Глава 1. Из истории геронтологииПредисловие.
Сейчас еще нельзя утверждать, что науке известны истинные причины старения человека. Между тем ответ на этот вопрос ищут с незапамятных времен: ведь в сущности каждый рано или поздно задумывается над этой проблемой. На протяжении многих десятков лет геронтологи -- специалисты, занимающиеся проблемой старения, выдвигали ряд концепций и теорий для объяснения механизмов старения. Но эти теории остаются доступными лишь определенному кругу специалистов, тогда как результаты подобных научных разработок представляют интерес для каждого. Это обстоятельство прежде всего и послужило основанием для написания данной книги. Научные материалы, положенные в ее основу, разрабатывались автором более тридцати лет. Однако их главный результат может быть сформулирован весьма кратко: у высших организмов, включая человека, старение непосредственно связано с механизмом развития, а именно те же самые факторы, которые обеспечивают развитие организма, продолжают действовать и после его завершения, являясь одновременно и причиной, приводящей к старению. Так как механизмы развития реализуются по жесткой генетической программе, то соответственно и признаки нормального старения исключительно единообразны у всех особей каждого вида, включая человека. В естественных условиях из многих сотен известных болезней лишь 8-10 служат причиной смерти каждых 85 человек из 100 в пожилом возрасте. Но то, что эти болезни возникают обязательно, как бы по определенному плану, начертанному механизмом развития, является источником оптимизма. Действительно, если бы старение и болезни, сцепленные с ним, возникали вследствие действия множества разнообразных и случайных причин, то это крайне затруднило бы поиски противодействия их развитию. Однако для того чтобы оптимизм вышел за пределы теории, необходимо познание тех механизмов, которые, с одной стороны, определяют развитие организма, а с другой -- приводят к трансформации программы развития в программу старения. Поэтому второй задачей книги явилось популярное изложение существующих представлений о сущности данных механизмов. Эти же механизмы определяют и видовой лимит длительности жизни -- вот почему книга названа "Большие биологические часы". В то же время глубокому проникновению во все эти сложные проблемы мешает строгая специализация знаний, которая порождена бурным развитием современной науки. Конечно, без специализации невозможно понять сущность отдельных явлений; но одновременно специализация разъединяет и их единую ткань, представляя их изолированными и обособленными, тогда как диалектика всегда учит искать взаимосвязь и взаимодействие между процессами в природе. В книге сделана попытка преодолеть разделение, вызванное узкой специализацией,-- отсюда ее подзаголовок "Введение в интегральную медицину". Сразу оговорюсь, что речь в этом случае идет не о собственно медицине, а о биологических явлениях, часть которых вследствие современной специализации изучается медициной. Поэтому, вполне осознавая существование многих различий в развитии и болезнях таких далеких видов, как, например, горбуша, крыса и человек, в книге рассматривается то, что преимущественно объединяет их на единой эволюционной лестнице живой природы. Все перечисленные причины и побудили меня взяться за не совсем обычную для себя работу -- написать книгу научно-популярную, рассчитанную, как это было бы для меня привычней, не на коллег, а на гораздо более широкий круг читателей. Эта книга адресуется всем тем, кто заинтересован в понимании общебиологических законов развития живых организмов. Прежде всего -- биологам и медикам различных специальностей, которые стремятся все глубже попять, каким образом взаимосвязаны развитие, старение и болезни старения, а также физиологам, которые изучают конкретные механизмы деятельности нормального организма. Кроме того, возможно, мою работу прочтут специалисты в области точных наук, и в особенности математики, которые ищут объекты для математического моделирования биологических процессов; кибернетики, которых интересуют аналогии и общность законов управления в живой и неживой природе; физики и химики, которые в течение многих лет стремились разгадать, каким образом живые организмы противодействуют закону возрастания энтропии. Но более всего эта книга направлена в адрес просто думающего читателя, как бы ни был он далек по роду своей деятельности от рассматриваемых здесь проблем. Ибо история науки показывает, что так называемые дилетанты, то есть те, кто ищет ответ на вопросы, лежащие за пределами их специальности, часто благодаря непредвзятости подхода вносят очень весомый вклад в развитие науки. Наконец, я хотел бы адресовать эту книгу школьникам, от которых после публикации своих очерков в журнале "Наука и жизнь" в 1972--1973 и 1979--1980 гг. получал много писем с раздумьями о загадках жизни. Быть может, книга поможет моим юным читателям в выборе их трудового пути. Ничто так не способствовало изучению природы, как специализация наук, и ничто так не препятствует пониманию природы, кап разделение целостного представления о ней, основанное па принципах специализации.
