Если вы хотите жить долго, делайте зарядку, ешьте зеленые овощи, избегайте стресса — и старайтесь меньше нюхать людей противоположного пола. Ученые выяснили, что воздействие на мух и мышей феромонов особей противоположного пола меняет темп старения животных. Вопрос в том, почему это происходит.
Согласно теории эволюционной биологии, природа делит ресурсы на две части: одну часть она инвестирует в репродуктивные функции, другую — в ремонт клеток и поддержание остальных функций тела.
Этот подход объясняет гендерные различия процесса старения: поскольку вклад мужчины и женщины в продолжение рода совершенно разный, в мужском и женском теле этот компромисс между производством потомства и восстановлением после этого процесса кардинально различается.
Майкл Гарретт, профессор геронтологии Мичиганского университета, занимается изучением генетики старения и продолжительности жизни. Недавно он получил грант от Американской федерации по исследованию старения на изучение того, как обоняние передает социальные сигналы, регулирующие темп старения. Nautilus расспросил профессора о его работе.
Объясните, как старение связано с размножением?
Представьте, что у вашего тела есть защитные механизмы, которые продлевают вам жизнь, — но они очень энергозатратны. Но еще вам нужно не только выжить, но и передать свои гены. Согласно эволюционной теории старения, существует некий баланс между распределением энергии в пользу этих механизмов и в пользу других, обеспечивающих успешное размножение. Уровень смертности среди животных в дикой природе высок из-за опасности, исходящей от хищников, и риска несчастных случаев и инфекций. Поэтому в их случае логично делать максимальный вклад в размножение, даже если это ускоряет процесс старения — они вряд ли доживут до преклонных лет.
Почему мужчины и женщины стареют по-разному?
Поскольку мужчины и женщины принимают разное участие в размножении, логично предположить, что их процессы старения тоже различаются. Мужчины — это потенциальные отцы обширного потомства, они производят миллионы сперматозоидов. Их репродуктивная частота не так ограничена, как у женщин, которые производят относительно мало яйцеклеток, не говоря уже о том, что все млекопитающие имеют дело с беременностью и грудным вскармливанием.
Природа создала мужчин так, что они вкладывают больше ресурсов в воспроизводство, потому что так им проще увеличить шансы на успех в размножении, то есть на передачу своих генов.
Женщины же применяют достаточно умеренную репродуктивную стратегию репродукции. Для мужчин это может стать причиной более раннего старения и смерти.
Как запах связан с этим процессом?
Тело мужчины корректирует стратегию инвестиции в разные компоненты размножения, когда в его окружении появляется подходящая для этого процесса женщина. «Финансируются» процессы, которые способствуют репродуктивному успеху мужчины. Вместе с тем они ускоряют его биологические часы. Несколько исследований этого вопроса проводились на более простых организмах, таких как мухи и черви. Результаты показали, что сенсорное восприятие социальной среды может оказывать влияние на процесс старения: если подвергать самцов мухи частому воздействию феромонов самок, то они начинают стареть быстрее. Исследования на мышатах в 1960-70-х годах показали, что воздействие феромонов противоположного пола ускоряло их половое созревание.
Какие еще социальные сигналы значимы для старения?
Сенсорная модальность, регулирующая воздействие на процесс старения, может отличаться в зависимости от вида особи. У некоторых млекопитающих (например, той же мыши) обоняние является ключевой для социальной коммуникации сенсорной модальностью, поэтому именно оно и будет регулятором. Однако на примере мух доказано, что вкусовые ощущения также играют роль в ускорении старения под действием феромонов противоположного пола. А у белок звуки, отмечающие социальную конкуренцию, регулируют темпы роста потомства. Коль скоро существует связь между ускоренным ростом и быстрым старением, то мы вправе предположить, что эти виды социальных звуковых сигналов также укорачивают белкам жизнь.
Получается, через биологическое старение проявляется война полов?
Понятие полового конфликта в вопросе старения очень важно. Оно было исследовано на примере беспозвоночных, и мы получили доказательства того, что самцы и самки могут влиять на скорость старения друг друга, максимизируя собственный репродуктивный успех.
Самцы дрозофилы во время спаривания через свою семенную жидкость передают самкам белки, которые напрямую могут уменьшить продолжительность их жизни.
Сначала белки спермы стимулируют увеличение количества яиц, которые откладывает самка, тем самым повышая численность потомства с генами самца. Но затем они влияют на самку таким образом, что у нее снижается интерес к спариванию (минус к шансам самцов-конкурентов), а также ускоряет ее старение. Белки семенной жидкости так действуют не всегда, они различны у разных видов насекомых и млекопитающих. У некоторых видов, эволюционировавших до состояния, когда самцы и самки хотят примерно одинаковое количество потомства, такого эффекта нет, но у других он сохраняется.
Есть ли у стабильных отношений преимущества, если речь идет о старении?
Если вы уже давно знакомы с женщиной и находитесь с ней в постоянных отношениях, то вам не нужно прикладывать много усилий, чтобы привлечь ее внимание. Это и то, что вы перестаете искать партнерш и не вступаете в конкуренцию за них с другими мужчинами, облегчает вашу жизнь. Стабильные отношения позитивно влияют на долголетие. Уже доказано, что у мужчин, живущих с постоянной партнершей, более низкий уровень тестостерона, а у женатых ниже частота сердечно-сосудистых заболеваний, живут они тоже дольше. С другой стороны, постоянный поиск партнерш, который не увенчивается успехом (сексом), вызывает массу стресса.
Исследование на мухах показало: жизнь самца мухи, которого постоянно подвергают действию феромонов самок без собственно секса, сокращается. Но если разрешить этому же самцу спариваться, то это скорректирует негативный эффект феромонов и самец проживет дольше.
Существуют ли масштабные исследования корреляции между сексуальными проявлениями и старением у людей?
На протяжении истории было несколько больших исследований, но результаты сильно варьировались. Например, доказано, что женщины умирают тем раньше, чем чаще рожают, но речь идет о жизни в неблагополучной среде. Есть исследование по корейским евнухам с выборкой за 500 лет, и оно демонстрирует, что лишенные источника тестостерона мужчины жили гораздо дольше своих полноценных соплеменников. Это свидетельствует в пользу теории о конкуренции систем размножения и долголетия за энергетические ресурсы организма.
Каким будет исследование, на которое получен грант?
Основной целью будет выявление роли обонятельной системы в управлении реакциями старения в различных социальных средах. Основной группой будут мыши с ослабленной способностью ощущать запах феромонов, контрольной — обычные мыши. С их помощью мы хотим выяснить, влияет ли такая особенность организма на возрастные изменения, которые происходят у мышей из различных социальных сред. Это покажет, участвует ли эта обонятельная система непосредственно в регулировании процесса старения. Также мы проверим, регулируются ли различные эндокринные системы (в том числе производство гонадотропных гормонов) обонятельными системами и важны ли эти сигналы для проявления реакций старения. Также мы определим, как доступ к спариванию (в сравнении с простым пребыванием рядом с потенциальным партнером), влияет на патологии и дальнейшее угасание функций организма.
