Голые землекопы против окислительной теории старения
Темнота – друг голых землекопов
Петр Смирнов, «Газета.Ru»
«Чтобы подольше прожить, следует больше уделять внимание работе, меньше есть, не злоупотреблять солнечным светом, проводить большую часть времени в узких, замкнутых пространствах под землей и забыть о сексуальной жизни», – примерно такими бы получились рекомендации по долголетию, если бы ученые просто «срисовали» их с одного из самых долгоживущих зверей – голого землекопа Heterocephalus glaber.
WIKIPEDIA:
Голый землекоп обитает в сухих саваннах и полупустынях Кении, Эфиопии и Сомали. Это скрытные роющие животные, питающиеся подземными частями растений, в том числе сочными клубнями и луковицами. Пищу запасают в подземных кладовых. Воды не пьют, жидкость получают вместе с пищей. В неволе поедают разнообразные фрукты и овощи.
Голые землекопы живут подземными колониями из 70–80 особей, хотя наблюдались колонии численностью до 295 особей. Общая длина туннелей, занимаемых одной колонией, может достигать 3–5 км, а ежегодные выбросы земли при рытье – 3–4 тонн. Обычный диаметр туннеля – 4 см; проходят они на глубине до 2 м, соединяя гнездовые камеры, уборные и кормовые участки. На поверхность землекопы обычно не выходят.
Туннели роют коллективно; как правило, расширяют их после дождей, когда почва становится более мягкой. Рабочая особь, идущая впереди, вгрызается резцами в твердую почву, которая затем отгребается к выходу из туннелей по «живому конвейеру» – цепочке из 5–6 животных. Периодически переднего рабочего подменяет один из задних.
Голые землекопы эусоциальны – социальная структура их колоний похожа на структуру колоний общественных насекомых. Все особи в колонии состоят в родстве; отселяются редко. Инбридинг обычен, что приводит к высокой степени генетического сходства между членами колонии. Во главе колонии находится единственная самка-производительница (королева), которая спаривается только с 2–3 фертильными самцами. Все остальные землекопы, как самки, так и самцы, являются рабочими особями. Физиологически они способны к размножению, однако не участвуют в нем, пока находятся в колонии (как правило, всю жизнь). Как и у многих общественных насекомых, если удалить из колонии матку, несколько рабочих самок вступают в яростную борьбу за место королевы. Когда самка становится королевой, она заметно увеличивается в размерах; у взрослых особей это происходит за счет увеличения расстояния между позвонками.
Функции, выполняемые рабочими, зависят от их размеров. Мелкие особи поддерживают систему туннелей, помогают заботиться о детенышах и разыскивают пищу. Самые крупные стерильные особи являются «солдатами», видимо, защищающими колонию от главных врагов землекопов – змей. Большую часть года, помимо сезона дождей, на их долю приходится всего 5% общей работы (при 25–40% численности внутри колонии). После сезона дождей они активно расширяют сеть туннелей и частично расселяются, основывая новые колонии. Поведение рабочих средних размеров носит промежуточный характер. «Касты» у голых землекопов с возрастом переходят одна в другую, и между ними нет четкого разграничения, наблюдаемого, например, у муравьев. Самка занимается исключительно деторождением, за годы жизни производя сотни детенышей (в одном случае за 12 лет было задокументировано около 900 детенышей).
Обладают развитой звуковой коммуникацией: голые землекопы способны издавать не менее 18 видов различных звуков – больше, чем любые другие грызуны.
К счастью, Асиш Чаудхури из Университета Техаса и его коллеги-геронтологи не пошли настолько «простым путем» и выяснили, что эти зубастые копатели по непонятным причинам устойчивы к окислительному стрессу, а их белки, в отличие от нас или мышей, практически не меняются на протяжении всех 20–25 лет жизни.
Землекопы, обитающие в сухих саваннах и полупустынях Кении, Эфиопии и Сомали, с самого своего открытия в 1842 году поражают ученых своими феноменальными способностями, описанными из-за подземного образа жизни и трудностей разведения в неволе лишь недавно. Во-первых, их образ жизни с обязательной маткой, разделением труда и общественной заботой о потомстве больше напоминает социальных насекомых, нежели зверей. Во-вторых, их кожа абсолютно лишена болевой чувствительности, будь то сильные кислоты, порезы или ожоги.
Но самое примечательное для физиологов – это уникальный обмен веществ: эти жители туннелей практически холоднокровны, интенсивность их метаболизма вдвое ниже, чем у других грызунов, а соотношение углекислого газа и кислорода в тесных туннелях и «залах» для большинства зверей несовместимо с жизнью. На этом фоне особи, доживающие до 26 лет в неволе, по сравнению с 3 годами для мышей тех же размеров даже не кажутся такой уж странностью.
Именно это постоянно привлекает к ним внимание сторонников разных теорий старения, из которых самая популярная на сегодняшний день связана со свободными радикалами, образующимися в результате окисления. Согласно ей, окисленные молекулы, в первую очередь структурные белки и ферменты, постепенно накапливаются, вызывая нарушение функций клеток и тканей. Соответственно, чем интенсивней процессы окисления, тем меньше лет жизни.
Отсюда многочисленные методики дыхания, сводящиеся к повышению уровня углекислого газа, и советы по приему антиоксидантов и витаминов, подавляющих образование активных радикалов в организме. Правда, попытки подтвердить это в экспериментах на мышах, у которых генетически была усилена активность антиокислительных систем, не удались. Также это не согласуется с данными, полученными при детализации физиологии долгоживущих птиц и летучих мышей.
Когда Чаудхури и соавторы публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences проверили эту гипотезу на примере голых землекопов, сопоставив их с обычными лабораторными мышами тех же размеров, то противоречия оказались еще более наглядными: интенсивность окисления белков печени у жителей лабиринтов оказалась даже выше, но в отличие от мышей она не менялась с возрастом.
И это при том, что белки землекопов в полтора раза богаче цистеином – аминокислотным остатком, чаще остальных подвергающемся окислению. В результате к концу жизни у мышей «накапливалось» почти в три раза больше необратимо изменившихся белков, чем у их африканских сородичей. Кроме того, белки последних оказались феноменально устойчивы к «раскручиванию» и изменению пространственной структуры, обычно вызванному нагреванием или изменением кислотности.
Сами авторы связывают обнаруженные противоречия с несовершенством, а точнее, «неуниверсальностью» окислительной теории старения. И намерены уже в ближайшее время заняться поисками внутриклеточных систем, поддерживающих феноменальную стабильность или отвечающих за «ускоренную» переработку измененных белков.
И хотя «феномен голого землекопа», безусловно, относится к исключениям, именно такой крайний случай может помочь определить удельный вклад разных факторов в старение организма, будь то окислительный стресс, ограничение питания, половое воздержание, изменения хромосом или ядерных пор.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
18.02.2009