Вопрос жизни и смерти

В России генетическое тестирование на продолжительность жизни еще не вошло в моду, а на Западе лаборатории уже борются друг с другом, снижая цены на исследования хромосом. На прошлой неделе научная дискуссия о допустимости подобных методов выплеснулась на первые страницы мировых СМИ: даже нобелевский лауреат Кэрол Грейдер потребовала запретить эти опыты. "Огонек" выяснял, могут ли хромосомы внести свою лепту в многовековую индустрию предсказаний смерти

Владимир Тихомиров, Мария Епифанова

Капля крови, 290 долларов, семь дней ожидания - и ваша жизнь навсегда изменится. По крайне мере, это вам обещают американские и европейские фармацевты. С этого года они поставили на поток анализы с использованием полимеразной цепной реакции, благодаря которой возможно измерять длину теломер в молекулах ДНК. И простой анализ крови стал приговором: считается, что именно теломеры позволяют выяснить, сколько лет вам осталось жить. Правда, некоторые лаборатории демпингуют, и обещают сделать анализ за 200 долларов. 

- Идея создания теста на основе теломер возникла сразу в нескольких научных институтах и лабораториях,- объяснил в интервью "Огоньку" Отто Шайфер, вице-президент лаборатории SpectraCell в Техасе.- Уж слишком был велик соблазн использовать этот индикатор старения клеток и организма в целом. Известно, что для каждого возраста существует своя установленная норма длины - со временем теломеры становятся короче. А в старости они становятся настолько маленькими, что человеческая хромосома уже не способна нормально функционировать, и начинается процесс умирания. То есть, по тому, насколько длина теломер соответствует стандарту, можно определить, как быстро происходит старение клеток в вашем организме. 

Конечно, Шайфер подчеркивает: единственная задача "теломерного" теста - выявить соотношение между фактическим возрастом пациента и возрастом клетки. Ни о каком предсказании продолжительности жизни речи не идет. Тем более что наукой не доказана и обратная связь, то есть являются ли длинные теломеры гарантией долгой жизни. Тем не менее сенсация уже состоялась, и вне зависимости от позиции отдельных ученых "тесты на продолжительность жизни" уже начали входить в моду и медицинскую практику. И вызвали волну протестов и в обществе, и среди врачей. 

Теория греха

Веками человечество терялось в догадках относительно того, почему одни люди доживают до столетнего юбилея, а другие - дряхлеют и угасают уже в шестьдесят лет? Не было, впрочем, и ясности насчет того, сколько же лет должен вообще жить "нормальный" человек? Никаких объяснений на этот предмет не было даже у мировых религий, претендовавших на истолкование куда более сложных вещей и явлений. К примеру, в одном месте Библии говорится: "Он (человек) всего лишь плоть, и пусть срок его жизни будет сто двадцать лет". В другом же месте Писания утверждается, что ветхозаветные патриархи жили и по 600, и по 700 лет. Сокращение срока жизни библейских персонажей связывали с накоплением грехов. 

И уже в новое время ученые постарались выяснить зависимость старения от каждого конкретного порока. Так, еще в начале ХХ века русский физиолог Николай Волович попытался убедить соотечественников в пагубном воздействии спиртного на продолжительность жизни. Для этого он взял объективный фактор - число ударов пульса при потреблении алкоголя по сравнению с числом ударов пульса после стакана воды. Даже 30 граммов спирта вызывали учащение сердечного ритма, что, по идее, приводило к изнашиванию сердца и к ранней смерти. 

Гипотеза показалась более чем убедительной, и вскоре врачи рассчитали точные пропорции и для остальных человеческих пороков - от курения до обжорства. 

Расчеты физиологов легли в основу алгоритма американцев Роберта Аллена и Ширли Линди, которые 20 лет назад написали компьютерную программу "Калькулятор жизни", позволявшую определить дату смерти каждого человека. Никакой мистики: Аллен-Линди свели в единую анкету все расчеты физиологов начиная с артериального давления и уровня холестерина до сведений о стаже курильщика и количестве выкуриваемых за день сигарет. К примеру, если родители испытуемого дожили до 80 лет, то к среднему возрасту следовало прибавить шесть лет, а вот сидячая работа убавляла три года жизни. Столько же, сколько и диабет или умеренное ежедневное пьянство. Переводными версиями популярного "Калькулятора" забит и российский интернет. 

