Примерно год назад была опубликована моя статья «Эффект переменного фотопериода», в которой описывались эксперименты с меняющейся по определённым схемам продолжительностью светового дня. С того времени получено большое количество новых данных, позволяющих сделать интересные и многообещающие выводы. В начале этой публикации мне бы хотелось коснуться темы основных направлений в геронтологии. Современный «водораздел» (если можно так выразиться) в геронтологии проходит между клеточными и биохимическими гипотезами старения с одной стороны и нейрогуморальной гипотезой старения. К первой группе относятся гипотезы, предполагающие, что причины и механизмы старения связаны с внутриклеточными процессами, ко второй – с доминирующей ролью нейроэндокринной системы (у высших многоклеточных организмов), основными центрами которой являются гипоталамус и гипофиз.

                                                                 Концепция феноптоза (запрограммированной смерти особи) была предложена и разработана российским учёным,      директором института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, деканом факультета биоинженерии и биоинформатики, академиком Владимиром Петровичем Скулачевым. Её суть заключается в следующем: старение является генетически запрограммированным процессом, эволюционно сформировавшимся как «механизм смены поколений», выгодный для вида в целом. При более быстрой смене поколений увеличивается роль естественного отбора, накопление полезных для вида признаков, что в общем можно охарактеризовать как «биологический прогресс». В соответствии с этой концепцией организм должен обладать устройством, измеряющим время («внутренним хронометром»). Общепризнанной в биологии является представление о роли гипоталамо-гипофизарной системы в смене возрастных периодов организма. Такие процессы развития, как рост, достижение репродуктивной зрелости и т.д. регулируются нейроэндокринными механизмами, главным «диспетчером» которых является гипоталамус. Изучение процессов ускоренного старения лососевых рыб сразу после нереста показало, что именно нейроэндокринной системе организма принадлежит ключевая роль в этих процессах. Таким образом, старение можно считать заключительным возрастным периодом организма, а гипоталамус и гипофиз – основными регуляторами перехода в это состояние.     Эта концепция близка элевационой теории старения, разработанной выдающимся исследователем В. М. Дильманом. Основной причиной возрастных изменений организма, согласно этой теории, является увеличение пороговой чувствительности гипоталамуса к гомеостатическим сигналам.     Именно В. М. Дильман впервые назвал гипоталамус «Большими биологическими часами организма».     

     Одним из интересных научных феноменов является загадка летаргического сна, в особенности ускоренное старение людей после многолетнего пребывания в летаргии. Не меняющиеся на протяжении многих лет летаргического сна, они стареют буквально на глазах после пробуждения, «догоняя» свой календарный возраст. Поскольку случаи летаргического сна крайне редки, проведение научных исследований этого феномена вряд ли возможно.     
Тем не менее в природе существуют удачные аналоги летаргии, к числу которых относится гибернация (зимняя спячка) некоторых млекопитающих – сонь, сусликов, бурундуков, летучих мышей… Чем же характеризуется это состояние? В первую очередь снижением температуры тела (до температуры окружающей среды), резким замедлением всех биохимических процессов в организме. Животные на первый взгляд кажутся абсолютно безжизненными, у них практически не прослеживаются дыхание и пульс. Если зимнюю спячку млекопитающих можно рассматривать в качестве приемлемой модели летаргического сна, то почему бы, поставив эксперименты с такими животными, не ответить на волнующий нас вопрос – правдой или вымыслом является ускоренное развитие организма после пробуждения от летаргии, изучить механизмы этого явления.     


     
Если допустить, что организм животного после выхода из продолжительного состояния гибернации должен развиваться ускоренно, то вполне логичным выглядит предположение о том, что у животных, имеющих длительную спячку, в процессе эволюции должен выработаться компенсационный механизм, позволяющий нейтрализовать эффект ускоренного развития. В чём он заключается? Возьмём две группы животных одного возраста (например, сонь-полчков – Myoxus glis, зимняя спячка которых длится в природе до 8 месяцев), поместив одну из них в условия, подходящие для гибернации (неотапливаемое помещение с температурой, близкой к 0*С), а другую – в это же время – в тёплое помещение, где животные будут находиться в состоянии активности, и сравним их биологический возраст весной, в момент пробуждения после спячки. Совершенно неожиданным будет результат, при котором биологический возраст зверьков в этих двух группах окажется одинаковым. Сразу внесу оговорку – такой результат может быть получен лишь при условии содержания животных второй группы в условиях, исключающих резкие изменения продолжительности суточных периодов света и темноты. Простой пример – комната без электрического освещения, освещение только естественное – через окна. Подойдёт и постоянная темнота. Если же этот принцип не соблюдать, весной картина во второй группе будет совершенно противоположная, то есть мы увидим, насколько изменился биологический возраст её представителей по сравнению с животными из первой группы. Особенно наглядные результаты могут быть получены при использовании молодых животных (скорость развития которых выше).

