Старение как побочный эффект эволюции

Профессор Роберт Врайенхук из Исследовательского института Аквариума в Монтере (штат Калифорния, США) доказал, что причиной резкого уменьшения в атмосфере и гидросфере Земли кислорода является предшествующее этому процессу палеоцен-эоценовое потепление. Именно оно привело к широкому распространению бескислородных зон и как следствие – к заморам в глубоководных районах океана и массовому вымиранию морских животных (Краснова Е., 2013).

Ученым известно, что без кислорода жизнь в ее наиболее организованных формах невозможна, поскольку бескислородные биоэнергетические процессы дают в десятки раз меньше энергии. А, как известно, от количества энергии зависит величина активного долголетия. Еще за триста лет до наступления нашей эры в своем трактате «О молодости и старости» Аристотель писал: «Старение вызвано постепенным расходованием природной силы, которая выдается человеку при рождении». Количеством энергии определяется степень активности генов. Последние научные исследования показали, что именно от того, в каком состоянии в хромосоме находятся гены (активном или неактивном) зависит локализация хромосомы в клеточном ядре (центральном или периферийном). А от этого зависит состояние организма: болен он или здоров. Ведь известно, что всякого рода заболевания происходят по причине недостатка энергии в организме. И преждевременное старение тоже происходит из-за недостатка энергии. Недостатком энергии объясняется и недорепликация ДНК соматических клеток.

Основная загадка в науке о старении, за которой тянется все остальное, заключается в смертности соматических клеток. Ещё французский учёный А. Каррель в своих исследованиях показал, что сами по себе соматические клетки не стареют: старение же – это свойство самого сложного организма, – за это открытие он получил Нобелевскую премию в 20-е годы XIX века. А в 1961 году Л. Хейфлик показал, что соматические клетки не могут делиться неопределённо долгое время, им свойственен предел, который, например, для фибробластоэмбриона человека составляет примерно 50 делений (Неумывакин И. П., 2008).

Однако в условиях ограниченности энергетического ресурса расходы на выработку спермиев и яйцеклеток – клеток зародышевой линии и их защиту от вредных воздействий превышают расходы на поддержание соматических клеток. Поэтому строжайший механизм контроля качества, отбраковывающий все, что не соответствует стандартам, у них (соматических клеток) отсутствует или не работает. В результате со временем в соматических клетках накапливаются повреждения, и, в конце концов, некоторые органы перестают выполнять свои функции (Кирквуд Т., 2010).

Именно недостатком энергии, то есть кислорода, в результате чего в соматических клетках накапливаются повреждения, можно объяснить тот факт, что сами по себе нестареющие соматические клетки у человека делятся только 50 раз. Поэтому он не достигает тех размеров и продолжительности жизни, которые изначально были в него заложены генетически. И причиной этого является изменение климата – глобальное потепление и резкое уменьшение в атмосфере и гидросфере Земли кислорода.

Боб Слоан из Миннесотского университета утверждает: «Малый рост – наивернейший способ поведения при грандиозном вымирании. Крупным существам нужно много пищи, им труднее найти убежище». По утверждению ученых каждый новый экологический кризис был мощным стрессобразующим фактором, приводящим к грандиозному вымиранию предыдущих видов, а также к мутированию уцелевших. При этом выживали мелкие формы и создавали определенный шаблон поведения, спасительный при следующих вымираниях (Гор Р., 1989).

По нашему мнению, уменьшение размеров млекопитающих (см. раздел 1.6) и других видов животных можно объяснить изменением активности TOR-системы (от target of rapamycin). Установлено, что TOR-система реагирует на разные стрессовые факторы, в том числе на понижение уровня кислорода и повреждение ДНК. Во всех случаях, когда возникает серьёзная угроза для клетки, активность TOR падает. В результате вырабатывается меньше белков, и клетка может расходовать ресурсы на репарацию ДНК и другие неотложные нужды. Как показывают опыты на плодовой мушке, в ответ на требование экстренного ограничения синтеза белков клетка начинает вырабатывать повышенное количество ключевых митохондриальных компонентов – по-видимому, для того чтобы поддержать свою энергетическую систему. Несомненно, настолько развёрнутый ответ на стресс выработался в ходе эволюции как способ выживания в неблагоприятных условиях (Стипп Д., 2012).

