Бессмертные всемогущие люди-терминаторы… Современная наука утверждает: это возможно уже сегодня. Но в действительности к такому прогрессу не готовы ни медицина, ни само человечество. Не готова к этому и наша планета. Большинство ресурсов Земли не возобновляемы. Уже сегодня человечество оказалось на грани перенаселения. Более 100 миллионов человек во всем мире живут не просто за чертой бедности, но и едят не каждый день. Что может случиться с планетой, если люди будут жить не по 60, а по 160 лет, если не по 200? Что, если медицина и нанотехнологии шагнут далеко вперед и для планеты это обернется глобальной катастрофой?
Ответить на эти вопросы ни геронтологи, ни инженеры пока не могут. Ученые, обещающие людям вечную жизнь и счастье, не ручаются и за решение еще одного важного вопроса: а смогут ли люди будущего так же чувствовать, любить, радоваться, плакать, как мы? Не обратит ли человек свое бессмертие во вседозволенность? Не страшась смерти, каждый станет грабить, убивать, насиловать… Может быть, именно это, а не падение астероида и не извержение вулканов, древние майя называли концом света?
Глава 3 Парадоксы долголетия
Летом 2013 года ученые сделали сенсационный прогноз — буквально через 10 лет средний срок жизни человека может увеличиться вдвое, а в более далекой перспективе есть возможность победить старение, а затем и смерть.
Немецкие ученые из Кильского университета пришли к выводу о том, что предположения о существовании гена старения человека небезосновательны.
Если ученым удастся взломать генетическую программу старения, история человечества пойдет совершенно иным путем. Если же не удастся, то у людей есть «запасный аэродром» бессмертия — трансплантология.
Светила трансплантологии уверяют, что в настоящий момент практически все жизненно важные органы могут быть пересажены.
Но к чему приведет победа над смертью? Станет ли это величайшим триумфом человечества или же самой страшной катастрофой? Не случится ли так, что в интересах элиты, которая хочет жить вечно, будет использован биологический материал низших классов. Таков, к сожалению, прогноз некоторых ученых.
Почему одни исследователи боятся изучать феномен смерти, ссылаясь на религиозные догмы, а другие, наоборот, стремятся победить смерть? И к чему может привести самый невероятный прорыв науки в истории человечества?
* * *Гидра — это одиночный малоподвижный полип. Она обитает в стоячих водоемах и реках с очень медленным течением. Еще в конце позапрошлого века ученые, проводя эксперименты, заподозрили, что эти кишечнополостные теоретически могут быть бессмертными. На доказательство этого ушло больше столетия, и только в 1998 году профессор Даниель Мартинес опубликовал в журнале «Экспериментальная геронтология» сенсационное исследование, которое однозначно доказывало: да, это примитивное существо способно жить вечно.
Томас Бош, профессор Кильского университета, рассказывает об изучении нестареющего организма: «Мы задались вопросом о том, какие гены в организме пресноводной гидры контролируют старение. Человек стареет, поскольку теряет стволовые клетки, или, вернее, стволовые клетки утрачивают свои свойства. Пресноводный полип не стареет, потому что он размножается неполовым путем — почкованием. Это неполовое размножение происходит благодаря постоянному делению клеток. Мы заинтересовались тем, что именно позволяет поддерживать такую активность? Почему у людей все по-другому? Мы наткнулись на молекулу, которая активна во всех генах пресноводного полипа. Эта молекула называется FoxO. И тогда мы поняли, что тайна может крыться именно в этом гене, который служит причиной старения человека».
Гидра под микроскопом
Четырехлетний эксперимент показал отсутствие смертности в трех группах гидр. По предположению немецких исследователей из Университета Христиана Альбрехта, долгожительство обитателям речного дна обеспечивает ген старения FoxO. Но если подобный ген существует у пресноводных гидр, возможно, он есть и у человека! Пока на людях провести такой эксперимент нельзя. Ученые могут только исследовать статистику, которая показывает, что люди, чей возраст превышает 100 лет, как правило, обладают особой разновидностью гена FохO.
