I. Введение и исторический обзор

Если бы сопротивляемость различным видам стресса, повреждениям и болезням, присущая организму человека в 10-летнем возрасте, сохранялась в течение всей его жизни, то почти половина ныне живущих людей могла бы надеяться прожить 700 лет. Причина невозможности этого для человека и для многих, но, вероятно, не для всех других животных заключается в том, что степень приспособляемости с возрастом уменьшается, а вероятность заболевания и смерти увеличивается. У человека это увеличение в конечном счете становится настолько быстрым, что, хотя некоторые индивидуумы как исключение и могут прожить более 100 лет, существует известный возрастной предел, т. е. число лет, до которого каждый из нас может надеяться дожить, причем для каждого индивидуума этот предел зависит от его возраста в настоящий момент. Понимание неизбежности возрастных изменений - одно из самых первых огорчений, с которым сталкивается каждый человек. И хотя существует множество психологических средств, позволяющих как-то смягчить это огорчение, мысль об ограниченной продолжительности жизни, а также о снижении активности и ухудшении здоровья с возрастом постоянно живет в человеческом сознании.

Описанные возрастные изменения и представляют собой процесс старения. Старение человек познает на собственном опыте, наблюдая за самим собой. Тесным переплетением результатов такого самонаблюдения со страхами и желаниями человека, возможно, и объясняется возникновение обширной метафизической литературы о старении. Этим, несомненно, объясняется и тот глубокий интерес, с которым люди обычно относятся к проблеме старения. Жизнь и психология человека, вероятно, всегда в значительной степени определялись и формировались сознанием того, что продолжительность жизни каждого индивидуума ограничена и что продолжительность предстоящей жизни уменьшается с возрастом. Житель Востока мог восклицать: "О повелитель, живи вечно!", зная, что всякая личная тирания имеет свой конец. С тех пор как у людей возникла речь вероятно, каждый ребенок спрашивал: "Почему тот человек умер?" И слышал в ответ: "Он умер, потому что был стар".

Можно было бы высказать интересные психологические и житейские предположения относительно той роли, какую играет в человеческой деятельности постоянное сознание неизбежности старения. С точки зрения биологов основное значение его состоит в том, что оно внесло определенное предубеждение в науку о старении. Ребенок, который задал вопрос и получил ответ, знает, что такое "старая" одежда и "старые" игрушки. Он всегда помнит, что он сам, его любимцы и родные тем чаще заболевают и в конце концов умирают, чем старше они становятся. С самого раннего детства он видит, что и окружающие его неживые системы с течением времени также портятся. В более старшем возрасте он может найти какое-то успокоение в мысли о предполагаемой универсальности и неизбежности процесса старения или, напротив, опечалиться под впечатлением контраста между вечностью Вселенной и скоротечностью его собственной жизни. Какими бы вдохновляющими, однако, ни были подобные мысли (они нашли свое отражение в искусстве и философии всех культур), их влияние на характер мышления биологов на протяжении всей истории человечества серьезно мешало попыткам понять, что же именно происходит при старении организмов и насколько далеко в действительности простирается аналогия между старением и процессом изнашивания неживых систем.

Наша цель при изучении биологии старения состоит в том, чтобы найти его причину, а также выяснить возможность и способ борьбы с ним. Это стремление не ново. Хотя в прошлом смертность в любом возрасте была намного выше, чем сейчас, наши предки не менее нашего были склонны восставать против хорошо известного факта, что их физическое состояние с возрастом должно ухудшаться. Их протест выливался в форму легенд, в которых отдельные счастливчики из смертных приобретали бессмертие. При этом их самонадеянность иногда наказывалась. Так, Аврора получила в дар для Тифона бессмертие, но забыла выпросить ему вечную молодость. Кадм и его жена, имея такую же возможность, избрали более мудрый путь к бессмертию, решив стать животными, которые, как считалось, живут вечно или но крайней мере очень долго. И они были превращены в "две блестящие и старые змеи, которые когда-то были Кадмом и Гармонией".

Всегда пользовались популярностью, да и сейчас еще вводят в заблуждение ученых легенды о необычайном долголетии людей в естественных условиях, поскольку эти легенды вселяют надежду на возможность достижения нормальной продолжительности жизни. Те, кому таких легенд было недостаточно, для поднятия настроения использовали другие не менее банальные средства. Вот почему старению посвящено огромное число назидательных литературных, философских и религиозных произведений. В наше время одним из следствий такого положения является убеждение, что бороться против судьбы или против старения - грех, который неизбежно вызовет в виде возмездия различные бедствия.