Понятно, что чем меньше белков вырабатываетя в организме, тем он мельче и менее энергоёмок. По мнению английского антрополога Марка Томаса, регулярные экологические катаклизмы уничтожали господствующие виды живых существ, открывая дорогу более энергетически слабым видам, которые меньше нуждались в питательных веществах и кислороде (Гор Р., 1989).

Но энергетически более слабые виды, меньше нуждающиеся в питательных веществах и кислороде, очевидно, обладают не только меньшими размерами тела, но и меньшим периодом роста (периодом молодости) и меньшей продолжительностью жизни.

1.9. Ученые вынуждены констатировать, что в процессе эволюции человека среда его обитания все более обеднялась кислородом. В наше время, по утверждению ученых кислорода в воздухе не хватает катастрофически: всего 1/3 от нормы!

По утверждению кандидата физико-математических наук, ведущего научного сотрудника Института биофизики клетки РАН Алексея Карнаухова содержание СО

в атмосфере выросло беспрецедентно – на 30%. И этого уже достаточно, чтобы температура воздуха поднялась на 10

С (Писаренко Д., 2010). Установлено, что при похолодании воздух насыщается кислородом, при потеплении, наоборот, количество кислорода снижается (Удонова Н., 2011).

Ученые вынуждены констатировать, что в процессе эволюции человека среда его обитания все более обеднялась кислородом. В наше время, по утверждению ученых («Аргументы и факты», 2010, № 49) кислорода в воздухе не хватает катастрофически: всего 1/3 от нормы! В атмосферном воздухе его всего лишь 21%. Особенно его мало в крупных городах: количество ионов кислорода здесь в 10-20 раз меньше, чем в сельской местности и на курортах. К концу рабочего дня в офисном воздухе остается не более 50–100 ионов на кубический сантиметр! Не случайно, больных в городе на порядок больше, чем в сельской местности.

В транслированной 03.12.2013 г. по СЕТЯМ НН в 2100 телепередаче сообщалось о том, что 300 млн лет назад процентное содержание кислорода в атмосфере Земли составляло 35% (!) Затем, в эпоху динозавров, – 33%.

Древняя биосфера, как говорят исследования ученых (Беликов Ю., 1996), была в 20 000 раз богаче углеродом, чем современная. Несложные рассчеты показали, что при таких размерах биосферы атмосферное давление должно было составлять 8-9 атмосфер. Так оно и оказалось. Когда ученые измерили давление в пузырьках воздуха, которые образовались в янтаре – окаменевшей смоле деревьев, то оно оказалось как раз равным 8 атмосферам! Учёным стало понятно, почему страусы и пингвины вдруг разучились летать: гигантские птицы могут летать только в плотной атмосфере…

300 млн лет назад в богатую кислородом эпоху флора и фауна имели колоссальные размеры: деревья достигали в высоту 100 и более метров, помидоры – до 35 метров, грибы – до 6 метров и выше, динозавры – до 30 метров (из транслированной 03.12.2013 г. по СЕТЯМ НН в 2100 телепередачи).

Известно, что в периоды, когда атмосфера была богата кислородом, насекомые увеличивались в размерах, потому что это позволяло им свободно дышать и без легких. Самых больших размеров они достигли примерно 300 миллионов лет назад. Тогда в небе летали гигантские стрекозы с размахом крыльев до метра. Но примерно 150 миллионов лет назад появились хищные летающие ящеры, да и уровень кислорода в воздухе начал снижаться (с 35% снизился до 33%, прим. автора). Эти обстоятельства и заставили насекомых уменьшиться в размерах (Орынянская П. и др., 2012; Урусова В.И., 2012).