Эликсир вечной молодости, молодильные яблоки, философский камень… Человечество с самого начала своего существования находится в непрерывном поиске лекарства от старости и смерти. Но найти его до сих пор удавалось только в мифах и легендах, а старость по-прежнему приходит к нам — незаметно и очень рано.
У нас есть кожа, какие-то ткани, которые постоянно разрушаются на протяжении жизни, но они постоянно обновляются. Когда у нас ухудшаются эти процессы обновления, мы начинаем стареть. За обновление наших тканей отвечают стволовые клетки. Организм остается молодым до тех пор, пока эти клетки могут делиться и возобновлять утраченное. Если же это возобновление постепенно ухудшается, а именно это у нас с возрастом и происходит, то наступает старение, а потом и смерть.
Казалось бы, человечество обречено оставаться в рамках своего биологического цикла с предельным возрастом в 100 лет и лишь на 5 % использовать собственный мозг. Но именно в наши дни ученые вплотную приблизились к разгадке механизма старения. И это фундаментальное открытие может навсегда изменить судьбу человечества.
Несколько лет назад ученые обнародовали результаты многолетних исследований, которые говорят о том, что эволюция человека прекратилась. После того как человек приручил огонь и воду, покорил космос, изобрел антибиотики и анестезию, пропала необходимость в естественном отборе, который обеспечивает выживание только самых сильных особей, улучшающих человеческую породу. Однако генетическая предрасположенность к эволюции при этом не изменилась. А значит, если удастся задействовать дремлющие в человеке механизмы, они смогут остановить процесс старения.
Свою позицию излагает Константин Халтурин, профессор Зоологического института Кильского университета: «Активность генов на протяжении жизни меняется. Например, у стареющего организма хуже начинают работать гены, отвечающие за различные функции иммунной системы, то есть организм в меньшей степени может противостоять разным бактериям, вирусам».
Сегодня ученые разработали более 500 теорий старения. Одна из самых перспективных теорий — теломеразная. Она заключается в том, что в течение жизни геном человека начинает укорачиваться. И когда конечная часть генома, которая называется теломерой, укорачивается до определенного предела, запускается процесс старения. В 2009 году троим американским ученым была вручена Нобелевская премия за открытие механизма защиты человеческого генома от этого губительного процесса.
Человек хочет всегда оставаться молодым, стареть никто не желает. Особенно пугают внешние проявления старения: дряхлость, слабость, потеря памяти. Поэтому человек стремится преодолеть эти «недуги».
В организме человека есть два типа клеток — половые и стволовые, в которых присутствует специальный фермент под названием теломераза. Именно он не дает клеткам стариться, по сути, делая их бессмертными. Американские ученые получили Нобелевскую премию за то, что смогли подсадить теломеразы в обычные клетки и тем самым вдвое увеличили срок их жизни. Это еще не победа над старостью, но огромный шаг в этом направлении. Проводились эксперименты на дрозофилах и на червях, когда активировались гены, отвечающие за деление и возобновление клеток. Ученые усиливали активность клеток, в результате чего организмы жили дольше.
В 2012 году ученые-медики из Гарвардского университета впервые поставили эксперимент с теломеразой на живых организмах. Старым лабораторным мышам вернули уровень теломеразы в клетках на уровень молодого организма. Произошло омоложение: восстановились не только ткани органов, но и мозговая активность увеличилась на 16 %. Помимо этого, к зверькам вернулось утраченное с возрастом обоняние.
Знаменитый российский хирург профессор Алексей Чжао уверен, что победа над старением возможна: «Механизмы саморегуляции болезней, старения клеток и органов в целом — это детерминированный процесс, который, несомненно, по мере увеличения знаний, касающихся механизмов старения, можно будет каким-то образом затормозить. Медицина и фундаментальные науки, работающие в этом направлении, в частности геронтология, пытаются затормозить этот процесс».
Если ученым удастся отменить старение организма, то, возможно, люди будут сохранять молодость на протяжении долгих лет и время их жизни будет исчисляться столетиями. Но что даст человеку вечная жизнь? Некоторые ученые убеждены, что обретение вечной жизни превратит Землю в планету стариков. В качестве доказательства они приводят результаты последних исследований.
