Бактерии на службе активного долголетия

Введение

Вопросы долголетия издавна интересовали человечество. Этот интерес особенно усилился в последние годы в какой-то мере в связи с повышением интеллекта и падением рождаемости в цивилизованных странах. Жизнь человеку дается только один раз, она не повторяется, поэтому закономерно стремление людей использовать все возможности для ее продления, тем более что механизмы, заложенные в геноме, нацелены на длительный срок (по некоторым представлениям до и свыше 150 лет). При этом важно на протяжении всего жизненного пути сохранять хорошее здоровье, чтобы полноценно использовать свои способности на благо общества, и, самое главное, – не быть ему в тягость из-за различных, серьезных заболеваний, требующих постоянного ухода со стороны. Сейчас многие ученые мира занимаются решением этих проблем, в том числе с привлечением данных о строении генома человека и новых научных направлений – метаболомики, метагеномики, эпигенетики и др.

Настоящая монография состоит из двух больших смысловых частей. Первая посвящена описанию основных положений геронтологии и условий, способствующих продлению активной жизни людей. Из примеров долгожительства, встречающихся в различных регионах, следует, что долголетие во многом зависит от самого человека, от его, так называемого, здорового образа жизни (ЗОЖ), который в основном включает активную деятельность, правильное питание и исключение вредных для здоровья привычек.

Кроме того, на здоровье современного человека, безусловно, оказывают большое влияние социальные условия жизни, которые должно создавать и контролировать государство. Сюда можно отнести обеспечение населения необходимым и доступным набором полноценных продуктов питания, всестороннее и качественное бесплатное медицинское обслуживание, а также создание антистрессовой, психологически спокойной ситуации и безвредной экологической среды обитания. Важность решения этих социально-экологических проблем подчеркивается принятием Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в конце прошлого столетия стратегической программы «Здоровье для всех». В рамках этой прграммы в России также осуществляются проекты под названием «Здоровье города» и «Качество жизни. Здоровье», хотя по сравнению с европейскими странами их результаты не слишком утешительны. Так, если, в качестве примера взять Италию, то там средняя продолжительность жизни составляет 78,4 года для мужчин и 84 года – для женщин, в то время как у нас – всего лишь около 59-64 и 73 лет соответственно.

Интенсивное развитие экономики и промышленности привели к глобальному загрязнению окружающей среды, пагубно влияющему на здоровье людей. Выход заключается во внедрении совершенных технологий, с одной стороны, препятствующих дальнейшему экологическому загрязнению, а с другой, – способствующих устранению вредных веществ, неспособных саморазлагаться. Возможно, с первого взгляда покажется парадоксальным, что одним из важных способов освобождения окружающей среды от загрязнений может оказаться использование жизнедеятельности бактерий, о большинстве которых с момента их открытия сложилось впечатление как о вредных носителях разнообразных инфекционных заболеваний. Тем не менее, в наше время активно ведутся поиски и селекция микробов, способных утилизировать замусорившие природу загрязнители как искусственного, так и естественного происхождения, а также используемых в создании новых лекарственных препаратов. И уже достигнуты определенные успехи в стремлении заставить работать бактерии на службе здоровью человека.

Наше внимание было обращено на катастрофическое состояние почв и питьевой воды как важных аспектов перечня социальных составляющих. Этому посвящены разделы второй части монографии, сосредоточенной на использовании полезных для человека бактерий. Учитывая почти повсеместную загрязненность почвы пестицидами и нефтепродуктами, показана возможность ее очистки с помощью микроорганизмов-деструкторов, что очень важно для развития качественного растениеводства.

