Азбука долгожителя - Валерий Новоселов

Интересная связь может быть между ростом продолжительности жизни человека как вида и более поздним зачатием. Давайте поразмышляем: сегодня среди мужчин зрелого возраста (50–55 лет) заметна тенденция рожать детей во втором или третьем браке. И женщины сейчас чаще производят ребенка на свет в более взрослом состоянии, чем еще полвека назад. Сегодня, когда давление среды в виде голода и особо опасных инфекций фактически равно нулю, это дает возможность самым здоровым из людей в возрасте, а таких очень много, завести здоровое потомство. При этом длина теломер сперматозоидов у мужчин в возрасте, как мы знаем, больше, чем у более молодых. Если это свойство более длинных защитных колпачков (а это структурное образование с временными задачами) передастся их потомству, то мы должны увидеть много людей, которые живут дольше.

Почему загадочная история Бенджамина Баттона невозможна?

Для понимания механизмов старения очень важно уметь не только слушать, но и слышать природу человека. Именно оно даст ключ к активному и здоровому долголетию.

Если, как считают сегодня геронтологи, в организме стареют все клетки, включая половые, то как тогда всегда рождается организм с нулевым возрастом и почему история, когда человек появляется на свет старым, просто невозможна. Возьмем как пример фильм 2008 года «Загадочная история Бенджамина Баттона»: главный герой родился стариком и проживает жизнь в обратном порядке. Удивительная история. Чистый Голливуд.

Так почему мы не рождаемся хоть на каплю старыми даже в том случае, если наш отец уже пожилой? И почему, когда у человека стареют все клетки, даже от самых старых родителей рождается младенец без малейших признаков возрастных изменений? И, таким образом, несмотря на возможные генетические болезни, которые могут возникнуть при рождении от «старых» родителей, он всегда рождается только с предсказуемо обнуленным возрастом.

Выдающийся геронтолог, один из основателей секции геронтологии МОИП при МГУ им. М. В. Ломоносова, Жорес Медведев опубликовал в 1981 году работу On the immortality of the germ line: genetic and biochemical mechanisms. A review (О бессмертии зародышевой линии: генетические и биохимические механизмы. Обзор) [53 - Medvedev, Z. On the immortality of the germ line: genetic and biochemical mechanism // Mech Ageing Dev. 1981, Dec. 17 (4): 331–59. ]. В этой статье рассматриваются механизмы «бессмертия» половых клеток, которые сводятся в основном к существованию целого ряда препятствий, фактически большого барьерного рифа, не позволяющего потомству появиться из «старых» половых клеток. Поэтому дети всегда и рождаются только с нулевым возрастом, то есть с запущенным с нуля механизмом старения.

Давайте разберемся. Для передачи генетической информации от поколения к поколению существуют специальные эмбриональные клетки. Они отделяются от прочих на достаточно ранних стадиях развития плода до формирования половых желез, куда затем и мигрируют. Из них и образуются гаметы, больше известные нам как сперматозоиды и яйцеклетки.

Но эти клетки должны сначала созреть. Это называют гаметогенезом, термином, обозначающим сумму процессов, которые приводят к созреванию половых клеток. И если яйцеклетки образуются уже в эмбриогенезе и затем находятся только в профазе I мейоза, то процесс сперматогенеза не останавливается в течение всей жизни мужчины.

У видов, для которых характерен жизненный цикл с гаметической редукцией, мейоз тесно связан с гаметогенезом, однако нельзя говорить о полной идентичности этих процессов. Так, зрелый сперматозоид, готовый к оплодотворению, формируется лишь по завершении мейоза, а ооцит созревает до его окончания. Более того, слияние гамет происходит до завершения мейоза в ооците.

Основой для успешного гаметогенеза служит мейоз, или редукционное деление клетки с уменьшением числа хромосом вдвое. Это основное условие для полового размножения и одновременно сохранения числа хромосом. В результате получаются гаплоидные гаметы, и только слияние ооцита и сперматозоида восстанавливает число хромосом до диплоидного в зиготе. Последующее деление клеток происходит только митотическим путем, что позволяет поддерживать обязательную диплоидность.

Гипотез старения, связанных с мейозом тем или иным образом, довольно много. Именно в этом процессе можно найти ответ на вопрос, почему мы рождаемся молодыми. Но не только в нем.

Заведующий сектором эволюционной цитогеронтологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Александр Николаевич Хохлов сказал мне, что существует множество механизмов, которые обеспечивают то, что из ооцитов и сперматозоидов выбираются самые соответствующие требованиям «ювенильности зародышевой плазмы». Ведь по существу любой живой организм предназначен для эффективного сохранения содержащегося в нем генетического материала с последующим распространением своих копий в окружающей среде. Тут стоят две важные задачи, причем разделить их сложно. Поэтому в процессе эволюции человека механизмы для выполнения этих целей отточились до совершенства, как, впрочем, и других видов на планете. Именно поэтому репликация ДНК, несущей возрастные повреждения, во многих случаях становится невозможной.

При сперматогенезе «сбрасываются» почти все имеющиеся повреждения, а процесс оплодотворения происходит таким образом, что даже у минимально дефектных сперматозоидов нет шансов на успех. В оогенезе происходит так же, хотя эти слова тут не очень уместны и говорят только об удалении любых ооцитов с «испорченным» геномом. Для этого существует механизм атрезии или гибели большей части фолликулов [54 - Фолликул яичника – структурный компонент яичника, состоящий из яйцеклетки, окруженной слоем эпителиальных клеток и двумя слоями соединительной ткани. – Примеч. ред. ] до окончания их роста. Ей подвергаются фолликулы либо с генетически неполноценными ооцитами, либо с теми, у которых нарушена последовательность прохождения профазы мейоза. В яичниках женщины много больших фолликулов погибает и не достигает овуляции. Также созревшая яйцеклетка очень быстро перезревает и уже через несколько часов теряет способность к оплодотворению. Возможно, что именно постоянная гибель ооцитов в эмбриогенезе и на протяжении жизни вплоть до самого репродуктивного старения и есть основное средство отбора «на ювенильность».

В процессе гаметогенеза и раннего эмбрионального развития происходит полная реконструкция ядерного аппарата транскрипции. Если «проблемное» оплодотворение все же случилось, то развитие прекращается и происходит лизис образовавшейся структуры. При возникновении зиготы из половых клеток даже с минимальными аномалиями нарушается процесс эмбрионального развития или появляется нежизнеспособное потомство [55 - Хохлов, А. Половые клетки и старение. Памяти Ж. А. Медведева / Лекция // Клиническая геронтология. 2019. С. 11–12. ].

Интересный факт: поздней осенью 2020 года родилась девочка из замороженного эмбриона, и это не первый раз, когда подобное случилось. Но вот то, что эмбрион хранился 27 лет, просто удивительно, так как именно это произошло впервые. Как объяснили эмбриологи, при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) полученный эмбрион можно заморозить, хранить, а использовать намного позже. И в этом случае, хотя и прошло почти три десятка лет, ребенок все равно родился с обнуленным возрастом. Никаких признаков 27 лет календарного времени хранения не осталось. Поэтому этот метод можно использовать для передачи неизмененной генетической информации человека через века и даже тысячелетия.