Теория изнашивания организма кратко
Обновлено: 30.06.2024
Исходя из теорий изнашивания, с целью увеличения продолжительности жизни нужно проявлять максимальную заботу о своем организме при его Эксплуатации, и, в принципе, эксплуатировать его как можно меньше и реже.
Теории засорения.
Исходя из того, что в процессе жизнедеятельности возникают токсические продукты конечного и промежуточного метаболизма (в особенности при гниении продуктов в толстом кишечнике), И.И. Мечников видел в аутоинтоксикации, длящейся в течение всей жизни, основную причину старения и смерти.
Теории истощения.
При этом утверждалось, что причиной смерти служит не изнашивание самих клеток, а прогрессивное ограничение способности клеток к созиданию ядерного вещества.
Указанные представления дали повод сравнивать онтогенез с заведенными часами, запускаемыми в ход посредством механизма оплодотворения. В заведенных часах постепенное раскручивание пружины продолжается до тех пор, пока не исчерпается потенциальная энергия, сообщенная ей заводом, то есть приложенной извне работой.
Термодинамике живых систем стали уделять особое внимание с середины ХХ века, в связи с работами Ильи Пригожина, который считал, что для описания процессов развития, роста и старения организмов можно и нужно использовать критерий эволюции термодинамики линейных необратимых процессов. Если система не находится в стационарном состоянии, она будет изменяться до тех пор, пока скорость продукции энтропии, или, иначе, диссипативная функция системы, не примет наименьшего значения. В живых системах можно приравнять диссипативную функцию к интенсивности теплопродукции (дыханию и гликолизу). Теорема Пригожина имеет очень простой биологический смысл, так как сводится к утверждению, что в процессе возрастных изменений организма происходит непрерывное снижение интенсивности этих процессов. Во время развития, роста и последующих возрастных изменений организма происходит непрерывный процесс старения системы, выражающийся в уменьшении удельной скорости продукции энтропии. Многочисленные экспериментальные данные, полученные в последнее время, достаточно хорошо подтверждают это положение.
Каждый новый организм начинает свою жизнь с высокого уровня удельной скорости продукции энтропии, которая с возрастом замедляется вплоть до полной остановки. Согласно данным, полученным еще Р. Гертвигом, энергия деления клеток является наибольшей тотчас же после оплодотворения, затем она все более уменьшается, сначала медленно, затем все более и более быстро. С точки зрения термодинамики необратимых процессов, невозможно, чтобы отдельно существующая живая система, какой является зародыш, растущий организм или взрослое животное, могла бы сама собой при неизменных внешних параметрах устойчиво уклоняться от стационарного состояния. Этот процесс возможен только в период возникновения половых клеток и, в частности, в оогенезе. С точки зрения термодинамической теории, только в оогенезе и сперматогенезе происходит процесс омоложения системы, только в этот момент заводится пружина на часах жизни. На всех остальных этапах происходит процесс старения.
Некоторые экспериментальные исследования процессов дыхания зародышей показывают, что в начальный период происходит значительное увеличение интенсивности дыхания и теплопродукции. Поэтому Пригожин признал, что на ранних стадиях развития его теория пока не согласуется с имеющимися экспериментальными данными. Эйнштейн в аналогичной ситуации сказал, что если мироздание не согласуется с его теорией, то это проблема Бога, а не его.
Влечение к смерти
Повторюсь здесь, что я всего лишь практикующий психотерапевт, зарабатывающий деньги на жизнь своей семье. Мне вполне достаточно, что я могу увидеть на знаменитой картинке Перлза сначала 6, а потом 7 квадратиков. Я знаю, что они там есть одновременно. Как прагматику мне вполне достаточно, что я могу легко отличить живого пациента от мертвого, и проблема смерти меня, может быть, вообще бы не волновала, если бы многие из моих живых пациентов не высказывали откровенного желания перейти в противоположное состояние. Мне это не нравится. Я люблю живых пациентов, поскольку подозреваю, что без радикальной смены профессии на мертвом пациенте я много не заработаю. А менять профессию в ближайшее время я не намерен.