Еще более существенным является снабжение населения для поддержания его здоровья главнейшим продуктом питания – чистой питьевой водой. Так, например, в США создана программа достижения среднего уровня жизни людей в стране до 100 лет, как предполагается, преимущественно, за счет повышения именно качества питьевой воды. И в этом случае на помощь человеку могут придти бактерии, которые считаются наилучшими биотестами при надзоре за качеством воды. Нами описана роль специально отобранных бактериальных штаммов в определении степени загрязненности воды. Разработанный нами способ биотестирования рекомендуется для контроля безвредности питьевой воды различного происхождения: водопроводной, дистиллированной, родниковой и бутилированной. И, наконец, отдельный раздел посвящен описанию значения разнообразных бактериальных препаратов – пробиотиков в оздоровлении и продлении жизни человека. Наш институт относится к числу первых учреждений, начавших заниматься в нашей стране приготовлением и совершенствованием этих нормализующих микрофлору организма биопрепаратов. Эти работы успешно проводятся и в настоящее время.

В книге, наряду с результатами собственных исследований, широко использованы публикации последних лет как чисто научного направления, так и общественно-просветительского характера, посвященные здоровому образу жизни и активному долголетию. Это позволило осветить проблему динамично, используя не только установившиеся положения, но и сугубо новые предложения с включением биотехнологических разработок и оригинальных способов продления молодости и поддержания многолетней активной старости.

Цель нашей книги – призыв к активному здоровому образу жизни в современных осложненных условиях существования с использованием новейших достижений науки и практики.

Я никогда не знал, что

старость может быть

такой привлекательной

Л. Н. Толстой

Часть I. Слагаемые активного долголетия

Глава 1. Основные положения геронтологии

1.1. Геронтология как наука

Геронтология (гр. Gerontos – старец) – отрасль медикобиологической науки, изучающей явления старения организмов. Ее частью является раздел медицины гериатрия, занимающаяся изучением заболеваний старческого возраста и их особенностей, а также разработкой методов предупреждения и лечения этих болезней.

Основателем современной геронтологии как науки является наш соотечественник Илья Ильич Мечников, который более 100 лет тому назад, фактически первым попытался подойти к разгадке «тайны старения» с научно-практической точки зрения. Будучи крупным физиологом того времени, он пришел к выводу, что старость нужно рассматривать болезнью, «которую надо лечить, как всякую другую». Старение ткани и ее истощение, вызванное болезнью, неразличимы – таков был главный итог мечниковских размышлений, направленных на отыскание характерных примет старости.

Большим достижением И.И. Мечникова является выдвинутая им концепция оздоровления человека и замедления процессов старения путем включения в рацион питания продуктов, обогащенных молочнокислыми бактериями. Согласно этой концепции продолжительность жизни людей можно значительно увеличить путем вытеснения гнилостной и патогенной микрофлоры кишечника, отравляющей организм токсическими метаболитами, с помощью антагонистически активных микроорганизмов типа лактобацилл (см. раздел о пробиотиках).

Идея нарастающего с возрастом самоотравления организма, выдвинутая И. И. Мечниковым, не только не изжила себя, но находит все новые подтверждения, и дальнейшее развитие на современном уровне, включая молекулярно-биологические и генетические исследования.

Старение особенно сейчас является одной из актуальных задач для ученых-исследователей, пытающихся понять, что же является причиной происходящего с годами разрушения организма. Ведь сам по себе он представляет безупречную самовосстанавливающуюся систему, в которой есть все, чтобы обеспечить долгую жизнь на столько, на сколько это запрограммировано в его наследственной субстанции (ДНК, геноме). До сих пор признается, что желудочно-кишечный тракт – исходная основа нашего здоровья.

Однако в последние годы устанавливается все большее значение других систем в организме и в первую очередь кровеносной, которая поставляет ко всем органам питательные вещества и кислород.

Тем не менее, взгляды на причины старения постоянно меняются. За последние десятилетия было выдвинуто и опровергнуто несколько сотен разных теорий старения, некоторые из которых придерживаются диаметрально противоположных точек зрения (см. разделы 7.1-7.5 гл. 7). Нет единого мнения даже по поводу того, когда человек начинает стареть. Одни считают, что уже с момента рождения запускается этот процесс; другие – что старение начинается достаточно поздно – с 60-70 лет, но все-таки большинство склоняется к тому, что сдвиги в организме в сторону старения наступают после прекращения роста – с 20-25 лет. Изменяются и классификации возрастных групп. Наиболее детализованная классификация, на которую ориентируются отечественные ученые, разделяет людей различного возраста через равные промежутки времени:

0 – 15 лет – детство, отрочество,

16 – 30 лет – юность, молодость,

30 – 45 лет – жизненно-активные годы,

46 – 60 лет – зрелые годы,

61 – 75 лет – пожилой возраст,

76 – 90 лет – старческий возраст,

с 91 года и выше – долгожительство.

