Наука та довголіття

Нічого дивного в тому, що вчений часом домагається відповіді на незначну приватність в надії згодом дати початок робочій гіпотезі і, завершивши її теорією, затвердити в науці, Незначне завдання – свідоцтво скромності, тоді як схильність до відкриттів і надмірних узагальнень мимоволі породжує недовіру. Що сказали б ми про вченого, який захопився думкою вирішити віковічну задачу: чим визначається вік живих організмів! Чому дрібні гризуни – миші та щурі – живуть два-три роки, а собака і вівця – до п’ятнадцяти! Чому вік кішки – десять років, а коня і верблюда – близько сорока! Чому члени одного і того ж сімейства – кролик і заєць – відзначені природою різним довголіттям! В силу якого закону нижчі мавпи – макаки та інші – вмирають на дванадцятому році, павіани – на двадцятому, гібони і капуцини – двадцять п’ятому, шимпанзе, орангутанги і горили – доживають до п’ятдесяти – шістдесяти, а людина часом живе і до ста років! Чи завжди ці терміни були однакові!

Кажуть, вони визначаються природним відбором, але ж відбір не створює нових форм пристосування, а лише закріплює давно сформовані. Якщо в цьому винен сам організм, то яка його система ці терміни стверджує! Чи не можна, вивчивши ці закономірності, з часом керувати ними!

Таке коло ідей професора Іллі Аркадійовича Аршавського, завідувача лабораторією вікової фізіології та патології Інституту фізіології Академії медичних наук. Скажемо прямо, план занадто великий для одного життя вченого, надто багатообіцяючий, щоб виглядати скромним.

Не будемо надто суворі, вчені не завжди вільні у своєму виборі ідеї, факти – їх дітища – занадто часто змушують їх проявляти непомірність і зухвалість, діяти всупереч власним завданням і навіть уявленням.

Почалася ця історія з маленької «неув’язки» в теорії відомого німецького вченого Рубнера. Професор Аршавский пам’ятав цю теорію зі студентських років і до сих пір, як і всі фізіологи, вірив у її непогрішність.

Перші сумніви вченого виникли біля колиски новонародженого. Малюк відповідно своїй природі з’явився на світ з серцем, що часто билось і задишкою. Серцевий ритм перевищував ритм матері в два з лишком рази, частота дихання – в чотири. Такий закон природи – скорочення серця і дихання у всього класу ссавців тим інтенсивніше, чим менше розміри тіла. Тільки ціною напруженого обміну і величезними витратами енергії крихітна грудна клітка забезпечує себе необхідною кількістю кисню і дає початок процесам харчування. Мине рік, другий – і ритм серця спаде зі ста п’ятдесяти до шістдесяти скорочень на хвилину, а частота дихання – з п’ятдесяти до чотирнадцяти.

Увага Аршавского була залучена цікавим збігом: ритм серця і дихання у немовлят, незалежно від зростання тіла, починав знижуватися з моменту, коли діти ставали на ноги. Багаторазові спостереження рішуче це підтверджували.

– Це схоже на закономірність, – зауважила вченому співробітниця.
– Можливо, – погодився він. – Рубнер, ймовірно, не надав цьому значення.

Аршавський і сам не схильний був серйозно ставитися до своєї знахідки. Що спільного, здавалося, між першими потугами дитини затвердитися на нижніх кінцівках і різким спадом дихання і кровообігу!

Припустимо, готовий був погодитися вчений, перші кроки немовляти якось впливають на його обмін. А що відбувається з тими, хто ніколи першого кроку не зробив! Рубнер сказав би, що це не має значення: зміни в діяльності серця і дихального центру дитини єдино залежать від збільшення розмірів його тіла.

Аршавський зачастив в клініку до хворих дітей, які перенесли поліомієліт. Деякі з них позбулися рухливості, перш ніж встигли стати на ноги. Дивним чином всі вони зберегли високий ритм дихання і серцевих скорочень. І в три роки, і в п’ять, і в десять років, незалежно від росту дитини, ритм залишався таким же, як у перші дні життя.

Вчений має право, звичайно, засумніватися в істинах, колись викладених йому, і протиставити їм свої. Але професор Аршавський високо цінував німецького дослідника, і тим важче йому було повірити у власну вдачу.