Всегда, однако, находились изобретательные люди, которые не могли примириться с биологическими ограничениями и оставаться посторонними наблюдателями. С болезнями и старостью пытались бороться при помощи волшебства. С развитием медицины врачи пришли к выводу о необходимости различать эти два явления. Болезни в отличие от возрастных изменений обычно поддаются излечению, а в юности вообще часто проходят сами собой. Врачи уделяли все больше внимания лечению острых заболеваний и поражений. В отношении же старения они разделяли религиозные и фаталистические взгляды своего времени. Попытки изменить продолжительность жизни по-прежнему относились к области наполовину магических обрядов волхвов, алхимиков и знахарей. Китайские мудрецы, как сообщает Нидхем, утверждали, что достигли существенного успеха в продлении своей собственной жизни и жизни своих учеников - иногда за счет преднамеренной изоляции от мира и его опасностей, но, кроме того (и это физиологически более вероятно), при помощи системы общих и сексуальных гимнастических упражнений довольно сложного типа. Наибольшие успехи приписывались мудрецу Вей Поянгу (II в. н. э.), который, возможно, был также автором идеи о философском камне, т. е. веществе, способном превращать свинец в золото, а также предотвращать изменения, связанные со старением. Эта идея сыграла большую роль в истории науки, так как в последующие периоды европейские алхимики делили свое время между попытками превратить одни элементы в другие и попытками получить эликсир жизни. С развитием естественных наук в конце прошлого столетия такие проекты стали рассматривать как "принципиально неразрешимые проблемы". Считалось, что ими могут интересоваться лишь шарлатаны и параноики, но не серьезные ученые.

Из этих двух "принципиально неразрешимых проблем" проблема превращения элементов вырвалась далеко вперед по сравнению с проблемой борьбы со старением. Полет на Луну - другой нашумевший маловероятный проект, который лелеяли когда-то алхимики, - выглядит теперь вполне осуществимым. Исследования в области борьбы со старением в настоящее время находятся примерно в таком же состоянии, в каком находилась физическая химия, когда Беккерель впервые наблюдал явление радиоактивности. Борьба со старением перестает быть чем-то эксцентричным и постепенно превращается в область координированных исследований с применением обычных методов экспериментальной биологии. Теперь представляется очевидным, что, хотя предотвратить старение человека пока еще практически невозможно, данную проблему не следует относить к таким, например, "принципиально неразрешимым проблемам", как нахождение квадратуры круга; перед нами стоит задача с помощью планомерных экспериментов определить, чего можно достичь в этом направлении.

Само собой понятно, что решение биологических проблем связано со значительно большими трудностями, чем решение любой технической проблемы. В последнем случае проблема сводится к выполнению известных требований. Например, те требования, которые надо выполнить для осуществления космического полета, были известны по крайней мере в общих чертах 100 лет назад. Когда же речь идет о замедлении процесса старения, требования, которые надо для этого выполнить, неизвестны, и прежде всего следует их сформулировать.

Следствием привлечения философии и "подобных ей вещей" к проблеме старения явились многочисленные попытки создать общую теорию старческих изменений, приложимую ко всем многоклеточным организмам и даже к неодушевленным предметам и имеющую некий назидательный и метафизический привкус. В большинстве своем это были попытки свести старение к развитию, рассматривать его как "расплату" за многоклеточность и объяснять его гипотетическими механо-химическими изменениями в коллоидных системах или истощением, связанным с процессом размножения; были среди них и различные концепции, стремящиеся философски созерцать возрастное ухудшение здоровья и смерть.

Нелишне будет отметить, что эти теории в большей своей части основаны скорее на психологических и антропологических данных, чем на фактах, полученных путем экспериментов и наблюдений. Лишь небольшое число фактов говорит в пользу некоторых из этих теорий. "Истощение в связи с размножением", по-видимому, лежит в основе старения у рыб и моллюсков, а цветение - первейшая причина гибели монокарпических растений; однако в целом эта концепция, особенно когда ее выдвигают как всеобщую, обязана больше всего широко распространенному в человеческом обществе представлению, что половая жизнь "требует определенной платы". Сравнение изнашивания орудий труда с изнашиванием тела животных оправдано лишь в ограниченном числе случаев, когда структуры, например зубы, стираются при их употреблении и когда такой процесс ограничивает жизнь организма. Но подобные случаи обычно также обобщаются теми биологами, которые по философским, политическим или религиозным причинам обрекли себя на механицизм в интерпретации поведения человека. Утверждение, что "старение представляет собой не более чем позднюю стадию эмбрионального развития", напоминает великое открытие Бенджамена Раша, согласно которому любая болезнь является нарушением функции. Такие открытия относятся к категории игр со словами. В подобные игры играют в тех областях науки, в которых давно не появлялось ничего "принципиально нового".

