Гениальный физик Нильс Бор при обсуждении единой теории элементарных частиц сказал: «Нет никакого сомнения, что перед нами безумная теория. Вопрос состоит в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной». Пожалуй, это положение может быть отнесено к поискам механизмов связи старения и болезней, к поискам средств продления жизни. Ведь старение и болезни определяют не только количество, но и качество жизни.
Я хочу ознакомить читателей с выдвинутой мною единой теорией возникновения важнейших болезней человека и возможных путей их предупреждения и лечения. Известно, что основными причинами смертности являются атеросклероз и его осложнения, рак, диабет. Глубоко инвалидизируют человека болезнь Паркинсона, старческое слабоумие. Каждый 150-й житель Украины погибает от болезней сердечно-сосудистой системы, каждый 500-й — от рака. Частота этих болезней прогрессивно увеличивается с возрастом, достигая максимума у пожилых и старых людей. Мужчины старше 60 лет примерно в 1000 раз чаще умирают от болезней сердечно-сосудистой системы, чем в возрасте до 20 лет, и более чем в 100 раз чаще — от злокачественных новообразований. Старение только подводит человека к пропасти, куда его сбрасывают болезни.
Все это само по себе доказывает неразрывную связь старения и болезней. Найти эту связь, разорвать порочный круг — «старение приводит к болезням, болезни усугубляют течение старения» — важнейшая задача биологической и медицинской науки. С чего начинается старение? Почему так обвально протекает этот процесс? Почему при этом неизбежно возникают болезни? Как сделать старость безболезненной или хотя бы отодвинуть время возникновения болезней? Почему одни люди — короткожители, другие — долгожители? Все это проблемы, связанные с выяснением фундаментальной сущности старения и болезней.
Атеросклероз нарушает ток крови по сосудам, и это становится причиной инфаркта миокарда, инсульта; раковые клетки, распространяясь в организме, ведут к грубому повреждению жизненно важных систем; при диабете в недостаточном количестве синтезируется гормон инсулин и это нарушает обмен углеводов, а потом и другие виды обмена; при болезни Альцгеймера нарушается функция нервных клеток, память, познавательная деятельность и т.д. Казалось бы, что общего между этими столь различными болезнями? Все они, по нашему убеждению, первично связаны с возрастными изменениями работы соответствующих генов, с нарушением синтеза соответствующих белков. Белки — носители жизни. Все ферменты клетки, сократительные элементы, ионные каналы, воспринимающие приборы клетки (рецепторы), многие гормоны и др. — все это белки и все они должны синтезироваться в определенном количестве, в определенном ритме. При старении существенно изменяется соотношение синтеза различных белков, нарушается слаженная работа клетки.
В ядре клетки расположен генетический аппарат, состоящий из отдельных генов. В каждом гене записан код, программа построения отдельного белка. Выдвинутая теория старения называется гено-регуляторной, ибо она объясняет первичные механизмы старения нарушением регуляции работы генов, нарушением последовательности их выключения и включения. Генетический аппарат — это как клавиатура рояля. Нажимая на определенные клавиши, можно воспроизвести чудесную мелодию. Однако, если вместо одних клавишей ударять по другим, может возникнуть какофония. При нарушении регуляции генетического аппарата нарушается «мелодия жизни», основанная на синтезе определенных белков. Синтез одних белков может резко ослабляться, других — усиливаться.
Более того, в процессе старения могут включаться ранее не работавшие, «молчавшие» гены и в клетке начинают, по нашему мнению, появляться необычные белки, «белки старения», которые могут привести клетку к гибели. Кроме того, нарушение регуляции генетического аппарата может привести к активации вирусов, которые всегда находятся в клетке. Вирусы, как известно, являются неклеточной формой жизни, способной проникать в живые клетки и размножаться только в них. Однако существуют и провирусы. Они объединены с геномом клетки-хозяина и могут ее не покидать. Предполагается, что они составляют 10-12% всего генетического материала клеток. Наши клетки являются как бы «кладбищем провирусов». Некоторые из них принимают участие в нормальном функционировании клетки. Однако другие в ходе жизнедеятельности клетки могут включать механизмы, нарушающие деятельность всего генома, синтез белков, могут становиться причиной гибели клетки. Активность этих провирусов зависит от состояния других генов, от действия внутриклеточных факторов, неизбежно появляющихся с возрастом. Среди них большое значение имеют продукты внутриклеточного обмена белков и нуклеиновых кислот. Итак, подавление активности одних генов, усиление — других, открытие ранее не работавших генов или провирусов — определяют варианты гибели клеток.
Особенно существенными являются изменения, возникающие в клетках нервной и иммунной систем, влияющие на состояние других органов. Все эти гено-регуляторные изменения и становятся основой развития болезни. В зависимости от того, регуляция каких генов страдает при старении, синтез каких белков нарушается, будет возникать то или иное заболевание. Например, диабет развивается при снижении синтеза белка — гормона — инсулина; рак — при появлении так называемых раковых белков; атеросклероз — при нарушении синтеза белков, переносящих холестерин; старческое слабоумие (болезнь Альцгеймера) — при синтезе так называемого амилоидного белка в нервных клетках и т.п.
