Генетическая составляющая продолжительности жизни
«С позиции биолога и медика, в конечном итоге, продолжительность жизни человека
определяется триадой: вид, наследственность, образ и условия жизни».
Академик В.В. Фролькис
Генетическая регуляция индивидуального развития (онтогенеза) сопряжена с последовательной реализацией различных генетических программ во времени, заканчивающейся умиранием особи. При этом завершающим этапам онтогенеза у ряда организмов не всегда предшествует продолжительное старение. Такие примеры известны как в царстве растений, так и в царстве животных: горбуши погибают после нереста; трутни пчёл умирают непосредственно после оплодотворения самок; подёнки вообще живут одни сутки и даже не едят; бамбук может размножаться до 20 лет вегетативно, но, приступая к половому размножению, засыхает в течение нескольких дней после созревания семян; мексиканская агава зацветает на десятый год и после появления плода засыхает. Эти данные позволяют предполагать возможное существование генетических программ, работающих на поздних этапах онтогенеза, предшествующих смерти. Однако у большинства организмов заключительные этапы онтогенеза сопряжены с процессом старения.
Продолжительность жизни представляет собой достаточно стабильный видовой признак. При этом даже весьма близкие виды могут существенно различаться по продолжительности жизни. Так, например, степень гомологии геномов человека и шимпанзе составляет 98%, но это не уравнивает их по продолжительности жизни. Если человек может дожить до 120 лет, то век шимпанзе не достигает и 60 лет. Продолжительность жизни - один из видовых количественных признаков. Фенотип - величина продолжительности жизни отдельной особи данного вида – представляет собой результат проявления генотипа в определённых условиях внешней среды. Соответственно, величина продолжительности жизни отдельной особи вида, как и любой другой видовой признак, обусловлена нормой реакции её генотипа, т.е. пределами модификационной изменчивости организма (пределами варьирования признака). Диапазон этой изменчивости представляет собой разницу между самой короткой продолжительностью жизни (нижняя граница нормы реакции) и самой длинной продолжительностью жизни (верхняя граница нормы реакции).
Реальная оценка этого диапазона достаточно затруднительна, так как «не известно, какие пределы нормы реакции в отношении продолжительности жизни можно считать ещё вариантами нормы, а какие – отклонениями от неё» (Б.А. Кауров). Тем не менее, поскольку величина продолжительности жизни представляет собой видовой признак, то в пределах нормы реакции этого признака особь должна успеть развить все свои основные видовые признаки и довести своё потомство до его самостоятельного существования. Для человека этот нижний предел можно принять за 40-45 лет. Соответственно за верхним видовым пределом будет максимально возможная продолжительность особи вида в естественной среде обитания без искусственного изменения её генотипа, и он соответствует, примерно, 110-120 годам.
На существование корреляции между долголетием потомства и родителей указывает наличие определённой генетической обусловленности темпов старения. Например, потомки столетних имели в четыре раза большую вероятность прожить 85 лет и более, чем дети тех, кто умер до 73 лет. Оценить наследуемость долгожительства человека можно, наблюдая за членами одной семьи. При этом с помощью коэффициента наследуемости можно оценить влияние образа жизни людей на величину популяционной изменчивости. Исследование долгожительства у близнецов показало, что наследуемость продолжительности жизни у человека не превышает 50%. Рядом авторов показано, что коэффициент наследуемости продолжительности жизни с возрастом увеличивается. Так, если для возрастной группы 6-28 лет он составляет не более 0,06, для людей старше 60 лет значение коэффициента возрастает уже до 0,34. Такое возрастание коэффициента наследуемости происходит, по всей видимости, оттого, что в процессе старения происходит отбор генотипов на выживаемость. При этом чем больше возраст, до которого доживают особи, тем уже спектр соответствующих генотипов, т.е. с возрастом происходит как бы концентрация определённых генотипов.
Проведённые исследования указывают, что диапазон популяционной изменчивости продолжительности жизни у человека, обусловленный изменением среды, довольно высокий, несмотря на его снижение с возрастом. Это говорит о том, что резервы для увеличения числа людей с большей продолжительностью жизни не исчерпаны. Для достижения верхней границы индивидуальной нормы реакции продолжительности жизни необходимо оптимальное воздействие среды на организм с ранних этапов онтогенеза, начиная с эмбрионального развития.
Тем не менее, в силу чрезвычайного генотипического разнообразия человеческой популяции возникает главная трудность: какой образ жизни является наилучшим в плане долголетия отдельной личности, и не повлияет ли он пагубно на другие показатели жизнедеятельности организма. Об этом необходимо задумываться в настоящий момент, когда, по мере совершенствования методологии генной инженерии, будут активизироваться попытки вмешательства в генотип человека с целью увеличения продолжительности его жизни.