Фиг. 1. Изменение смертности (на 1000 индивидуумов) с возрастом для обоих полов (США, 1939-1941). I - мужчины (смертность при рождении 52,83%); II - женщины (смертность при рождении 41,52%)

Хотя в настоящей книге не будет рассматриваться религиозная, поэтическая, метафизическая и философская литература о старении, выявление и анализ основанных на этой литературе аналогий, которые оказывали серьезное и обычно неблагоприятное влияние на рост наших знаний о процессе старения, несомненно, должны играть значительную роль в любом критическом освещении проблемы. Комментарии Фрэнсиса Бэкона, который был философским родоначальником научного метода исследования и первым последовательным английским геронтологом^* представляют собой один из лучших примеров критики влияния таких аналогий и логических приемов; на эти комментарии мы будем ссылаться без каких бы то ни было сомнений.

^* (Мне не нравится это слово, но оно, вероятно, слишком распространено, чтобы его можно было искоренить. Оно означает "изучающий стариков", а геронтология - это наука о стариках. Для науки, изучающей само старение, т. е. для предмета настоящей книги, по нашему мнению, более подошел бы термин "тератология", но на этом, по-видимому, бесполезно настаивать.)

Фиг. 2. Число выживших на 100 000 рожденных живыми (США, 1939-1941). I - негры мужчины;, II - негры женщины; III - белые мужчины; IV - белые женщины

Анализируя графики, приведенные на фиг. 1-4 и 7, легко понять, как велико практическое значение работ по биологии старения помимо тех основных сведений, которые могут дать такие работы относительно механизма клеточной дифференцировки и обновления. Успехи здравоохранения в развитых странах привели к существенному изменению формы кривой выживания, свидетельствующему об уменьшении смертности в более младших возрастных группах ("видовой возраст" человека и максимальная продолжительность жизни почти не изменились). Медицинское значение исследования природы старения сводится не столько к непосредственной перспективе эффективного вмешательства в процесс старения, сколько к тому, чтобы понять, что такое старость, без чего мы не сможем лечить связанные с "ей заболевания или смягчать ее неприятные стороны. В настоящее время болезни, связанные со старением, составляют более половины случаев в практике любого врача на Западе. Таким образом, мы производим Тифонов. Врачи постоянно обращаются к биологам за научными основами для гериатрии и обнаруживают, что их нет. Материалы, на которых такие основы могут быть созданы, на протяжении нашего века увеличивались в объеме, хотя и не очень быстро. Их количество пока еще совершенно несоразмерно со значением этой проблемы для человека.

Фиг. 3. Число выживших на 100 000 рожденных живыми (мужчины) для ряда стран. I - Британская Индия (1921-1930); II - Мексика (1930); III - Япония (1926-1930); IV - США (белые)(1900-11902); V - Италия (1930-1932) - VI - США (белые) (1929-1931); VII - США (белые) (1939-1941); VIII - Новая Зеландия (1934-1938)

В настоящее время появился ряд обзоров новейшей биологической литературы. Самые последние принадлежат Лансингу [681, 682], Биррену [102], Стрелеру [1138], Коренчевскому [626], Кэртису [1314] и Давыдовскому [1315]. Некоторые из более известных "общих теорий" очень живо рассмотрены в обзоре Медавара [792]. Литература по статистике животных популяций собрана Диви [284], а по старению беспозвоночных - Сабо [1152] и Хармсом [485]. Считаю своим приятным долгом отметить, что моя работа многим обязана этим обзорам и библиографическим сводкам Шока [1080] и Никитина [857]. Большой клинико-патологический материал о возрастном распределении различных болезней у человека и об изменении веса различных органов на протяжении жизни был собран Бюргером [164]. Другие обзоры, посвященные специальным вопросам, будут упомянуты в соответствующих разделах книги. Старение растений в ней обсуждаться не будет: эта проблема достаточно хорошо освещена в других работах [260, 500, 703].