Основная предпосылка современной научной теории происхождения жизни, как мы рассмотрели это в предыдущей части, — абиогенез, и в середине XX века экспериментально был осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли. Однако здесь не место повторно углубляться в теорию происхождения жизни, поэтому оставим Анаксагора, Эмпедокла, Вернадского, Опарина, Заварзина, Миллера, Фокса, Лавлока и других ученых вместе с их субвитальными единицами и зонами, эобионтами, биоценозами, рибозимами и рибосомами несколько в стороне, склонив низко голову перед ними в знак признательности. Скажем в целом: на поверхности Земли мы наблюдаем биосферу, частью которой является человек. Жизнь как форма существования материи отличается по многим параметрам от не-жизни. Есть все основания утверждать, что возможность и механизм самозарождения жизни на Земле постепенно обрастает все большей доказательной базой.
Не имею возможности сказать точно, когда, но, очевидно, достаточно давно и, скорее всего, намного раньше, чем в начале XX века, в сознании человека отразился тот факт, что в основе его собственного существования может лежать влечение к смерти.
Я не уверен, что стоит ломиться сквозь бетонную стену в том случае, когда рядом есть открытая дверь, через которую может пройти не только ученый, обогащенный теоретическими знаниями и клиническим опытом, но и любой школьник.
Если мы с вами наблюдаем некий процесс и видим, что он имеет определенное направление движения из условной точки А в условную точку Б, и если мы предполагаем при этом присущую этому процессу определенную тенденцию, то, если мы назовем эту тенденцию влечением, спрашивается (задача для пятого класса общеобразовательной школы): влечением к чему будет определяться данный процесс? Дети ответят, что влечением к точке Б.
Если далее, не останавливаясь на этом, мы совершим с вами еще одно интеллектуальное усилие и рассмотрим с этих же позиций теперь уже другой определенный процесс, который мы с вами называем жизнью, то что мы увидим? Мы увидим все тот же вектор, определяющий направление некоторого движения, начальной точкой которого является, допустим, оплодотворение, а конечной — смерть.
Движение от точки А (зачатие) до точки Б (смерть) мы называем жизнью. Какая тенденция лежит в основе этого процесса? Или какое влечение, если мы будем использовать этот термин (хотя в зависимости от языковых, концептуальных и контекстуальных позиций эту тенденцию и влечение можно назвать по-разному: тягой, стремлением, склонностью, драйвом, волей, установкой или просто линией, направлением или курсом)? В данном случае использование того или иного понятия не играет существенной роли, поскольку вне зависимости от того, как мы назвали этот процесс, он всегда будет устремлен в одном направлении — к смерти. И, соответственно, всегда в основе жизни будет лежать тенденция к смерти, влечение к смерти, стремление к смерти и воля к смерти. Иного не дано.
Почему, спрашивается, если мы наблюдаем жизнь только как векторный процесс, всегда направленный из точки оплодотворения в точку смерти, и никогда по-иному, почему сама мысль о влечении к смерти, если она и высказывается, вызывает столь бурное сопротивление? Почему любые попытки решить эту, в общем-то простую, задачу воспринимаются как оскорбление общественного мнения, как вызов, если не как бунт?
Старение представляет собой изменения, которые затрагивают всех уровни организации живой материи, и эти закономерные возрастные изменения в организме называют гомеорезом.
Сегодня существует множество теорий, пытающихся объяснить старение это и адаптационно-регуляторная теория старения и не менее интересная теория апоптоза, но ни одна из них не способна полно объяснить того сложного процесса, который происходит на всех уровнях организма, начиная от молекулы, потом – клетка, ткань и орган. Ведь с каждым годом количество новых знаний об этом процессе увеличивается, что приводит к рождению новых теорий старения.
Теломерная теория старения
В 1960-х гг. геронтологом из США Л. Хейфликом было выяснено, что человеческие клетки кожи могут делиться только ограниченное число раз (от 40 до 60), однако объяснить это явление он не смог. Через 10 лет, А.М. Оловниковым, на тот момент являющимся одним из сотрудников Института биохимической физики РАН, на основании данных Хейфлика, выдвинул предположение, что предел делении клеток объясняется тем, что при каждом делении клетки хромосома немного укорачивается.
Науке известно, что хромосомы имеют концевые участки (теломеры), которые, вследствие удвоения, постепенно укорачиваются, и со временем клетка уже не может делиться, и тогда она теряет жизнеспособность. Именно это и является причиной старения, согласно теломерной теории. Гипотеза Оловникова была подвержена в середине 1980-х гг., когда был открыт фермент теломеразы, который был способен достраивать укороченные концы хромосомы в клетках опухолей, что позволяло им быть бессмертными. Кстати, предел в 50 делений справедлив не для каждых клеток, например, стволовые или раковые клетки могут делиться бесчисленное количество раз.