- Наш "Калькулятор", выдававший на экран предполагаемую дату смерти, производил на людей магическое действие,- вспоминал доктор Роберт Аллен.- Многие люди тут же бросали курить или отказывались от других вредных привычек, сокращающих жизнь, к примеру от ежедневного пива. Очевидно, что из-за своей абсолютной наглядности наш метод оказался эффективнее всех обычных проповедей о вреде курения. 

Усилия физиологов так и не помогли найти ответов на главные вопросы: сколько же лет должен жить человек и что запускает механизм старения? И тогда в дело вступили биологи. 

Счетчик жизни

На сегодняшний день в мировой науке самой общеизвестной является свободно-радикальная теория старения организма, связанная с действием в организме свободных радикалов. Напомним, что в органической химии свободными радикалами называются те молекулы, у которых на внешней электронной оболочке вместо двух парных имеется только один электрон. Это делает молекулы-радикалы химически активными, они стремятся либо вернуть себе недостающий электрон, отняв его от окружающих молекул, либо избавиться от "лишнего" электрона, отдав его другим молекулам. Молекула-радикал начинает хаотично нападать на соседние "добропорядочные" молекулы, что приводит к серьезным повреждениям клеточной ткани вплоть до их полной гибели. Но у хромосом есть и механизм самозащиты - теломеры, то есть концевые участки хромосом, при помощи которых они могут восстанавливать повреждения. 

Сами теломеры были открыты еще в 1932 году американским генетиком Германом Меллером, который, увидев в микроскоп отрыв части хромосом, и предложил это название, соединив два греческих слова "телос" и "мерос" - "части конца". "Переоткрытие" проблемы защиты хромосом состоялось уже в 1961 году, когда американский биолог Леонард Хайфлик обнаружил, что клетки могут делиться лишь ограниченное число раз. (Для клеток человека это число, названное "пределом Хайфлика", составляет около полусотни делений.) В 1971 году гипотезу, объясняющую этот факт, предложил молодой советский биолог Алексей Оловников, изложивший механизм ограничения клеточного размножения, в процессе которого концы хромосом постепенно укорачиваются. Когда же это "стирание" хромосом доходит до важных генов, то включаются механизмы старения и самоуничтожения. Также Оловников предположил, что у клеток есть особый фермент - теперь его называют теломераза, который е дает теломерам укоротиться. У бактерий его нет, у животных и растений он имеется. 

Правда, открытие Алексея Оловникова было сделано только в теории - в то время наука еще не располагала средствами и инструментарием для подобного уровня биологических исследований. Позже, уже в конце 80-х, гипотезу Оловникова подтвердили американские биологи Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак, за что им в 2009 году присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине. 

Собственно, именно благодаря Нобелевской премии мир вновь и заговорил как о самих теломерах, так и о теломеразе как практическом способе омоложения организма. Впрочем, пока о "пилюлях бессмертия" всерьез говорят разве что в голливудской фантастике. А вот теломеры было решено поставить на службу бизнесу. 

"Нобелевка" как реклама

Сегодня на рынке тестов по определению длины теломер наиболее активны две компании: помимо американской лаборатории SpectraCell собственную теломерную технологию разработал и Национальный центр исследования раковых заболеваний в Мадриде. 

- Мы не были первыми, кто начал проводить тестирования на основе длины теломер,- рассказала "Огоньку" Мария Бласко, руководитель исследовательской группы.- Но если американцы вели измерения, не замеряя отдельные теломеры, то наши технологии основаны на анализе всех, даже самые коротких теломер, и на основании этого мы способны составить наиболее полную базу данных о физическом состоянии человека.

Как заявила сама Мария Бласко, уже в 2007 году центр мог бы поставлять соответствующие тесты в больницы, но тогда желающих узнать длину своих теломер практически не было. Иное дело сегодня, когда после "нобелевской" рекламы испанские ученые даже создали дочернюю компанию с откровенным названием Life Length, то есть "Продолжительность жизни". 

- Мы ведем сотрудничество в разных сферах,- говорит Мария Бласко.- В частности, мы работаем с фармацевтическими компаниями, которые, изобретя новое лекарство, хотят проверить его воздействие на длину теломер. Сейчас мы налаживаем контакты с зарубежными фирмами. Кстати, воспользоваться нашими услугами могут и иностранцы: для этого необходимо позвонить и связаться со специалистом, который расскажет, как можно переслать кровь из другой страны. Уже к концу года наши филиалы должны появиться в некоторых европейских странах, например в Великобритании. 

