Бессмертие – пройденный этап

Начнем с феноменов. Разные клеточные популяции нашего организма обладают различной интенсивностью пролиферации, то есть различной скоростью роста и обновления. Если в какой-то ткани все клетки пролиферируют очень быстро, то в процентном отношении поврежденных клеток тут будет не так уж много. Тем более, что клетки с дефектами, скорее всего, «все делают хуже» и в силу конкуренции и отбора отмирают. Отсюда следует, что ткани, в которых скорость пролиферации превышает скорость накопления дефектов, должны стареть медленнее (гипотеза российского геронтолога А.Н.Хохлова). В самом деле, это так: например, в быстро заменяющихся клетках кишечного эпителия повреждения ДНК с возрастом не накапливаются, а вот в нейронах, клетках печени, мышц, где делений нет или они редки, такое накопление происходит. Поэтому кишечный эпителий действительно стареет много медленнее, чем та же печень, и стареет, вероятно, по той причине, что обновление клеточных элементов несколько замедляется с возрастом.
Однако из основной идеи – идеи соотношения скоростей пролиферации и накопления повреждений – прямо выводится, что при некоем сверхблагоприятном для нас соотношении этих скоростей клеточная популяция вообще не будет стареть, оставаясь вечно молодой и… бессмертной. Фантастика? Нет. Такие феномены известны, это – злокачественные опухоли. Самый яркий пример: «бессмертная» линия клеток человека, которую культивируют многие годы в лабораториях всего мира, первично взята из раковой опухоли шейки матки давно умершей женщины. Существуют и другие опухоли, также долгоживущие в искусственных условиях, и клетки таких опухолей не стареют. Кошмарное, но бессмертие!
Опухоль, рак – короче, патология, а в норме, в живой, цветущей природе подобное есть? Вне всякого сомнения. Хотя и с определенной оговоркой.
Из школьного курса зоологии всем известна пресноводная гидра – величиной около двух сантиметров хищный полип, обитающий в водоемах. По-видимому, впервые на гидру как бессмертный организм указал французский биолог П.Бриан в конце 60-х годов нашего столетия. С тех пор это животное прочно вошло в геронтологическую литературу и, став своеобразным общим местом, пребывает там в гордом одиночестве: другого подобного примера не найдено. Действительно, в оптимальных условиях гидра живет неограниченно долго, никак не меняясь, не старея. Иначе говоря, она – бессмертна. В чем же дело?
В верхней части тела гидры, чуть ниже щупалец, находится зона, где особенно много постоянно делящихся клеток. Отсюда новые клетки «сползают» к концам тела, где дифференцируются (в покровные, нервные, стрекательные и так далее), однако через некоторое время их вытесняют новые молодые клетки, приходящие из зоны интенсивной пролиферации. И так – неостановимо, без конца. Но при одном непременном условии: благоприятной внешней среде. Стоит случиться незначительному природному катаклизму – изменению температуры или состава воды – и деление клеток замедляется, гидра стареет и гибнет. Поэтому гидра бессмертна лишь потенциально. А точнее, сама по себе – как биологический объект – она абсолютно бессмертна, однако при взаимодействии с внешней средой (a без этого жизнь невозможна) абсолютное бессмертие становится относительным. И связано это с тем, что в отличие от млекопитающих, в том числе человека, зависимость гидры от условий среды чрезвычайно велика, поскольку крайне слаба регуляция ее организма, узка норма реакции. Вот опять принцип рифмы: вне среды – совершенство, бессмертие; плюс среда – подверженность любой напасти, старение, смерть.
И получается, что мы, которым не дано бессмертия ни абсолютного, ни относительного, не хуже гидры, а много лучше. Единственное, в чем она нас действительно превосходит, так это в удивительной устойчивости к механическим повреждениям: способность гидры к регенерации уникальна – тут ей вообще нет равных в природе, что, между прочим, и послужило поводом для мифологического имени, которое она носит.
Как видите, еще на заре эволюции природа честно пыталась создать бессмертный организм, но ничего путного у нее не вышло – получилась «нежить». Тогда был испробован подход прямо противоположный – создать нечто, пусть не бессмертное в принципе, зато более надежное в сути, а именно: организм из ограниченного числа жестко специализированных и незаменяемых клеток. Получились насекомые. И надо признать, этот подход в определенном, биологическом смысле оказался удачным: насекомые и сегодня – самая многочисленная и процветающая группа животных, если иметь в виду их видовое разнообразие и повсеместное распространение. Однако не только о бессмертии – об относительном долгожительстве тут нет и речи! Причина? У жестко специализированных клеток, из которых состоят насекомые, срок службы крайне ограничен, а резерва для их замены природа в данном случае не предусмотрела. То есть по сравнению с гидрой надежность повысилась, но все-таки явно недостаточно – если, конечно, держать в уме замысел создания не только самовоспроизводящегося, но и долгоживущего организма, – в общем, пусть относительного, а совершенства.
Короче говоря, нужен был третий путь. Естественно, природа, с одной стороны, использовала свой прошлый положительный опыт (принцип жесткой специализации клеток), а с другой – исправила допущенную там же ошибку: многократно продублировала клетки, которые незаменяемы, это раз, и создала резерв для тех клеток, которые заменить можно, это два. Вот в этих-то «раз и два» и состояла великая новация, ибо таким способом была действительно отлажена система высокой надежности организма. И как следствие этой надежности – возможность жить достаточно долго, хотя ни о каком бессмертии речь, понятно, уже не шла.
