Митохондрии в клетке и народ в государстве
Прошлая глава называлась «Понять себя», а рассматривали мы там, в основном, экономику и практически не касались вопросов: что такое – понять себя, зачем это нужно человеку и человечеству в целом, и как это лучше сделать? Вот на эти вопросы автор и постарается ответить в этой главе. И помогла ему в этом интереснейшая книга Ли Ноу «Эгоистичная митохондрия Как сохранить здоровье и отодвинуть старость» («Питер», 1920). Правда, книга эта еще не вышла в свет и отвечает совсем на другие вопросы (что такое митохондрия и как она работает?), а главное, она чрезвычайно трудна для восприятия не химикам. Тем не менее, «это лучшая книга о связи митохондрий и здоровья человека. Если говорить об излечении от хронической болезни и увеличении продолжительности жизни, то не будет преувеличением сказать, что работа доктора Ли Ноу определит будущее медицины» (Ари Риттен, создатель проекта Energy Blueprint). Именно поэтому автор практически не использует здесь прямых цитат из книги и можно смело считать, что эта глава написана автором данного сайта по мотивам книги. А начнем мы издалека. Общепризнанно, что век человека составляет сто лет. Если разделить этот промежуток времени ровно пополам, мы как раз и получим время пика физического развития человека – 50 лет. Когда люди поздравляют друг друга с днем рождения до 50 лет, они радуются этой дате, потому что каждый прожитый год приближает именинника к пику его жизни. Ну а поздравлять с днем рождения людей старше пятидесяти лет уже совсем не хочется, ведь каждый прожитый год приближает их только к смерти. И это, действительно так – люди после пятидесяти лет заняты, в основном, борьбой со своей старостью (дегенеративными болезнями) и смертью. И хотя в генотипе животных и человека нет специального гена, отвечающего за старость и смерть организма, тем не менее, эти процессы неизбежно протекают у всего живого на Земле, даже у простейших одноклеточных организмов, которых многие считают бессмертными. Но это не так, бессмертны лишь общества (колонии бактерий), как, впрочем, и само человечество (даже после самых сильных природных катаклизмов оно все равно выживало), но не отдельные организмы (хоть многоклеточные, хоть одноклеточные). Более того, отдельные клетки многоклеточных организмов, чаще всего, заканчивают свою жизнь самоубийством – апоптозом. В любом случае, пик физического развития человеческого тела приходится на пятьдесят лет. А вот интеллектуальное развитие человека не прекращается до самой его смерти (у кого-то большее, у кого-то меньшее). И на протяжении всей жизни человека изменяется его менталитет. Менталитет человека и человеческих обществ – штука чрезвычайно сложная, однако до предела упростив его, можно выделить два основных его типа – менталитет большинства и менталитет меньшинства.
Обладая менталитетом большинства (таких людей автор называет либералами), человек ставит на самое первое место нужды и потребности общества, в котором он живет. Обладая же менталитетом меньшинства (а таких людей народ прозвал «либерастами»), человек ставит на первое место нужды и потребности самого себя или небольшой группы людей, в которую он входит. Взгляды людей до 25 лет направлены, прежде всего, в настоящее, и большинство среди этой категории людей (что у нас в России, что на Западе) составляют обладатели менталитета большинства (правда, на Западе их значительно меньше, чем у нас). Жизненный опыт, с одной стороны, и интеллектуальное развитие, с другой, заставляет человека изменять свой менталитет, и он начинает потихоньку трансформироваться в менталитет меньшинства (на Западе этот процесс протекает значительно быстрее, чем у нас в России). Данный процесс протекает вплоть до 50 лет (до пика физического развития человека). Взгляды этой группы людей (25 – 50 лет) направлены, прежде всего, в будущее. Именно поэтому автор и называет таких людей поколением «Главного Заказчика будущего». Именно это поколение людей своими мыслями и действиями и определяет будущее своей страны. Ну а, начиная с пятидесяти лет, дальнейшее интеллектуальное развитие человека заставляет его изменять свой менталитет в другую сторону (к менталитету большинства). Именно этот процесс люди и называют примерно так: «поумнел человек». Взгляды данной категории людей (50 – 75 лет) направлены уже не в будущее, а в настоящее (выход на пенсию, смена обстановки вокруг и болезни берут свое). Следующая же категория людей (старше 75 лет) состоит, в основном, из либералов (опять-таки, как у нас, так и на Западе, но у нас их значительно больше), и взгляды этих людей сосредоточены на настоящем и прошлом. Таким образом, максимальное количество «либерастов» мы наблюдаем среди людей в возрасте 40 – 60 лет, причем, опять-таки как у нас, так и на Западе. Преобладание «либерастов» в поколении «Главного Заказчика будущего» как раз и объясняет тот факт, что все построенные за последние века государства мира управлялись всегда и исключительно «бандитской властью». Ну а интеллектуалов больше всего в старшем поколении людей (старше 60 лет). Увы и ах, но эти люди уже не могут сильно влиять на будущее страны, их взгляд устремлен в настоящее и прошлое. К слову сказать, автор, хоть и поменял свой менталитет на менталитет большинства (ближе к своему шестидесятилетию), и не очень «любит» «либерастов», он вынужден признать, что жизненная позиция последних была всегда активнее, чем у либералов (и, судя по всему, так оно и будет в дальнейшем). Все приведенные выше слова и являются ответом на вопрос: что такое – понять себя? Любой человек просто обязан осознать, кем он является «по жизни», и только осознав это, планировать свою дальнейшую жизнь, иначе у него «возможны марципаны».