Фиг. 4. Распределение случаев смерти по возрастам в группе из 100 000 мужчин, рожденных живыми (США, 1939-1941)

Термин "старение", вероятно, лучше всего рассматривать как общее обозначение группы явлений, которые приводят к уменьшению продолжительности предстоящей жизни с возрастом. При таком подходе старение нельзя назвать "главным", "эндогенным", "генерализованным" процессом, и любые попытки отыскать на клеточном уровне какое-либо одно свойство, которое объяснило бы все случаи подобных изменений, следует, вероятно, признать малообоснованными. Важно и желательно выявить истоки таких общих теорий, которые в большой степени обязаны своим происхождением, с одной стороны, фольклору, а с другой - эмоциональности авторов. Деморализующее влияние проблемы старения даже на биологов самых выдающихся способностей и критического ума хорошо иллюстрируется следующей цитатой из Пёрла [907], основоположника исследований по статистике продолжительности жизни животных.

"Соматическая смерть у многоклеточных - это просто плата за привилегию обладать более высокой специализацией структуры и функции, которая возникла как побочный продукт в процессе осуществления основной задачи живых существ - поддержания непрерывности никогда не гаснущего огня самой жизни".

Уортин [1246], чьи настойчивые утверждения относительно "принципиальной невозможности" изменить темпы старения у человека в настоящее время или когда-либо в будущем сделаны в мистическом тоне и опрометчивы, как и всякие подобные предсказания, пишет следующее:

"Мы живем лишь для создания новой машины несколько более совершенной модели, чем наша собственная, новой жизненной машины, которая каким-то неясным нам способом будет способствовать процессу эволюции видов как-то более эффективно, чем это смогли бы сделать мы, если бы были бессмертными. Вселенная по самой своей природе требует смертности для индивидуума, если вид должен достичь бессмертия за счет способности справляться с изменяющейся во времени средой. Совершенно очевидно, что в общей схеме бессмертного процесса жизни инволюция представляет собой столь же важное биологическое свойство, как и эволюция. Ее процессы столь же физиологичны, как процессы роста. Следовательно, она присуща самой клетке и является внутренним наследственным свойством зародышевой плазмы; и нет оснований считать инволюцию процессом патологическим. Ее точный химико-физический механизм мы сможем понять лишь тогда, когда познаем природу накопления и высвобождения энергии в клетке. Следовательно, мы можем сказать, что старение - общая инволюция, обусловленная главным образом постепенным уменьшением запаса энергии, начинающимся с момента оплодотворения, и что оно зависит от потенциального осуществления функций данным организмом. Бессмертие зародышевой плазмы основывается на обновлении энергетических запасов из поколения в поколение".

Этот отрывок в высшей степени типичен для всех прежних и новых работ по старению. В биологии мало областей, в которых подобные обобщения так долго считались бы респектабельным выражением научной мысли.

Таким образом, чем более старательными были попытки описать старение в общих математических терминах, тем менее удачными они оказывались по существу. Одно из самых знаменитых вторжений метафизики в биологию состояло в постулировании понятия особого "биологического времени"; сущность этого понятия лучше всего изложена его крестным отцом, Леконтом дю Нойи [868]:

"Когда мы рассматриваем звездное время как канву, на которой протекает наше существование, мы замечаем, что время, требуемое для совершения некоторой определенной единицы восстановленной физиологической работы, приблизительно в четыре раза больше в пятидесятилетием возрасте, чем в десятилетнем. Следовательно, все совершается так, как если бы звездное время текло в четыре раза быстрее для человека пятидесяти лет, чем для ребенка десяти лет. Между тем ясно, что с психологической точки зрения ребенок за год переживает гораздо больше событий, чем пожилой человек. Поэтому ребенку год кажется длиннее... Таким образом, мы обнаруживаем, что, когда в качестве единицы сравнения мы берем физиологическое время, течение физического времени перестает быть равномерным. Это утверждение, если понимать его буквально, вызывает возражение. Но... выражение "время течет"... абсолютно ложно и не соответствует действительности. Когда... мы говорим, что течение физического времени, измеряемое в единицах нашего физиологического времени, неравномерно, это просто означает, что оно не кажется равномерным... В настоящее время можно лишь сказать, что наш грубый язык по недостатку соответствующих слов переводит наши знания в неправильные, неподходящие выражения, такие, как "есть два вида времени" или "физиологическое время не течет равномерно подобно физическому времени"... Мы не должны вводить сами себя в заблуждение этими словами и т. д...."?