В одной из последних классификаций две последние возрастные группы объединяются в одну – группу долгожителей с дальнейшим подразделением на «молодых» долгожителей – с 75 до 89 года и «старых» долгожителей – с 90 и более лет.

Каждый организм со временем стареет – таков закон природы. Этот естественный процесс у человека начинает прослеживаться уже после 25 лет жизни. У большинства людей пассивно к 30 годам появляются первые морщинки вокруг глаз, редеют волосы и образуются небольшие залысенки. После 40 лет снижается сердечная и половая активность; появляются первые признаки возрастной дальнозоркости, и начинает ощущаться при чтении потребность в очках. При приближении к 50-летнему возрасту у женщин наступает климактерический период, у мужчин также снижается выработка полового гормона. У тех и других постепенно уменьшается потребность в калориях. Это влечет за собой увеличение веса за счет отложения жира в противовес ослаблению мышц. К тому же снижается способность к усвоению кислорода и как следствие ухудшается кровоснабжение различных органов.

После 60-70 лет начинаются проблемы с кратковременной памятью, с забывчивостью по мелочам и вообще со снижением защитных сил организма. Это связано с ухудшением состояния почти всех органов: в среднем на четверть снижается костная масса (остеопороз), мышечная сила, вместимость легких, почечная функция, сердечная активность; повышается с годами только уровень холестерина, ведущий к известкованию сосудов (атеросклероз, гипертензия) и нередко уровень глюкозы в крови (диабет).

В процессе дискутирования остается вопрос относительно роли факторов, влияющих на продолжительность жизни и активное долголетие: генетических, географических, климатических, экономических, социальных, экологических и др. Так, по словам британского ученого Обри де Грея, возглавлявшего программу «Стратегия для достижения нулевого старения», можно замедлить процесс старения человека, максимально исключив воздействие на него различных вредных факторов, причем с самого раннего возраста. Теоретически клетка способна делиться бесконечно, порождая все новые и новые клетки. В молодости так и происходит: все органы и ткани непрерывно «омолаживаются» новорожденными клетками, сохраняя образцовую работоспособность. Однако со временем процесс клеточного деления замедляется, износившиеся клеточные структуры отказываются слаженно функционировать, наступает старость. Попытки разгадать причины старения и их преодолеть пока не увенчались успехом.

Сравнительно недавно на этот процесс пролит свет на генном уровне Нобелевскитми лауреатами 2009 года: американскими учеными Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдером, Джеком Шостаком (см. раздел 8.1). Смысл их открытия заключается в доказательстве, что причина гибели клеток заложена в молекуле ДНК, в хромосоме, длина которой со временем уменьшается на отдельных ее участках – теломерах. Чтобы организм не погиб раньше времени, природа обеспечила его уникальным ферментом теломеразой, непрерывно восполняющей утраченные фрагменты хромосом путем достраивания концов теломер. Наиболее активно теломераза проявляет себя в растущих, развивающихся организмах, затем ее активность снижается, чем и объясняется старение. Целью геронтологов является замедлить этот процесс и таким образом продлить на существенный срок активную жизнь человека.

Хотя естественный процесс старения отменить нельзя, но можно замедлить скорость, с которой происходит старение. В частности, как показали американские ученые, многие современные пожилые люди благодаря здоровому образу жизни сдвигают свой возраст в сторону омоложения. Нередко 70-80- летние выглядят 50-60 летними, то есть календарный возраст может отличаться от биологического более, чем на 20 лет, и не только по внешнему виду, но и по функционированию жизненно-важных органов.

Таким образом, чтобы увеличить продолжительность жизни и сделать ее активной на долгие годы, человечество уже выработало комплекс приемов, совершенствование которых беспрерывно продолжается.