– Як ви думаєте, все частіше запитував він своїх колег і помічників, – чи не занадто я упереджений у своїх судженнях!

Він жадав заперечень, готовий поступитися першому, хто переможе його. Вчені скептично посміхалися, співробітники знизували плечима, а інші здивовано запитували:
– Де ваші розбіжності, вкажіть їх! Адже ви не сумніваєтеся, що ритм дихання і кровообігу залежить від розмірів дитини!
– Звичайно, ні, – відповів він.
– Ви стверджуєте, що зміни в диханні і в скороченнях серця збігаються з моментом, коли в дію вступає скелетна мускулатура! Чому б не бути такому збігу! Рубнер ніколи не стверджував протилежного.
– Але діти, позбавлені рухливості, – заперечував їм Аршавський, – як би не підкоряються загальноприйнятій теорії. Вони ростуть, а скорочення серця і рівень дихання залишаються без зміни.
– Патологія не в рахунок, – заперечували йому, – теорія розрахована на нормальних дітей.

Який вчений втішиться подібною відповіддю! Нехай досліди на тваринах вирішать його сумніви. Вивчалися цуценята з дня їх народження до дорослого стану. Вони, як і діти, народжувалися з високим ритмом дихання і кровообігу. Зміни наступали з вісімнадцятого дня, коли тварини після низки нелегких спроб вставали на передні і задні лапи. Тяжка праця винагороджувалася уповільненням серцевих скорочень і дихання. Через три місяці ритм серця і дихання знижувався вдвічі. Інакше було з тими, кого позбавляли можливості пересуватися: у них змін не наставало.

Маленька «проблема» ставала проблемою і загрожувала існуванню теорії Рубнера. Досліди і спостереження над великим числом новонароджених тварин – над кроликами, зайцями, жереб’ятами та кошенятами – підтвердили, що закономірності, помічені біля колиски дітей, в основному спільні для всього класу ссавців. Не тільки розміри тіла, як вважав Рубнер, визначають стан кровоносної та дихальної системи на перших порах життя організму, але і ступінь діяльності м’язів, скелетної мускулатури, рівень їх зусиль. Саме вони, впливаючи на нервові гальма, перетворюють ритм дихання і серця.

У цьому умовиводі було багато логічного. Уявімо собі дитячий організм, скорочення серця і дихання якого ледь достатні для підтримки життя дитини. Для майбутніх праць, пов’язаних з пересуванням, потрібні додаткові сили – ще більш підвищений обмін. Не природно, що саме в цей момент нервові гальма стримують напругу організму, щоб дати йому можливість, підвищивши знижені процеси, здійснити необхідну працю. Природа не поспішає з підтримкою до тих, хто її не потребує; організми, нездатні до додаткових напружень, до руху, обійдуться життєвим ритмом ранньої дитячої пори.

Наступне питання, яке вчений поставив собі, було повне несподіванок і обіцяло перекинути все, що було видобуто. Багато тварин народжують зріле потомство, здатне з першого ж дня ставати на ноги, ходити і навіть бігати. Який ритм серця і дихання у них! Невже знижується з перших же днів!

Знову роздуми і довгі досліди – і знову факти стали на бік вченого. У поросят, телят, особливо у зайчат і лошат, серцевий ритм і дихання сповільнювалися вже з першого дня. У тримісячного верблюденяти інтенсивність дихання знижувалася вдвічі. Винятком з правила була морська свинка. Вона порівняно впевнено трималася на ногах, ледве з’явилася на світ, скорочення серця і дихання були вкрай часті, і таким цей високий ритм залишився на все життя.

Дослідник, чия вдача зобов’язана була чужою похибкою, не міг пройти повз власну, тим більше, що морські свинки не були єдиним винятком. Те ж саме спостерігалося у щурів і мишей. Їх ритм дихання і серцевих скорочень не тільки з часом не сповільнюється, а, навпаки, наростає. Розміри гризуна з роками збільшуються в п’ятдесят разів, а порушене серце і дихальний центр залишаються без змін. Висока частота серцевих скорочень і дихання властива також новонародженим і дорослим мавпам – макакам, капуцинам і павіанам.