Всегда возникает вопрос — почему у одних людей развивается атеросклероз, у других — рак, у третьих — диабет и т.д.? Удалось доказать, что это определяется особенностями старения человека. Все мы стареем одинаково и каждый из нас стареет по-своему. Существуют различные синдромы старения. Синдром — это совокупность симптомов, признаков. Среди синдромов старения особенно важны два: ускоренное и замедленное старение. Синдромы старения определяют возрастные сдвиги, которые могут быть больше или меньше выражены в разных системах организма. При ускоренном старении болезни возникают в более раннем возрасте. Не календарный, а биологический возраст, методы определения которого разработаны в Институте геронтологии АМН Украины, дает объективную характеристику темпа возрастных изменений. При ускоренном старении увеличивается биологический возраст человека, сокращается продолжительность жизни. Широкое распространение синдрома ускоренного старения является одной из причин, сокращающих сроки жизни у нас в стране. Действительно, средняя продолжительность предстоящей жизни для мужчин в Украине составляет 63,5 года, для женщин — 73,5 года. По данным международных исследований, приведенных в ежегоднике Всемирной организации здравохранения, по продолжительности жизни Украина среди 63 государств мира занимает 57-е место. Средняя продолжительность жизни мужчин в Швеции, Голландии — 74 года, в США — 75 лет, в Японии — 76 лет, а для женщин средняя продолжительность жизни в этих странах — более 80-ти лет.
Новая идеология в медицине должна состоять в определении биологического возраста человека, выявлении ускоренного старения, прогнозировании возможного развития болезни и использовании всех предупредительных средств. Очень важно суметь перевести синдром ускоренного старения в замедленное. Ведь люди с замедленным синдромом старения являются кандидатами в долгожители. При замедленном старении возрастная патология возникает значительно позже. Долгожительство человека — редкий феномен. «Гении» долголетия, люди старше 100 лет, встречаются в среднем с частотой 1 человек на 20000. И вместе с тем, само их существование доказывает принципиальную возможность такого варианта возрастного развития. Прямые исследования показали, что только у 30—50% долгожителей в роду были долголетние. В остальных случаях большую роль сыграли средовые факторы. Кроме того, в продолжительности жизни потомки не просто повторяют своих родителей. При слиянии половых клеток, при формировании организма могут возникать такие особенности генной регуляции, которые могут привести к рождению потомков — потенциального долгожителя — у родителей, не отличавшихся большой продолжительностью жизни.
На основании развиваемых представлений впервые выдвинута идея о принципиально новом направлении в лечении — гено-регуляторной терапии. Речь идет о разработке средств, предупреждающих гено-регуляторные нарушения, лежащие в основе старения и развития болезней. Важно, что это уже не только идея, но и реальность, подтвержденная большим количеством наших экспериментальных данных. Удалось доказать, что некоторые вещества, блокирующие работу генов, могут увеличивать продолжительность жизни экспериментальных животных на 30—50%. Одно из этих веществ приводило к увеличению продолжительности жизни в 1,5 раза. Очевидно, этот эффект связан с тем, что они блокируют открытие при старении ранее «молчавших» генов и предупреждают появление губительных для организма «белков старения». Более того, оказалось, что увеличивают среднюю продолжительность жизни животных и вещества, блокирующие передачу генетической информации с внутриклеточных вирусов.
Особенно эффективной оказалась гено-регуляторная терапия атеросклероза. У кроликов при кормлении их холестерином воспроизводилась картина атеросклероза с грубыми изменениями стенки кровеносных сосудов. В большинстве случаев ученые ищут средства, влияющие на синтез холестерина, его распад. Мы пошли другим путем — взяли под прицел синтез белков, переносящих холестерин, способствующих его переносу из крови в клетку. Вещества, блокирующие синтез этих белков, оказались чрезвычайно эффективными — у животных резко не повышался уровень холестерина в крови, на стенках артериальных сосудов не возникали атеросклеротические бляшки, а также тромбы, то есть у этих животных не развивался атеросклероз.
Как уже говорилось, болезнь может развиваться в результате недостаточной активности гена, недостаточного синтеза определенных белков. При атеросклерозе наблюдается недостаточный синтез белков, выносящих холестерин из клеток; при диабете — недостаточный синтез гормона инсулина. Нами, совместно с группой члена-корреспондента НАН Украины В.А.Кордюма из Института молекулярной биологии и генетики НАН Украины, была использована генная терапия, основанная на генной инженерии, то есть пересадка генов. Удалось показать, что пересадкой одного из генов можно увеличить антисклеротический потенциал у животных, увеличить содержание белков, выносящих холестерин из клеток, и сдвинуть баланс обмена холестерина так, что атеросклероз не развивается. Итак, гено-регуляторная терапия — принципиально новое направление, которое основывается на принципиально новом взгляде на механизм связи старения и болезней.
Сейчас существует международная научная программа «Геном человека». Ее задача — расшифровать, определить структуру множества генов человека. Это очень важно для успешного развития гено-регуляторной терапии, ибо на основе этого можно будет синтезировать вещества «прицельной точности», то есть воздействующие на определенный, нужный ген. Этим будет достигаться максимальный эффект без ненужного побочного действия.
Мы верим в то, что гено-регуляторная терапия в будущем станет самым эффективным средством в руках медиков.
Сальвадор Дали в «Суждениях об искусстве» писал: «Еще в детстве я усвоил закон живописи, которому буду верен до конца моих дней. Случилось это на уроке рисования в монастырской школе. Мы закрашивали акварельными красками простейшие геометрические фигуры. Учитель наставлял нас: «Главное — не выходить за рамки. Это самое главное в живописи». «Не выходить за рамки!» — Вот оно, жизненное правило, которым добропорядочные живописцы руководствуются в своем творчестве. Есть два рода художников: одни всегда выходят за рамки, другие — благоговейно чтут границы». В современной геронтологии еще много белых пятен и, закрашивая их, геронтологи должны смело выходить за рамки традиционных взглядов.