1.2. Старость не должна быть «нерадостью»

Анализируя современную геронтологическую обстановку, приходится, к сожалению, признать, что в перестроечной России не любят пожилых людей почти все, начиная с высокопоставленных правителей и кончая простыми обывателями. Если в Советском Союзе согласно известной песне «молодым у нас везде дорога, старикам – везде у нас почет», долгожителей почитали, то сейчас они откровенно считаются обузой.

И на это есть свои причины:

Во-первых, опошлена ценимая ранее житейская мудрость долгожителей – старейшин, которых уважали и просили у них советов на все случаи жизни. Нам же внушили, что СССР рухнул потому, что им правили «кремлевские старцы», хотя таким старцем был только безнадежно больной К.У. Черненко, которого, по-видимому, утвердили во власти потенциальные разрушители, а развалили Союз в то время молодой и полный здоровья М.С. Горбачев и его ровесник Б.Н. Ельцин.

Во-вторых, средства массовой информации неоднократно заостряют внимание на том, что наше население катастрофически стареет: число пенсионеров приближается к трети всего его состава, а их содержание ложится тяжелым бременем на остальных – тружеников. Значит, старики – якобы нежелательный балласт. Более того в конце 2010 года шоуменом Михаилом Швыдким (бывшим министром культуры) была проведена телепередача, хотя и дискуссионного характера, но под откровенным заголовком «Жить долго неприлично».

В-третьих, плохая экологическая среда, малоподвижный образ жизни, некачественное питание, а нередко и злоупотребление вредными привычками приводят к тому, что большинство стариков становятся немощными за счет широко распространенных болезней суставов, а часто – неподвижными и маразматичными из-за заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем. Жизнь таких людей в память о былом гуманизме поддерживается искусственно путем применения достаточно действенных, но дорогостоящих лекарств. В стране, в которой деньги стали непререкаемым культом, подобные затраты считаются неоправданными.

В-четвертых, выражаясь простонародным языком, больные старики у здоровых людей «мешаются под ногами». У большинства вызывает раздражение их появление в часы пик в транспорте или в очередях при оплатах различного рода бытовых услуг и т.п. Молодежь будто бы не задумывается, что когда-то они будут такими же: значительная ее часть ради денег не останавливается перед нарушением 10-ти исконных моральных установок. Вполне очевидно, что уже существует возрастная дискриминация, связанная с неуважением к возрасту пожилых, даже независимо от степени их работоспособности.

И в этом, по-видимому, немалая вина самих стариков, некоторые из которых целыми днями сидят у телевизоров за просмотром бесконечных сериалов, прерываясь разве только на принятие безмерного количества часто некачественной пищи. Таким образом, они, отдаляясь от истинного искусства и красот природы, благотворно влияющих на общее самочувствие, теряют свою физическую и интеллектуальную форму.

С другой стороны, известно немало пожилых людей, которые, переступив 90-летний рубеж, ведут активный и полезный образ жизни, ощущая при этом большое удовлетворение и радость от труда и общения. Так, например, профессор военной философии Сергей Иванович Крупнов (1913-2012), интересовавшийся происходящими событиями и работавший над рукописями, на 98-м году жизни писал: «Старость – не радость» гласит народная пословица, а для меня – она в радость, более того я никогда не был счастливее, чем сейчас. Не спешите обвинять меня в браваде. Во-первых, я счастлив в том смысле, что занимаюсь только любимым делом, которое доставляет радость великую. Во-вторых, я свободен, так как никто мной не командует. Меня может понять тот, кто лучшие годы жизни провел в армии. В-третьих, сохранив хорошую память, я способен адекватно воспринимать действительность и принимать решения».

Напрашивается вполне определенный вывод, что мы сами заранее должны, соблюдая здоровый образ жизни, заботиться о том, чтобы и с возрастом сохранить неплохую физическую форму и в старости быть способным действовать так же хорошо, как и в предыдущие периоды своей жизни. Доказательством такой возможности является наличие массы примеров, когда постоянно трудящиеся люди доживают до 95-100 лет в добром здравии и ясности ума, оставаясь способными к активной деятельности (см. раздел 6.3).

