Марк Маттсон из Национального института здоровья считает, что это имеет под собой здравый эволюционный смысл: физическая активность улучшает нашу память, чтобы мы могли лучше запоминать такие важные вещи, как местонахождение источников пищи, воды и строительных материалов, обнаруженных нами во время охоты. Если мы прошли мимо родника или добротного упавшего дерева, важно, чтобы потом мы могли отыскать это место. Следовательно, может существовать прямая взаимосвязь между любовью моего отца к велосипедным прогулкам — с мая по ноябрь 2013 г. он проехал свыше 4000 км, больше, чем я за весь год — и тем, что он по-прежнему сохраняет ясность и остроту ума.
Даже менее интенсивная физическая активность производит выраженный благотворный эффект: в ходе одного исследования было установлено, что обычные пешие прогулки длительностью всего 20 минут в день173 позволяли замедлить или даже остановить снижение когнитивных способностей у пациентов, у которых уже была диагностирована болезнь Альцгеймера, — эффект, которого трудно достичь при помощи лекарств. В настоящее время исследователи из Национального института здоровья поставили перед собой цель определить, не обладают ли таким же эффектом занятия бальными танцами в пожилом возрасте. Я думаю, что вы можете записаться в танцевальную студию, не дожидаясь результатов этого исследования, — очевидно, что вам будут гарантированы масса пользы и удовольствия и никакого вреда.
Все это говорит о том, что истоки болезни Альцгеймера отчасти кроются в метаболизме. Как отмечает Сол Вилледа, физическая активность меняет «среду» — то есть биохимический состав нашей крови — таким образом, что она становится благоприятной для функционирования наших нейронов и здоровья в целом. Например, когда я застревал во время работы над этой книгой, я вставал из-за стола и отправлялся на часовую велосипедную прогулку. К концу этой прогулки решение само приходило мне в голову.
К сожалению, физическая активность дает лишь временный эффект. Тем не менее растущее количество данных свидетельствует о том, наш головной мозг является более пластичным, чем принято было считать, — и даже процесс его старения при определенных условиях может быть обращен вспять. Так что у меня есть шанс когда-нибудь вспомнить, куда я дел свой пульт от телевизора.
Сол Вилледа не всегда был убежден в том, что старые клетки мозга поддаются восстановлению. В лаборатории Тони Висса-Корея он видел, что кровь пациентов с болезнью Альцгеймера заметно отличается от крови здоровых пожилых людей, поэтому у него возник логичный вопрос — не могут ли быть наблюдаемые биохимические изменения крови главной причиной или же фактором, способствующим старению головного мозга? «Учитывая существование гематоэнцефалического барьера[36], мы хотели узнать, во-первых, оказывает ли кровь в принципе какое-либо влияние на головной мозг. И, во-вторых, существует ли какая-либо взаимосвязь между старой кровью и старением мозга», — говорит Вилледа.
На эти вопросы можно было ответить только при помощи парабиоза. Исследователи повторили эксперимент Фредерика Людвига, сшив попарно несколько десятков мышей. Старых грызунов соединяли со старыми и молодыми и отдельно молодых с молодыми. Спустя несколько месяцев, после того как кровеносные системы сшитых мышей объединились и их кровь перемешалась, ученые обследовали головной мозг молодых мышей. Полученные результаты они изложили в статье под названием «Стареющая системная среда негативно влияет на нейрогенезис и когнитивные функции», опубликованной в журнале Nature. Они обнаружили, что в результате омывания старой кровью («стареющей системной средой») молодой мозг начинал хуже работать, становился менее защищенным и гораздо хуже восстанавливал нейроны. Удручающее открытие: старая кровь вредит нашему головному мозгу174. Но тогда Вилледа задал другой вопрос: а как влияет молодая кровь на стареющий головной мозг?
Проблема в том, что при парабиозе довольно трудно определить, что происходит в головном мозге отдельно взятой мыши. Как протестировать когнитивные способности мыши, если она пришита к другой? Поэтому Вилледа пошел другим путем: он просто взял плазму крови молодых мышей и ввел ее старым мышам, после чего заставил их пройти ряд когнитивных тестов. Разумеется, это не были тесты для приема в высшие учебные заведения; например, один тест был таким: Вилледа поместил мышей в радиальный лабиринт, заполненный непрозрачной жидкостью. В одной части лабиринта у самой поверхности воды была скрыта платформа, на которую можно было залезть, чтобы выбраться из воды. «Эти животные ненавидят быть мокрыми, — объяснил он. — Они сделают все, чтобы избежать этого».
