Что такое старение и можно ли его отключить

Новую эволюционную теорию старения сформулировал биолог, профессор Городского университета Гонконга Петр Лидский в книге «Старение. Почему эволюция убивает» (издательство «Питер», 2026; в англоязычной версии — Aging: Why Does Evolution Kill?). Мы поговорили с ним о том, почему предыдущие теории старения ограниченны, как его модель объясняет все известные факты по теме и где искать средства от старости.

— Что лежит в основании вашей модели, в чем гипотеза?

— Старение, согласно нашей модели, эволюционировало как механизм удаления возрастных особей, которые за свою долгую жизнь накопили возбудителей хронических заболеваний, препятствующих размножению. Размножаться такие особи уже не могли, зато могли заразить своих здоровых более молодых родственников. Чтобы снизить такой риск, в эволюции возник механизм старения — возрастания вероятности смерти с возрастом. 

Старение в эволюции появилось как способ борьбы с хроническими заразными болезнями, от которых иммунная система не может избавиться и которые влияют на репродуктивные способности. В человеческой популяции это в основном заболевания, передающиеся половым путем: сифилис, гонорея — и другие хронические болезни: проказа, туберкулез (который частично может препятствовать размножению). 

— Зачем нужна такая сложная модель? Что в старении удивительного, разве оно не происходит само собой? Ведь, как сказал поэт, «все в мире приходит в ветхость, и я по сравнению с этим не редкость»? 

— Эти строчки про ветхость в нашем случае все запутывают. Их можно понять как иллюстрацию второго закона термодинамики — в закрытых системах энтропия (мера беспорядка, хаоса), как известно, растет. Но живые системы не закрыты: мы едим еду, и, теоретически, с помощью энергии, поступающей извне, мы могли бы регенерировать свои тела бесконечно. Нужна энергия для регенерации, омоложения — ну съели бы немножко побольше. Но мы этого не делаем почему-то. И это загадка: почему? Точно не из-за энтропии, она растет только в закрытых системах. 

Помимо этого общего соображения есть большое количество примеров, которые говорят о том, что старение — это не пассивный процесс, а активная программа. Так, хорошо известно, что разные виды стареют с очень разной скоростью. Например, крупные животные живут намного дольше, чем маленькие. И понятно почему. Потому что слону, чтобы размножиться, нужно гораздо больше времени, нужно же съесть всю необходимую еду, вырасти до большого размера. Есть примеры и менее очевидные. Летающие организмы обычно живут дольше, чем нелетающие. Есть еще голые землекопы, которые вообще практически не стареют. Голые землекопы умирают от разных причин, но вероятность смерти более старого землекопа не больше, чем молодого. Совершенно непонятно, почему зверек размером с мышь может жить сорок лет и более. 

Иногда на скорость старения организмов влияет восприятие окружающего мира. Например, мухи стареют быстрее, если увидят трупы своих соплеменников. А черви, если им не давать еду, живут дольше. Но если им не давать еду, но дать понюхать ее, то они живут статистически меньше, чем если бы им еду понюхать не дали. Мы видим, что у ряда организмов есть регуляция старения, и она проходит через нервную систему и сигнальные пути — в ответ на то, что они видят и слышат, на изменение среды.

Понятно, что одноклеточные организмы не подвержены старению, сколько ни делятся бактерии, они каждый раз как новые. Есть и многоклеточные организмы, которые способны к омоложению. Например, медузы или гребневики. И, кстати, медоносные пчелы, тоже могут омолаживаться. В нашей недавней работе мы показываем, почему пчелы способны к омоложению, но прибегают к этому только в состоянии стресса, когда у них выбор — омолодиться или умереть. Рабочая пчела омолаживается, только если большому стрессу подвергается весь улей. Но почему она, собственно, этого не делает, если стресса нет? По какой такой причине? В обычной ситуации, если рабочая пчела умирает, на смену ей рождается новая пчела. А в состоянии стресса этого может не произойти, и всей улей будет под угрозой. Но неужели омолодить пчелу обходится «дороже», чем сделать новую? Это невозможно — можно оценить затраты энергии и увидеть, что вырастить новую пчелу энергетически затратнее, чем омолодить старую. Это значит, что имеется какой-то очень сильный фактор, из-за которого животные не используют заложенные в них физиологические возможности жить дольше. 

— Что это за фактор?

— Согласно нашей гипотезе, если рабочая пчела жила бы дольше, то те паразиты, которые в ней могут накапливаться за время ее жизни, могли бы от этого выиграть — заразить всю популяцию. 

Петр Лидский в лаборатории

Из личного архива П. Лидского

Старение — это программа

— Тем не менее, очевидно, ошибки и повреждения со временем все же накапливаются в организмах. Организмы иногда могут их починить, но чем сложнее организм, тем труднее чинить.