Одним из ярких примеров превращения либерала в «либераста» и наоборот, является Никита Михалков. В свое время он, как и автор этого сайта, был либералом, а потом и ярым «либерастом» (это легко наблюдать по его фильмам и другим проектам), однако к своему шестидесятилетию (чуть постарше) он опять вернулся к менталитету большинства (посмотрите, например, его нынешнюю программу «Бесогон»). Ну ладно, на один вопрос мы ответили, поехали дальше. Наверняка, подавляющее большинство читателей смотрели фильм Джорджа Лукаса «Звездные войны», однако мало кто из них помнит главную концепцию этого фильма (по крайней мере, эти слова справедливы для автора этого сайта): «Без мидихлориан жизнь не может существовать, и мы никогда не узнали бы, что такое Сила. Они непрерывно общаются с нами, указывая путь Силы. Когда ты научишься усмирять свой разум, то обязательно услышишь, что они говорят» («Звездные войны», эпизод 1, «Скрытая угроза». Квай-Гон Джинн – Энакину Скайуокеру). В соответствие же с взглядами Ли Ноу, «давным-давно, в далекой – далекой галактике существовали обладавшие коллективным разумом микроскопические формы жизни, находящиеся внутри клеток всех живых существ. Количество мидихлориан свидетельствует о способности воспринимать и использовать в своих целях вездесущее энергетическое поле, известное как Сила. Высокая концентрация мидихлориан позволяет входить в контакт с Силой и управлять ею. Обычно в человеке насчитывается максимум 2500 мидихлориан на одну клетку, а у джедаев их содержание намного больше. Можно сказать, что они – это основное условие существования жизни». Многие читатели наверняка спросят себя: «Что за бред?». А между тем, концепция мидихлориан была сформирована Лукасом впервые еще в 1977 году. И тема мидихлориан, симбиотически существующих с человеческим организмом, красной нитью проходит сквозь «Скрытую угрозу». Поразительно, но описание мидихлориан в целом совпадает с современными научными представлениями о митохондриях – органеллах, которые обеспечивают энергией все клетки нашего организма. Митохондрии в свое время были самостоятельными организмами, которые затем населили живые клетки и стали их частью. Даже сейчас митохондрии, обладая собственной ДНК, в ряде случаев ведут себя как независимая форма жизни.
Наверняка Вы слышали о «митохондриальной Еве». Это – женщина, от которой современное человечество унаследовало митохондриальную ДНК. Считается, что «митохондриальная Ева» жила в Африке примерно 170 тысяч лет тому назад. Это не означает, что она была первым человеком. Речь идет о том, что она – наиболее близкий к нам по времени прародитель всех живущих ныне людей, мтДНК – своего рода «генетическая фамилия» людей, и она остается неизменной, позволяя нам проследить происхождения человечества по прямому (женскому) пути. В каждой клетке нашего организма содержится только по две копии ядерной ДНК (яДНК), расположенной в ядре клетки, и пятью – десятью копиями от каждой мтДНК, расположенных вне ядра. Во время нормального клеточного дыхания – процесса, в ходе которого митохондрии расщепляют питательные вещества с помощью кислорода, всегда формируются свободные радикалы – активные молекулы кислорода, лишившиеся парного электрона, и старающиеся отобрать недостающий электрон у других молекул, входящих в состав клеток и тканей. Свободные радикалы разрушают находящие рядом структуры, включая и ядерную, и митохондриальную ДНК. Большая часть нанесенного ими ущерба потихоньку компенсируется за счет мощных восстановительных механизмов клетки, но иногда эти нападения могут привести к непоправимым последствиям – перманентным мутациям ДНК. Когда степень ущерба достигает порогового значения, клетка умирает. С каждой новой умершей клеткой происходит медленная дегенерация соответствующей ткани. Именно этим процессом и обусловлены возрастные болезни дегенеративного плана. В 2015 году члены палаты общин Великобритании проголосовали за легализацию спорного метода лечения бесплодия посредством процедуры замещения митохонрий (переноса ядерного генома). Суть технологии состоит в экстракорпоральном оплодотворении, в котором принимает участие материал от трех разных доноров, что позволяет предотвратить передачу наследственных митохондриальных заболеваний от матери ребенку. Из материнской яйцеклетки здоровой женщины извлекают ядро и заменяют его оплодотворенным ядром бесплодной женщины, другими словами, ядерная ДНК наследуется от отца и матери, а мтДНК – от донора или третьего родителя.