Вплоть до Всемирного потопа климат был несколько иным, чем теперь: в воздухе кислорода было значительно больше, процентов на 8-10, атмосферное давление заметно превышало нынешнее. При таком значительном содержании в воздухе кислорода человек может бежать до 100 километров без одышки (!) (из телепередачи по СЕТЯМ НН 03. 12. 2013 г. в 2100). В штате Южная Каролина (США) палеонтологи раскопали почти полный, хорошо сохранившийся скелет гигантской птицы, которая летала над океаном 25 миллионов лет назад. Размах крыльев птицы, названной Pelagornis sandersi, составлял почти 7,5 метра, а сама она весила от 22 до 40 килограммов. На фото 15 показаны в сравнении силуэты вымершей птицы, кондора (слева) и альбатроса.

К сожалению, плохая экология, природные бедствия и неправильный образ жизни – причина многих заболеваний современного общества. По утверждению президента Ассоциации российских озонотерапевтов Сергея Перетягина (2010), практически при всех болезнях наблюдается кислородная недостаточность (гипоксия) на клеточном и органном уровнях. От недостатка кислорода в равной мере страдают и сердце, и мозг, и кожа, и весь организм. Разумеется, на клеточном и органном уровнях гипоксия наблюдается и при болезнях, связанных со старением.

Три эпизода, приведенные в № 5 журнала «Загадки живой природы» (Белоусов С.И. и др., 2010) более чем убедительно говорят нам о том, насколько экология нашей планеты в прошлые эпохи, когда кислорода в атмосферном воздухе было более чем достаточно, отличалась от современной.

– В 19-м веке в Англии каменщик Самуэль Гудавин обнаружил в карьере Кэттабрук каменный монолит в 1,5 м, а в нем – замурованную жабу, которая прожила на воздухе еще 30 минут.

– В 1818 году в присутствии геолога Кларка в меловом карьере на глубине 15 метров из глыбы мела с окаменелыми ежами и тритонами выбрались на свет три существа. Двое тут же погибли, а выжившее, выпущенное в воду, стало резвиться. А принадлежало оно, как позже выяснили ученые, к виду, который вымер десятки миллионов лет назад!

– В начале 1856 года в Нанси шло строительство железной дороги. Когда взорвали один из каменных валунов, из него «появилось чудовищное животное», которое немощно взмахнуло крыльями, издало жуткий крик и испустило дух» Это был… птеродактиль!

Эти три факта по нашему мнению дают возможность понять, что животные, рожденные в богатые кислородом эпохи – палеозоя и мезозоя (тогда уровень кислорода в атмосферном воздухе составлял 35–33%) – в условиях современной атмосферы при уровене кислорода в воздухе всего 21% (см. раздел 1.9), не могут просуществовать и несколько минут. Выжило лишь существо, выпущенное в воду. И это не случайно. Это, несомненно, говорит нам о том, что водная среда сегодня – лучшее место для выживания. Ведь жизнь существует благодаря воде: все биохимические и молекулярные процессы идут в водной среде. Если в воде кислорода содержится 89%, то в воздухе его только 21%. А, чем больше та или иная среда содержит кислорода, тем меньше в ней микробов. Отрицательные ионы кислорода имеют бактерицидное действие. При высоком содержании их в воздухе погибает более 70% микроорганизмов, в то время как в обычных условиях – только около 20% («Аргументы и факты» № 9, 2011). И ультрафиолет не образует в воде побочных продуктов и убивает вредные бактерии (Халезова Н., 2009).

1.10. Клетки иммунной системы, которые в обычных условиях могли бы обеспечить защиту организма, не способны осуществить свои функции в условиях повышенной кислотности и дефицита кислорода

Древние учёные называли сосуды реками жизни, по которым кровь стремится ко всем органам, мышцам, связкам. Она приносит питательные вещества, кислород, микроэлементы во все клетки организма (Мятная Т. П., 2011). Если в течение трёх минут молекулы глюкозы и кислорода не поступают к нейронам, они гибнут. Возникает так называемый некроз мозговой ткани (Белов А.И, 2009). В организме действуют свыше 2000 ферментных систем, большинство из которых являются кислородозависимыми (Лукьянова Т., 2010). Органы и системы нашего тела могут полноценно функционировать лишь при наличии в воздухе отрицательных ионов кислорода («Аргументы и факты. Здоровье» № 9, 2011).