Впрочем, у тестирования нашлись и свои противники. Они считают: теломеры пока слишком плохо изучены, чтобы, измерив их, можно было делать выводы об общем физическом состоянии человека. Особенно если учесть, что цена вопроса - продолжительность жизни. Эти тесты могут подарить человеку ложную надежду или напугать его, и неизвестно, насколько фатальной может стать такая ошибка. А вот американские ученые из SpectraCell опасаются притока шарлатанов и спекулянтов, ведь именно на вопросах жизни и смерти получается самая высокая прибыль. И, по словам Отто Шайфера, уже сейчас появились компании, разрабатывающие разного рода препараты, которые якобы способны замедлить рост старения. Желающих найти философский камень всегда было достаточно, как и мошенников, которые легко обманывают доверчивых покупателей. 

Теломерный "показометр"

На вопрос "Огонька", вреден или полезен этот тест, патриарх отечественной микробиологии Алексей Оловников ответил так: 

- Отнюдь не считаю этот тест вредным. Он может быть очень полезным, но только при одном условии: если относиться к нему как к проверке общего состояния организма. Длина теломер фактически используется в этом тесте в качестве интегрального показателя состояния организма. Если он в тяжелом хроническом стрессе, то теломеры будут существенно короче по сравнению с нормой. Причина в том, что теломеры укорачиваются не только в силу предсказанной мной концевой недорепликации теломерной ДНК, но также еще и из-за повреждений, возникающих при избытке свободных радикалов. Которые как раз избыточно вырабатываются при тяжелых стрессах - как психологической природы, так и тех, что инициируются тяжелыми заболеваниями. И если теломеры действительно окажутся очень короткими, идите на обследование. Если же теломеры у вас в норме, что хорошо, срок предстоящей жизни не укажет ни этот строго научный тест, ни тем более ворожба гадалок. 

Если же говорить о причине клеточного старения, то, как считает Алексей Оловников, за него отвечает укорачивание особых пока гипотетических элементов клетки - так называемых редумер. Эти небольшие фрагменты ДНК, которые, как и теломеры, имеют свободные концы, укорачивающиеся и при клеточных делениях, и под действием избыточных свободных радикалов при стрессе. Укорочение редумер и теломер идет параллельно. 

- Но теломеры уже сильно изучены, и, как видите, теломерный "показометр" готов к продаже, а редумеры - это будущая возможность управлять клеточным старением, а не только констатировать состояние клеток и организма. Но для начала редумеры еще предстоит открыть. 

Стимул смерти

"Я могу насчитать штук триста гипотез старения и смерти, существующих в современной биологии,- считает академик Владимир Шабалин, директор Российского геронтологического научно-клинического центра Росздрава.- В действительности же никто точно так и не знает, от чего зависит продолжительность жизни. У каждого из нас есть определенный запас прочности, который нам достался от мамы с папой. Но тяготы реальной жизни и нерациональное расходование жизненного ресурса вносят свои поправки в генетическую программу". 

К примеру, геронтолог Рональд де Пиньо из Гарвардской медицинской школы уверен, что дисфункция теломер вовсе не является единственным виновником возрастного ухудшения здоровья и смерти. "Это просто один из симптомов, связанный с общей картиной клеточной и тканевой дегенерации,- пишет он в журнале Nature.- Например, мышцы страдают от потери митохондрий, химических энергетических станций клетки, приводя к убыванию жизненной силы и снижению функций сердца и других органов. Увеличивается риск возникновения метаболических расстройств". 

Другой вопрос, что же делать человеку, если анализ выявил у него короткие теломеры? 

Как говорит Отто Шайфер из лаборатории SpectraCell, большая часть рекомендаций сводится к советам бросить курить или сесть на более здоровую диету. 

- Но в основном для продления сроков жизни есть универсальный рецепт, который подходит абсолютно всем: это занятия спортом по четыре-пять раз в неделю, сокращение в рационе доли красного мяса, полуфабрикатов, тяжелой и жирной пищи, регулярное потребление сырых овощей и фруктов, рыбы, зерновых. Важен и сон по восемь часов в сутки; избавление от лишнего веса. И отсутствие стрессовых ситуаций. 

Впрочем, эти советы очевидны и без всяких тестов. Иное дело, как говорят врачи, что без мощного стимула человека практически невозможно заставить соблюдать все эти "банальные" предписания. А что может послужить стимулом лучше, чем страшная "научная" фраза типа "полимеразная цепная реакция", обещающая скорую смерть? Разве на это жалко 290 долларов?