Наука и долголетие

Ничего удивительного в том, что ученый порой домогается ответа на незначительную частность в надежде со временем дать начало рабочей гипотезе и, завершив ее теорией, утвердить в науке, Незначительная задача — свидетельство скромности, тогда как склонность к открытиям и чрезмерным обобщениям невольно рождает недоверие. Что сказали бы мы об ученом, увлекшемся мыслью разрешить вековечную задачу: чем определяется век живых организмов! Почему мелкие грызуны — мыши и крысы — живут два-три года, а собака и овца — до пятнадцати! Почему век кошки — десять лет, а лошади и верблюда — около сорока! Почему члены одного и того же семейства — кролик и заяц — отмечены природой различным долголетием! В силу какого закона низшие обезьяны — мартышки, макаки и другие — умирают на двенадцатом году, павианы — на двадцатом, гиббоны и капуцины — двадцати пяти лет, шимпанзе, орангутанги и гориллы — пятидесяти — шестидесяти, а человек порой живет и до ста лет! Всегда ли эти сроки были одинаковы!

Говорят, они определяются естественным отбором, но ведь отбор не создает новых форм приспособления, а лишь закрепляет давно сложившиеся. Если в этом повинен сам организм, то какая его система эти сроки утверждает! Нельзя ли, изучив эти закономерности, со временем управлять ими!

Таков круг идей профессора Ильи Аркадьевича Аршавского, заведующего лабораторией возрастной физиологии и патологии Института физиологии Академии медицинских наук. Скажем прямо, план слишком великий для одной жизни ученого, слишком многообещающий, чтобы выглядеть скромным.

Не будем слишком строги, ученые не всегда вольны в своем выборе идеи, факты — их детища — слишком часто вынуждают их проявлять неумеренность и дерзость, действовать вопреки собственным задачам и даже представлениям.

Началась эта история с маленькой «неувязки» в теории известного немецкого ученого Рубнера. Профессор Аршавский помнил эту теорию со студенческих лет и до сих пор, как и все физиологи, верил в ее непогрешимость.

Первые сомнения ученого возникла у колыбели новорожденного. Ребенок соответственно своей природе явился на сват с часто бьющимся сердцем и одышкой. Сердечный ритм превышал ритм матери в два с лишком раза, частота дыхания — в четыре. Таков закон природы — сокращения сердца и дыхание у всего класса млекопитающих тем интенсивней, чем меньше размеры тела. Только ценой напряженного обмена и огромной траты энергии крошечная грудная клетка обеспечивает себя необходимым количеством кислорода и дает начало процессам питания. Пройдет год, другой — и ритм сердца спадет со ста пятидесяти до шестидесяти сокращений в минуту, а частота дыхания — с пятидесяти до четырнадцати.

Внимание Аршавского было привлечено любопытным совпадением: ритм сердца и дыхания у младенцев, независимо от роста тела, начинал снижаться с момента, когда дети становились на ноги. Многократные наблюдения решительно это подтверждали.

— Это похоже на закономерность, — заметила ученому сотрудница.
— Возможно, — согласился он. — Рубнер, вероятно, не придал этому значения.

Аршавский и сам не склонен был серьезно относиться к своей находке. Что общего, казалось, между первыми потугами ребенка утвердиться на нижних конечностях и резким спадом дыхания и кровообращения!

Допустим, готов был согласиться ученый, первые шаги младенца как-то влияют на его обмен. А что происходит с теми, кто никогда первого шага не сделал! Рубнер сказал бы, что это не имеет значения: перемены в деятельности сердца и дыхательного центра ребенка единственно зависят от увеличения размеров его тела.

Аршавский зачастил в клинику к больным детям, перенесшим полиомиелит. Некоторые из них лишились подвижности, прежде чем успели встать на ноги. Странным образом все они сохранили высокий ритм дыхания и сердечных сокращений. И в три года, и в пять, и в десять лет, независимо от роста ребенка, ритм оставался таким же, как в первые дни жизни.

Ученый вправе, конечно, усомниться в истинах, некогда преподанных ему, и противопоставить им свои. Но профессор Аршавский высоко ценил немецкого исследователя, и тем трудней ему было поверить в собственную удачу.

