Можем ли мы предсказать дату смерти
|
Смерть неизбежна. Но предсказуема ли? Некоторые ученые думают, что да. Они говорят, что эксперименты с дрозофилами — плодовыми мушками — выявили новую отдельную фазу жизни, которая возвещает приближение смерти. Эту стадию жизни они называют спиралью смерти и думают, что люди также могут ее переживать. Еще 25 лет назад биологи предполагали, что у жизни есть две основные фазы: детство и взрослая жизнь. Это разделение мы все можем признать. Детство характеризуется быстрым ростом и развитием и заканчивается с половой зрелостью. Во время этой фазы, вероятность летального исхода остается крайне низкой. |
Вместе с совершеннолетием, а точнее с достижением половой зрелости, начинается взрослая жизнь. Вероятность смерти остается низкой, когда мы начинаем нашу взрослую жизнь — в это время мы в расцвете сил и с большей вероятностью можем иметь детей. Но время идет, наши тела начинают стареть и деградировать. С каждым городом вероятность смерти увеличивается — сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее, когда мы становимся все старше и старше. |
В начале 90-х годов ученые поняли, что у жизни есть еще одна часть. Они определили третью фазу жизни, через которую проходят самые старые члены нашего общества: поздняя жизнь. |
Позднюю жизнь от остальной части взрослой жизни отличает уникальная структура смертности. Ежегодный рост показателей смертности, который является характерной чертой взрослой жизни, не применяется к поздней жизни. Если у 60-летнего шанс неминуемой смерти значительно выше, чем у 50-летнего, у 90-летнего шанс умереть примерно такой же, как у 100-летнего. |
«Уровень смертности выравнивается и вы видите эти плато», говорит Лоуренс Мюллер из Университета Калифорнии в Ирвине. |
Именно эти плато смертности обсуждаются по сей день — им до сих пор нет единого объяснения. Чтобы пролить свет на эту проблему, Мюллер и его коллега Майкл Роуз начали искать признаки того, что и другие биологические особенности, не считая показателей смертности, выравниваются к концу жизни. «Мы подумали о том, что здесь может быть та же схема, по которой идет воспроизводство или женская плодовитость (фертильность)», говорит он. |
Они начали изучать эту проблему на примере любимого набора лабораторных животных — плодовых мушек дрозофил. |
«Мы взяли 2828 самок и поместили каждую из них по отдельности во флакон с двумя самцами», говорит Мюллер. «Каждый день мы перемещали каждую самку в новый флакон и подсчитывали, сколько яиц они оставляли. И продолжали делать это, пока они все не умерли». |
Обычно эти мушки живут несколько недель. «Это был массивный эксперимент», говорит Мюллер. Он признает, что эксперимент также был кропотливым: передвигать столько мушек изо дня в день и подсчитывать их крошечные яйца — от этого быстро устаешь. Эти занимались аспирант Роуза, Кассанда Раузер, и десятки студентов. |
И после всех этих усилий результаты изначально казались неутешительными. Уровень рождаемости не выровнялся очевидным образом, когда мушки вступили в фазу «поздней жизни». |
Когда же ученые взглянули на данные поближе, они кое-что подметили. |
«Я заметил, что если выделял самок, которые были близки к смерти, и сравнивал их с другими самками того же возраста и, как следовало из базы данных, которым оставалось пожить на несколько недель больше, наблюдалась разница в плодовитости», говорит Мюллер. |
Проще говоря, коэффициент рождаемости мушек — количество яиц, откладываемых в день — резко падал за две недели до их смерти. |
Еще более удивительно, что это снижение рождаемости никак не было связано с тем, каков был возраст мушки при смерти. Если пожилая 60-дневная мушка приближалась к смерти, ее коэффициент плодовитости резко падал — точно так же, как и коэффициент плодовитости 15-дневных мушек, которые, как оказывалось, стояли на пороге преждевременной кончины. |
Это была универсальная особенность жизни, новая четвертая фаза, которая отличалась от детства, взрослой или поздней жизни. Мюллер и Роуз назвали ее «спиралью смерти». Шел 2007 год; в последующие годы ученые искали больше доказательств этой смертельной спирали. В 2012 году они обнаружили, что самцы дрозофил переживают аналогичный спад плодовитости за несколько дней до смерти. Повторяющимся сбором данных на этот раз занимался аспирант Парвин Шахрестани. |
«По мере того, как самец становится старше, его способность к оплодотворению самок становится все хуже и хуже, — говорит Мюллер. — Но когда самцы собираются умирать — в любом возрасте — их способность к воспроизводству была гораздо ниже, чем у самцов того же возраста, которые жили на несколько недель больше». |
Совсем недавно, в 2016 году, Мюллер и Роуз извлекли данные из серии экспериментов, исследующих долголетие и плодовитость плодовых мушек, над которыми работали ученые в четырех независимых друг от друга лабораториях. Опять же, комбинированный набор данных показал наличие спирали смерти. |
Двое ученых и их коллеги даже обнаружили, что с определенной степенью можно предсказать, когда мушка умрет, просто глядя на ее плодовитость в предыдущие три дня и игнорируя другие данные, включая возраст мушки. «Мы точно предсказали около 80% смертей», говорит Мюллер. |