На протяжении последних двадцати лет не привлекал особого внимания один из самых важных вопросов, связанных с миром митохондрий. Речь идет о роли, которую митохондрии играют в процессе апоптоза, смысл которого заключается в самоуничтожении клетки ради блага организма как целого. До определенного момента ученые считали, что апоптоз инициируется яДНК. Однако в середине девяностых у них открылись глаза — в ходе исследований было доказано, что апоптоз запускается и управляется митохондриями. Без запрограммированной клеточной смерти сложные многоклеточные организмы никогда бы не смогли достичь необходимого для контролируемой эволюции уровня внутренней направленности и организованности, а привычный мир был бы совершенно неузнаваем. К слову сказать, все клетки, имеющие ядро (эукариоты), просто не могут удовлетворить свои потребности в энергии без митохондрий. Наличию же двух полов у людей есть разумное объяснение, и его дают митохондрии: если женщины специализируются на передаче своих митохондрий потомству, функция мужчин заключается в блокировании их передачи (митохондрии сперматозоида при оплодотворении не проникают внутрь яйцеклетки или разрушаются в ней). Если же сравнить эукариотические клетки с человеческими сообществами, то «либерасты» в них играют роль ядра (яДНК), а либералы – роль митохондрий (мтДНК). И именно либералы решают вопрос – когда и как погибнуть данному сообществу людей. Клетка (как и человек) — это простейшая индивидуальная форма жизни, и, соответственно, она представляет собой базовую единицу биологии (а человек – базовую единицу обществоведения). Самыми простыми клетками являются одноклеточные организмы, в число которых входят бактерии. Они чрезвычайно малы, редко превышают несколько тысячных миллиметра в диаметре. От внешней среды они защищены крепкой, но водопроницаемой оболочкой. Внутри этой оболочки находится клеточная мембрана – необычно тонкая и нежная, но обладающая существенной водонепроницаемостью. Бактерии используют клеточную мембрану для генерации энергии. Именно бактериальная мембрана со временем стала внутренней мембраной митохондрий, вероятно, самой важной мембраной человеческого тела. Внутри бактериальной клетки находится цитоплазма – желеобразная масса, в которой и «плавают» молекулы ДНК. Размер человеческих клеток в сотни тысяч раз превышают размер бактерий, что и позволяет им быть сложнее бактериальных. В частности, внутри человеческих клеток находятся очень важные структуры, называемые мембранными органеллами и включающие в себя самые разные белки. Органеллы для клетки – то же самое, что органы внутри человеческого тела. Кроме того, в цитоплазме присутствуют все виды крупных и мелких везикул, а также густая трехмерная сетевая система микротрубочек, которые называются цитоскелетом, или клеточным каркасом.