Вызывает изумление, как много различных биологов говорили впоследствии с явным одобрением о неком особом "биологическом" времени. Даже теперь бессмыслицу почти всех тельяровых соотношений Рейхенбах и Мазер [970] приписали тому же самому обстоятельству. Для алкоголика, который время от времени прикладывается к бутылке, существует своя собственная "алкогольная шкала времени", определяемая скоростью опустошения бутылки; поэтому для него "звездное" время будет изменяться неравномерно. Однако изменения в скорости едва ли представляют собой оккультное или даже просто неизвестное явление. Подобно своим предшественникам, дю Нойи [868] впал в банальность и пришел к метафизической концепции.

Почти в любой другой важной области биологии, кроме биологии старения, можно представить основные теории в виде исторического обзора и показать непрерывный прогресс от большого числа предположений к одной или двум в высшей степени вероятным основным гипотезам. Применительно к старению это просто невыгодно делать. Общие теории, касающиеся его природы и причин, выдвинутые со времен Аристотеля до наших дней, распадаются на ряд групп и могут быть почти поровну поделены на теории фундаменталистские, которые объясняют старение в целом или рассматривают его как неотъемлемое свойство живой материи или клеток многоклеточных организмов, и эпифеномеиалистские, которые относят его к частным физиологическим системам или условиям. Таким образом, они довольно равномерно распределяются по разным категориям идолов Бэкона. Удивительное свойство этих теорий заключается в том, что они или совершенно не имеют исторического развития, или это развитие у них весьма незначительно. Их гораздо легче представить в виде списка, чем в виде процесса развития научного сознания. К фундаменталистской группе принадлежат в первую очередь все теории, которые предполагают изнашивание клеток (Abnutzungstheorie), не вдаваясь в дальнейшие подробности [907, 1246, 1250] химико-механического разрушения клеточных коллоидов [71, 88, 292, 397, 619, 704, 763, 764, 1023, 1024, 1148, 1149], а также патологические или гистологические варианты тех теорий, которые рассматривают старение как изменение, присущее специализированным тканям: нервной ткани [42, 834-837, 977, 1234], ткани эндокринных желез [313, 345, 403, 723, 889] (здесь приводятся лишь немногие из огромного числа работ, в которых обсуждается, устанавливается или предполагается эндокринная природа старения у млекопитающих), ткани сосудистой системы [288] или даже соединительной ткани [118]. К эпифеноменалистской группе принадлежат теории токсикоза, вызываемого продуктами жизнедеятельности кишечных бактерий [724, 800-802], накоплением "метаплазмы" или метаболитов [502, 574, 589, 677, 818, 820, 835], действием силы тяжести [271], накоплением тяжелой воды [462] и повреждающим действием космических лучей [658]. Имеются также общие теории развития, которые делают основной упор на неразрывную связь старения с морфогенезом [48, 199, 286, 1011, 1246] или на действие аристотелевой энтелехии [164, 306]; метаболические теории, вводящие в определение продолжительности жизни понятие фиксированного количества реакций или отношения скорость/количество [718, 907, 989, 1014] и достижения критического соотношения объем/поверхность [835]; теории истощения, связывающие старение с размножением [881]; наконец, имеется важная группа теорий, которая связывает старение с прекращением роста тела [97, 143, 181, 678, 679, 681, 810]. Большая часть старых теорий рассмотрена на фоне дришевского неовитализма в учебнике Бюргера [164], а в историческом плане - Грмеком [440]. Книга Эрнеста [328], о которой не известно, когда она была издана, по-видимому, не обратила на себя внимания при своем первом появлении.

Фрэнсис Бэкон, исследовав у животных соотношение между продолжительностью жизни, скоростью роста, размерами тела и длительностью беременности, пришел к выводу, что имеющихся факторов, к сожалению, недостаточно для создания общей теории. Этот вывод остается справедливым практически для всех цитированных примеров, однако последующие исследователи не были столь самокритичны, как Бэкон. Почти все эти теории, судя по литературным данным, продолжают в какой-то степени влиять на биологическое мышление: одни из них (частично или даже в основном) получили в дальнейшем подтверждение путем соответствующего подбора примеров. Другие уже в момент своего возникновения не выдерживали критического анализа в свете известных данных о поведении клеток, о различиях в продолжительности жизни и скорости старения у животных со сходными размерами тела, характером дифференцировки тканей и физиологической организацией. Сравнительно немногие из этих теорий подкрепляются сколько-нибудь значительным числом основательных экспериментов. Придумыванием общих теорий старения занимались способные люди на протяжении многих лет главным образом в свободное от лабораторных исследований время. Будет правильным допустить, что почти все механизмы, которые теоретически могли бы участвовать в процессе старения, уже рассмотрены, и если мы хотим понять, что же в действительности происходит в данном стареющем организме, то мы должны сочетать общие наблюдения с проведением экспериментов на животных по специально разработанному плану.