В деревенском воздухе в солнечный летний день находится около 1000 таких ионов на кубический сантиметр, на некоторых горных курортах – до 5000–10 000. Самый высокий уровень ионизации воздуха на территории бывшего СССР отмечается в горах Абхазии. Неудивительно, что там проживает больше всего долгожителей. («Здоровье. АиФ-Нижний Новгород» № 9, 2011).

Во-первых, отрицательные ионы имеют бактерицидное действие. При высоком содержании их в воздухе погибает более 70% микроорганизмов, в то время как в обычных условиях – только около 20%.

Во-вторых, за счет положительного воздействия на гормональную систему отрицательные ионы кислорода повышают сопротивляемость стрессам и болезням, успокаивают, уменьшают усталость.

В-третьих, они улучшают общее состояние организма и способствуют выздоровлению людей с бронхиальной астмой, бессонницей, хроническим бронхитом, гипертонической болезнью, ревмокардитом и многими другими недугами.

При дефиците отрицательных ионов кислорода в организме нарушается электрический баланс, что приводит к серьезным заболеваниям и преждевременному износу всех внутренних органов.

Кислородная недостаточность – причина многих болезней. По утверждению президента Ассоциации российских озонотерапевтов Сергея Перетягина практически при всех болезнях наблюдается кислородная недостаточность (гипоксия) на клеточном и органном уровнях. От недостатка кислорода в равной мере страдают и сердце, и мозг, и кожа, и весь организм (Лукьянова Т., 2010).

Например, гипертоническая болезнь начинается при длительном сужении просвета капилляров – спазме. Первопричиной инфаркта и инсульта является закупорка тромбом артерии: в случае инфаркта миокарда – коронарной, в случае ишемического инсульта – мозговой. Тромб – это сгусток крови, формирующийся вокруг холестериновой бляшки и прикреплённый к стенке сосуда. Он может частично или полностью закупорить сосуд мозга или сердца, тем самым «перекрыв кислород» и обескровив часть сердечной мышцы или участок мозга (Тихомирова О., 2011).

Но не только гипертонической болезнью чревато сужение капилляров. Поскольку они подходят к клеткам любого органа нашего тела (печени, желудка и т. п.), то при длительном их сужении заболевает весь орган. Это происходит потому, что по такому сузившемуся капилляру к клетке, а значит, ко всему органу не поступает нормальное количество крови, то есть он не получает нужного количества кислорода и питательных веществ. Соответственно и отходы своевременно не выводятся. Накапливаясь в клетках, они отравляют орган, вследствие чего возникает то или иное заболевание.

По мнению профессора С.П. Капицы (Россия) наступившее столетие считается эпохой иммунодепрессии, в силу чего онкологические заболевания могут стать неотъемлемым атрибутом урбанизации. А профессор Л.Н. Мкртчян (Армения) уверен, что в условиях тотального ухудшения экологии и интенсификации всех сторон жизни редко можно встретить людей с сохранной иммунной системой.

Согласно данным старейшего в Европе университетского центра – Института патологии Хайдельбергского университета от онкологической патологии в 1900 г. погибали 3 человека из 100, а в 2012 г. раковые регистры предвещают 33. Выходит, что такая участь может постигнуть каждого третьего жителя планеты. Это уже не только проблема здравоохранения, но и социальный вызов. В условиях социальной поляризации общества нельзя сбрасывать со счетов и стоимость многомесячной специализированной и поддерживающей терапии («В мире науки», 2013, № 1). Ежегодно фиксируется более десяти миллионов новых случаев заболевания раком. По подсчётам ВОЗ, этот показатель увеличится в 1,5 раза к 2020 году (Галицкий М., 2010).