Наконец, в каждой клетке человеческого организма есть ядро, которое, как считают ученые, является ее управляющим центром. Внутри же ядра клетки находится ДНК. Хотя ДНК эукариотической клетки имеет такую же двойную спиралевидную структуру, что и ДНК бактерий, есть кардинальные различия в их организации. Бактерии характеризуются кольцевой ДНК, состоящей из длинных перекрученных петель. В эукариотических же клетках обычно есть некоторое количество хромосом – линейных, а не циркуляционных. Человеческий геном состоит из 23 пар хромосом. Хромосомы состоят не только из ДНК. Они покрыты особыми белками, среди которых находятся гистоны (упаковка ДНК), защищающие ее от вредоносных воздействий извне и при этом выполняющие функции генетических стражей. Гистоны – отличительный признак именно эукариотических хромосом, тогда как ДНК бактериальных хромосом лишена гистонного щита и, можно сказать, обнажена перед внешними воздействиями. Геном – это полная совокупность генов организма. Каждый ген в сущности является шифром того или иного белка. Ну а белок – это цепочка из комплексов, называемых аминокислотами. Именно конкретная последовательность аминокислот детерминирует функциональные свойства каждого белка. Белки – основа жизни. Их формы и функции практически безграничны, и известная нам жизнь без них не могла бы существовать. Хотя ДНК содержат гены, на самом деле они неактивны, и их экспрессия регулируется транскрипционными факторами, которые активируют тот или иной специфический неактивный участок ДНК, в результате чего синтезируется конкретный белок. При этом, вместо того чтобы воздействовать непосредственно на ДНК, клетка обращается к ее копиям под названием РНК. Есть разные типы РНК, и каждая из них выполняет свои функции. Главная из них – матричная (информационная) РНК (мРНК). Она представляет собой точную копию соответствующей последовательности генов ДНК. Молекулы мРНК выходят из ядра в цитоплазму через поры в ядерной мембране. Как только молекулы м РНК появляются на поверхности цитоплазматической части ядерной мембраны, она находит одну из тысяч рибосом – фабрик по производству белков. Работа рибосом – транслировать зашифрованную в мРНК информацию, синтезируя ту или иную последовательность аминокислот, составляющую конкретный белок. Несмотря на то, что греческое слово «эукариотический» означает «истинно ядерный», содержимое этих клеток помимо собственно ядра включает и иные составные части, например, митохондрии. В свое время они являлись самостоятельными организмами – бактериями, которые вошли в состав других бактерий, но не были ими переварены (как это обычно бывает), а наладили с ними симбиотические (партнерские) взаимоотношения, приносящие пользу обеим сторонам.
Приобретение митохондрий, как полагают ученые, стало решающим моментом в истории жизни, как мы ее знаем. Если бы не митохондрии, то жизнь никогда бы не вышла за рамки одноклеточного существования. Если перевести эти слова на язык обществоведения, то они прозвучат так: ни одно государство не способно существовать без своего народа (большинства). Несмотря на то, что митохондрии и их «хозяева» когда-то были бактериями, возникшие в результате симбиоза эукариотические клетки характеризуются очень сильными, многообразными и интересными изменениями по сравнению со своим бактериальным прошлым. Автор уверен, что переводить эту фразу на язык обществоведения не имеет смысла, все и так понятно. А теперь, об изменениях. Во-первых, эукариотические клетки являются настоящими гигантами по сравнению с крошечными бактериями. Объем эукариотических клеток превышает объем бактерий как минимум в десять тысяч, а как максимум в сто тысяч раз. Во-вторых, у эукариотических клеток есть ядро (управляющий центр). Обычно клеточное ядро представляет собой сферу, окруженную двумя мембранами, состоящими из защитных белков и скрывающими за собой ДНК. У бактерий же, наоборот, ядро отсутствует, а их ДНК относительно примитивна и лишена защиты. Третье отличие заключается в размере генома. Бактерии обладают гораздо меньшим количеством генов, чем их эволюционировавшие потомки. Кроме того, эти клетки имеют больше некодирующей ДНК (участков ДНК, которые не участвуют в системе кодирования мРНК). Раньше учегные думали, что некодирующая ДНК является мусорной и не приносит пользы. Но новейшие исследования показывают, что обширные участки некодирующей ДНК (по крайней мере, их часть) выполняют множество различных функций. Как бы то ни было, ДНК эукариотических клеток требуют гораздо больше энергии, чем ДНК бактерий, для того чтобы копировать находящуюся в ней информацию и обеспечивать ее копирование. Другими словами, каждая составная часть любой сложной системы обязана исполнять специфические функции, и это является важным не только для всего целого, но и для самой составной части. Таким образом понять себя и свое место в обществе важно не только для конкретного человека, но и для общества в целом. И вот еще один момент, который не стоит забывать никому – к тому моменту, когда мРНК эукариотической клетки покидает ядро, она уже разрезана и избавлена от избыточного генетического материала – некодирующих участков. Процесс вырезания определенных участков мРНК называется сплайсингом. После этого кодирующие участки сшиваются вместе и формируют ген, кодирующий искомый белок. И для всех этих процессов требуется энергия. Высоких расходов энергии требуют и другие аспекты жизнедеятельности эукариотической клетки. Сравним цитоскелет такой клетки и оболочку бактерии, или прокариотической клетки. Несмотря на сходство функций (поддержание структуры), они отличаются друг от друга в той же степени, что и человеческий скелет – от экзоскелета (панциря черепахи или хитинового покрова насекомого). Цитоскелет – очень динамичная и постоянно перестраивающаяся структура, которая требует больших энергозатрат.
