Эволюционная теория

А теперь, хотите почувствовать всю никчемность вашей жизни и существования, а может быть, и наоборот, заложенную в вас эволюцией вселенскую миссию?

Согласно эволюционной теории старения, которая в целом очень близка теории одноразовой сомы Кирквуда, все наше тело работает исключительно для того, чтобы передать наши гены дальше с глобальной целью сохранения и эволюции нашего вида.

Все клетки нашего тела можно поделить на две группы: соматические и половые. Задача половых клеток – передать гены в следующее поколение, и они в каком-то смысле бессмертны, потому что они передаются уже много миллионов лет существования нашего вида. Соматические клетки – все остальные клетки нашего организма: печени, почек, желез, сердца, мышцы, головного мозга и т. д. Их задача – обеспечивать сохранность и передачу половых клеток. С точки зрения эволюции, все очень просто: мы вроде живем, но по сути, вся наша жизнь нацелена на то, чтобы передать более успешно наши гены следующему поколению.

То есть все соматические клетки нашего тела, а это 99,999 % нашего организма, согласно этой теории, работают исключительно для того, чтобы поддержать половые клетки и дать им возможность быть переданными дальше.

Для того чтобы обеспечить передачу половых клеток в следующее поколение, нам надо двигаться, кушать, искать партнеров, для этого нам надо нарастить большое количество мышц, сосудов, мозга и так далее. Именно поэтому наш организм быстро растет до полового созревания, а потом через несколько лет после того как мы прошли период репродукции, мы начинаем быстро стареть.

Только представьте себе. Согласно этой теории, все наше тело – это как безопасный контейнер или обслуживающая оболочка, которая временно хранит наши половые клетки, и после того как они переданы в следующее поколение, необходимость в этой оболочке в целом сводится к минимуму, и именно тогда начинается старение. Это так же и в пчелиных колониях, где весь рой и каждая пчела-работник обслуживает одну единственную пчелу-королеву и готова умереть, чтобы дать ей выжить.

Тихоокеанский лосось – отличный пример этой теории. Эта рыба нерестится всего один раз в жизни, а потом умирает. Лосось расходует все свои ресурсы на размножение, у него не будет второго шанса, чтобы дать потомство вторично, и поэтому его организм «просто разваливается» после первого нереста.

Выводы

Итак, мы познакомились с разнообразными теориями о старении. Какой вывод можно сделать по итогам этой главы? Старение – это сложный и многофакторный процесс, который, вероятно, не может быть объяснен одной единственной теорией. Существуют разные теории старения, включая теории износа и поломок организма, запрограммированного старения и эволюционной необходимости. Я считаю, что эти теории не отрицают, а зачастую дополняют друг друга. Помимо естественного износа и поломок, которые происходят со временем в организме, существуют мощные механизмы стрессоустойчивости, которые борются со старением – чинятся поломанные ДНК, убираются поврежденные белки. Но, к сожалению, эти процессы работают не с полной эффективностью, и ошибки все равно накапливаются в течение времени. При этом, в принципе, организм способен на бесконечное самовосстановление, и клетки могут продолжать делиться, ремонтировать и обновлять себя в течение достаточно долгого времени. Наша жизнь – это процесс деления клеток, которые технически могут делиться бесконечно в идеальных условиях. Старение, похоже, не является обязательным для организма физиологическим процессом. Существование «бессмертных» видов и организмов-долгожителей – явное тому доказательство. Таким образом, теории запрограммированного старения можно считать достаточно оптимистичными, поскольку, если старение – это программа, то, как и все программы, ее можно «взломать», и просто «отменить старение». На это направлены усилия многих ученых в настоящее время, и можно сказать, что здесь есть определенные успехи, пусть и пока еще не окончательные. Основные принципы антистарения включают в себя лечение поломок и износа организма, а также исследование генетических и эпигенетических механизмов, которые могут быть отвечающими за старение. Это позволит управлять процессом старения и делать его многонаправленным и управляемым. В заключение, стоит упомянуть, что в современном мире собрано огромное количество исследований, которые показывают, что на продолжительность жизни статистически влияют различные факторы, такие как питание, стиль жизни, стресс, сон, физическая активность, гормональный фон и т. д. Далее в этой книге как раз и будут более детально разобраны каждый из этих факторов. Будучи осведомленными о них, мы сможем активно влиять на свой процесс старения и улучшать качество своей жизни.

ГЕНЕТИКА И ЭПИГЕНЕТИКА

В прошлой главе про теории старения мы уже упоминали про генетические мутации или эпигенетические изменения. Давайте теперь остановимся на этом поподробнее и попытаемся понять, как функционирует весь этот механизм, связанный с нашими ДНК. В этой главе мы также узнаем, от чего же все-таки больше зависит продолжительность и качество нашей жизни – от генетики или от каких-то других факторов, и в каком процентном соотношении?