— Теорию накопления ошибок поддерживают многие ученые, в том числе биолог, профессор Гарварда Вадим Гладышев. Он занимается изучением поломок и биохимических механизмов починки. Он утверждает, что со временем накапливается так много разнообразных ошибок, что для этого потребовалось слишком много разных систем репарации. 

Но я считаю, что эволюционные теории старения — это более эффективный подход к снаряду. Биохимия поломок и починок важна, но не может объяснить всего, и даже некоторых очень простых фактов. Так, теория накопления ошибок не проходит «беличий тест», то есть не может ответить на вопрос, почему белки живут в несколько раз дольше, чем крысы, животные близкого размера, с похожей диетой, уровнем метаболизма, и так далее. Не могут же ошибки у крыс накапливаться быстрее? А если разница в системах репарации, то почему у белок она более развита, чем у крыс?

— Теория накопления ошибок не проходит «беличий тест». А как ваша теория его проходит? 

— Любая эволюционная теория старения проходит «беличий тест». Если старение — это приспособление к среде, то, очевидно, белка живет в такой экологической нише, в которой более продолжительная жизнь эволюционно более выгодна. 

В нашей теории одним из главных компонентов является взаимодействие между родственниками и их заражение друг другом. Если особь часто взаимодействует со своими родственниками, тогда ей имеет смысл пораньше умереть, чтобы их не заразить. А если особь взаимодействует в основном со случайными животными, которые ей ни разу не родственники, тогда ее генам все равно, заразит она их или нет. Иногда, может быть, и лучше — меньше конкурентов родственникам.

Поэтому наша теория предсказывает, что если родственники живут близко друг к другу (это называется высокая вязкость популяции), то у этих животных относительно короткая жизнь. А если популяция более перемешана, тогда у животных более долгая жизнь. 

Это объясняет, кстати, почему летающие организмы живут дольше. У птиц и летучих мышей гораздо больший ареал распространения и меньшая вероятность контакта с родственниками. 

По типу распространения белки — почти летающие, они живут на широкой территории и мало контактируют с родственниками. Есть и собственно белки-летяги, которые умеют планировать с дерева на дерево. А земляные белки, живущие в норах, живут подольше крыс, но намного меньше, чем летяги.

Паразиты, которые продлевают жизнь

— Хорошо, эволюционные теории работают на этом примере лучше, чем теория поломок. Но, может быть, есть и другие эволюционные теории, кроме вашей? Одна из возможностей, которая мне пришла в голову, пока я читал вашу книгу, — старение нужно для того же, для чего нужно половое размножение: для генетического разнообразия. Если бы особи жили значительно дольше, то было бы больше стариков с прежними генами и меньше молодежи с их новыми сочетаниями.

— Эту гипотезу я не обсуждаю в книжке, хотя она существует. Мне она казалась довольно маргинальной. Но судя по частоте, с которой меня про эту модель спрашивают, наверное, стоило бы ее обсудить. Я в нее не верю по нескольким причинам. Причина первая: старение убивает не более 20 процентов животных в природе. Зачем нужно изобретать универсальный механизм, для того чтобы решить проблему 20 процентов животных? Причина вторая: животные, которые не очень-то эволюционировали за последние сотни миллионов лет, как-то не сильно долго живут. Живые ископаемые, давно существующие виды вроде щитней, акулы или гинкго билоба, соленодоны — щелезубые, примитивные млекопитающие…

— …ядовитые…

… да, ядовитые, кубинские. Судя по ископаемым остаткам, они практически не изменились с начала палеогена, но не то, чтобы они были долгожители. Причина третья: если в популяции увеличивается скорость изменения генов (быстрее размножаются, быстрее умирают), то мы, напротив, можем наблюдать и снижение разнообразия. Те варианты генов, которые сейчас успешны, в этом случае могли бы захватить всю популяцию, а редкие варианты генов — исчезнуть, хотя они могли бы стать выигрышными в будущем. Есть научные работы, в которых описываются подобные модели, но для того, чтобы старение способствовало эволюции, требуется нереалистично быстрая смена условий среды, такая, что уже родители не выживают в условиях, к которым приспособлены их дети. 

Причина четвертая: модель ускорения эволюции, которую вы обсуждаете, — это одна из моделей группового отбора. Это модели старения, в которых особь жертвует собой, чтобы было лучше всей популяции. 

Работа с биологическими образцами

Из личного архива П. Лидского

— Я всегда был на стороне таких моделей, но в книжке узнал, что есть их основательная критика. А именно, если я правильно понял, эволюционные интересы группы разбиваются об интересы особи. Если бы почти все жертвовали собой ради интересов популяции, но некоторые — нет, то победили бы гены как раз эгоистов. А может ли быть так, что модель групповой эволюции работает, просто механизмы старения очень жестко закреплены, чтобы исключить появление эгоистов?