Стресс – это нарушение гормонального фона, дефицит кислорода, нарушение работы клетки и так далее. В общем, нарушается клеточный метаболизм. И это, в свою очередь, вызывает нарушение работы всего генома. Учёные сегодня пытаются выяснить, что происходит с обычной клеткой, как она превращается в нестабильную, что происходит с новой клеткой и как она превращается в онкологическую (Губарев В., 2015). Немецкие учёные доказали, что образование рака происходит при недостатке в организме кислорода (Масленников О., 2010). То есть при стрессе. Ученые установили также, что дефицит кислорода (стресс) приводит к нарушению работы специфических генов, которые в норме препятствуют распространению раковых клеток по всему организму. В результате гены претерпевают мутацию, заставляя клетки непрерывно делиться (Хермон Э., 2010).

Интересные данные были получены английскими учеными (Джаин Р., 2008). Ими были выявлены аномалии в структуре и функционировании локальной сосудистой сети, характерные для всех солидных опухолей, которые отражаются на поведении самой опухоли и затрудняют лечение. Прежде всего, обнаружилось, что локальная кровеносная сеть не просто деструктурирована чисто внешне, она дезорганизована в функциональном смысле.

В одних областях опухоли кровоток очень динамичен, в других наблюдается застой. По одному и тому же сосуду кровь может течь как в прямом, так и в обратном направлениях. Одно только это вносит хаос в процесс доставки лекарственных веществ. Более того, одни участки сосудистых стенок избыточно проницаемы, другие чрезвычайно плотные, что препятствует равномерному распределению поступающих в опухоль веществ. Аномалии в структуре локальной кровеносной сети создают предпосылки к созданию совершенно неестественной микросреды всамой опухоли. Поскольку некоторые её части вообще не васкулизированы, а во многих сосудах нарушен кровоток, возникает гипоксия (дефицит кислорода), а кислотность среды повышается. В таких условиях раковые клетки становятся особенно агрессивными, и вероятность появления метастазов увеличивается. Кроме того, клетки иммунной системы, которые в обычных условиях могли бы обеспечить защиту организма, не способны осуществить свои функции в условиях повышенной кислотности и дефицита кислорода.

Казалось бы, дефицит кислорода губителен для опухоли, он замедляет её рост. Однако здесь есть и обратная сторона: в таких условиях опухолевые и даже нормальные клетки начинают секретировать белки, подавляющие активность компонентов иммунной системы. В условиях гипоксии некоторые иммунные клетки превращаются из защитников организма в пособников опухоли. При дефиците кислорода выживают наиболее агрессивные раковые клетки – те, которые лучше других приспособлены к проникновению в соседние ткани; менее агрессивные в этих условиях просто погибают (Джайн Р., 2014). Что самое плохое – в бескислородной среде раковые клетки вырабатывают белки, способствующие образованию ими новых очагов опухолевого роста в отдалённых органах и тканях. И, наконец, в условиях недостатка кислорода уменьшается эффективность многих видов химиотерапии.

Р. Джайн и его коллеги доказали, что частичная нормализация состояния локальной кровеносной системы с помощью антиангиогенных препаратов (ингибиторов образования новых кровеносных сосудов) приводит к улучшению кровоснабжения опухолей головного мозга и увеличивает продолжительность жизни больных. Есть указание на то, что уменьшение компрессии (сжатия) и нормализация кровотока не сопровождаются увеличением опухоли и метастазированием. И, наоборот, при компрессии (сжатии) возникает дефицит кислорода, что способствует разрастанию опухоли, блокируется поступление клеток иммунной системы и химиотерапевтических средств.

При сужении капилляров, их закупорке и увядании для крови уже не хватает в многокилометровой сети капилляров. Из-за этого у человека и повышается артериальное давление. Повышенное артериальное давление вызывает преждевременное старение кровеносных сосудов, а это ведёт к проблемам с сердцем, провоцирует поражение сосудов головного мозга (Романов Г., 2012).