ДНК, хромосомы, гены, геном

Из уроков биологии, мы, наверное, помним, что есть клетки, в которых есть ядра, а есть безъядерные клетки. Например, в зрелых эритроцитах (красные кровяные тельца) ядер нет. Так вот, в тех клетках, в которых есть ядра, внутри этих ядер хранятся по 23 пары хромосом (по 23 хромосомы от каждого родителя), итого 46 хромосом в каждой клетке. За исключением половых клеток, в которых не 46 хромосом, а 23. Хромосому часто изображают как букву Х, но не все хромосомы похожи друг на друга.

Что такое хромосома? Хромосома – одна молекула ДНК, которая компактно упакована в нитевидные спиралевидные структуры с помощью вспомогательных белков-гистонов.

Таким образом, ДНК – это длинная двойная спираль, свернутая очень плотно, и состоит она из пар всего четырех нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин). В нитях ДНК нуклеотиды соединены один за другим в длинные цепочки.

Белки гистоны позволяют скрутить, сжать и упаковать всю ДНК очень плотно. Если ее раскрутить, то длина ДНК в одной хромосоме в среднем составляла бы 5 см, но с помощью этой компактной структуры, средняя длина хромосомы варьируется в пределах 0,2-50 мкм.

Каждая из 46 хромосом в клетке немного отличается от других по размеру и форме и имеет разное количество пар нуклеотидов в своей цепочке.

Например, в 1-й хромосоме человека – самой большой из всех, содержится более 248 миллионов пар оснований, что составляет примерно 8 % всего материала ДНК человеческой клетки.

Всего же, во всех 46 хромосомах, содержится примерно 3,2 млрд пар оснований (т. е. 6,4 млрд букв-нуклеотидов А,Т,Г,Ц). Для сравнения в книге Л.Н.Толстого «Война и мир» около 2 миллионов букв, а в одном ДНК одной клетки – 6,4 миллиарда букв. Если полностью растянуть всю ДНК всего одной клетки, то длиной она будет около 2 метров. А если сделать то же самое для всех клеток в вашем организме, то получится примерно 107 млрд километров длиной, что соответствует 150 000 полетам на Луну и обратно.

Идем дальше.

Гены, как мы понимаем, содержатся как раз в этой ДНК. Причем, под одним геном подразумевается один участок молекулы ДНК, состоящей из нескольких пар оснований. Таких участков (генов) ДНК может содержаться от нескольких сотен до тысяч в одной хромосоме.

Например, на 1-й хромосоме находятся более 3000 генов.

Один ген определяет один или несколько характеристик, признаков или функций живого существа. Это наименьший неделимый элемент наследственного материала, который может быть передан от родителей потомству как целое и который определяет признаки, свойства или физиологическую функцию организма. Иногда тот или иной признак человека контролируется не одним, а несколькими генами вместе.

Интересная книга про каждый ген человека – «Эгоистичный ген» Ричарда Докинза

Весь набор генов именуется геномом человека. Всего человеческий геном содержит примерно 21 000 генов. Основную часть генома (92 %) расшифровали к 2003 году в рамках проекта «Геном человека». В апреле 2022 года было сообщено, что международная команда исследователей секвенировала последние 8 % генома человека. Кстати, расшифровка первого человеческого генома заняла 13 лет и стоила 3 миллиарда долларов. Сегодня если вы захотите расшифровать свой геном, это будет стоить вам несколько сотен долларов и займет несколько дней.

Каким образом, гены определяют признаки и характеристики организма?

По сути, ДНК – это инструкция, которая считывается и указывает клетке какой именно белок производить, который дальше выполнит определенную функцию в нашем теле. Почти все люди имеют 99,6 % одинаковых генов. Но 0,4 % вариаций составляют около 12 миллионов пар оснований, что может объяснить многие различия между людьми, особенно если изменения происходят в ключевых генах. Окружающая среда также вносит свой вклад в нашу индивидуальность (но об этом позже).

Как мы уже сказали, всего человеческий геном содержит около 21 000 генов. В каждом гене отдельно взятого человека 1–3 буквы (нуклеотиды) будет отличаться от другого человека. И этих различий достаточно, чтобы изменить форму и функцию белка, сколько белка производится, когда и где он будет делаться. И все это будет влиять на наш рост, цвет наших глаз, волос, кожи и многих других признаков нашего организма.

Кроме этого, и что возможно, даже более важно, эти небольшие изменения в геноме (изменение или пропуск одной буквы в одном гене) будут также влиять на риск развития у нас тех или иных заболеваний, а также на реакцию нашего организма на различные медикаменты.

Генетические заболевания, как правило, вызываются изменениями в ДНК структуре. Некоторые заболевания являются результатом мутаций, которые передаются по наследству от родителей. Другие заболевания становятся результатом приобретенных мутаций в гене или группе генов, которые происходят в течение жизни человека.