— Мне кажется, что модель разнообразия и групповая эволюция не прокатывают в любом случае. В моей концепции старение сильно закреплено для того, чтобы патогены не могли его отключить. И моя гипотеза предсказывает наличие таких патогенов, которые отключают старение. Действительно, есть примеры паразитов социальных насекомых, которые продлевают жизни своих жертв. Дело в том, что у социальных насекомых программа старения не закреплена жестко, вернее, их у них две: рабочие особи живут коротко, а царица — долго. И есть патогены, которые заставляют рабочих жить так же долго, как царицы. 

— Интересно, зловредная инфекция, продлевающая жизнь! Можно подробности? 

— Первый пример — насекомые — паразиты ос. Мужская особь паразита — мушка, а женская живет в виде бесформенной личинки внутри других насекомых. Если в осе сидит такой паразит, то рабочая оса может перезимовать, а без паразита зимуют только царицы. Благодаря этому у паразита больше шансов встретить пару и размножиться. 

Второй пример — это червь-паразит у муравьев (дикроцелиидная трематода), чей конечный хозяин — дятел. Естественно, паразиту не хочется, чтобы муравей умирал до того, как обеспечит паразиту попадание к конечному хозяину. Зараженный муравей приобретает желтый цвет, не ходит на работу, при этом он нормально ест, метаболизм у него на том же уровне, что и раньше, он социально активен, живет себе и ждет, пока его сцапает дятел. Он (потенциально) может жить так же долго, как матка, раз в 50 дольше, чем обычная рабочая особь.

Есть паразиты и у людей, которые, как показано в научных работах, в целом полезны для долголетия. Речь идет о кишечных червях, причем механизм действия известен: они производят иммуномодуляторы, которые снижают уровень воспаления у человека. А хроническое воспаление (это уже хорошо изучено) ускоряет старение. Но в целом этот эффект червей дается не бесплатно, они увеличивают восприимчивость к туберкулезу и другим заболеваниям. 

— А как связаны феноптоз (программа самоуничтожения организма) и старение?

— Самоуничтожение довольно частая вещь у одноклеточных. Если вирус-бактериофаг попал в бактерию, то вычистить его отсюда уже практически невозможно. Поэтому одноклеточные организмы используют апоптоз (программу клеточной гибели) в качестве защиты от вирусов. Когда мы переходим к более сложным формам жизни, то появляется возможность убить только зараженные клетки, а не весь организм. И тогда феноптоз — убыточное мероприятие. 

Из эпидемиологических моделей мы знаем следующую закономерность: те болезни, которые организм способен (если выживет) полностью излечивать, обычно очень заразны. И это в человеческой популяции обычно болезни детства — корь, скарлатина, полиомиелит, куча простудных заболеваний. Дети переболевают, а взрослые уже имеют к ним иммунитет. Для того чтобы защищаться от них, убивать организмы не нужно. Но есть и другие болезни, которые не так заразны, зато являются хроническими и стерилизующими: сифилис, проказа, СПИД. И вот они-то более медленные, они атакуют после наступления половой зрелости (часто переносятся половым образом). Получается, что чем дольше организм живет, тем больше вероятность, что тот новый вирус, который он повстречает на своем жизненном пути, будет именно хроническим и стерилизующим, а не тем, которые можно вылечить. И поэтому в эволюции могли выработаться и старение, и феноптоз — самоуничтожение организма, если он уже не молод, уже, вероятно, оставил потомство, но подвергся заражению чем-то неизвестным, от чего у него нет готового иммунитета.

— И пример COVID-19 это подтверждает, потому что он поражал больше пожилых людей.

— COVID-19 — это не оригинальная история. Грипп, например, точно так же себя ведет, он тоже более опасен для стариков. 

— А почему вообще воспаление укорачивает жизнь? 

— Я считаю, что у иммунной системы две функции. Первая — защищать сам организм, вторая — защищать родственников. Вторая функция может проявиться через старение.

Воспаление — универсальный фактор системного старения. Пациенты, живущие с ВИЧ, даже если они на терапии, все равно на пару лет старше по эпигенетическим часам, чем незараженные люди. Если иммунная система чувствует, что организм может быть хронически заражен, то она ускоряет старение. И для нее неважно, откуда воспаление, даже если это невинный насморк, все равно она ускорит старение. Но неделя насморка на продолжительность жизни не окажет существенного влияния, а если воспаление продолжается годами — то это важный фактор.

Почему опровергнутые гипотезы не уходят

— Насколько общепринята гипотеза о том, что старение — это специальная программа организма (и значит, теоретически ее можно замедлить)?

— Сейчас это довольно маргинальная идея, ее не разделяют большинство ученых. 