— Как вы думаете, —все чаще спрашивал он своих коллег и помощников, — не слишком ли я пристрастен в своих суждениях!

Он жаждал возражений, готовый уступить первому, кто опровергнет его. Ученые скептически усмехались, сотрудники пожимали плечами, а иные удивленно спрашивали:
— Где ваши разногласия, укажите их! Ведь вы не сомневаетесь, что ритм дыхания и кровообращения зависит от размеров ребенка!
— Конечно, нет,— отвечал он.
— Вы утверждаете, что перемены в дыхании и в сокращениях сердца совпадают с моментом, когда в действие вступает скелетная мускулатура! Почему бы не быть такому совпадению! Рубнер никогда не утверждал противного.
— Но дети, лишенные подвижности,— возражал им Аршавский, — как бы не подчиняются общепринятой теории. Они растут, а сокращения сердца и уровень дыхания остаются без изменения.
— Патология не в счет, — возражали ему, — теория рассчитана на нормальных детей.

Какой ученый утешится подобным ответом! Пусть опыты на животных разрешат его сомнения. Изучались щенки со дня их рождения до взрослого состояния. Они, как и дети, рождались с высоким ритмом дыхания и кровообращения. Перемены наступали с восемнадцатого дня, когда животные после ряда нелегких попыток вставали на передние и задние лапы. Тяжкий труд вознаграждался замедлением сердечных сокращений и дыхания. Спустя три месяца ритм сердца и дыхания снижался вдвое. Иначе обстояло с теми, которых лишали возможности передвигаться: у них перемен не наступало.

Маленькая «неувязка» становилась проблемой и грозила существованию теории Рубнера. Опыты и наблюдения над большим числом новорожденных животных — над кроликами, зайцами, жеребятами и котятами — подтвердили, что закономерности, подмеченные у колыбели детей, в основном общи для всего класса млекопитающих. Не только размеры тела, как полагал Рубнер, определяют состояние кровеносной и дыхательной системы на первых порах жизни организма, но и степень деятельности мышц, скелетной мускулатуры, уровень их усилий. Именно они, влияя на нервные тормоза, преобразуют ритм дыхания и сердца.

В этом умозаключении было много логичного. Вообразим себе детский организм, сокращения сердца и дыхание которого едва достаточны для поддержания жизни ребенка. Для предстоящих трудов, связанных с передвижением, нужны добавочные силы — еще более повышенный обмен. Не естественно ли, что именно в этот момент нервные тормоза умеряют напряжение организма, чтобы дать ему возможность, повысив сниженные процессы, осуществить необходимый труд. Природа не спешит с поддержкой к тем, кто в ней не нуждается; организмы, неспособные к дополнительным напряжениям, к движению, обойдутся жизненным ритмом ранней детской поры.

Следующий вопрос, который ученый задал себе, был полон неожиданностей и сулил опрокинуть все, что было добыто. Многие животные рождают зрелое потомство, способное с первого же дня становиться на ноги, ходить и даже бегать. Каков ритм сердца и дыхания у них! Неужели снижаются с первых же дней!

Снова размышления и долгие опыты — и снова факты встали на сторону ученого. У поросят, телят, особенно у зайчат и жеребят, сердечный ритм и дыхание замедлялись уже с первого дня. У трехмесячного верблюжонка интенсивность дыхания снижалась вдвое. Исключением из правила была морская свинка. Она сравнительно уверенно держалась на ногах, едва явилась на свет, сокращения сердца и дыхание были крайне часты, и таким этот высокий ритм остался на всю жизнь.

Исследователь, чья удача обязана была чужой погрешности, не мог пройти мимо собственной, тем более, что морские свинки не были единственным исключением. То же самое наблюдалось у крыс и мышей. Их ритм дыхания и сердечных сокращений не только со временем не замедляется, а, наоборот, нарастает. Размеры грызуна с годами увеличиваются в пятьдесят раз, а возбужденное сердце и дыхательный центр остаются без изменений. Высокая частота сердечных сокращений и дыхания свойственна также новорожденным и взрослым обезьянам — макакам, капуцинам и павианам.