Глава 1. Из истории геронтологии
Как заметил ведущий английский геронтолог А. Комфорт, две мечты человечества на протяжении веков влекли к себе поколения исследователей. Одна из них -- это мечта о философском камне, превращающем металлы в золото. Вторая, еще более древняя мечта -- об эликсире молодости. Сейчас фантазии алхимиков стали реальностью, хотя, конечно, не золото предмет исканий в ядерных превращениях элементов. Мечта же о вечной молодости остается все еще не осуществленной. Но означает ли это, что разгадка законов живой природы не даст в руки человека каких-то новых, принципиальных способов расширения видовых пределов жизни? Ведь мысль о превращении металлов в золото столетиями казалась серьезным ученым абсурдной, как идея о вечной молодости кажется многим абсурдной сегодня. Между тем поиски "эликсира молодости" продолжаются. Однако проблема расширения видовых пределов жизни, по существу, стала принадлежностью футурологии, или прогностики; к сожалению, к этой области особенно большую склонность питают ученые, не работающие непосредственно в прогнозируемой ими сфере. Применительно к данной проблеме в футурологии был создан новый термин, или, как некоторые предполагают, новая наука -- ювенология, ищущая способы беспредельно продлить молодость. Однако, как и прежде, при поисках чудодейственного эликсира в современных ювенологических исканиях называется цель -- вечная молодость, но не указываются пути и средства к ее достижению. Поэтому ювенология при сопоставлении ее с точными науками обнаруживает черты фантастичности, когда ставит перед собой задачу увеличения продолжительности жизни человека до 200 лет и более. Ведь еще не решены главные вопросы медицины -- не устранены болезни старения, являющиеся основной преградой на пути к достижению даже видового лимита жизни человека, которым условно большинство исследователей считают 120 лет. Конечно, все отмеченное не исключает того, что когда-нибудь ювенология еще скажет свое слово, ибо, как считает выдающийся физиолог, Ганс Селье, наука развивается "от грез... к исследованию". Итак, проблема продления жизни -- проблема древняя. По мере того как возникали, совершенствовались и изменялись человеческие знания о живой природе, модифицировались и представления о сущности старения. Особенно большое влияние на формирование взглядов в области этих сугубо биологических и человеческих проблем оказывало развитие естественных наук. Когда великие завоевания в физике, в частности в механике, открыли перед изумленным человеком удивительный порядок в природе, где, казалось, все предопределено, или детерминировано, живая природа, включая человека, стала представляться подобием обычных, хотя и сложных машин. В связи с этим и старение начали рассматривать как естественный результат выхода из строя вследствие износа или усталости "деталей" в сложной машине человеческого тела, подобно тому, как изнашиваются и устают даже совершенные металлы современных конструкций. Позже были добыты знания об энергетике природы, дополнившие картину мира. Стало ясно, почему "ничто не вечно под луною": законы термодинамики с неумолимой последовательностью возрастания энтропии несут в себе запреты, ограничивающие во времени существование любой системы. Между тем именно живые системы организмов благодаря обмену веществ и поступлению энергии из внешней среды, то есть как открытые системы, обладают способностью временно противодействовать запрету, налагаемому термодинамическими законами природы. Но если противодействие этим законам может осуществляться хотя бы в пределах видовой продолжительности жизни каждого индивидуума, то почему же все-таки его существование конечно? Очевидно, должны существовать какие-то специальные причины, постепенно нарушающие те свойства, которые отличают природу живых организмов от всех других явлений природы. Когда были открыты законы генетики, а затем стали ясны структурные основы генов, построенных у высших организмов из сложных молекул дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), многие ученые стали считать, что случайные или чем-либо вызванные ошибки в строении ДНК, так называемые мутации, накапливаясь, а затем постепенно воспроизводясь в процессе клеточного деления или работы клеток, ведут к "катастрофе накопления ошибок". В этой ситуации работа организма дезорганизуется, что и соответствует физиологическому старению. Организм или выходит из строя вследствие накопления ошибок в своей работе, или становится