Получились высшие животные. В том числе и люди. Мы, как известно, не только одни из самых долгоживущих на Земле, но и одни из самых устойчивых к всевозможным воздействиям, хотя бы к радиации. И если мерить не абсолютной, а относительной шкалой (конкретно шкалой именно эволюционной), то, признаем, организм человека отлажен прекрасно.
Теперь ясно, в чем наше преимущество. Конечно, в существенно более совершенной регуляции и возможности поддерживать постоянство внутренней среды организма в ответ на воздействия внешних факторов. Короче, в более совершенном гомеостазе, а именно он, как заметил Клод Бернар, есть условие свободы. Вот такой свободой (в биологическом понимании, конечно) мы и обладаем – в достаточно широких пределах и достаточно долгое время, в среднем лет 60–70. Именно это – наиболее ценное эволюционное приобретение, давшее нам, в смысле экологической независимости, значительно больше, чем Декларация прав человека – в смысле политическом. Поэтому смертный человек даже в не слишком комфортных реалиях каменного века жил в десятки раз дольше «бессмертной» гидры.
И все-таки продолжительность нашей жизни – точней, стабильность жизнедеятельности, – что-то ограничивает. Если воспользоваться терминологией, принятой в математике, принципиально возможны два уровня ограничений – сверху и снизу. Так вот, отбор ограничивает именно снизу – задает минимум, то есть ту продолжительность жизни, которая достаточна для воспроизводства потомства. А что ограничивает сверху? О первом из ограничений речь уже шла: это не доведенная до абсолюта защита клеток от повреждающих факторов, внутренних и внешних. Второе ограничение, а по сути, может быть, первое, связано, как ни парадоксально, еще с одним упомянутым выше колоссальным эволюционным приобретением высших организмов – дифференцировкой и жесткой специализацией клеток.
Чем сложнее организм, тем специализация более выражена – этим достигается эффективность функционирования в целом. Разделение труда клеток абсолютно, и даже по внешнему виду функционально разные зрелые клетки совершенно не похожи друг на друга; нейрон никогда не спутать с гепатоцитом (то есть печеночной клеткой), а последнюю – с мышечной. Такому разделению, предельной специализации клеточных функций, сложный организм и обязан своим совершенством.
Однако (и тут – внимание!) подобное совершенство достигается, в том числе, за счет максимального ограничения жизнедеятельности специализированной клетки. Это сравнимо с ограничением функций рабочего на конвейере, а в пределе – с тем, что на конвейере вообще не обязательно «быть живым»: можно поставить автомат. Точно так же и в многоклеточном организме: специализированные клетки – не живые в полном смысле этого слова. Зачастую они не в силах поддерживать собственный обмен веществ, совершенно неспособны к делению. Задача у них одна: «бездумно», не заботясь о себе, подобно автомату на конвейере, выполнять ограниченную функцию. А если сбой, поломка, дефект? На сей счет, как мы уже знаем, предусмотрено два механизма: первый – многократная дублированность, резервированность зрелых клеток, второй – отработанные клетки заменяются молодыми, свежедифференцированными. И вот здесь многое зависит от того, насколько эффективны эти механизмы страховки. По той же аналогии: можно придумать очень тонкие и высокоточные автоматы и тем существенно повысить класс изготовляемого продукта (эволюционно нового организма), однако это обязывает создавать для их обслуживания специальную аварийную систему, ибо, как известно, где тонко, там и рвется. Вот тут-то природа и оставила себе резерв, чтобы иметь возможность ограничивать сверху: наша аварийная служба надежна достаточно, но не абсолютно. Поэтому, если опять вспомнить гидру или насекомых, мы и живем дольше, и значительно лучше приспособлены к существованию в постоянно и порой резко меняющемся мире, однако запас прочности наших организмов ограничен во времени – с течением лет он постепенно иссякает, и мы стареем.
Мы начали раздел о бессмертии с гидры и раковых опухолей. Так вот, оказывается, возникновение раковой опухоли – это некий возврат части организма (клеточного пула) к этапу, давно минувшему в эволюции. Путь по лестнице, ведущей вниз. Специализированные клетки как бы вспоминают, что когда-то они были одноклеточными организмами. Они перестают адекватно реагировать на поступающие из центра сигналы (почему и как – отдельная тема) и тем самым приобретают способность к неограниченному росту, пролиферации, постоянно омолаживаясь. В результате – раковая опухоль, клетки которой действительно могут жить вечно, если их выделить из организма и все время пересевать. В организме же вечность им заказана: раковая опухоль вместе с хозяином убивает и себя. Просто за все надо платить: «бессмертная» гидра крайне неустойчива во внешней среде и гибнет, а «бессмертная» раковая опухоль обречена на то, что в лучшем случае ее будут поддерживать лишь искусственно – пересевать. Поэтому бессмертие в данных случаях только как бы моделируется.
Почему же вообще – не на уровне моделей, а в сущем мире, – бессмертия нет и быть все-таки не может? Ответ: природа жертвует потенциальным бессмертием – журавлем в небе, чтобы обеспечить пусть ограниченное во времени, зато надежное функционирование организма. Вот эта-то вполне надежная реальность – синица в руках – и позволяет воспроизвести и воспитать достаточное по численности и жизнеспособности потомство (достаточное – в плане стабильности вида как такового). Ну, а после выполнения этого предназначения – уж как получится; тут интерес природы к нам явно пропадает.