Перед инъекциями плазмы мыши проходили через период обучения, в ходе которого они учились находить скрытую под водой платформу. Примерно через неделю их снова помещали в водный лабиринт. Молодые животные находили платформу почти мгновенно, тогда как старые животные беспомощно рыскали по коридорам, ошибаясь до 30 раз, прежде чем наконец находили сухой остров. «Это было печальное зрелище», — говорит Вилледа.
А потом Вилледа обнаружил нечто удивительное: после того как старым мышам в течение нескольких недель вводили молодую кровь, они вдруг стали находить платформу с первой-второй попытки. «Старая кровь каким-то образом разрушительно действует на головной мозг, — говорит Вилледа. — А в молодой крови есть что-то, что с возрастом мы теряем».
Когда мышей «принесли в жертву», он исследовал их головной мозг, особенно нейроны гиппокампа — отдела мозга, ответственного за пространственную память и навигацию. Под электронным микроскопом молодые нейроны имели «взъерошенный» вид из-за большого количества дендритных шипиков, помогающих образовывать соединения с другими нейронами. У старых животных дендриты имели гораздо меньше шипиков, словно подверглись обрезке со стороны ревностного садовника. Это снижало способность нейронов образовывать новые соединения и таким образом формировать новые воспоминания. Но когда старым мышам вводили молодую плазму, их нейроны снова становились «взъерошенными» — что, очевидно, помогало им запомнить (и впоследствии вспомнить) местоположение платформы в лабиринте. Молодая кровь восстановила старый мозг175.
«Мы увидели, что старение и связанный с ним спад были буквально обращены вспять, — сказал мне Вилледа, и в его голосе по-прежнему звучало неподдельное удивление. — Я всегда считал, что старение — это финишная прямая. Стоит вам на нее попасть, и пути назад уже нет. Но теперь я не уверен, что это так».
Теперь главный вопрос: что именно в молодой крови производит такой эффект?
И не только в головном мозге, кстати говоря. Другие исследования обнаружили, что кровь молодых животных омолаживает мышцы и кости старых животных. И Вилледа — не единственный, кто ищет ответ на этот вопрос. На другом конце страны, в Гарвардском университете, другой выпускник Стэнфорда также активно занимается поиском вещества, отвечающего за этот удивительный эффект омоложения. Гонка началась.
«Мы ищем не иголку в стоге сена, — сказала мне Эми Вейджерс, когда мы встретились с ней в ее офисе в Бостоне. — Мы ищем соломинку в стоге сена. В крови присутствует невероятное количество метаболитов, белков или факторов, и любой из них может оказаться той самой волшебной субстанцией».
Ее поиск длится вот уже десять лет, с тех пор как она стала частью команды, участвовавшей в возрождении метода парабиоза в начале 2000-х гг. После аспирантуры она начала работать с Ирвингом Вейсманом, прославленным стэнфордским биологом, впервые выделившим стволовые клетки из человеческой крови. Вместе с Томом Рандо Ирвинг Вейсман занимался изучением того, как стареющая кровь влияет на регенерацию мышц. В новаторской статье, опубликованной в 2005 г. в журнале Nature, исследователи сообщили, что в проведенных ими экспериментах молодая кровь улучшала способность старых мышей восстанавливать поврежденные мышцы176, а также чудесным образом способствовала исцелению их печени. Что-то в молодой крови заставляло старые клетки мышей «вспомнить молодость» — и начинать функционировать, восстанавливаться и обновляться так, как они делали это в прошлом.
Другими словами, старые клетки обладают определенным потенциалом, чтобы процветать и регенерироваться, но старая кровь мешает им это делать. Если это действительно так, то последствия этого открытия огромны: это означает, что даже в пожилом возрасте мы сохраняем способность к регенерации тканей. Остается только выяснить, как разблокировать этот потенциал — то есть найти вещество или вещества, которые служат триггерами. Поиски продолжаются вот уже десять лет, но ответ пока не найден.
Чтобы определить, что именно в молодой крови поворачивает часы старых клеток вспять, Вейджерс присоединилась к команде известного кардиолога и исследователя стволовых клеток Ричарда Ли, ее давнего партнера по велосипедным прогулкам (с которым мы познакомились в главе 6). Ли видел сотни изношенных сердец своих пожилых пациентов. Более молодым пациентам он мог помочь при помощи статинов, препаратов для нормализации артериального давления, а также установки стентов и клапанов. Но решить проблемы своих немолодых пациентов он был не в силах. Они страдали так называемой диастолической сердечной недостаточностью — состоянием, при котором сердечная мышца утолщается настолько, что желудочки перестают заполняться необходимым количеством крови. До сих пор метода лечения этого заболевания не существует.