Если ученым удастся отменить старение организма, то, возможно, люди будут сохранять молодость на протяжении долгих лет и время их жизни будет исчисляться столетиями. Но что даст человеку вечная жизнь? Некоторые ученые убеждены, что обретение вечной жизни превратит Землю в планету стариков. В качестве доказательства они приводят результаты последних исследований.
Если человек живет в среднем до 40 лет, как в Средневековье, то заводить детей он начинает в 16–18 лет, причем по принципу «чем больше, тем лучше». Сегодня, когда средний возраст смерти на Земле составляет 65–70 лет, детей рожают в 25–30 лет, и при этом, как правило, не больше двух. Ученые уверены, что если человек будет жить 100 или 200 лет, то проблем с демографической перенасыщенностью не будет. В будущем люди просто могут перестать заботиться о потомстве, ведь в запасе еще будет достаточно времени.
По расчетам ученых, до победы над таинственной программой, запускающей процесс старения, остались считаные годы. Успех их научных изысканий во многом обеспечен самим ходом истории и развития человечества. А пока в руках ученых уже есть метод, который приближает нас к заветной мечте. Один из самых современных и эффективных способов отсрочить неизбежную смерть — трансплантация, то есть пересадка больных, поврежденных или утраченных органов.
3 декабря 1967 года хирург из ЮАР Кристиан Барнард, прошедший стажировку у основоположника мировой трансплантологии Владимира Демихова, впервые в мире осуществил успешную трансплантацию сердца человеку. С тех пор в мире было сделано уже более 40 тысяч таких операций. Пересадка органов, которая еще недавно считалась фантастикой, сегодня является обычной медицинской операцией.
Владимир Демихов
На сегодняшний день пересаживают сердце, легкие, печень, поджелудочную железу, комплекс органов брюшной полости — желудок, двенадцатиперстную кишку, почки, тонкую кишку. Кроме того, существует клеточная трансплантация при сахарном диабете.
Кристиан Барнард
Пока это еще не окончательная победа над смертью, но уже уверенный шаг к увеличению продолжительности жизни человека. Замена пораженных или больных органов здоровыми становится все более привычным явлением, и уже вскоре может появиться человек, у которого своих собственных органов останется меньше, чем пересаженных.
Хирург-трансплантолог Алексей Чжао рассказывает: «Сам факт пересадки продлевает жизнь, потому что орган, который уже не функционирует, заменяется на новый, хорошо функционирующий. Именно трансплантологи столкнулись с загадкой бессмертия, подойдя к ней с неожиданной стороны: печень пятидесятилетнего мужчины, пересаженная двадцатилетнему юноше, может работать до тех пор, пока он не умрет естественной смертью, например, в 80 лет от сердечной недостаточности. Но эта пересаженная печень проработает в совокупности 110 лет — 50 в одном теле и 60 в другом».
В начале 2012 года на помощь хирургам пришли сверхсовременные технологии. 83-летней женщине из Голландии вместо челюсти, разрушенной раком, имплантировали титановую челюсть, распечатанную на 3D-принтере!
Дело в том, что чем меньше функций выполняет орган, тем он проще. Допустим, он выполняет каркасную функцию. Имплантат изготовили на 3D-принтере, применив технику «лазерного спекания». В этом случае в принтер послойно подается порошковый материал, по которому лазер «рисует» сечение детали. В качестве материала для изготовления искусственной челюсти использовался порошок титана. На готовый имплантат перед вживлением нанесли керамическое покрытие. Уже на следующий день после операции пациентка могла глотать и говорить.
Валерия Прайд, общественный деятель, одна из основателей Российского трансгуманистического движения, объясняет: «Трехмерная печать органов, костей — это потрясающая область, у нее огромные достижения, и она очень быстро развивается. Без сомнения, это будущее регенеративной медицины. Нашим ученым нужно это развивать, осваивать 3D-принтеры».
Развитие 3D-технологий на этом не остановилось. В феврале 2013 года мировая научная общественность была потрясена очередным невероятным прорывом. Группа исследователей из Шотландии впервые использовала новую технику 3D-печати для пространственной организации человеческих эмбриональных стволовых клеток. Так ученые надеются разработать методику создания органов, универсальную для разных типов тканей.