Основные теории старения будут рассмотрены в дальнейшем. Они превосходно разобраны Липшутцем [716] в 1915 г. и с тех пор мало изменились. Некоторые из них, однако, следует изложить здесь более детально - либо потому, что они до сего времени сохранили свое значение, либо потому, что, несмотря на всю свою несостоятельность, они продолжают оказывать значительное влияние на взгляды ученых.

Из всех теорий второго рода наибольшее влияние в XIX в. оказала, вероятно, теория Вейсмана, которая непосредственно вытекала из его представления о различии между зародышевой плазмой и сомой. Вейсмаи считал старение свойством, присущим лишь собственно многоклеточным животным, а не живой материи, так как ему не удалось обнаружить старения у простейших и у других одноклеточных организмов. По мнению Вейсмана, эволюция старения шла параллельно с эволюцией сомы как особого целого, и старение является продуктом естественного отбора, возникнув подобно всем мутациям случайно и сохранившись как весьма выгодная адаптация, поскольку "неограниченная продолжительность жизни индивидуума была бы бессмысленной роскошью". "Смерть" с этой точки зрения "существует потому, что истощенная ткань не может вечно обновлять себя... Изношенные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, так как они занимают место здоровых" [1250]. В этом аргументе содержится как допущение того, что еще предстоит доказать, а именно что жизненность индивидуума с возрастом уменьшается, так и отрицание собственной предпосылки, предполагающей, что изношенные индивидуумы угрожают существованию молодых. Этот аргумент имеет, однако, то преимущество, что основывается на эволюционной теории, а это, как мы увидим в дальнейшем, единственный тип теорий, который в настоящее время, по-видимому, способен дать общее объяснение возникновению старения у всех групп, где оно существует. Представление о неизбежности необратимого старения соматических клеток было отвергнуто в начале нашего века в результате исследований Чайльда [196], проведенных на планариях, и Карреля [180] - на культурах тканей. Однако допущение, что все высшие многоклеточные должны ex hypothesi претерпевать старение, изживается с трудом. Ложная аргументация, основанная на отборе, была повторена даже в 1937 г. [799, 800].

Значительное число метаболических теорий исходило из обратной зависимости между продолжительностью жизни и "темпом жизни". Рубнер [1014] на основе калориметрических экспериментов рассчитал, что у целого ряда животных количество энергии, требуемое для удвоения веса тела в процессе роста, приблизительно одинаково. Количество энергии, требуемое для поддержания обмена веществ на определенном уровне, на единицу веса у взрослых особей также приблизительно одинаково у разных видов. На основании этих энергетических соотношений Рубнер сделал вывод, что старение, возможно, представляет собой завершение одной частной системы химических реакций, зависящее от траты фиксированного количества общей энергии. Рубнер был вынужден установить специальную категорию для человека, поскольку его потребность в энергии, как было найдено, значительно выше, чем у лабораторных или домашних животных. Лёб [718] предпринял попытку выяснить, действительно ли температурный коэффициент этой гипотетической реакции идентичен температурному коэффициенту общей скорости развития. Работая с яйцами иглокожих при разной температуре и считая вылупление показателем "старения", если только это слово можно применить в столь специальном случае, он сделал вывод, что оба процесса имеют различные температурные коэффициенты. Эта работа имеет очень большое значение, так как ее предпосылки были использованы и в более поздних исследованиях, в которых ряд авторов, исходя из формы и математического выражения кривой роста, обосновывал весьма сходные выводы относительно связи роста и старения с "мономолекулярными аутокаталитическими реакциями". Как отметил д'Арси Томпсон, сходным образом можно доказать "аутокаталитический" характер роста человеческой популяции. Действительно, кривые, построенные на биологическом материале, могут служить для обоснования почти любой гипотезы такого рода.

Следует немного сказать и о различных токсических или патологических теориях старения млекопитающих. Бесконечно долго шла бесплодная дискуссия о том, в какой степени можно отделить понятие старения как болезни (senectus ipsa morbus) от патологического и физиологического старения.

