Что общего у нейронов с яичницей
Можно ли победить старость? А научиться распознавать рак в тот момент, когда опухоль только зарождается? Возвращается ли большая наука в Россию? Обо всем этом рассказывает Евгений Нудлер, профессор медицинской школы Нью-Йоркского университета, исследователь медицинской школы Говарда Хьюза, много лет сотрудничающий и с российскими научными центрами, в том числе с Институтом молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН (ИМБ РАН).
— Евгений, вы занимаетесь нейродегенеративными заболеваниями, в частности, болезнью Альцгеймера, у вас есть уникальные разработки в этой области. Почему именно такое направление деятельности вы выбрали?
— На самом деле это одно из многих наших направлений. Мы достаточно необычная группа ученых с точки зрения широты наших интересов. Не все, что мы делаем, напрямую связано с медициной. Упор все же делается на фундаментальную науку. Но такая фундаментальная наука рано или поздно приводит к прикладным вещам.
Например, в журнале Nature Communication вышла наша статья о механизмах старения. В ней, в частности, мы показали, что общепринятое представление, что антиоксиданты очень полезны, неверно.
Червячки и свободные радикалы
— Я и раньше слышала такую точку зрения, но она звучала как предположение. Как вы это доказали?
— Самая распространенная на сегодня модель старения основана на так называемой свободно-радикальной теории. Принято считать, что процесс старения связан с выработкой свободных радикалов, которые все портят.
Это не совсем так, а скорее всего, совсем не так. На самом деле окислительный стресс, возникающий при выработке этих свободных радикалов, нам полезен. Без него организм стареет быстрее. Выясняется, что эти свободные радикалы обеспечивают важнейший регуляторный механизм в работе генов. Если пытаться их убрать, «выключить», что пытаются делать многие люди и даже врачи, советующие постоянно употреблять антиоксиданты в качестве пищевой добавки, ничего хорошего не будет. На модельных организмах мы показали, что их употребление не просто бесполезно, но может быть и вредно.
— На ком проводились эксперименты?
— Не на людях и даже не на мышах — это слишком сложно, дорого и долго. Мы используем маленьких червячков — нематод Caenorhabditis elegans, которые живут всего лишь пару недель, но их биохимия не слишком отличается от нашей, поэтому на них очень удобно изучать старение.
Мы задались вопросом: а что будет, если здоровым червякам постоянно давать антиоксиданты? Оказалось, что они — на удивление — живут гораздо короче. Мы выяснили, почему это происходит. В частности, антиоксиданты снижают активность целого ряда генов, которые сопряжены с удлинением жизни.
— Значит, антиоксиданты употреблять нельзя?
— Здоровым людям лучше этого не делать. Существуют заболевания, при которых они могут применяться. Например, интоксикация организма, передозировка лекарственными препаратами, такими как парацетамол, особенно в сочетании с алкоголем. Большие дозы такого «коктейля» резко сажают печень. От этого можно умереть. В таком случае антиоксиданты показаны — они могут вас спасти.
— Ну хорошо, антиоксиданты для продления жизни не годятся. А что тогда?
— Самый универсальный и доступный способ продления жизни — занятия спортом. Все знают, что это так, но мало кто понимает, почему это так. Между тем одна из основных причин — именно окислительный стресс. Во время занятий спортом интенсивность дыхания клетки возрастает, в митохондриях, где происходит сжигание органических веществ и выработка энергии, образуются свободные радикалы, что вызывает гормезис — процесс запуска защитных систем в ответ на умеренные дозы стрессоров.
Получается, что необходимо что-то немного повредить, чтобы запустить эти системы. Если ничего не делать, повреждения всё равно будут происходить, но они будут ниже порогового уровня, и отвечающие на стресс защитные системы не будут активированы.
Например, ДНК все время повреждается, что приводит к мутациям, но существуют системы починки ДНК. То же самое с белками. Эти системы починки, наши внутренние ремонтники, должны быть всегда заняты делом, но за это им надо платить, эти системы очень энергозатратные. Это сейчас мы можем не думать о добыче и не убегать от врага, а пойти в «Макдональдс» и наесться до отвала. Сотни тысяч лет, пока мы существуем как Homo sapiens, а до этого миллионы лет — как приматы, такого не было. Ресурсов всегда не хватало. И эволюция позаботилась, чтобы сохранять ресурсы и включать системы починки только во время стресса, именно когда это необходимо. Поэтому накопление фоновых повреждений проходит незамеченным.
В эволюционном плане мы не изменились. Изменилось только то, что мы теперь не так ограничены ресурсами и можем себе позволить все время платить за включение защитных систем. Занятия спортом, вызывающие клеточный стресс, важны именно тем, что включают системы починки. В результате работы всех этих систем у вас повреждений в клетках меньше, чем если бы они не включались.