Естественный предел

Живи ярко, умри молодым?

Нил Армстронг, первый человек побывавший на Луне, смешил коллегастронавтов своей теорией физзарядки: «В жизни каждому отведено определенное количество ударов сердца, а потому я не собираюсь тратить свои на физические упражнения». Как ни удивительно, этот, казалось бы, совершенно наивный аргумент универсален и довольно точен с точки зрения биологии.

Средняя частота сердечных сокращений (или, выражаясь более строго, частота сердечных сокращений в состоянии покоя, или просто пульс в покое) колоссально различается у различных видов теплокровных. У больших животных, таких как киты и слоны, сердце бьется очень медленно и пульс составляет от 4–8 (у ныряющего кита) до 30 ударов в минуту. Частоту сердечных сокращений у грызунов посчитать сложнее, но радиотелеметрия показывает 370, 470 и 550 ударов в минуту у крыс, хомяков и мышей соответственно. У самых маленьких млекопитающих — летучих мышей — пульс может доходить до 900 ударов в минуту. У птиц пульс в покое может быть еще выше: курам знатоки приписывают 280 ударов в минуту, колибри

— 1300 ударов в минуту.

Если частоту сердечных сокращений можно установить более или менее надежно, продолжительность жизни того или иного животного известна лишь приблизительно. Точный ответ зависит от того, производятся измерения в лаборатории или в естественной среде обитания, от условий содержания. Некоторые животные, например киты, живут гораздо больше 100 лет, что делает контролируемое лабораторное измерение и вовсе невозможным.

https://t.me/medicina_free

Продолжительность жизни млекопитающих в зависимости от размера отличается примерно в 100 раз. Так, гренландский, или полярный, кит считается млекопитающим-рекордсменом и способен жить более 200 лет. Определить продолжительность жизни животных в дикой природе крайне трудно и приходится использовать самые изощренные методы. Так, например, ядерные испытания в атмосфере и под водой в 1950–1960-х годах и связанное с ними радиоактивное загрязнение океана позволили эффективно использовать радиоизотопный анализ.

В 2017 году группа морских биологов под руководством профессора Юлиуса Нильсена из Университета Копенгагена провела

оценки возраста 28 пойманных гренландских акул23. Эти животные могут достигать в длину пяти метров, растут очень медленно (кстати, это практически универсальное свойство долгоживущих организмов) и достигают половой зрелости в возрасте примерно 150 лет. С 95%-ной уверенностью можно сказать, что возраст самого молодого животного в исследовании был 270 лет, а самого старого — 520. Для сравнения: скромные по размеру лабораторные крысы могут жить 3–3,5 года, мыши — примерно 2–2,5 года, и это несмотря на отсутствие естественных врагов и регулярное питание.

Давно замечено, что животные с низким пульсом живут дольше. Еще более удивительно, что, несмотря на разницу в размере и продолжительности жизни, число ударов сердца за все время жизни мыши или крысы оказывается примерно одинаковым (!) и составляет приблизительно 700 млн сердечных сокращений. Таким образом, пульс в покое обратно пропорционален продолжительности жизни

(Левайн, 199724). Перемножая продолжительность жизни на пульс в покое, получаем полное число сердечных сокращений в течение жизни, которое не зависит от размера животного. Для млекопитающих сердечный ресурс составляет примерно 1 млрд сердечных сокращений.

Соотношение между пульсом в покое и продолжительностью жизни не только забавный факт из области сравнительной биологии. По данным медицинских наблюдений, для человека увеличение частоты сердечных сокращений связано с повышенным уровнем молекулярных маркеров стресса и воспаления, концентрации опасных свободных радикалов, повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний, а также смерти от всех причин. Данные больших

https://t.me/medicina_free

эпидемиологических исследований показывают, что увеличение пульса в покое на каждые 10 ударов в минуту свыше уровня 65, то есть примерно на 15%, приводит к увеличению риска смерти на 10–20%. Выглядит так, будто и на уровне отдельных людей действует универсальный закон: продолжительность жизни в единицах сердечных сокращений остается примерно неизменной.

Что же, не пора ли занести «миллиард сокращений сердца» в таблицу мировых констант? Предложение кажется абсурдным, но предельное число сердечных сокращений превратилось в культурный мем. Литература по здоровому образу жизни нередко содержит рекомендации по снижению пульса в покое. В дело идут кардиотренировки, здоровый сон, снижение калорийности рациона и уровня стресса. На первый взгляд может показаться, что в нашем распоряжении наконец появилась внятная и, главное, порождающая простые практические рекомендации теория старения: не истощай понапрасну ценный ресурс (в нашем случае — количество сердечных сокращений) — и проживешь дольше.

Но не все так просто. Например, на роль жизненно важного, а главное, истощаемого ресурса в разные времена претендовали сразу несколько маркеров. В древности всерьез старались не дышать лишний раз — йоги призывали измерять жизнь не в годах, а в числе вдохов и выдохов.