Наиболее разумным сторонником подобного резкого разделения в настоящее время является Коренчевский [626]. Непрерывно проводимая им пропаганда необходимости более тщательных исследований старения позволяет считать его если не отцом современной геронтологии, то по крайней мере ее повивальной бабкой. В теории Коренчевского указанное разделение имеет главным образом практический смысл, поскольку он полагает, что патология может поддаваться лечению, тогда как "собственно" старение-нет. Его работы мало способствуют пониманию причины лежащей в основе старения потери энергии и концентрируют внимание скорее на эндокринных осложнениях. По сути дела следует принимать во внимание пять исторически важных теорий или групп наблюдений: высказывание Вейсмана, что старение возникло в процессе эволюции, а не представляет собой свойство. присущее клеточному веществу вообще; работу Пёрла [907], проводящего концепцию "скорости роста", согласно которой факторы, замедляющие развитие или снижающие метаболизм, у многих организмов предотвращают или задерживают старение; работы Майнота [810, 811], наиболее важные результаты которых состоят в установлении связи между старением и замедлением роста и в утверждении относительно непрерывного и постепенного характера старения и его неразрывной связи с морфогенезом; экспериментальные исследования Чайльда [196], который показал, что у планарий дифференцировка клеток и "старение" обратимы, и Карреля [180], выявившего, что клетки некоторых тканей, взятые от взрослых животных, могут in vitro размножаться неопределенно долго; наконец, теории Биддера [97].

Майнот считал, что старение есть прямое следствие дифференцировки клеток, что дифференцированные клетки из-за изменений, происшедших главным образом в цитоплазме во время морфогенеза, становятся неспособными ни к росту, ни к восстановлению. Он полагал, что отрицательное ускорение видового роста у самых различных организмов и старение представляют собой результат этой дифференцировки, причем первое служит мерой второго. Из этого следует, что скорость старения, определяемая таким образом, должна быть по существу наиболее высокой в эмбриональном периоде и в детстве, когда скорость дифференцировки наибольшая. Многие воззрения Майнота, например его мысль о необратимости дифференцировки клеток, впоследствии вновь высказанная Уортином [1246], и концепция неспособности дифференцированных клеток к росту и неизбежного увеличения склонности к старению в последовательных поколениях клеток, в настоящее время либо опровергнуты, либо по крайней мере оспариваются. Однако два важных положения из его работ сохранили свое значение до наших дней: это постепенность процесса старения, связанного с морфогенезом, и связь этого процесса с замедлением роста. Используя замедление роста и скорость дифференцировки как непосредственную меру старения, Майнот пришел к выводу, что наибольший темп старения наблюдается у плода, а наименьший у взрослых организмов. Это представление воспринято многими учеными. Его ценность зависит от того, принимаем ли мы данное Майнотом определение старения; если же старение рассматривать как возрастное ухудшение способности организма к сопротивлению, что мы и будем делать, то это представление найдет лишь ограниченное применение.

Значительно более важный вопрос, который со времен Рея Ланкастера (1870) в литературе не обсуждался и состоит в кажущемся отсутствии старения у рыб, вновь был поднят Биддером [97]. За исключением Мечникова [801, 802], пытавшегося связать продолжительность жизни со строением пищеварительного тракта, почти все биологи-теоретики принимали, что старение свойственно всем позвоночным. Вероятно, это так и есть, но если это не так, общие теории старения, опирающиеся на допущения о дифференцировке тканей и незаменимости нейронов и других подобных систем, явно теряют свою обоснованность. Биддер отметил, что существуют отдельные низшие позвоночные, в отношении которых нет никаких оснований допускать увеличение смертности с возрастом, если не считать несущественного повышения ее за счет накопления случайных повреждений. Он высказал предположение, что у позвоночных старение представляет собой коррелят эволюции детерминированного роста и конечных абсолютных размеров. Биддер рассматривал детерминированные размеры тела как свойство, возникшее в результате выхода позвоночных на сушу. В качестве примеров он привел целый ряд рыб, у которых продолжительность жизни, способность к росту и общая жизненность сохраняются неизменными, по-видимому, неопределенно долгое время [96]. Аргументы Биддера очень важны, и их следует привести полностью:

"Деревья-гиганты и гигантские экземпляры, находимые иногда среди низших животных (губки) или рыб (камбала), наконец, клеточные культуры (клетки парамеций или тканей куриного эмбриона) - все это свидетельство того, что неограниченный рост в природе существует. Галилей доказал фатальность неограниченного роста для быстро передвигающихся наземных животных; появление быстро передвигающихся млекопитающих и птиц было невозможно до тех пор, пока у их предков не развился механизм поддержания видовых размеров тела в таких пределах, которые обеспечивают максимальную эффективность движения. Даже если бы не было данных о непрерывно растущих организмах, мы не вправе были бы допустить, что строгая адекватность видовых размеров, характерная для всех быстро передвигающихся животных (наземных и обитающих в воздушной среде), объясняется "старческим" затуханием зиготного импульса к делению и росту. Адекватность видовых размеров, вероятно, наиболее важна для птиц, у которых, как и у самолета, размеры и форма определяются назначением (способность к полету). Людям легче всего понять это явление на себе. Только в силу привычки мы не удивляемся тому, что так редко встречаем людей, рост которых значительно (более чем на 20%) отличается от средних величин. Аномальный рост является редкостью среди людей самых различных рас, живших в разные эпохи. Присущее людям строгое соответствие между ростом и весом, по-видимому, связано с вертикальным положением тела и служит приспособительным механизмом для бега.

Адекватность размеров могла быть достигнута благодаря развитию некоего механизма, прекращающего естественный рост тотчас по достижении размера, характерного для вида. Этот механизм лучше называть регулятором, избегая слова "ингибитор", чтобы не придавать понятию физиологический смысл. Хотя мы решительно ничего не знаем о природе этого регулятора, о его влиянии свидетельствуют антропометрические данные: уменьшение скорости роста от максимальной, характерной для периода полового созревания, до полного прекращения в возрасте 20 лет. Непрекращающееся деление клеток цыпленка в среде, содержащей плазму эмбриона (по Каррелю), и остановка деления in vivo свидетельствуют о гуморальном механизме действия регулятора.

Я высказал предположение, что старение связано с продолжающимся действием регулятора после прекращения роста. Функция регулятора способствует благополучию вида. В возрасте между 18 и 00 годами рост индивидуума изменяется не более чем на 2 см; в период от 20 до 27 лет он увеличивается на 2 см, после 40 лет он начинает постепенно уменьшаться всего на 1 см.

Если первобытный человек в возрасте 18 лет производил на свет сына, то к 37 годам вид в нем больше не нуждался, так как его сын к этому времени уже умел сам охотиться и обеспечивать пищей своих детей. Наступавшие позже возрастные изменения тканей (хряща, мышечных и нервных клеток), которые мы относим к процессам старения, не имели значения для выживания вида. В соответствии с этим регуляция роста обеспечила оптимальное физическое развитие в период между 20 и 40 годами. Последующие изменения в росте были практически безразличны для расы; в то время пи один человек никогда не доживал до 60 лет, впрочем, это и не имело значения для вида до тех пор, пока развитие речи не приобрело такого значения в оснащении вида, что человек, который не мог уже ни сражаться, ни охотиться, становился полезен своим опытом. Этот "отрицательный" рост не следует считать проявлением слабости, присущей протоплазме или характерной для клеток, имеющих ядра. Он представляет собой второстепенный побочный продукт действия регулирующего механизма, необходимого для выживания быстро движущихся наземных животных, - механизма, развивавшегося под влиянием отбора и выживания, подобно тому как развились сочленения в конечностях млекопитающих" [87].

Теория Биддера, помимо того что подняла вопрос о старении как о явлении, лежащем вне "программы", которая навязывается естественным отбором, выдвигает очень важное положение о возможности существования двух категорий позвоночных: 1) тех, которые имеют фиксированную продолжительность жизни подобно млекопитающим, и 2) тех, у которых продолжительность жизни не фиксирована. С теоретической точки зрения установление правильности или ложности этого предположения может стать ключевой проблемой в выяснении причины старения у млекопитающих, поскольку выявление того факта, что старение не обязательно характерно для всех позвоночных, вызовет ниспровержение почти всех основных существующих теорий старения. Это может казаться простым вопросом, но по причинам, изложенным ниже, чрезвычайно трудно четко выявить правильность того или иного положения.

Теория Биддера знаменует собой последнюю серьезную попытку создать гипотезу старения позвоночных, сделанную до вторжения в эту область физиков, которое произошло после открытия ускорения старения под влиянием излучения. Стохастические теории будут рассмотрены ниже. Помимо них, никаких новых представлений об общей биологии старения со времени публикации работ Биддера не выдвигалось, хотя эволюционные основы старения подвергались обсуждению [463, 793, 1138, 1139]. Падепие интереса к абстрактным рассуждениям о старости, вероятно, само по себе служит хорошим предзнаменованием для исследований. Многие из ранее опубликованных материалов вполне подтверждают точку зрения Бэкона, что такой "метод открытий и доказательств, при котором сперва устанавливаются общие принципы, а затем с их помощью испытываются и проверяются аксиомы, является источником ошибок и проклятием всей науки".