Неожиданными оказались наблюдения над кроликом. В отличие от своего собрата зайца, ритм сердца которого с годами падает и доходит до шестидесяти в минуту, а дыхание замедляется в четыре-пять раз, у кролика то и другое навсегда остается без изменений. Триста ударов сердца в минуту в первые часы жизни и примерно столько же в зрелом возрасте, когда размеры тела вырастают в сто раз. Как это объяснить! Почему у одного вида животных нервные тормоза ослабляют напряжение сердечного ритма и дыхания, а у других наступает застой! Не связано ли это различие с образом жизни животных?

Прошли долгие годы, прежде чем ученый мог на это ответить. Много неожиданного было в этом ответе, смелые суждений сменялись не менее дерзким вторжением в теорию эволюции — вторжение, столь необычное для физиолога.

Виды животных, чье существование протекает в сложной обстановке труда и опасностей, в напряженной борьбе за существование, заключил Аршавский, отмечены природой низким ритмом сердечных сокращений и дыхания. Относительный вес их сердца, как правило, превосходит вес сердца менее подвижных видов животных. Так, вес сердца у кролика и у зайца вначале одинаковый, у кролика ко взрослому состоянию уменьшается вдвое, а у взрослого зайца увеличивается втрое. Природа как бы учла, что малоподвижному обитателю норы кролику не понадобятся крепкие мышцы сердца, и низкий ритм сокращений, столь важные для зайца, живущего на открытом пространстве, спасающегося от врага со скоростью пятьдесят километров в час.

По той же причине низшие обезьяны лишены благ торможения сердца и дыхания. Они хоть и вынуждены употреблять известные усилия, прыгая с дерева и повисая на конечностях, но эти мышечные напряжения кратковременны, а прыжки ограничены коротким расстоянием. В ином положении находятся человекоподобные обезьяны — шимпанзе, орангутанг и горилла. Они столь же древесные, как и наземные животные, и предоставлены поэтому большим жизненным испытаниям и трудностям. Им природа отпустила тормозную регуляцию — ритм их дыхания в два раза ниже, чем у макак и капуцинов.

В начале прошлого века в одной из лабораторий проделали над двумя щенками следующий опыт. Одного из них вынуждали повседневно выполнять сложную работу, а другому предоставляли вести праздный, малоподвижный образ жизни. Когда сердца этих щенков были взвешены, оказалось, что работающий организм вдвое увеличил относительный вес сердечной мышцы. У взрослых собак размеры сердца не столько зависят от величины тела, сколько от двигательной активности, свойственной породе. Высокая подвижность неизменно сочетается с крупным сердцем, редким ритмом дыхания и сердечных сокращений. У борзых, приученных к быстрому бегу, вес сердца превосходит вес сердца дворняг и лишь немного уступает весу сердца овчарки.

У лошади и у верблюда, жизнь которых полна труда и лишений, ритм сердца вдвое реже, чем у взрослых коров, и само сердце значительно крупнее. Кошка, деятельность которой весьма ограничена — и бег и прыжок ее рассчитаны на короткое расстояние, — пользуется благом природы наполовину. Вес ее сердца выше, чем у кролика, и ниже, чем у собаки.

Еще одну задачу предстояло ученому решить: почему у некоторых животных, по мере того как нарастает их вес, снижается частота дыхания и сокращения сердца! Ритм дыхания крупного быка вдвое ниже, чем у бычка. Поросенок в течение первого года жизни увеличивает свой вес в сто пятьдесят раз и в три раза снижает ритм дыхания. Не с возрастом, как думал Рубнер, наступают эти перемены, а с увеличением живого веса животного. Избыток мяса и жира — такая же нагрузка на мышцы, такое же физическое напряжение, как длинные переходы, бег и перевозка тяжестей. Естественный ритм сердца африканского слона, туша которого весит пять тонн, вдвое ниже, чем лошади и верблюда. Только затормозив напряжение сердца, природа могла позволить тяжеловесному животному значительные передвижения в пространстве и десятилетия напряженных усилий.