Кстати, сам А.М. Оловников впоследствии решил, что данная теория не объясняет причины старения, и им была выдвинута редусомная теория старения. В соответствии с ее постулатами, линейная молекула ДНК редусомы (а редусома – это маленькая ядерная частица, располагающаяся в субтеломерных частях хромосомы), постепенно укорачивается из-за уменьшения ее линейной молекулы ДНК, покрытой белками, что приводит к уменьшению содержащихся в ней различных генов. Именно это укорочение молекул ДНК редусомы служит средством измерения биологического времени и является причиной старения.
Элевационная теория старения (нейроэндокринологическая теория)
В 1950-х гг. советский ученый В.М. Дильман выдвинул идею, что существует единый регуляторный механизм, который определяет закономерности изменений различных систем организма связанных с возрастом. Главным звеном этого механизма выступает гипоталамус. Говоря точнее, основными причинами старения являются уменьшения с течением времени, способности восприятия гипоталамуса уровня гормонов в крови, и его чувствительность к сигналам нервной системы.
Вследствие этого, увеличивается количество циркулирующих гормонов, что приводит к различным заболеваниям, свойственных пожилому возрасту (ожирение, гипертония, климакс, диабет, атеросклероз и другие). Все это ведет к старению и смерти.
Впоследствии, на основании данных исследований и наблюдений было установлено, что именно это приводит к возрастным изменениям в работе репродуктивной системы. Дильман утверждал, что старение – это побочный продукт онтогенеза – развития организма. Именно элевационная теория старения способствовала открытию новых подходов к профилактике преждевременного старения, и связанного с ним болезней.
Адаптационно-регуляторная теория старения
Теория свободных радикалов
Теория апоптоза (теория самоубийства клеток)
Эта гипотеза была выдвинута физиком М. Сциллардом в 1954 г. в США. Согласно его исследованиям, ионизирующее излучение сокращает срок жизни живых организмов, и происходит мутации в молекулах ДНК, что приводит к старению. Таким образом, причиной старения организма, по Сцилларду, являются мутации. Однако, теория соматических мутаций не объясняет, почему стареют люди, которые не подвергались облучению. Последователь Сцилларда – М. Оргель утверждал, что с возрастом в организме накапливаются генетические повреждения, вызванные мутациями – случайными, и вызванные различными факторами (стремы, вирусы, ультрафиолетовые лучи), накапливаются повреждения ДНК, что приводит к старению и изнашиванию организма.
Существуют также и другие теории старения, например, теория перекрестных сшивок, она имеет похожий смысл, как и теория свободных радикалов, теория одноразовой (расходуемой) споры и некоторые другие.
Таким образом, механизмы старения сложны. Сегодня существует несколько теорий, которые в чем-то противоречат одна другой, а в чем-то – дополняют. В современной биологии проблемам старения уделяется большое внимание, и, возможно, в будущем, с углублением знаний об этой проблеме, будет найдено средство, чтобы затормозить старение и продлить человеческую жизнь.
Автор-составитель: Евгений Янковский - врач, медицинский журналист Специальность: Хирургия, Травматология, Онкология, Маммология подробнее
Комментарии
Да уж очень не хочется стареть
Старение. Всё совершенно просто. При рождении организм имеет определённую энергию, но и планета имеет энергию. Любой организм развивается в энергетических полях планеты. Между энергией организма и планеты огромный дисбаланс, для балансировки этого дисбаланса клетки делятся, увеличивают тем самым массу организма. Со временем скорость деления клеток становится все медленней и медленней, по тому что разница энергий организма и планеты уменьшается. Где-то в пределах 30 лет достигается баланс энергий ( если бы этот баланс сохранялся человек мог жить вечно). Но планета также как и организм наращивает массу и её энергетика меняется, в результате начинает увеличиваться противоположный дисбаланс энергий и клетки организма прекращают делиться. СТАРОСТЬ ---это большое постоянно увеличивающиеся количество взрослых не способных к делению клеток. Но это можно обойти--- поместив организм в другое энергетическое поле. Аппарат способный создать энергетическое поле способное заставить делиться клетки не сложен но его сборка тем не мение стоит денег. А по скольку господа учёные слушают только именитых корефеев которые несут околесицу про ген старения в ДНК и тому подобное, то народ будет стареть и умереть.