Следовательно, каждый возраст интересен по-своему, и те, кто полнокровно и со смыслом проживают возрастные этапы своей жизни, совершенно искренне считают, что быть пожилым – не менее интересно, чем молодым. И с научной философской точки зрения, увеличение продолжительности жизни людей полезно в целом для человечества, так как это наиболее способствует производственной эффективности общества и ускорению развития прогресса. В связи с этим главным для человечества считается создание условий, способствующих активному долголетию значительной части населения. Для этого, как показал опыт социализма, следует стремиться к социальному равенству.

России, сейчас находящейся в регрессии, нужно не следовать по задам капиталистических стран, подверженных периодическим кризисам, а выбирать свой путь развития с учетом своих климатических, географических, культурных и национальных особенностей.

1.3. Роль обмена веществ в процессах старения

По мнению многих ученых, основной причиной, вызывающей нарастание с возрастом самоотравления и старческого перерождения тканей, органов и всего организма в целом, являются нарушения в обмене веществ.

По характеристике, представленной в Большой советской энциклопедии, «обмен веществ – это лежащий в основе жизни закономерный порядок превращений веществ в живых телах, в их взаимодействии с внешней средой, направленный на их сохранение и самовоспроизведение. С прекращением обмена веществ, прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. В процессе обмена веществ организм воспринимает из окружающей внешней среды разнообразные вещества, в том числе и вредные. В организме эти вещества подвергаются глубоким изменениям, в результате которых они превращаются в вещества самого организма, становятся подобными тем химическим соединениям, которые уже ранее входили в состав живого тела. Благодаря неустойчивости, лабильности, белок под влиянием изменений условий внешней среды способен изменять свои химические и физические свойства».

В основе любого заболевания просматриваются те или иные сдвиги в обмене веществ:

– Причиной ожирения является нарушение жирового обмена, провоцирующее усиленное превращение углеводов в жиры.

– Сахарный диабет возникает из-за нарушения процесса перехода углеводов в жиры.

– Подагра связана с нарушением процесса выделения из организма мочевой кислоты. Мочекислые соединения откладываются в тканях и поражают суставы.

– Избыточное количество мочекислых солей приводит к выпадению их в осадок в почечных лоханках. Там они в сочетании со сгустками крови, бактериями и прочими органическими соединениями образуют почечные камни.

– Атеросклероз появляется из-за излишнего уровня холестерина и т.д.

Раньше говорили, что все болезни от нервов, и в настоящее время считается, что стрессовый фактор играет не меньшую роль в инициации многих заболеваний. Однако из-за «эпидемии» ожирения, поразившей современное общество потребителей, наиболее опасным является зашлакованность организма.

Шлаки – это вредные вещества (токсины), которые образуются в организме в процессе его жизнедеятельности или попадают из внешней среды. Они способны нарушать проницаемость клеточных мембран путем изменения их фосфалипидного состава. Накопление токсинов в клетках вызывает их перерождение, что приводит к нарушению водного гомеостаза организма – одной из важнейшей функции лимфатической системы.

Издавна лимфе придавалось большое значение в жизнедеятельности организма, так как именно лимфа осуществляет транзит тканевой жидкости и выводит накопившиеся вредные вещества из каждой клетки. Долголетие на Древнем Востоке связывали именно с чистотой лимфы. Древняя мудрость гласит: «Тот, кто сможет полностью контролировать работу лимфатической системы, получит ключ к бессмертию».

Продолжая развитие идеи долголетия, один из выдающихся ученых нашего времени, лауреат Нобелевской премии Алекс Каррел пришел к выводу: «Сама клетка бессмертна. Дело просто в жидкой среде, в которой она находится и в которой она вырождается. Обновляйте периодически эту среду, и биение жизни может продолжаться вечно». Этот ученый, постоянно обновляя раствор сумел поддержать жизнь птицы до 34 лет, то есть увеличил продолжительность ее жизни в 3,5 раза. В перерасчете на жизнь человека это равняется примерно 265 годам.