уязвимым для воздействия многочисленных внешних факторов -- от микробов и вирусов до эмоционального стресса, и тогда его гибель определяется суммой случайных причин, всегда существующих при взаимодействии организма со сферой его обитания. Мутации и накопление ошибок действительно могут иметь значение при формировании многих явлений старения. Они также играют большую роль в эволюции живой природы. Поэтому теории старения, основанные на учете этих процессов, служат и в настоящее время предметом серьезных исследований. В частности, ученых занимает вопрос, почему организмы, обладающие способностью ремонтировать ДНК при нарушении ее структуры, с течением времени делают это хуже, чем в период своего расцвета. Теории старения "мутационного рода" в какой-то степени отвечают современным воззрениям на физическую природу мира, в котором многое подчиняется статистически-вероятностным закономерностям, тогда как строгий порядок детерминированных явлений, характерный для классической механики, представляется слишком грубой моделью того, что есть в живой природе. Уже в следующей главе этой книги читатель сможет ознакомиться с рядом доводов, подтверждающих, что именно закономерные, а не статистические явления управляют сложным оркестром организма не только в период развития и роста, но и на всем пути его существования, то есть в старости так же, как я в детстве, когда порядок детерминированных процессов развития очевиднее для всех. Поэтому мутации и подобные им явления не могут играть фундаментальной роли в механизме старения. Естествен вопрос: почему же деятельность организма с возрастом действительно нарушается, причем в этих нарушениях виден порядок, который может существовать только при полной детерминированности явлений? Так, например, у всех видов млекопитающих по мере старения увеличивается количество жира в теле, у всех прекращается детородная функция и т. д. На этот вопрос наука не дает пока однозначного ответа. Мы кратко проследили, как общие представления о физической природе мира изменяли подходы к пониманию процесса старения. Далеко не от всего ранее приобретенного отказывались при новом витке в накоплении знаний. Однако неверно также утверждать, как это делает ряд исследователей, что существует не менее 100 различных теорий старения, или, точнее, 100 различных представлений об этом явлении. Большинство теорий, которые можно было бы найти в длинном историческом списке, постепенно утратило свое значение. Сейчас, по существу, всерьез речь может идти лишь о нескольких принципиальных подходах к проблеме старения, в частности о вероятностном и детерминированном подходах, которых мы только что коснулись. Гипотеза, предлагаемая в данной книге, за эти рамки выходит, хотя она, разумеется, опирается на многое из созданного ранее. В основе этой гипотезы -- современные тенденции понимания природы как единой системы. Такое стремление существует в науке почти изначально. Особенно отчетливо оно выражено в представлениях великих мыслителей Древней Греции, которые уже начали различать в хаосе незнания законы диалектики и единства мира. В современную эпоху одной из ветвей такого подхода стала кибернетика -- наука, занимающаяся общими принципами работы и управления в различных системах, и, естественно, в живых системах. В частности, здесь нелишне отметить, что конкретные данные о нейроэндокринной системе, то есть именно о системе управления в сложных организмах, нередко служили основой для более сложных общих выводов теоретической кибернетики, которая затем приобрела признаки интегральной науки, рассматривающей прежде всего принципы управления и взаимодействия. С этой точки зрения излагаемую в книге концепцию правильно было бы отнести к классу кибернетических, или системных, представлений о механизме старения. Этим определяются многие особенности данных очерков. Так, например, автор часто сопоставляет процессы, происходящие в организме того или иного животного, с тем, что происходит в более сложном организме человека. Каждому ясно, что между видами существуют определенные, иногда крайне важные различия. Но при системном подходе к явлению старения большее значение приобретает то, что помогает найти общность в различном и единство во всем. Однако общие принципы кибернетики не могут путем простой экстраполяции на проблему старения объяснить его механизмы. Кибернетика помогает понять, как работает система, но она не может сама по себе, вне конкретных данных и без помощи конкретных