От испанки до COVID-19. Хроники нападений вирусов - Валерий Новоселов

Организм здорового человека довольно быстро адаптируется к изменениям погоды и климата.

Биогеронтологи говорят приблизительно следующее: все равно, от чего умер человек в старости, смертность просто раскладывается по причинам. Это значит, что если человек не умер от одного заболевания сегодня, то он умрет от другого уже завтра. Таким образом, биологи, физики и химики больше говорят не о конкретной причине смерти, а о неизбежности упадка жизнеспособности, — а какое заболевание приведет к смерти, организму неважно. Как говорил один из великих геронтологов нашего времени В. В. Фролькис: «Старение только подводит человека к пропасти, куда сбрасывают его болезни» (167).

Таков подход к проблеме старения с точки зрения теории надежности биологических систем. Проблема надежности биологических систем была впервые поставлена в СССР, в работах Д. М. Гродзинского, его учеников и последователей. В 1978 году при Научном совете по кибернетике АН СССР была создана специальная комиссия по этому вопросу. Старость определялась как итоговый результат многоуровневого износа организма.

Идейным создателем такого подхода стал сотрудник Института проблем химической физики РАН В. К. Кольтовер. Разработана уникальная концепция детерминированной надежности биосистем, согласно которой основной причиной старения служит генетически запрограммированный дефицит надежности функциональных элементов всех уровней организма. При этом высокая системная надежность обеспечивается профилактическими мерами, а именно своевременным обновлением функциональных элементов. Оно происходит под контролем управляющих элементов высшего иерархического уровня организма, предположительно — особых клеток гипоталамуса. Однако надежность управляющих элементов тоже ограничена и генетически недостаточна. А это значит, что старение организма — неизбежное следствие генетически запрограммированных ограничений (дефицита) системной надежности. Стохастическим механизмом реализации этой программы служит свободнорадикальный редокс-таймер, локализованный в специализированных клетках центральной нервной системы.

«Первая моя работа по надежности биосистем, — вспоминает В. К. Кольтовер, — была опубликована в сборнике материалов Каневской конференции (168). — Затем была статья в Докладах Академии наук СССР, которая называлась «Восстановление клеток от лучевых повреждений с помощью антиоксидантов и надежность биологических систем» (169), представленная академиком Н. М. Эмануэлем, и статья «Надежность ферментативной защиты клетки от супероксидных радикалов и старение» (170), представленная академиком Н. Н. Семеновым, лауреатом Нобелевской премии по химии, директором Института химической физики АН СССР».

Сегодня теория надежности биологических систем (171), (172), (173), (174), (175), (176), (177) определенно служит методологией для биогеронтологов, занятых изучением механизмов старения и поиском путей продления жизни. Фактически снижение надежности систем организма с точки зрения физика — это почти слепок с подхода физиологов и патофизиологов к нарушению с возрастом сложнейших механизмов адаптации и гомеостаза, включая иммунитет.

Также существует другой важный вопрос: высокая смертность врачей и медицинского персонала, работающих в «красных» зонах с коронавирусной болезнью. Да, сами врачи не отличаются завидным здоровьем и, по моему мнению, живут даже меньше, чем их пациенты. И причина тут не только в том, что врачи — такие же люди, болеют теми же болезнями, что и их пациенты, но и часто скрывают свои заболевания, обращаясь к коллегам за помощью и лечением. А возможно, что тут стоит вопрос нарушения гомеостатических механизмов организма, который погружен в условия, меняющие его теплорегуляцию, когда на него надевают противочумный костюм.

По неофициальным данным, на 20 июня в России умерло до 500 медицинских работников (включая волонтеров), оказывающих помощь пациентам с COVID-19.

Жизнь человека циклична: родился, женился, а далее — как получится. Нет, вернее, жизнь представляет собой сумму циклов, жизнь — это и есть одни лишь процессы, которые протекают по кругу. И тут важно также и слово «текут», обозначающее перемещение по жизни.

Циклов много, например, смена сна и бодрствования, менструальный цикл или цикл Кребса. Наше внешнее дыхание — тоже цикл, очень сложный процесс общения организма со средой обитания.

Для этого перемещения по жизни мы используем парус. Огромный парус нашей жизни — это легкие, площадь которых 14–16 раз в минуту становится то 40 кв. м., то 120. Только представьте площадь однокомнатной квартиры, которая становится за секунду-другую как пятикомнатная, и так много раз за сутки, месяцы и годы. При жизни длиной 80 лет это почти 700 млн вдохов и выдохов.

Молекулы кислорода, которые захватывает этот парус, — это важнейшая основа для нашей жизни, которая нужна, чтобы получить энергетическую валюту на энергетических станциях — митохондриях. Именно поэтому физиологические реакции на колебания кислорода имеют решающее значение в течение всей жизни человека.

Исследование «молекулярных переключателей, которые действуют в клетках в условиях гипоксии», в 2019 году было отмечено Нобелевской премией по медицине и физиологии. Этот факт подчеркивает глобальность открытия. Награда присуждена Уильяму Келину, Петеру Ратклиффу и Греггу Семензе, которые обнаружили, как клетки могут адаптироваться к изменению уровня кислорода. Ученые определили конкретные молекулярные механизмы, которые регулируют активность генов в ответ на различные уровни кислорода. Это эритропоэтин, факторы, индуцированные гипоксией (HIF) и ген фон Гиппеля — Линдау (VHL).

Сигнальные молекулы гетеродимеров HIFs были открыты Семензой еще в далеком 1995 году. Индуцируемые гипоксией факторы (HIFs) действуют как главные регуляторы путей, участвующих в гликолизе, эритропоэзе, ангиогенезе, пролиферации клеток и даже в деятельности стволовых клеток.