Господа, здравствуйте. В проблеме старения почти все просто. Старение - побочный продукт развития. Природа дала нам возможность увидеть МИР глазами ребенка, подростка, взрослого человека и старика. Но за все надо платить и эта возможность двигает нас к старости и смерти. Дело в том, что все в организме должно поддерживаться в гомеостазе. Но тогда сам гомеостаз не позволит начаться циклическим процессам у девушки, она никогда не станет матерью. Для этого нужен выход из гомеостаза, эдакое изменение правил игры гормонов и прочих веществ в организме. Выход из гомеостаза обеспечивает ПЕЧЕНЬ (ведь именно ее клевал Орел у Прометея, подарившего огонь людям. Почему? Да чтобы ЛИШИТЬ ЕГО БЕССМЕРТИЯ. Подумайте, куда делся Прометей после того, как его освободил Геракл?) Печень в данном случае является ключевым органом для выхода из гомеостаза и она платит за это ПОЛИПЛОИДИЕЙ (чем старше организм и чем больше у него было стрессов, тем выше его полиплоидия). Надо заметить, что нет ни одной ни биохимической, ни иммунологической реакции, в которой бы не принимали участие продукты печеночных клеток. Но вернемся к полиплоидии. Что же является причиной полиплоидии? И здесь все просто - ЭТО ПАРАБИОЗ. Вернее, фазы парабиоза, описанные Введенским на нерве лягушки - это ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ и Ступени старения самой лягушки (очевидно, что у человека эти фазы могут отличаться, но по сути эти процессы схожи у всех). Обычно все начинается с ПАРАБИОЗА ВАГУСНОГО НЕРВА, некоторые опыты над которым проводил известный физиолог Орбели. Программу полиплоидии ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ПЕЧЕНЬ получает от ПЛАЦЕНТЫ, вернее от стареющей плаценты, полиплоидия которой на последних месяцах беременности чрезвычайно высока. Так, станет понятно, почему кровь матери, профильтрованная через плаценту, проходит еще один фильтр - эмбриональную печень плода. Так что, мы начинаем стареть уже в утробе матери. Возникает вопрос, а что же заставляет нерв попадать в ту или иную фазу парабиоза? (ответ оставлю за собой, только для заинтересованных). А так, представьте себе, что разные фазы парабиоза - это разные языки программирования ДНК клеток органа иннервируемого данным нервом. Понимая эти характеры имульсаций (языки), мы сможем менять активность одних генов и переключать их на другие САМЫМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ ПУТЕМ, не используя плазмиды и прочую хрень, которая может проявить себя самым неожиданным образом. (Задумайтесь, может в этом решении - наша Нобелевская премия, которую мы уже не получали за медицину и физиологию БОЛЕЕ 100 лет! Бороться с парабиозом довольно просто - это внутривенное введение растворов НОВОКАИНА (что уже использовалось давно и были очень хорошие результаты полученные румынами на очень пожилых людях в доме престарелых). Парабиоз можно остановить, но вот что делать с полиплоидией, которая закрывает дверь в прошлое? Думаю это чисто иммунологическая проблема, которую чистой пересадкой молодой печени не решить. Однако, если хорошо подумать, можно решить и этот вопрос. (Вернее вопрос обычно упирается в деньги и команду профессионалов). Интересно, пишите.
На данный момент существует несколько десятков теорий старения. Многие из них представляют уже только исторический интерес, остальные же, отражая ряд существенных сторон процесса, могут быть уложены в логическую схему более универсального общего механизма старения. Общим для всех гипотез является одно – старение организма начинается сразу после начала деления оплодотворенной яйцеклетки. Рассмотрим некоторые из них.
Энергетическая теория старения
Данная теория относится к одной из самых первых теорий старения. Она была предложена Н. Рубнером в1908 г., который первым обратил внимание на то, что крупные млекопитающие живут дольше, чем мелкие. Например, мышь живет 3,5 года, собака – 20 лет, лошадь – 46 лет, слон – 70 лет. Являясь наиболее примитивной, энергетическая теория рассматривает старение как простое изнашивание клеток и тканей. Этот вывод сделан из того, что якобы существует обратная зависимость между интенсивностью обмена веществ, энергией и продолжительностью жизни.