3D-печать органов осуществляется с помощью компьютера. Принтер выполняет команды компьютера: создается матрица, на матрицу напыляются соответствующие клетки, и таким образом выращивается орган.
3D-принтер, выращивающий человеческие органы
По мнению специалистов, в обозримом будущем 3D-печать человеческих органов можно будет осуществлять безоперационно — скажем, поврежденная почка будет «перепечатываться» стволовым принтером прямо в организме человека.
Валерия Прайд комментирует: «Можно печатать прямо внутри тела человека, что-то там доращивать стволовыми клетками. Когда-нибудь у нас будут печатать клапаны сердца, а затем, может быть, смогут и полностью распечатать сердце, сосуды».
Материалом для такого принтера может стать собственная клеточная база человека — его собственные стволовые клетки, искусственно размноженные в специальной среде. Это исключит возможность отторжения — по сути, человек станет своим собственным донором. Каждый орган, у которого закончился срок службы, сможет быть заменен точно таким же новым, причем состоящим из тех же самых клеток.
В таком случае не нужно будет использовать органы от живых или умерших доноров, поскольку это сопряжено с определенными проблемами. Это и реакция отторжения, и инфицирование, если имеются какие-то не диагностированные инфекции. А тут принтер печатает новые клетки. В таком случае будет полная генетическая совместимость.
Впрочем, есть один орган, пересадка которого на сегодняшний день представляется ученым невозможной. Человеческий мозг — это триллионы нейронных связей, принцип работы которых до сих пор не изучен. Впрочем, даже на эту запретную территорию уже началось научное вторжение.
Валерия Прайд добавляет: «Сегодня уже появляются протезы мозга. Например, для крыс сделали искусственный гиппокамп — своеобразный чип. Крыса с вживленным гипокампом живет в обычном режиме. Таким образом, есть предпосылки к тому, что какие-то участки мозга можно просто заменить кибернетическим протезом. Чем это обернется, сегодня трудно сказать. Широко известен феномен пластичности мозга, когда одни области мозга, которые раньше никогда не обрабатывали звуковых сигналов, вдруг начинают их обрабатывать».
Впрочем, переходить от крыс к людям ученые-трансплантологи не торопятся. В первую очередь потому, что сам предмет пересадки недостаточно изучен. Сегодня мозг — это одна из главных загадок, и над ней бьются ученые всего мира. Эксперименты с ним проводятся уже не первую сотню лет, но их результативность до недавнего времени оставляла желать лучшего.
Но после того, как ученые из Шотландии заявили о своем прорыве в области стволовой 3D-печати, научная общественность, пусть и осторожно, но заговорила о перспективах работы с головным мозгом.
Однако сегодня ученые с уверенностью заявляют, что несколько важных этапов на пути к решению главной загадки уже пройдено. Пока человечество с интересом читало роман «Голова профессора Доуэля», в Советском Союзе похожие операции осуществлялись на практике.
Профессор Владимир Петрович Демихов успешно выполнял пересадку верхней половины туловища в экспериментах на собаках, и весь мир знает об этом. Так что теоретически и даже практически это можно сделать. Другое дело — этические, деонтологические и прочие вопросы, касающиеся донорства.
Более того, сам по себе мозг уже давно не является неприкосновенным. Первые трепанации черепа, пусть и ритуальные, проводились еще во времена неолита. Сегодня хирургия мозга является, пожалуй, самым перспективным направлением медицины. Последнее достижение нейрохирургов — замена некоторых участков мозга, когда поврежденные его участки могут замещаться. Сейчас очень широко обсуждаются вопросы о стволовых клетках, о компенсационных нейрофизиологических механизмах.
Впрочем, сегодня ученые готовы попробовать впервые в истории человечества взять на себя ответственность за пересадку всего головного мозга. Эту решающую операцию планируют провести в ближайшие годы. Медицина уже подошла к этому вплотную.
Однако при пересадке мозга может возникнуть одна трудность, справиться с которой трансплантологи не смогут. Создать мозг на трехмерном принтере пока невозможно, а живой мозг в случае пересадки сохраняет свои свойства крайне недолго.