программа самоликвидации, названная учеными «апоптоз», словом, которое переводится очень красиво, но грустно – «опавшие листья». Зато точно.
Знать, что в организме человека заложена программа самоликвидации, которая рано или поздно приведет его к смерти, и не принимать никаких мер, это все равно, что не пытаться предотвратить взрыв бомбы в людном месте. Настоящий ученый так поступить не может. И сегодня перед наукой стоит задача, во-первых, научиться отключать программу самоликвидации и, во-вторых, найти способы восстановления клеток, органов и организма в целом. Вот и взялись нестандартно мыслящие ученые за решение великой задачи, о которой мечтает каждый живущий на Земле человек и все человечество в целом, – найти «молодильные яблоки», то есть, создать средство, способное отодвинуть старость, а в дальнейшем и отменить смерть.
Но пока они, ученые, создают таблетки бессмертия и ищут способы омоложения клеток и органов человека, всем нам, людям, нужно как-то продержаться обещанные 5-10 лет, а при необходимости пятьдесят, и дожить до положительных результатов их работы.
Для этого необходимо знать, что такое старение, причины возникновения старения и возможности замедления этого страшного процесса. Ибо мнение о том, что «мои года - мое богатство», касается только информационной, но не биологической составляющей человека.
«Опавшие листья» и «самурайский меч»
Механизм клеточной самоликвидации, названный апоптозом («опавшие листья»), повторно был открыт учеными несколько лет назад. Этим термином пользовались еще Гиппократ и Гален, которые описывали процесс отчленения омертвевших участков ткани у больных при заживлении ран или костей.
К настоящему времени наука установила, что клетки, которые утратили свои функции, т. е. стали ненужными, жертвуют собой, разрушают сами себя изнутри без каких-либо негативных последствий для организма. Эта своеобразная «альтруистическая смерть» клетки и называется апоптозом.
Академик В.П. Скулачев говорит: «Я понял, что в биологии действует самурайский закон – “лучше умереть, чем навредить”. Я утверждаю, что любая сложная биологическая система имеет механизм самоубийства. Он включается, когда система принимает решение, что она бесполезна или, что еще хуже, вредна для систем более высокой иерархии (например, организму)».
Но если есть самурайский закон, то должен быть и самурайский меч. Таким мечом, по мнению ученых, являются свободные радикалы. Именно они приводят в исполнение решение о самоубийстве , причем на разных уровнях: на субклеточном (митоптоз), клеточном (апоптоз) и организменном (феноптоз, частным случаем которого является старение).
Причиной возникновения в организме свободных радикалов является, как ни странно, кислород. Он необходим для жизни и без него мы можем прожить не более нескольких минут. Кислород участвует в обмене веществ, в ходе которого клетка получает энергию, необходимую для каждой жизненной функции: от дыхания до клеточного деления и сердцебиения. Окислительно-восстановительные процессы, которые обеспечивают клетку энергией, происходят в митохондриях- маленьких тельцах размером 0,2-7 мкм, называемых «энергетическими станциями» клетки. Именно там, в митохондриях, в процессе получения энергии производятся и свободные радикалы, приводящие организм к старению и смерти. Что же это за маленькие убийцы, способные уничтожить большого и разумного человека?
Маленькие убийцы
Мы знаем, что клетки состоят из атомов. У каждого атома есть ядро, окруженное электронами, которые вращаются по некоторым орбитам, подобно планетам вокруг Солнца. Под влиянием неких причин электрон выбивается из орбиты. Оказавшись на свободе, он начинает искать другое «солнце» и немедленно садится на орбиту другого атома. Присоединившись к орбите другого атома, он создает возбужденный, нестабильный атом, который и называется свободным радикалом. Его просто распирает от избытка энергии, и он начинает искать другой атом, с которым можно поделиться избыточной энергией. Свободные радикалы- это нестойкие, но крайне агрессивные вещества, атомы которых живут доли секунды – и заканчивают тем, что окисляют окружающие биомолекулы. Благодаря свойству окислять биомолекулы, включая генетический материал, свободные радикалы «ответственны» за процессы старения, лучевую болезнь, воспалительные процессы, возникновение генетических дефектов, подавляют и нарушают иммунитет, способствуют возникновению онкологии.