Зато это дает эукариотическим клеткам огромное преимущество, так как они могут менять форму и очень активно пользуются этой возможностью. Классическим примером этого являются макрофаги (вид белых кровяных клеток), поглощающие враждебные организму частицы, бактерии и остатки погибших клеток. В отсутствии митохондрий возможно только анаэробное дыхание (производство энергии в отсутствие кислорода), которое гораздо менее эффективно, чем используемое митохондриями аэробное дыхание. Митохондрии позволяют клетке производить в 15 раз больше энергии (синтезируя АТФ – универсальный источник энергии для всех биохимических процессов), чем она могла бы получить самостоятельно. В каждой клетке находится от нескольких сотен до нескольких тысяч митохондрий. Точное количество зависит от потребностей той или иной клетки. Кстати, согласно теории конвергентной эволюции, если мы нажмем на кнопку и перезагрузим все вокруг, то через какое-то время жизнь вновь придет к тому, чем является сейчас. Дело в том, что начав развитие заново, жизнь столкнулась бы все с теми же препятствиями, что и раньше, а так как естественный отбор представляет ограниченное количество идеальных решений конкретных проблем, с высокой степень вероятности жизнь пошла бы проторенным путем. И следует помнить, что все наши знания о доступной Вселенной и реальности нашего мира составляют не более четырех процентов от общего массива информации (по крайне мере, так утверждает Нил Деграсс Тайсон). Другими словами, у нас нет информации о 96% постижимого космоса и окружающей человечество реальности. В это трудно поверить, но постепенно эволюционируя, мы, жители Земли, стали наиболее могущественными генераторами энергии во всей Вселенной. В своей книге «Энергия, секс и самоубийство: митохондрии и смысл жизни» Ник Лэйн приводит следующие данные: человеческие существа каждую секунду производят в десять тысяч раз больше энергии (на один грамм), нежели Солнце. И кто это делает? Правильно, митохондрии (или народ в государствах). В митохондриях находятся четыре мембраносвязанных комплекса, три из них – это протонные насосы электрон-транспортной цепи (ЭТЦ). Важно понимать, что передача электронов вниз по ЭТЦ не всегда является на сто процентов эффективной. Небольшая часть электронов сбивается с курса и вовлекается в электро-химические реакции. Такие электроны слишком рано вступают в реакцию с кислородом, что приводит к формированию супероксида – потенциально опасного свободного радикала. Четвертый комплекс не выкачивает протоны, а переносит дополнительные электроны (его обозначение – II). Автор не станет здесь подробно останавливаться на химии, а скажет только одно – это довольно сложные процессы, в которые вовлечены множество различных молекул. В дополнении к четырем комплексам есть еще и АТФ-синтаза (которую ученые относят к пятому и последнему комплексу). В целом ЭТЦ митохондрий состоит из пяти белковых комплексов, функция которых и заключается в передаче электронов друг другу и производстве энергии.