По данным Н. Рубнера, на1 г массы тела всех животных приходится постоянное количество энергии (200 ккал/г), которое может быть израсходовано за жизнь. Исчерпав это количество энергии, животное погибает. Н. Рубнер ошибочно полагал, что интенсивность обмена и общее потребление кислорода определяются условиями теплового баланса и зависят от размеров и поверхности тела. Масса возрастает пропорционально линейным размерам, взятым в кубе, и площади взятой в квадрате. К примеру, собаке для поддержания стабильной температуры тела требуется меньше энергии, чем взятым такому же по весу количеству мышей. У мышей общая поверхность будет гораздо больше, чем у собаки. Следовательно, собака имеет более низкий уровень обмена веществ, чем мышь, а небольшая масса тела и высокий обмен веществ обусловливают крайне непродолжительную жизнь.
Интересным фактом является то, что срок жизни птиц, так же как и у млекопитающих, увеличивается с увеличением размера. Но по сравнению с млекопитающими птицы того же размера живут в 2 раза дольше. Происходит это потому, что у птиц гораздо интенсивнее основной обмен.
Человек имеет намного больший энергетический фонд (приблизительно в 4 раза). Отсюда был сделан вывод о том, что для продления своей жизни человек должен проявлять насколько можно минимальную активность. Это была грубая ошибка с точки зрения современной геронтологии. Напротив, активный образ жизни не только не сокращает, а продлевает продолжительность жизни.
Нейроэндокринные и иммунные гипотезы
Главным регулятором жизнедеятельности человека является нейроэндокринная система. Из-за этого геронтологи пытались выдвинуть теорию, которая могла бы связать основные механизмы старения с первичными нарушениями в нейроэндокринной системе, приводящими к развитию вторичных изменений в тканях.
К наиболее ранним теориям относятся гипотезы, рассматривающие процесс старения как результат дисфункции какой-либо конкретной железы – гипофиза, щитовидной или других, особенно половых, желез. Затем появились теории, объясняющие старение как нарушение функции всей нейроэндокринной системы организма.
Очень большую популярность имеют теории, которые связывают старение с первичными изменениями в гипоталамических структурах. Это объясняется тем, что гипоталамус является генератором биологических ритмов организма, являющихся основным звеном в регуляции функции, желез внутренней секреции. Данная регуляция реализуется через центральную эндокринную железу – гипофиз.
Молекулярно-генетическая теория старения
Молекулярно-генетическая теория является одной из наиболее признанных в современной геронтологии. Данная гипотеза видит причину старения в первичных изменениях генетического аппарата клетки.
Молекулярно-генетические теории подразделяются на две большие группы. Одни ученые рассматривают возрастные изменения генетического аппарата клеток как наследственно запрограммированные. Другие ученые считают, что подобные изменения происходят случайно. Отсюда следует, что процесс старения может являться или наследственно обусловленным, закономерным результатом роста и созревания, или следствием накопления случайных ошибок в системе хранения и передачи генетической информации.
Родоначальником первой группы молекулярно-генетических теорий является А. Вейсман, который выдвинул гипотезу о разделении функций между соматическими и половыми носителями генетического материала. По А. Вейсману, естественное старение отсутствует у одноклеточных организмов.
Эволюционное противоречие между необходимостью дифференциации клеток и обеспечением их бессмертия путем неограниченного деления привело к необходимости разделения клеток на соматические, которым было позволено дифференцироваться и стареть, и бессмертные зародышевые, или половые. В сущности, соматические клетки созданы для обеспечения жизнедеятельности половых клеток, обеспечивающих сохранение и передачу генетического материала в популяции. При выполнении функции размножения индивид становится бесполезным для популяции.
Также, по Вейсману, в результате естественного отбора преимуществом пользовались виды с наилучшим соотношением между плодовитостью и продолжительностью жизни. Отсюда был сделан вывод, что наибольшая продолжительность жизни обусловлена генетически в виде количества поколений соматических клеток многоклеточного организма.