Впервые открытые нобелевским лауреатом 1956 года академиком АН СССР Н.Н.Семеновым, основателем Института биохимической физики, свободные радикалы играют ключевую роль в процессах горения, окисления, тепловой и радиационной деструкции (разрушения) полимеров.
Свободные радикалы образуются при самых различных процессах: под действием радиации, при горении, под действием озона и других окислителей, включая и кислород воздуха. Возникают они и внутри клетки, особенно если клеточный обмен веществ нарушен. Такое нарушение обмена может быть вызвано усталостью, старением, отравлением, ожогом, онкологическим перерождением.
Что такое обмен веществ? Это низкотемпературное каталитическое горение пищевых веществ, сгорающих до воды и углекислого газа. Это горение проходит через ряд последовательных стадий, в ходе которых образуются промежуточные продукты окисления, в том числе и свободные радикалы. Эти цепочки превращений называются биохимическими циклами. В идеальных условиях промежуточные продукты обмена веществ не накапливаются. Но если одна из стадий цикла нарушена, то промежуточные продукты обмена веществ, часто ядовитые, начинают накапливаться в клетках, и вызывают поражение ткани. Так выглядит схематичная картина воспаления. Все воспалительные процессы сопровождаются значительным ростом свободных радикалов.
В норме реакции окисления идут при посредстве строго определенных ферментов в «специально отведенных местах»- в митохондриях. Свободные радикалы при этом необходимы организму как средство уничтожения «биомусора», отживших свой век клеток, бактерий, вирусов и пр.
Но, накапливаясь в организме, они оборачивают свое оружие против «хозяина»: запускают лавину химических реакций, которые повреждают здоровые клетки и вызывают болезни. Иными словами, избыток свободных радикалов - это признаки того, что пламя вырвалось из-под контроля и «поджаривает» клеточные структуры. И в первую очередь это опасно тем, что свободные радикалы могут разрушить клеточные мембраны – защитное покрытие клеток, и проникнуть в клеточное ядро, хранящее ДНК, ценный генетический материал. В результате нарушается нормальное функционирование клетки, начинается процесс старения. Когда клетки перестают делиться, организм умирает.
Теорию старения, виновником которого являются свободные радикалы, предложил примерно сорок лет назад американский ученый Денам Харман. По его мнению, в результате повреждения систем организма возникают не только болезни, такие как рак, диабет, болезнь Паркинсона, катаракта, артрит, сердечные заболевания, но и происходит процесс старения. Харман утверждал, что старение – это что-то вроде «ржавчины», которая появляется в организме подобно ржавчине на старой машине или на срезе яблока. Это окисление, эту ржавчину вызывают именно свободные радикалы.
В то время ученый мир воспринял эту теорию «в штыки» и она находилась под критическим обстрелом почти до конца прошлого столетия, пока, наконец, не была признана во всем мире.
Летом 2002 года на теплоходе во время круиза по маршруту Кижи- Валаам состоялся международный симпозиум «Активные формы кислорода и азота: значение для диагностики и лечения». Академик РАН, лауреат государственной премии Ю.А. Владимиров, который еще в 1958 году впервые разработал метод прямого измерения радикалов, заявил на симпозиуме: «Во всем мире признано, что в развитии большинства болезней, например, старческих (рак, атеросклероз, инсульт), центральную роль играют именно свободные радикалы – осколки молекул».
Ученые пришли к выводу, что свободные радикалы- это универсальное разрушительное начало, квинтэссенция болезни, ответственная за старение, воспаление, онкологию, генетические нарушения. Концентрация свободных радикалов – это и причина, и следствие патогенных воздействий.
Обсуждения Таблетка бессмертия (первая часть)