Новые времена подарили более сложные гипотезы. Старение, как теперь можно часто услышать, связано с пределом Хейфлика[1] — ограничением на максимально возможное число делений клеток многоклеточного организма. Предполагается, что на молекулярном уровне продолжительность жизни предопределяет длина так называемых теломер — генетических последовательностей на концах хромосом, уменьшающихся при каждом делении клетки. Как только «наконечник» хромосомы укорачивается до полного исчезновения, деление клеток прекращается, а значит, становится невозможным и обновление тканей организма.

Прежде чем отнестись к таким объяснениям серьезно, заметим, что в наше время в развитом мире человек позволяет себе в среднем примерно 2,5 млрд сердечных сокращений за свою 70или 80-летнюю жизнь. Это более чем в два раза больше, чем «предел». Что еще удивительнее, это исключение из универсального правила возникло

https://t.me/medicina_free

только в последние 100 лет: в начале прошлого века средняя продолжительность жизни была ближе к 40 годам, что давало как раз примерно миллиард сердечных сокращений, в точности, как у мыши или у кита.

На самом деле почти двукратный рост продолжительности жизни человека за прошедшее столетие ставит крест на теориях старения, связанных с ограниченным ресурсом человеческого тела. И если скорость износа человеческого тела, а следовательно, и скорость сокращения теломер в принципе могла сильно измениться, пульс человека в покое едва ли уменьшился в два раза за последние 100 лет. А значит, «ограничение» человеческой жизни числом сердечных сокращений, а скорее всего, и любым другим «физиологическим пределом» окажется ложной закономерностью. Давайте посмотрим почему.

Что такое хорошее объяснение?

Прежде чем разбираться, почему число ударов сердца примерно одинаково для разных животных, а частый пульс предвещает более короткую жизнь, предлагаю отвлечься и обсудить, что в принципе не так с теорией ограниченного ресурса. Давайте немного поразмышляем о том, какие объяснения вообще являются хорошими или по крайней мере практически полезными.

Существуют десятки теорий старения. Было бы странно, если бы все они были правильными одновременно. Такая «инфляция» знаний разительно отличается от положения в точных науках. В физике элементарных частиц наиболее полная из существующих теорий называется скромно — Стандартная модель. Специалистам абсолютно точно известно, что Стандартная модель внутренне противоречива и не может служить для описания всех явлений в природе. И это несмотря на ошеломляющий успех теории: на момент написания книги не было известно ни одного эксперимента, для которого Стандартная модель давала бы предсказания, отличные от результатов измерений.

В физических науках эта, казалось бы, завидная ситуация получила название «кошмарный сценарий»: в результате эксперимента

https://t.me/medicina_free

стоимостью более €10 млрд Большой адронный коллайдер в ЦЕРН «всего лишь» подтвердил существование бозона Хиггса, но не открыл ни одной новой частицы, не укладывающейся в Стандартную модель. Тем не менее Стандартная модель является хорошей теорией, в то время как многие теории старения — нет.

Часто приходится слышать, что задача науки — производить фальсифицируемые предположения относительно окружающих нас явлений. Должен сказать, что этого недостаточно. Древние люди в Месопотамии и Мезоамерике построили крайне эффективные численные системы для точнейшего предсказания солнечных и лунных затмений. Но фитиль научной революции удалось поджечь только после того, как орбиты планет и их спутников были рассчитаны при помощи законов Ньютона.

Взамечательной книге «Начало бесконечности»25 известный физик

ифилософ науки Дэвид Дойч предположил, что успех современной науки обусловлен способностью получать «хорошие объяснения» явлениям вокруг нас. Чтобы быть хорошим объяснением чего-либо, наука не должна сводиться лишь к описанию экспериментальных наблюдений. «Правильная» теория должна еще и обладать способностью «сжимать» экспериментальную информацию. В идеале теория должна быть применима для объяснения максимального разнообразия фактов, исходя из минимального количества хорошо сформулированных предположений. Законы Ньютона позволяют рассчитать движения всех небесных тел, и несколько уравнений с необходимыми пояснениями заменяют многолетние наблюдения за положениями планет и звезд.

Хорошая теория должна не только давать точные прогнозы, но и выявлять причинно-следственные связи между явлениями. У популярных теорий старения, например об ограниченном ресурсе сердечных сокращений, все хорошо, кроме того, что ни одна из них не является хорошим объяснением. Увидев, что удвоение продолжительности жизни в прошлом столетии опровергает теоретическое предсказание, мы получаем еще один пример бесполезности любой статистической корреляции без объяснения. Мы вернулись в начало пути: мы не знаем, почему это произошло, и не можем заменить теперь уже очевидно плохую теорию на новую, хорошую.

https://t.me/medicina_free