После поглощения бактерии, впоследствии ставшей митохондрией, бактерией-хозяином она некоторое время жила на правах паразита. Организм хозяина давал ей практически все, что нужно для выживания, и поэтому она обленилась. Ей не было нужды содержать громоздкую ДНК. В самом деле, зачем кодировать белки, если это с успехом делает хозяйская ДНК. А потому, паразитическая бактерия начала терять лишние гены. Утрата бесполезных генов – весьма распространенное явление. Бактерии могут потерять их в течение нескольких часов или дней. Как это помогает выживанию? Деление клеток, обеспечивающее репродукцию бактерий, требует очень большого количества энергии, тогда как бактерии в сравнении с эукариотами производит мало энергии. Чем меньше размер бактериальной ДНК, тем меньше энергии требуется для ее копирования. Кроме того, бактерии могут вновь приобрести нужные им (равно как и другие) гены в рамках процесса, называемого горизонтальным переносом генов. Бактерии способны подбирать ДНК в окружающей их среде (забирая генетический материал у мертвых клеток или других бактерий) с помощью бактериальной коньюгации. Феномен горизонтального переноса генов говорит о том, что введение в пищевую цепь генетически модифицированных растений и животных может привести к непредсказуемым последствиям и требует гораздо более углубленных исследований, нежели проведены до сих пор. Процесс потери и приобретения генов сохраняет общую генетическую базу бактерий в состоянии постоянного изменения, что является благоприятным для выживания. Развитая способность бактерий делиться друг с другом генами объясняет такие явления, как очень быстрое распространение резистентности к антибиотикам. Именно поэтому регулирующие организации требуют от компаний-изготовителей пищевых добавок с содержанием пробиотиков доказательств того, что соответствующие пробиотические штаммы не обладают сопротивляемостью к антибиотикам (в противном случае генетическая защита от лекарств может быть передана потенциально патогенным бактериям в кишечнике). Возникает вопрос – почему же все митохондриальные гены не переместились в ядро? Факт, что они до сих пор находятся в митохондриях (несмотря на два миллиарда лет эволюции и множество разумных причин, по которым им следовало бы туда перейти), говорит о том, что на это обязательно должна быть причина, причем она должна быть фантастически убедительной. Суть в необходимости контроля производства АТФ. Его скорость в значительной степени обусловлена энергетическими потребностями клетки, зачастую меняющимися каждую минуту. Эти быстро изменяющиеся сценарии требуют от митохондрий адаптировать производство энергии к потребностям клетки, а каждая клетка требует к себе особого подхода. Для того чтобы эффективно реагировать на эти быстрые изменения, митохондриям приходится поддерживать определенный уровень контроля ситуации, а значит, сохранять в мДНК соответствующие гены. Если перевести эти слова на язык обществоведения, то это означает только одно – любое эффективное государство должно опираться, прежде всего, на местное самоуправление.
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) сегодня все более активно изучаются с медицинской точки зрения. В каждой митохондрии находятся тысячи ЭТЦ (примерно десять тысяч на одну митохондрию), а производство АТФ будет наиболее эффективным в том случае, когда соотношение между восстановленными и окисленными переносчиками электронов составляет примерно 50 на 50. Утрата этого баланса не только замедляет процесс производства энергии, но также может привнести хаос в жизнедеятельность митохондрий. Если поток электронов в ЭТЦ течет в нормальном режиме, то каждый опорный пункт в большинстве случаев успешно передает электроны другому такому пункту, который желает их чуть сильнее, чем предыдущий обладатель. Однако так как переносчики электронов не могут одновременно восстанавливаться и окисляться, если следующий по цепи переносчик уже имеет лишний электрон и еще не успел от него избавиться, то в ЭТЦ возникает затор. Поддержание динамического равновесия восстановительно-окислительных реакций не только обеспечивает быстрое и эффективное движение электронов по ЭТЦ, но и снижает риск формирования свободных радикалов. Предположим, что одна из митохондрий лишена достаточного количества какого-то комплекса. Это значит, что в митохондрии останавливается процесс производства энергии, а в ЭТЦ возникает затор электронов. В результате образуются свободные радикалы, а сама митохондрия подвергается опасности необратимого разрушения. Логичным выходом из такого положения был бы синтез недостающих комплексов. Но как митохондрия сигнализирует об этом? В качестве такого сигнала выступают сами свободные радикалы. Свободные радикалы воздействуют на факторы транскрипции, а те, в свою очередь, вносят коррективы в генную активность. Надо понимать, что клетка рассматривает сообщение от свободных радикалов в контексте общего положения вещей, так же как мы, люди, воспринимаем любое высказывание в ходе беседы, сопоставляя его с другими единицами информации. В данном случае базовой единицей контекста является концентрация АТФ в клетке. Если она понижена, необходимо запустить дополнительное производство необходимого комплекса. К слову сказать, примерно то же самое происходит и в человеческих обществах. Если в государстве появились какие-то радикальные партии, значит, необходимо корректировать работу центральной власти (ядра). А суть корректировки зависит от наличия контекста. К величайшему сожалению, нынешние власти в мире не прислушиваются ни к тому, ни к другому. Теперь рассмотрим другой сценарий, при котором гены, синтезирующие необходимый комплекс, находятся в митохондрии (как это происходит в реальной клетке, и как это будет происходить в государстве с самоуправлением).