Такие данные свидетельствуют о существовании у млекопитающих циркадианного счётчика (которым, скорее всего, являются супрахиазматические ядра – СХЯ – гипоталамуса). Именно циркадианный счётчик несёт ответственность за ускоренное старение людей после летаргического сна. Дело в том, что если продолжительность циркадианного ритма, например, в свободнотекущем состоянии составляет 25 часов, то в спячке (у той же сони-полчка) его длительность изменяется совсем незначительно, и при температуре тела +8* С она равна 26,5 часам! Уровень биохимических процессов в организме человека в состоянии летаргического сна близок к нулю, тем не менее, его циркадианный счётчик работает практически с «нормальной» скоростью, заставляя организм развиваться ускоренно после пробуждения.                         
Также ясно, что в определённых условиях циркадианный счётчик работать не может. Это условия с меняющейся продолжительностью периодов света и темноты или непрерывное освещение (в последнем случае происходит полное разрушение циркадианного ритма). В этом случае гипоталамус измеряет время количеством повторений биохимического процесса, скорость которого зависит от температуры. При работе метаболического счётчика скорость течения биологического времени зависит от температуры тела – чем она выше, тем быстрее течёт время.                         
Для осуществления процесса развития организма необходимо время от времени изменять параметры главного регуляторного центра – гипоталамуса. Эти изменения происходят через промежутки времени, которые можно назвать возрастными периодами.      В уже описанном выше случае с соней-полчком продолжительность возрастного периода неодинакова при работе циркадианного и метаболического счётчиков (длительность возрастного периода, предшествующего ювенильной линьке, составляет соответственно 6 и 1 месяц). Разница в 5 месяцев довольно значительна и наглядно иллюстрирует различия между циркадианным и метаболическим отсчётом времени.



Остаётся ещё раз повторить, что удлинение возрастного периода в системе циркадианного отсчёта у сони-полчка носит приспособительный характер и сформировалось в процессе эволюции (в случае его отсутствия животные после выхода из спячки развивались бы ускоренно). В соответствии с двумя типами отсчёта биологического времени существуют два режима функционирования внешнего времязадателя, которым является последовательное чередование суточных периодов света и темноты.               
Как уже было сказано, циркадианный счётчик работает в условиях постоянного фотопериода или полного отсутствия освещения (граница между режимами «постоянная темнота» и «постоянное освещение» проходит при уровне освещённости около 100 люкс). Во всех остальных случаях функционирует метаболический счётчик. В соответствии с этим все режимы освещения могут быть разделены на 2 группы – X и Y.          
При изменении типа светового режима организм меняет систему контроля биологического времени (это происходит в течение нескольких дней после смены режима).
                    
Остаётся узнать, каким образом будет продолжен отсчёт биологического возраста в организме при переходе – предыдущий возрастной период закончится и начнётся новый, снова повторится отсчёт текущего периода, или при переходе будет соблюдено пропорциональное соответствие. Как показали эксперименты со сменой световых режимов, продолжительность текущего возрастного периода действительно увеличивается, то есть, отсчёт его длительности начинается сначала. Подтверждено главное положение концепции neobiosis (от латинского neo – новый, греческого bios – жизнь) – при смене систем контроля биологического времени в организме происходит увеличение продолжительности возрастного периода, то есть отсчёт времени текущего возрастного периода повторяется. А это значит, что старение организма может быть остановлено. На основе полученных данных в течение короткого времени может быть создана методика, доступная практически всем людям, причём не за деньги. Мы все привыкли к тому, что медицина – дорогое удовольствие. Часто приходится слышать различные высказывания по поводу разработки средств от старения, что эти средства будут доступны только наиболее состоятельным людям. Мне кажется, что такие средства не должны являться объектом коммерции. Все люди имеют равные права их использования. В настоящее время начата новая разработка сайта www.neobiosis.com , на котором будет размещаться информация о проекте.                          
Хочется надеяться, что материал статьи будет воспринят (приношу извинения за использование некоторых терминов). К сожалению, без них обойтись практически невозможно.          

Буду рад получить Ваши отклики и комментарии по электронной почте Golub@uch.net.

Комментарии к рисункам:
Рис. №1. На снимке изображена соня-полчок (Myoxus glis).
Рис. №2. Изучение световых режимов.     
Рис. №3. На древнем китайском рисунке, символизирующем «пять благ» (счастье, здоровье, мир, добродетель, долгая жизнь) изображены пять летучих мышей вокруг знака «Универсум Вечности». Этот знак, помещаемый на одежде, военных щитах, украшениях, считается талисманом, приносящим удачу и счастье. Возможно, здесь заключена «подсказка» - секрет долгой жизни можно узнать, раскрыв тайны летаргии? __
__________________
© Голуб Валерий В.