Несподіваними виявилися спостереження над кроликом. На відміну від свого побратима зайця, ритм серця якого з роками падає і доходить до шістдесяти в хвилину, а дихання сповільнюється в чотири-п’ять разів, у кролика те й інше назавжди залишається без змін. Триста ударів серця в хвилину в перші години життя і приблизно стільки ж у зрілому віці, коли розміри тіла виростають в сто разів. Як це пояснити! Чому у одного виду тварин нервові гальма послаблюють напругу серцевого ритму і дихання, а у інших настає застій! Чи не пов’язано це розходження зі способом життя тварин?

Пройшли довгі роки, перш ніж вчений міг на це відповісти. Багато несподіваного було в цій відповіді, сміливі судження змінювалися не менше зухвалим вторгненням в теорію еволюції – вторгненням, настільки незвичайним для фізіолога.

Види тварин, чиє існування протікає в складній обстановці праці та небезпек, в напруженій боротьбі за існування, уклав Аршавський, відзначені природою низьким ритмом серцевих скорочень і дихання. Відносна вага їх серця, як правило, перевершує вагу серця менш рухливих видів тварин. Так, вага серця у кролика і у зайця спочатку однакова, у кролика до дорослого стану зменшується вдвічі, а у дорослого зайця збільшується втричі. Природа як би врахувала, що малорухливому мешканцеві нори кролику не знадобляться міцні м’язи серця, і низький ритм скорочень, настільки важливі для зайця, що живе на відкритому просторі, що рятується від ворога зі швидкістю п’ятдесят кілометрів на годину.

З тієї ж причини нижчі мавпи позбавлені благ гальмування серця і дихання. Вони хоч і змушені вживати відомі зусилля, стрибаючи з дерева і повисаючи на кінцівках, але ці м’язові напруги короткочасні, а стрибки обмежені короткою відстанню. В іншому становищі перебувають людиноподібні мавпи – шимпанзе, орангутанг і горила. Вони настільки ж деревні, як і наземні тварини, та піддаються тому великим життєвим випробуванням і труднощам. Їм природа відпустила гальмівну регуляцію – ритм їх дихання в два рази нижче, ніж у макак та капуцинів.

На початку минулого століття в одній з лабораторій проробили над двома цуценятами наступний дослід. Одного з них змушували повсякденно виконувати складну роботу, а іншому дозволяли вести дозвільний, малорухливий спосіб життя. Коли серця цих цуценят були зважені, виявилося, що працюючий організм вдвічі збільшив відносну вагу серцевого м’яза. У дорослих собак розміри серця не стільки залежать від величини тіла, скільки від рухової активності, властивій породі. Висока рухливість незмінно поєднується з великим серцем, рідкісним ритмом дихання і серцевих скорочень. У хортів, привчених до швидкого бігу, вага серця перевершує вагу серця дворняг і лише трохи поступається вазі серця вівчарки.

У коня і у верблюда, життя яких сповнене праці та поневірянь, ритм серця вдвічі рідше, ніж у дорослих корів, і саме серце значно більше. Кішка, діяльність якої дуже обмежена – і біг і стрибок її розраховані на коротку відстань, – користується благом природи наполовину. Вага її серця вище, ніж у кролика, і нижче, ніж у собаки.

Ще одне завдання належало вченому вирішити: чому у деяких тварин, у міру того як наростає їхня вага, знижується частота дихання і скорочення серця! Ритм дихання великого бика вдвічі нижче, ніж у бичка. Порося протягом першого року життя збільшує свою вагу в сто п’ятдесят разів і в три рази знижує ритм дихання. Чи не з віком, як думав Рубнер, настають ці зміни, а зі збільшенням живої ваги тварини. Надлишок м’яса і жиру – таке ж навантаження на м’язи, таке ж фізичне напруження, як довгі переходи, біг і перевезення вантажів. Природний ритм серця африканського слона, туша якого важить п’ять тонн, вдвічі нижче, ніж коня і верблюда. Тільки загальмувавши напругу серця, природа могла дозволити важковаговій тварині значні пересування в просторі і десятиліття напружених зусиль.