идей объяснить, почему в процессе нормального старения системы регуляции перестают выполнять свою основную роль. И более того, почему действие самих кибернетических систем управления формирует то, что мы называем нормальным старением. В этой последней фразе заключен особый смысл, который будет открываться читателю по мере ознакомления с представленными в книге материалами. Если же сказать в двух словах, то нормальное старение не существует само по себе, как функция астрономического времени, а является следствием работы организма, который, действуя на кибернетических принципах, осуществляет программу развития организма, а затем трансформирует эту программу в механизм старения. Однако это еще не все. Принято считать, что нормальное физиологическое старение -- это одно, а определенные болезни, сцепленные со старением, -- совсем другое. С моей точки зрения, которую я в этой книге достаточно подробно аргументирую, нет принципиальных различий не только между механизмами развития и старения организма, но и механизмами развития болезней, сцепленных со старением. Поэтому хотя данная книга отнюдь не посвящена специально медицинским проблемам, в ней часто рассматриваются медицинские примеры с биологических, или общих, позиций. Действительно, если определенные болезни сцеплены с нормальным механизмом развития и старения, то между самими этими болезнями могут существовать общие черты или даже общие признаки, указывающие на их взаимосвязь. Разумеется, такая позиция требует осознания степени видимой сейчас интеграции медицины, а если смотреть еще более широко, требует стремления обнаружить единство, скрытое диалектически в самой природе развития, старения и болезней старения. Но если нет четкой границы между развитием организма и болезнями, сцепленными со старением, то есть нет различия между нормой и патологией, то все же такое разграничение условно должно быть проведено. Это необходимо прежде всего потому, что целью науки является не только само по себе познание, но и стремление к совершенствованию и сохранению природы. В данном случае это освобождение человека от бремени болезней старения. А для этого, в частности, необходима линия отсчета, отграничивающая условно то, что мы принимаем за норму, оттого, что практически обосновано считать болезнью. Отклонение от этой линии отсчета являлось бы сигналом к принятию определенных мер воздействия. Именно о такой линии отсчета, основанной на представлении об идеальной норме, также идет речь в настоящей книге. В этом отношении я стремлюсь доказать, что после окончания развития и роста организма пределы нормы едины для всех возрастов и индивидуальны для каждого (конечно, если в этот период человек здоров). Это и есть тот идеал, к которому следует стремиться, если не только пытаться противодействовать старению и болезням старения, но и искать пути для расширения видовых пределов жизни человека. Ведь никто не умирает от старости -- человек и в старости умирает от болезней, причем в подавляющем большинстве случаев от болезней, строго определенных. Вот почему концепция, рассматриваемая в данной книге, распространяется и на явление естественной смерти высших организмов, включая человека. Причем эта концепция обосновывает положение, что естественная смерть -- смерть регуляторная, и поэтому она определяется причинами, на которые возможно воздействовать. Такая трактовка позволяет рассмотреть в едином контексте как роль внешних факторов в формировании болезней старения, так и механизмы, обеспечивающие живой системе определенную степень стабильности, несмотря на действие этих факторов. Развиваемая в этой книге концепция, однако, не мешает использованию многих фактов, которые внешне как бы полностью находятся с ней в противоречии. Так, например, хотя я считаю, что мутационные теории старения являются дефектными, поскольку они не устанавливают связи между развитием и старением организма, в книге рассматривается, каким образом изменения регуляции и обмена веществ способствуют увеличению "вклада" мутаций в картину старения и таких болезней, как атеросклероз и рак. Таким образом, на основе рассматриваемой в книге модели появляется возможность искать взаимосвязь между главными и дополнительными факторами развития, старения и болезней старения. Никто не умирает от старости: люди и в старости умирают от болезней -- в принципе излечимых, так как они вызываются нарушением регуляции. Естественная смерть у высших организмов -- смерть регулярная.
|
