Цитогенетика старения. Долголетие определяется числом дублированных генов

В конце 70‑х годов профессор кафедры генетики Тбилисского университета Т. А. Лежава стал инициатором организации первого в мире международного симпозиума по цитогенетике старения. С тех пор состоялось еще два таких симпозиума. На первом симпозиуме большой интерес вызвали сообщения, из которых следует, во‑первых, что в клетках людей‑долгожителей, возможно, имеются определенные цитогенетические особенности (С. М. Кузнецова, Е. А. Черкасская) и, во‑вторых, что долгожительство связано с увеличенной способностью к репарации ДНК (Г. Д. Бердыщев, А. Н. Хохлов и автор этих строк).

В согласии с этими результатами находятся и другие данные, например, американского генетика Л. Хенса с соавторами (1982) о том, что внутривидовые различия в продолжительности жизни определяются, в частности, соотношением эухроматина и гетерохроматина, количеством повторяющихся последовательностей ДНК и их изменением с возрастом. Но сходная концепция была сформулирована мною в 1970 году в книге "Молекулярные механизмы старения", а затем развита зарубежными авторами Р. Катлером, Б. Стрелером и другими.

Общим во всех этих концепциях является утверждение, что долголетие определяется числом дублированных генов (особенно рибосомальных генов), т. е. генетическим потенциалом, неуклонно истощаемым в процессе старения. Возможно, существует механизм компенсации такого истощения, но такой механизм включается далеко не во всех типах клеток, не у всех видов и, может быть, даже не у всех организмов одного вида, а только у потенциальных долгожителей.

В связи с ведущей ролью центральной нервной системы, в частности ее высших интегративно‑координаторных центров, в защитных (адаптационно‑приспособительных) реакциях организма и в механизмах старения большой интерес представляют результаты исследования группы отечественных ученых (Н. Б. Маньковский и А. Я. Минц с соавторами из Института геронтологии АМН СССР) функциональных особенностей и особенностей кинетики возрастных изменений ЦНС у долгожителей и членов их семей. Такое исследование проводили с помощью одного из самых совершенных методов анализа активности головного мозга – определением его биоэлектрической активности (электроэнцефалограммы – ЭЭГ) с помощью многоканальных энцефалографов. Среди наиболее интересных результатов генеалогического анализа – данные о том, что в семьях долгожителей нередко обнаруживается определенная частота α‑ритма. Например, на фоновых ЭЭГ α‑активность с частотой 10–10,5; 11–11,5 в семьях долгожителей зарегистрирована в 65–80 %, а в контрольных популяциях людей – 20–35 %.

Широкие и глубокие исследования долгожительских популяций в разных этнических группах Грузинской ССР проводятся в Институте экспериментальной морфологии им. А. Н. Натишвили в Тбилиси. В частности, С. М. Далакишвили, Н. Г. Лелашвили, Ш. Д. Гогохия изучили абхазскую и имеретинскую популяции по комплексной программе. Данные, полученные ими, показали, что различные физиологические системы стареют не по линейному закону. В пределах среднего и старческого возраста существуют возрасты повышенного риска нарушения гомеостаза. Возможно, в эти периоды увеличивается нестабильность генома, или накопленные ранее повреждения ДНК и другие молекулярно‑клеточные нарушения "реализуются" в физиологические.

К числу наиболее сильных доказательств взаимосвязи между предрасположенностью к тяжелым хроническим болезням и старением или устойчивостью к этим болезням и долголетием относятся результаты наблюдения за долгожителями и членами их семей. Так, у долгожителей почти отсутствует артериальная гипертензия. А чехословацкий геронтолог Б. Здишнек в 1978 году показал, что у долгожителей его страны уменьшена "семейная" частота сосудистых заболеваний. Кроме того, Хо‑Джи‑Чен в 1982 году и С. Глюек с соавторами в 1976 году соответственно в Китае и Финляндии обнаружили интересные особенности липидного обмена в семьях долгожителей. Среди долгожителей сердечнососудистые заболевания если и развиваются, то протекают с незначительно выраженными клиническими проявлениями. Даже у родственников долгожителей В. П. Войтенко (Институт геронтологии АМН СССР) обнаружил "смягчение" характера и клинического течения сердечно‑сосудистой патологии. Есть основания полагать, что у долгожителей относительно больше, чем в среднем у остальных людей, устойчивость к атеросклерозу, аутоиммунным заболеваниям и к раку.

О. Гзелл в 1981 году (Швейцария) провел генеалогический анализ семейного долголетия одной семьи, предки которой проживают в Швейцарии на протяжении по крайней мере 200 лет. Он также пришел к заключению, что семейное долголетие сочетается с устойчивостью к сердечно‑сосудистым и некоторым другим хроническим заболеваниям дегенеративного характера (ожирение и другие болезни с нарушением обмена).

Если принять во внимание роль перекисей липидов в развитии атеросклероза, то данные М. Сузуки с соавторами (Япония), полученные ими в 1981 году, позволяют приблизиться к пониманию молекулярной основы связи между долгожительством человека и его устойчивостью к сердечнососудистым заболеваниям. Авторы провели комплексное биохимико‑медико‑социологическое обследование 80 людей старше 100 лет. У исследованных долгожителей обнаружены не только устойчивость сердечно‑сосудистой системы к старению и заболеваниям, но и относительно низкое содержание в сыворотке перекисей липидов; при этом увеличено содержание свободных аминокислот. Но известно, что по крайней мере некоторые из них могут перехватывать свободные радикалы и обезвреживать их. Таким образом, относительно низкая интенсивность повреждения тканей свободными радикалами и относительно высокая степень молекулярной защиты от этих радикалов – вот одна из вероятных причин долгожительства человека.

В первом издании книги содержалось утверждение: человек подчиняется общему биологическому закону, гласящему, что женские организмы живут дольше, чем мужские. Результаты исследований, проведенных в последние годы, подкрепляют цитированное положение. Особенно интересны данные по нашей стране, опубликованные в 1978 году Н. Н. Сачуком. Они приведены в табл. 1 и показывают, что уровень долголетия среди женщин в нашей стране значительно больше, чем среди мужчин.

Среди животных организмов многих видов женские особи живут дольше мужских. Это косвенно свидетельствует в пользу предположения о существовании генетических факторов долголетия. Но что же это за гены?

В общей форме ответ может быть однозначным. Это гены, локализуемые в X‑хромосоме. Ведь генотип мужчины отличается от генотипа женщины тем, что в его клетках содержится пара хромосом XY, в то время как в генотипе женщины – XX. Но значение могут иметь и другие особенности организации "женского" генома (С. М. Кузнецова, 1978).

К содержанию книги: Биология человека. Причины старения организма и долголетие