Наш соотечественник И.П. Неумывакин считает очень важным фактором в продолжительности жизни и старения человека – поддержание в организме кислотно-щелочного равновесия. По его мнению, одной из причин заболеваний, например, онкологических, является закисление жидкостной среды организма, к чему может привести, в частности, излишнее потребление мясной пищи. В подтверждение этого он прослеживает влияние пищевого фактора на продолжительность жизни разных живых существ, питание которых разнится по своему рациону. Вид пищи определяет способ обмена веществ. Животные, питающиеся растительной пищей, например, гигантская слоновая черепаха, ничем не болеет, не теряет физических сил, остроты зрения, сексуальных эмоций и доживает до 200 лет и более. Также долго живет гренландский кит, естественно питающийся морепродуктами. Плотоядные животные (лев, тигр), потребляющие только мясо, живут всего 2-3 десятка лет: лев – 25-35 лет, тигр – 15-17 (см. раздел 3.1).

Очевидно, что дело в том питательном субстрате, который используется в пищу. Чем пища менее сложна (меньше содержит животных белков), тем она легче усваивается организмом без образования излишних шлаков и без существенного нарушения свойственного человеку обмена веществ. Это способствует сохранению его здоровья на долгие годы.

В последнее время большое значение придается водному режиму в питании организма. Объяснения этому находятся и на молекулярно-генетическом уровне. Доказано, что спираль ДНК наиболее стабильна в гидратированном состоянии. На фоне обезвоживания организма, при болезнях и старении витки двойной спирали ДНК свертываются все туже и туже, теряя гибкость и эластичность, что влияет на процесс деления и, естественно, на продолжительность жизни. При достаточном количестве воды в организме (чего всегда не хватает у лиц пожилого возраста), то есть при достаточном введении в клетки отрицательных ионов водорода с водой происходит расслабление завитков спиралей ДНК, а это приводит к сохранению регенерации клеток и большему стимулированию клеточного воспроизводства. Отрицательные ионы водорода являются источником питания клеточных «электростанций» – митохондрий, которые можно считать средством защиты чувствительной ДНК к вредноносному влиянию свободных радикалов. Больше всего такого водорода в сырой растительной пище, и чем в ней отрицательных ионов больше, тем больше энергии запаса здоровья и долголетия.

Именно наличием большего количества отрицательных ионов водорода в растительной пище можно объяснить большую продолжительность жизни слоновой черепахи по сравнению со львом или тигром, питающихся мясом, в котором нет этих электронов. Усвоение мясной пищи требует гораздо больших затрат энергии, чем растительной. А от энергообеспеченности организма напрямую зависит его жизнеспособность, состояние иммунитета и, следовательно, продолжительность жизни. Поскольку процесс переработки и усвоения растительной пищи проходит достаточно полно, поэтому не происходит зашлакованности организма, в то время как пища, состоящая из чужеродного белка животных не до конца, усваивается организмом, образуя недопереваренные продукты обмена (шлаки), которые, как и свободные радикалы (ядовитые формы кислорода), разрушают клеточные структуры и способствуют старению организма.

Наш организм (особенно это касается жителей больших городов) ежедневно подвергается массированной атаке свободных радикалов – нестабильных и очень агрессивных молекул. Они ускоряют процесс старения, могут стать причиной возникновения рака. Нейтрализовать свободные радикалы могут антиоксиданты, содержащиеся в овощах и фруктах. В одном из исследований американские ученые поместили в лабораторный сосуд раковые клетки и чеснок. Под воздействием чеснока раковые клетки перестали размножаться. Выяснилось, что чеснок активизирует в человеческом организме определенный ген, который подавляет рост клеток-мутантов. Так что, по их мнению, питание – это в буквальном смысле вопрос жизни и смерти.

Таким образом, процессы обмена веществ в организме напрямую связаны с состоянием его иммунно-регуляторной системы и генетического аппарата, описанию которых будут посвящены специальные разделы.