— Почему? Ведь аргументов в ее защиту немало, часть из них мы здесь обсудили. Старение не может быть объяснено только накоплением повреждений. 

— Это, мне кажется, инерция, отражение сложной истории полемики вокруг этого вопроса. Первая эволюционная гипотеза старения была предложена немецким зоологом Августом Вайцманом. Но его гипотеза, в отличие от нашей, была основана на групповом отборе — особи стареют и умирают раньше, чем могли бы, в интересах популяции. Ее раскритиковали еще при жизни Вайцмана — все-таки гены эгоистичны: в эволюции остаются те гены, которые сумели воспроизвести себя, а не помогли воспроизвестись соседям по группе. Наверное, групповой отбор встречается в некоторых специфических случаях, но не является универсальным. Между теориями программного старения и групповым отбором сложилась ментальная связь. Многие ученые просто привыкли считать, что раз групповой отбор не выдержал критики, то и идея старения как программы — тоже. В России, кажется, немного другая ситуация, потому что академик Владимир Скулачев много сделал для того, чтобы убедить всех: старение — это программа. Но этот взгляд держался в основном за счет харизмы Владимира Петровича. 

— Но как же так? Почему не работают такие простые аргументы как «беличий тест»?

— Проблема с идеей старения как программы в том, что она и сейчас часто идет в связке с групповым отбором. Эту идею поддерживал и Владимир Скулачев, и другие ученые, например Джош Миттельдорф, который выдвинул гипотезу, что старение нужно в эволюции, чтобы контролировать плотность популяции (если бы не было старения, тогда происходило бы перенаселение и вымирание). Но такие теории очень уязвимы для критики.

Наша теория контроля патогенов — это первая эволюционная теория, которая не требует группового отбора. Она работает на родственном отборе. То есть на той же самой селективной силе, которая отвечает за заботу о потомстве. Особь стареет и умирает раньше не ради группы вообще, а ради конкретных родственников, которые понесут его гены дальше.

Петр Лидский

Из личного архива П. Лидского

Где искать средство от старости

— Что следует из вашей теории в практическом смысле? Если старение — это программа, то ее можно попытаться отключить. Где искать «ключ»?

— Если старение имеет смысл борьбы с патогенами, то это часть иммунной системы. Поэтому именно иммунная система — это мишень для воздействия на программы старения с позиции нашей теории. Но омоложение иммунной системы в целом может быть очень сложной задачей. Иммунная система — одна из самых сложных систем в нашем организме, такая же сложная, как мозг. Наша модель предсказывает, что в иммунной системе будет найдена функция, которая включает программу старения. И если эту функцию найти и нейтрализовать, то это может дать сразу большое улучшение для здоровья и, возможно, продолжительности жизни пожилых людей. 

— Есть ли уже в мире препараты, которые определенно борются со старением, способствуют большей продолжительной жизни? 

— Самые известные примеры — рапамицин и оземпик. Изначально рапамицин был разработан как иммунодепрессант для предотвращения отторжения трансплантатов органов, но впоследствии оказалось, что он, вероятно, может продлевать жизнь. До конца не ясно, работает ли он на людях. Но если работает, то механизм понятен. Он воздействует, похоже, на тот же сигнальный путь, что и голодание. А голодание достоверно увеличивает продолжительность жизни у животных. Но мы не можем результаты, которые получены на лабораторных животных, переносить на человека. 

— Почему?

— Многие факторы среды и лекарственные препараты хорошо действуют на короткоживущих животных и плохо на долгоживущих, таких как мы. У короткоживущих, очевидно, в эволюции сформировались способы экстренного продления жизни в ответ на неблагоприятные факторы среды, например на недостаток пищи. Им это очень важно — иначе за короткую жизнь, приходящуюся, например, на голодный период, они могут не успеть накопить ресурсы для размножения и не оставить потомства. Мыши, например, достоверно дольше живут в условиях голодания. 

В отличие от мышей у обезьян не удалось показать, что голодание определенно работает как фактор продления жизни. В эксперименте одной группе обезьян создали условия голодания (урезанная диета), а другой давали есть, сколько они хотят. Первые в среднем жили дольше, очевидно потому, что вторые страдали от ожирения, им было реально плохо. Но в другом эксперименте в одной группе были созданы условия голодания, а в другой — нормальное питание, но без излишков. И в этом случае были эффекты гораздо более скромные, продолжительность жизни не отличалась значительно.

— А оземпик как работает? 

— Он продлевает жизнь тем, кто сбросил вес с помощью него, скорее всего. Избыточный вес точно является плохим фактором. Он очень вреден для здоровья, скорее всего потому, что на жировых тканях часто развивается хроническое воспаление. 

— Ваш следующий шаг?

— Сейчас мы проверяем предсказания нашей модели старения на основе уже имеющихся экспериментальных данных методами математического моделирования.