В этом случае сигнал об увеличении числа свободных радикалов поступает прямо в мДНК, которая находится в непосредственной близости от источника сигнала. Собственные гены митохондрии инструктируют ее же рибосомы синтезировать необходимый комплекс (местное самоуправление дает команду шерифу на арест радикалов). Короче говоря, налицо практически мгновенная реакция. Такие быстрые и локализованные процессы протекают в каждой из тысячи митохондрий нашей клетки: часть из них нуждается в комплексе I, часть — в комплексе III, а части нужно понизить протонный градиент. Поэтому, как бы дорого клетке не обходилось содержание десятков тысяч копий мДНК, альтернатива окажется гораздо более затратной и, более того, опасной. Этот факт вновь заставляет нас задать вопрос – как митохондрии, сохранившие контроль только за частью генов, необходимых для производства комплексов ЭТЦ, контролируют свою судьбу? Данные современных научных исследований говорят о том, что комплексы ЭТЦ собирают себя вокруг некоторого количества критически важных белковых субъединиц. Эти субъединицы укореняются во внутренней мембране митохондрии и начинают работать в качестве магнита, притягивающего к себе остальные субъединицы в соответствие с определенной структурой. К счастью, мДНК кодирует именно базовые субъединицы, и, стало быть, митохондрии могут регулировать количество создаваемых комплексов ЭТЦ. Это позволяет каждой конкретной митохондрии контролировать скорость производства энергии в своих ЭТЦ, тогда как яДНК контролирует скорость производства энергии в клетке как целостной системе. Митохондрия может контролировать скорость окислительного фосфорилирования в своих ЭТЦ, управляя только синтезом комплексов I, III и IV. Комплекс II – единственный из всех переносчиков электронов, не выполняющий функцию протонного насоса. Из этого мы можем заключить, что в какой-то момент на пути эволюции гены всех четырех субъединиц комплекса II были переданы в клеточное ядро, чтобы хотя бы немного облегчить генетическое бремя митохондрии и повысить ее энергетическую эффективность. Со временем мутации мтДНК накапливаются. Речь идет о безвозвратной потере нормальной последовательности ДНК, которая после этого кодирует дефектные белки, не выполняющие жизненно важные для клетки функции. Результаты последних исследований говорят о том, что большая часть свободных радикалов образуется комплексами I и III. Комплекс I производит радикалы, если нет спроса на его электроны, а комплекс III делает это, когда АТФ не используется клеткой с достаточной скоростью. Как бы то ни было, все это зависит от доступности клеточного топлива и кислорода.
Представим себе голодающего человека. В ЭТЦ его митохондрий практически прерывается поток электронов. Поэтому, несмотря на изобилие кислорода, в его организме формируется очень мало свободных радикалов (для их образования нужны электроны, а их нет). А теперь посмотрим на качественно питающего атлета. Поток электронов мощно и ровно течет по ЭТЦ, практически не покидая ее пределов (АТФ постоянно идут в дело), а стало быть, и свободные радикалы не образуются. Но что происходит с человеком, который регулярно поглощает много пищи и ведет сидячий образ жизни? Синтезируемая митохондриями АТФ не используется клеткой. В результате образуется очень много свободных радикалов, которые разрушают антиоксидантную защиту и окисляют липиды митохондриальных мембран. После выработки энергии наиболее важной функцией митохондрий является регуляция процесса апоптоза. Чтобы жить в сообществе и пользоваться всеми его благами, люди (и клетки многоклеточного организма) должны согласиться на служение общему благу и на ущемление части своих прав. Злокачественные опухоли периодически возникают тогда, когда приговоренные к смерти клетки-эгоисты выходят из под контроля и отказываются умирать. В конце концов, погибает весь организм, а вместе с ним и клетки-эгоисты. Если целостная картина, возникающая на основе обработки множества различных сигналов, показывает, что клетка больше не способна к нормальному функционированию, то митохондрии запускают программу ее самоуничтожения. Центральным событием этого процесса является активация индуцирующих апоптоз каналов митохондрий (МАС). Открытие этих каналов делает внешнюю мембрану митохондрий чрезвычайно водопроницаемой, в результате чего она теряет электрический заряд и протонный градиент. Это, в свою очередь, приводит к лавинообразному росту числа свободных радикалов. Атака свободных радикалов высвобождает цитохром (и другие молекулы), который соединяясь с другими компонентами цитоплазмы, образует апоптосомный комплекс, а тот активирует ферменты клеточной смерти – каспазы (после чего, процесс апоптоза уже необратим). С научной точки зрения интерес вызывает тот факт, что даже микроинъекции цитохрома в здоровые клетки млекопитающих вызывают апоптоз. После активации каспаз они методично разрушают клетку (расщепляя находящиеся в ней белки), которая сначала ужимается, а потом распадается на фрагменты. После чего близлежащие клетки или макрофаги полностью поглощают клеточные остатки и используют их компоненты в целях своей жизнедеятельности. Каждые сутки в человеческом организме самоликвидируется порядка десяти миллиардов клеток.
