Гены бодрости и долголетия

В этом месяце две группы исследователей опубликовали любопытные данные о генах, влияющих на темпы старения и продолжительность жизни. Одна из этих работ появилась 10 августа в Journal of the American Medical Association, другая - совсем недавно в электронной версии журнала Science.

Что же удалось узнать? Профессор геронтологии Уэйк-Форестского университета (штат Северная Каролина) Стивен Кричевски и его коллеги в течение четырех лет наблюдали три тысячи мужчин и женщин в возрасте от 70 до 80 лет. Около тысячи человек без особого напряжения по несколько раз в неделю совершали длительные прогулки или регулярно выполняли иные физические нагрузки. На другом фланге находились те сорок процентов пациентов, которым было трудно пройти даже полкилометра или подняться на десяток ступенек. Ученые выявили четкую корреляцию между вероятностью вхождения в ту или иную группу и структурой гена, кодирующего синтез ангиотензин-превращающего фермента (АПФ). Этот ген имеет две модификации, которые чуть-чуть отличаются друг от друга числом нуклеотидов. Укороченную разновидность гена принято обозначать буквой D, а более длинную - буквой I. Оказалось, что старики, у которых каждая хромосома содержит по одной D-копии гена АПФ, куда чаще ведут активный образ жизни, нежели те, которым достались одни только I-копии.

Причины этой тенденции еще предстоит установить. АПФ заведует превращением неактивной формы гормона ангиотензина (ее называют ангиотензин I) в активную, ангиотензин II. Ангиотензин II дает множество физиологических эффектов, но прежде всего он сужает кровеносные сосуды и тем повышает давление крови. Известно, что у носителей двух D-копий гена АПФ этот фермент вырабатывается в больших количествах, нежели у обладателей одной D-копии и одной I-копии и тем более у тех, кто получил от родителей пару I-копий. Можно предположить, что выявленные различия в адаптации к физическим нагрузкам как-то связаны с производством активного ангиотензина, однако тут-то и зарыта собака.

Среди лекарств, которые назначают при сердечно-сосудистых заболеваниях, велика роль препаратов, подавляющих активность АПФ (каптоприл, лизиноприл, фозиноприл и еще много других). Это и понятно: ведь избыток ангиотензина II увеличивает артериальное давление и провоцирует гипертоническую болезнь. К тому же АПФ действует в том же направлении и другим способом: он разрушает полипептид брадикинин, способствующий увеличению просвета сосудов. А теперь вот оказалось, что пожилые люди с генетической предрасположенностью к более интенсивному синтезу АПФ в среднем дольше сохраняют физическую активность. В общем, есть над чем поломать голову.

Вторая статья повествует о гене, который, в отличие от гена АПФ, был открыт лишь в конце прошлого века и до сих пор весьма загадочен. Само его наименование звучит впечатляюще и, пожалуй, страшновато - Klotho. Это имя одной из древнегреческих богинь судьбы - той, что прядет нить человеческой жизни.

Ген Klotho в 1997 году идентифицировали и расшифровали японские исследователи во главе с Макото Куро-о, который тогда работал в токийском Национальном институте неврологии. Они же установили, что при включении этого гена в кровь выбрасывается ранее неизвестный белок, который может участвовать в выработке церамида - биологически активного вещества, регулирующего процессы клеточной смерти. Этот результат заслуживал внимания и сам по себе, но изюминка была не в нем. Оказалось, что мыши с дефектным геном Klotho обречены на раннюю смерть от склероза, эмфиземы легких, остеопороза и прочих типично старческих патологий. Токийские ученые предположили, что нормальная работа новооткрытого гена препятствует преждевременному одряхлению. Надо сказать, что у этой идеи в то время нашлось куда больше оппонентов, нежели сторонников.

Время шло, доктор Куро-о перебрался в Юго-Западный медицинский центр Техасского университета, но работу над Klotho не забросил. И вот только что он вместе с американскими и японскими коллегами опубликовал куда более детальную информацию об этом гене. Она подтверждает исходное предположение: ген Klotho поставляет организму млекопитающих белок, который, по всей вероятности, действует в качестве гормона, тормозящего процессы старения. Оказалось, что генноинженерные мыши, наделенные способностью к избыточному производству этого белка, живут на 20-30 процентов дольше обычных.

Макото Куро-о и его соавторы также выяснили, что этот протеин блокирует внутриклеточные химические сигналы, которые передаются посредством инсулина и его близкого родственника, инсулиноподобного фактора роста. А этот вывод уже имеет прямое отношение к геронтологии. Хорошо известно, что повышенная чувствительность к инсулину ускоряет износ клеток и тем самым сокращает жизнь самых разных организмов, от червей и насекомых до человека. Так что первоначальная гипотеза Куро-о обрела логическую стройность и встала на более прочный фактический фундамент.

Так что же, не за горами появление чудо-препарата, оттягивающего наступление старости? Не будем спешить. Даже если Klotho и вправду функционирует в полном соответствии с ожиданиями ученых, далеко не факт, что продуцируемый им белок когда-нибудь появится в аптеках. Причина проста - побочные эффекты. Поскольку этот протеин уменьшает восприимчивость организма к инсулину, он может вынуждать поджелудочную железу увеличивать производство этого гормона. Как показали опыты на мышах, это и происходит - правда, почему-то только у самцов, но не у самок. Следовательно, если повышенная активность Klotho продлевает жизнь, то она также увеличивает риск возникновения сахарного диабета, по крайней мере у мужчин; не слишком ли высокая плата за обещанное долголетие? К тому же у мышей с гипертрофированной экспрессией этого гена хуже обстоят дела с появлением потомства - тоже не радость. Так что лекарство от старости на базе Клото-белка нам пока не светит. Но все равно ведь интересно.