Интересно, что многие проблемы старения можно решить, если улучшить мозговой кровоток. У пожилых людей нередко возникают проблемы с памятью и вообще с сохранением интеллекта. Одна из причин этих нарушений – недостаточное кровоснабжение мозга. С возрастом сужаются сосуды, питающие головной мозг. Для этого учёные предлагают использовать антиоксидант гистохром, который улучшает мозговое кровообращение. Чтобы проверить, как гистохром влияет на кровоснабжение мозга, учёные работали с уникальной линией ускоренно стареющих крыс OXYS, выведенной в Институте цитологии и генетики СО РАН (Резник Н. и др., 2007). Развитие микрососудов мозга у крыс OXYS отстаёт от роста мозговой ткани, поэтому они страдают от хронической ишемии. Уже в три месяца крысы OXYS приобретают изрядный набор старческих расстройств, в том числе для них характерны повышенная тревожность, нарушения ассоциативного обучения и сниженная поисково-исследовательская активность. Но уже первый курс инъекций гистохрома увеличил диаметр крысиных мозговых артерий. Корреляционный анализ подтвердил, что активация поисково-исследовательской активности крыс, страдающих хронической ишемией головного мозга, и снижение их тревожности имеют один и тот же механизм. Это связано с изменением диаметра мозговых артерий и способностью гистохрома влиять на мозговой кровоток. У обычных животных такой связи нет. Очевидно, гистохром исправляет только то, что действительно нуждается в исправлении.

Ещё Абрам Соломонович Залманов, которого многие европейские издания называют Гиппократом ХХ века, доказал: стоит улучшить работу капилляров – и начинается омоложение организма (Болотовский М., 2011).

Таким образом, по мнению учёных именно ухудшение экологии вызывает увеличение онкологической патологии. При этом улучшение работы капилляров (уменьшение компрессии), а значит увеличение подачи в органы и ткани кислорода, не вызывает увеличение опухоли и метастазирования. Более того, как показали эксперименты с крысами OXYS, улучшиение работы капилляров путём увеличения диаметра мозговых артерий предотвращает ускоренное старение.

Обращает на себя внимание и тот факт, что если микроорганизмы не терпят кислород (см. выше данный раздел), то клетки иммунной системы наоборот не способны осуществлять свои функции в условиях повышенной кислотности и дефицита кислорода и превращаются из защитников организма в пособников опухоли.

Возможно, именно из-за разного отношения к кислороду взаимоотношения макро- и микроорганизмов далеко не ограничиваются только симбиозом, а имеют место и такие феномены, как обострение процесса, вспышка аутоинфекции, повышение вирулентности и патогенности микроорганизмов и др.

1.11. Из-за вынужденной адаптации к недостатку кислорода у млекопитающих в ходе эволюции произошёл метаморфоз, возникла теплокровность, и был нарушен гомеостаз организма

Палеоцен-эоценовое потепление явилось причиной резкого уменьшения в атмосфере и гидросфере Земли кислорода (см. раздел 1.8). В «погоне» за недостающим организму кислородом животные, в частности млекопитающие, были вынуждены интенсифицировать процесс дыхания. Нехватка кислорода способствует тому, что в лёгких и бронхах начинает усиленно разрастаться соединительная ткань. При этом просвет бронхов сужается, строение лёгких нарушается. Кислорода в организм поступает ещё меньше, развивается, как говорят врачи, порочный круг (Сорокина О., 2013). В результате этой вынужденной адаптации у млекопитающих произошёл метаморфоз – серьезные анатомические изменения, и в первую очередь в системе дыхания: развилась дыхательная мышца – диафрагма, обеспечивающая более частые захваты кислорода, а также произошло изменение в строении эритроцитов: во взрослом состоянии они лишены у наземных млекопитающих клеточных ядер. Усиленная работа диафрагмы способствовала ускоренному току крови в кровеносных сосудах и ускоренному обмену веществ. Температура тела при этом повысилась на несколько градусов – до 37