Результаты огромного количества исследований говорят о том, что апоптоз исполняет не только функции пресечения роста раковых клеток и контроля деления обычных клеток, но и является ключевым процессом во всей живой природе. Во время развития человеческого эмбриона гибнет больше 80% нейронов его головного мозга. Гибель этих нейронов позволяет мозгу создать оптимально работающие матрицы специфических функциональных связей между оставшимися нейронами. Лэйн в своей книге приводит в качестве примера формирование пальцев на наших руках. В процессе развития кисти эмбриона апоптоз удаляет клетки между будущими пальцами. Другими словами, формирование тела идет по пути удаления лишнего, а не добавления недостающего. Вне зависимости от продолжительности жизни особей конкретного вида, все животные стареют одинаково, пусть и с разной скоростью. Чем выше скорость обмена веществ, тем быстрее старение и больше уязвимость перед дегенеративными болезнями. В целом продолжительность жизни растет с увеличением размеров животного, а скорость обменных процессов, напротив, уменьшается. Исключение составляют птицы, которые, как отмечает Лэйн, обладают высокой скоростью метаболизма, но живут относительно долго и в существенной степени защищены от дегенеративных болезней. Птичьи митохондрии испускают гораздо меньше свободных радикалов, чем митохондрии большинства других живых существ. Кстати, жизнь человеческого организма длится существенно дольше, чем жизнь других млекопитающих со сравнимой скоростью метаболизма (в 3 – 4 раза). Смерть и болезни – это изобретение эволюции, обеспечивающей выживание вида (в частности, человеческого рода) за счет составляющих его особей. Как говорится, «все течет, все изменяется», и все виды животных должны поспешать и соответствовать этим изменениям, иначе тот или иной вид совсем не застрахован от полного вымирания. Чем больше количество генераций свежего потомства может произвести тот или иной вид за определенное время, тем выше вероятность появления благоприятных для выживания комбинации генов, наследуемых от матери и отца, а также закрепления случайных мутаций в генетическом пуле вида. В настоящее время существует только один способ увеличения продолжительности жизни (он зарегистрирован буквально у всех исследованных видов – беспозвоночных, рыб и теплокровных позвоночных, включая млекопитающих), это – ограничение калорийности их пищи.
Другим возможным путем увеличения продолжительности жизни (который вытекает из представленных выше мыслей) является попеременная активация регенерационных и утилизационных процессов в организме (одновременно их активировать никак нельзя). Именно этот способ использует автор этого сайта. Вот уже пятнадцать лет он принимает внутрь себя в виде ингаляций (попеременно, через день утром и вечером) серебро- и золото-содержащие препараты в гомеопатических концентрациях (~ 3-4 мкг/л – Ag+ и 1 10-7 моль/л – Au+3, другими словами, можно смело считать, что «чистую воду»). Серебро активирует утилизационные процессы, а золото – регенерационные. А чтобы организм лучше понимал, чего от него хочет автор, он вместе с серебром принимал вечером по одной капсуле урсосановой кислоты (урсосан, урдокса), которая растворяет и выводит из организма (буквально отовсюду) все «залежи» холестерина. А вместе с золотом – по одной капсуле кудесана (G10 + витамин Е), который подстегивает к работе митохондрии и разжижает кровь. Результатом этих экспериментов явилось то, что автор за прошедшие пятнадцать лет никак не изменился, и вместо постоянной борьбы с дегенерационными болезнями (возраст, однако) он, наоборот, излечил себя от «неизлечимых» болезней – панкреатита, мерцательной аритмии и кожной онкологии. И на вопрос – «как здоровье», он всегда отвечает одно и то же – «отлично, как обычно». Вы, конечно, можете не верить в это — дело Ваше. Но лучше все же «проверить и поверить» — самый оптимальный сценарий жизни, по мнению автора. А главный урок, который дают нам митоходрии, заключается в том, что жить следует для всего целого (общества), а не для себя лично. А теперь можно ответить и на вопросы, поставленные в начале этой главы. Понять и найти себя, значит, найти такое место в своей жизни, в котором Вы сможете принести максимально пользы для всех окружающих, а стало быть, и для себя – тоже. И если Вы всегда и везде будете брать пример с живой природы вокруг Вас, то никогда не ошибетесь в любых выборах своей жизни.