Из всего того, что ученый увидел и воспроизвел в лаборатории, выяснилось, что животные, у которых ритм сердца и дыхания высок, недолго живут. Век крысы и мыши не превышает трех лет, низшей обезьяны — двенадцать, тогда как шимпанзе и орангутанг доживают до шестидесяти лет. Новые условия существования человекоподобной обезьяны преобразовали ее дыхательную и сердечную деятельность и продолжили ее век. Лошади и верблюды, сердечные сокращения и ритм дыхания которых примерно одинаковы, доживают до сорока лет, тогда как коровы, сердечный ритм которых в два раза выше, живут вдвое меньше. Кролики умирают на четвертом-пятом году, а зайцы с их гибкими сердечными и дыхательными процессами живут вдвое и даже втрое дольше.

Продолжительность жизни собаки-дворняжки не превышает тринадцати лет, несколько дольше живет ее предок — волк, а шотландская овчарка, пастушьи собаки и борзые доживают до двадцати и двадцати семи лет. Не потому ли у слона самое высокое долголетие, что ритм его дыхания самый низкий среди животных! Нет ли во всем этом преувеличения! Не последуют ли за правилом оговорки и изъятия!

На этот раз исключения послужат лишь на пользу и утверждению правила. Слоны, живущие на воле до двухсот лет, не достигают и восьмидесяти в неволе; человекоподобные обезьяны в зоологическом саду погибают крайне рано; меньше, чем на воле, живут зайцы. Дикие свиньи живут вдвое дольше, чем домашние. Чего же недостает этим животным в неволе!

Прежде всего, возможности привычно трудиться, ворочать свое большое тело на деревьях, мчаться во весь опор от врага, догонять его и вступать в жестокое единоборство, поддерживая, таким образом, тормозную систему, которая дарует им долголетие. Похоже на то, что замедленная жизнедеятельность сохраняет организм от старения, отпущенные годы как бы растягиваются во времени. Так ли это!

Макс Рубнер учил, и ученый мир этому поверил, что все виды млекопитающих извлекают на своем веку одинаково положенное им количество энергии из пищи. Каждый животный вид проделывает это в свой срок, соответственно природным способностям. С каждым энергетическим актом живая система приближается к смерти.

В этой роковой теории, завоевавшей себе мировое признание, не учтено совершенство человеческого организма. В природе нет более экономного механизма, чем торможение ритма сердца. И дыхания. Кто еще так мало тратит энергии на восстановление своего тела, как человек! Лошадь и корова расточают тридцать три процента, собака — тридцать пять, а человек на восстановительные процессы расходует только пять процентов энергии. Разве человек не самое многолетнее создание среди прочих подобных ему размером и весом!

Не от величины тела зависит долголетие животного и человека, а от трудовой задачи, возложенной на организм его жизненной средой, дополнительно расширенной инициативой человека. Труд не только изнашивает организм, но и совершенствует в нем процессы горения вещества, снижая нужду тканей в кислороде. Условия жизни и труда не даны раз навсегда, они изменяются, совершенствуя или приводя в упадок нервные механизмы торможения. Естественный отбор закрепит эти смены до тех пор, пока новая среда и трудовые условия не приведут к новым переменам в физиологической системе обмена. Было время, когда кролик, подобно зайцу, носился по лесам. Сокращения его сердца были иными, и жил он, вероятно, в два-три раза дольше. Предки его, вырывшие себе первую нору, сменившие, таким образом, лесной простор на подземное существование, отрезали себе путь к свободе, труду и долголетию.

В борьбе за существование животные зависят от сменяющейся среды, от того, когда она испытает их силы и наделит ритмом, рассчитанным на долгую жизнь. Иначе обстоит у человека. Ему дано самому сознательно влиять на свою физиологическую систему, избрать форму труда, наиболее соответствующую потребностям его организма, разумными упражнениями приучить свои ткани пользоваться малым объемом кислорода и снизить процесс горения вещества. Жители высокогорных мест, где давление атмосферы крайне низко, довольствуются весьма малым объемом кислорода. Низкий ритм дыхания и сокращений сердца позволяет организму умерять обмен, дать сердцу и мозгу желанный покой. Именно среди высокогорных обитателей всего чаще встречаются долгоживущие люди. Это послужило поводом направлять больных с недостаточностью дыхательной и сердечной системы в высокогорные места.

— От нас зависит,— говорит профессор Аршавский,— трудом и упражнениями снизить ритм дыхания и кровообращения, умерить в организме горение и тем не только увеличить наши трудовые возможности, но и значительно продлить нашу жизнь.

Автор: Александр Поповский