З всього того, що вчений побачив і відтворив у лабораторії, з’ясувалося, що тварини, у яких ритм серця і дихання високий, недовго живуть. Вік щура і миші не перевищує трьох років, нижчої мавпи – дванадцять, тоді як шимпанзе і орангутанг доживають до шістдесяти років. Нові умови існування людиноподібної мавпи перетворили її дихальну і серцеву діяльність і продовжили її вік. Коні і верблюди, серцеві скорочення і ритм дихання яких приблизно однакові, доживають до сорока років, тоді як корови, серцевий ритм яких в два рази вище, живуть удвічі менше. Кролики вмирають на четвертому-п’ятому році, а зайці з їх гнучкими серцевими і дихальними процесами живуть удвічі і навіть утричі довше.

Тривалість життя собаки-дворняжки не перевищує тринадцяти років, дещо довше живе її предок – вовк, а шотландська вівчарка, пастуші собаки і хорти доживають до двадцяти і двадцяти семи років. Чи не тому у слона найвище довголіття, що ритм його дихання найнижчий серед тварин! Чи немає у всьому цьому перебільшення! Чи не послідують за правилом застереження і винятки!

На цей раз винятки послужать лише на користь та утвердження правила. Слони, які живуть на волі до двохсот років, не досягають і вісімдесяти в неволі; людиноподібні мавпи в зоологічному саду гинуть вкрай рано; менше, ніж на волі, живуть зайці. Дикі свині живуть вдвічі довше, ніж домашні. Чого ж бракує цим тваринам у неволі!

Перш за все, можливості звично трудитися, перевертати своє велике тіло на деревах, мчати щодуху від ворога, наздоганяти його і вступати в жорстоке єдиноборство, підтримуючи, таким чином, гальмівну систему, яка дарує їм довголіття. Схоже на те, що уповільнена життєдіяльність зберігає організм від старіння, відпущені роки як би розтягуються в часі. Чи так це!

Макс Рубнер вчив, і вчений світ цьому повірив, що всі види ссавців витягують на своєму віку однаково належну їм кількість енергії з їжі. Кожен тваринний вид проробляє це в свій термін, відповідно природним здібностям. З кожним енергетичним актом жива система наближається до смерті.

У цій фатальній теорії, яка завоювала собі світове визнання, не враховано досконалість людського організму. У природі немає більш економного механізму, ніж гальмування ритму серця. І дихання. Хто ще так мало витрачає енергії на відновлення свого тіла, як людина! Кінь і корова марнують тридцять три відсотки, собака – тридцять п’ять, а людина на відновні процеси витрачає тільки п’ять відсотків енергії. Хіба людина не саме багаторічне створіння серед інших подібних йому розміром і вагою!

Чи не від величини тіла залежить довголіття тварини і людини, а від трудового завдання, покладеного на організм його життєвим середовищем, додатково розширеною ініціативою людини. Праця не тільки зношує організм, але й вдосконалює в ньому процеси горіння речовини, знижуючи потребу тканин у кисні. Умови життя і праці не дані раз назавжди, вони змінюються, удосконалюючи або приводячи в занепад нервові механізми гальмування. Природний відбір закріпить ці зміни до тих пір, поки нове середовище і трудові умови не приведуть до нових змін у фізіологічній системі обміну. Був час, коли кролик, подібно зайцеві, носився по лісах. Скорочення його серця були іншими, і жив він, ймовірно, в два-три рази довше. Предки його, вирили собі першу нору, вони змінили, таким чином, лісовий простір на підземне існування, відрізали собі шлях до свободи, праці та довголіття.

У боротьбі за існування тварини залежать від змін середовища, від того, коли воно випробує їх сили і наділить ритмом, розрахованим на довге життя. Інакше йде у людини. Їй дано самій свідомо впливати на свою фізіологічну систему, обрати форму праці, найбільш відповідну потребам її організму, розумними вправами привчити свої тканини користуватися малим об’ємом кисню і знизити процес горіння речовини. Жителі високогірних місць, де тиск атмосфери вкрай низький, задовольняються досить малим об’ємом кисню. Низький ритм дихання і скорочень серця дозволяє організму стримувати обмін, дати серцю і мозку бажаний спокій. Саме серед високогірних мешканців частіше за все зустрічаються довгожителі. Це послужило приводом направляти хворих з недостатністю дихальної та серцевої системи у високогірні місця.

– Від нас залежить, – говорить професор Аршавський, – працею і вправами знизити ритм дихання і кровообігу, стримати в організмі горіння і тим не тільки збільшити наші трудові можливості, але і значно продовжити наше життя.

Автор: Олександр Поповський