Роуз и Мюллер не одиноки в разработке этой связи между рождаемостью и смертью. Джеймс Кертсингер из Университета штата Миннесота проводил собственные эксперименты в области старения и смерти над дрозофилами и выявил снижение плодовитости в преддверии смерти, что в целом соотносится с выводами Мюллера и Роуза. |
Кертсингер также обнаружил, что этот спад в плодовитости в связи с неминуемой смертью не зависит от возраста: относительно молодые и старые мушки следовали одинаковому сценарию. |
Впрочем, работа Кертсингера отличается от работы Мюллера и Роуза в нескольких важных моментах. К примеру, он не считает, что его наблюдения указывают на отдельную и универсальную четвертую фазу жизни — он не считает, что люди или другие виды, которые биологически отличаются от плодовых мушек, будут испытывать подобное снижение плодовитости. Он также считает, что термин «спираль смерти» расплывчатый и неоднозначный. Поэтому он разработал собственную терминологию, которая может больше прийтись по душе биологам. |
«Когда мне было 20, я исследовал соотношение полов; когда мне было 40, я начал работать над старением — теперь мне 65 и я работаю над новым биологическим понятием, которое я называю отставкой (выходом на пенсию)», говорит он. |
Этот «выход на пенсию», легко увидеть у плодовых мушек. Он начинается в тот день, когда взрослая самка не может уже отложить ни одного яйца. Чтобы понять важность этого «дня нуля яиц», нужно вспомнить о плодовитости самки плодовой мушки. «Мушка 2,5 мм в длину, а яйцо плодовой мушки в длину 0,5 мм, — говорит Кертсингер. — Самка откладывает около 1200 яиц за свою жизнь — это полметра яиц, если выложить их в линию». |
Другими словами, самка плодовой мушки — это машина по откладыванию яиц. Это единственное, что есть у нее на уме. Если муха не откладывает ни единого яйца в конкретный день — даже если она снова начинает откладывать яйца на следующий день — это указывает на то, что что-то пошло не так. |
Кертсингер проводит сравнение с автомобилем, который работает на исходе топлива. Он может проехать еще несколько километров, но первые сбои указывают водителю на опасную ситуацию. |
Работа Кертсингера также раскрыла кое-что еще, чего не сделали анализы Мюллера и Роуза. |
В самом конце фазы отставки, когда уровень плодовитости низок и смерть неизбежна, становится ясно, что мушки выходят на плато смертности точно такие же, как и те, что связаны со стадией «конца жизни». «Это совершенно новое наблюдение, — говорит он. — Плато смертности не является особенностью старости, оно может появиться в среднем или в молодом возрасте». |
Общий консенсус в настоящее время заключается в том, что плато смертности связаны с возрастом — но Кертсингер считает, что его новая работа показывает, что они — как и сама смерть — могут быть в большей степени связаны с плодовитостью. Это наблюдение может потребовать от биологов пересмотра их теорий старения. |
Кое-что, впрочем, озадачивает Кертсингера. Почему вообще существует эта сильная связь между плодовитостью и смертью? Объяснения у биологов нет. |
Тем не менее Джеймс Кэри из Университета Калифорнии в Дэвисе считает, что все это просто отражает хорошо изученную идею: воспроизводство проходит ценой здоровья родителей, особенно матерей. Женщины сталкиваются с проблемами зубов, например, как следствием многодетности. |
Более десяти лет назад Кэри и его коллеги показали, что модификация систем воспроизводства мышей также меняет их сроки жизни. Они положили старых мышей на операционный стол и заменили их отработанные яичники эквивалентными органами более молодым самок — и старые мыши жили дольше, чем ожидалось, после операции. |
«Были признаки того, что мыши, получившие новые яичники, имели меньше проблем с сердцем, чем мыши, которые новых яичников не получили», говорит он. |
Кертсингер не согласен с тем, что люди проходят через стадию «выхода на пенсию» перед смертью, но Мюллер считает, что есть свидетельство того, что люди, обреченные на смерть по естественным причинам, испытывают спираль смерти. В подтверждении этого Мюллер приводит другое исследование, проведенное в Дании в доме престарелых. |
Исследователи провели группу девяностолетних добровольцев через батарею тестов, чтобы оценить их силу, координацию и умственные способности. Через несколько лет они вернулись в дом престарелых, чтобы узнать, кто умер, а кто до сих пор живет. Люди, которые умерли, по большей части плохо проходили тесты, говорит Мюллер. В преддверии смерти наблюдалось снижение физиологических возможностей. |
Что больше интересует ученого, так это то, что работа с плодовыми мушками может выявить стратегии предотвращения этого цикла смерти, чтобы начинался за несколько дней, а не недель. |
Есть надежда, что такая работа может дать новые намеки на то, как избавить людей от длительного и медленного распада перед смертью. Было бы интересно сократить спираль смерти, чтобы вы оставались такими же здоровыми, как и другие, пока не умрете. |
Так что хотя Мюллер и Роуз думают, что нашли четвертый этап жизни, в долгосрочной перспективе они надеются людей от него избавить или хотя бы сократить как можно сильнее. |
http://hi-news.ru/research-development/mozhem-li-my-predskazat-kogda-umrem.html |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|