Для подтверждения молекулярно-генетической теории проводился ряд научных исследований. Например, были выполнены опыты для обнаружения соотношения между ограничением питания в молодом возрасте и темпами роста животных. При ограничении питания у животных происходят замедление роста и задержка полового созревания, а следовательно старения. Происходит это потому, что организму требуется большее время для достижения окончательных размеров, т. е. старение, как и другие этапы онтогенеза, контролируется генами.
Последователем теории А. Вейсмана стал и Л. Хейфлик, который установил, что нормальные соматические клетки человека имеют лимитированный митотический потенциал и определенную продолжительность жизни. Для опыта брали из организма клетки соединительной ткани – фибробласты, которые затем помещали в питательную среду. Результатом этого явилось выявление числа Хейфлика – строго ограниченного количества делений, после которого культура погибала. Некоторые авторы утверждают, что в культурах фибробластов, полученных от молодых животных, количество делений превышает число делений в культуре клеток старых животных.
Позже был открыт молекулярный механизм, ограничивающий количество делений фибробластов в культуре. Оказалось, что в стареющих культурах снижается активность фермента теломеразы, который обеспечивает сохранение свойств ДНК в последовательных поколениях клеток. При встраивании гена этого фермента количество делений культивируемых фибробластов возросло.
Казалось, что молекулярно-генетическая теория получила свое подтверждение. Но тут имеются определенные особенности. Например, у фибробластов, используемых в эксперименте, некоторые свойства вообще отсутствовали, зато другие, напротив, обострялись. Если к культуре фибробластов добавляли какие-либо другие клетки, то количество их делений либо возрастало, либо снижалось.
Также фибробласты приобретали способность трансформироваться в другие типы клеток, продолжительность жизни которых не зависит от числа делений.
К молекулярно-генетическим гипотезам также относится гено-регуляторная теория. Эта теория старения была выдвинута В. Райтом совместно с сотрудниками. Сутью ее является представление о старении как об изменениях, происходящих в регуляторных генах. Эти гены являются наиболее активными и наименее защищенными структурами ДНК, способными определять темп и последовательность включения и выключения структурных генов. Вследствие нарушения скорости и последовательности включения структурных генов происходят возрастные изменения в структуре и функции клеток.
Прямых доказательств генорегуляторной теории не выявлено. Но современные исследования показали, что при старении организма в ДНК некоторые участки сокращаются в размерах.
Его последователь Л. Оргель считал, что главная причина старения организма – это накопление с возрастом генетических повреждений в результате мутаций. Мутации в генетическом аппарате клетки могут происходить по двум причинам. Они могут быть либо спонтанными, либо возникать в ответ на воздействие агрессивных факторов, как то ионизирующая радиация, ультрафиолетовые лучи, вирусы, накопление в организме токсических продуктов и т. д. В результате подобных мутаций гены утрачивают способность адекватно регулировать свою активность в связи с накоплением повреждений ДНК и РНК.
Наряду с этим в каждой клетки функционирует специальная система репарации для обеспечения стабильности структуры ДНК и константы в системе передачи генетической информации. В лабораторных экспериментах на некоторых видах животных была доказана взаимосвязь между активностью систем репарации ДНК и сроком жизни.
С течением времени система репарации ДНК изнашивается, в результате чего происходит старение организма. Доказательством этому служат случаи преждевременного старения и выраженного укорочения продолжительности жизни.
К таким случаям относятся наследственные болезни, при которых нарушается процесс репарации, такие как прогерии, синдром Тернера, некоторые формы болезни Дауна и др.
Свободнорадикальная теория старения
Среди всех теорий старения наиболее общепринята теория свободных радикалов, предложенная американским ученым Д. Харманом в середине 1950-х гг. Постоянно расширяя области своего приложения, свободнорадикальная теория старения включает многие из ранее выдвинутых гипотез и теорий старения. Свободнорадикальная теория относится к группе теорий старения в результате изнашивания организма.
Для того чтобы рассмотреть данную гипотезу, следует вспомнить, что ДНК и РНК представляют собой нестабильные, длинные цепи, которые состоят из тысяч молекул. Эти цепи могут очень легко распадаться на звенья. Они постоянно атакуются другими молекулами, представляющими собой либо банальные продукты клеточного метаболизма, либо вещества, загрязняющие окружающую среду (свинец). В результате этого внутри клетки в процессе обмена веществ все время синтезируются новые молекулы, которые заменяют поврежденные.
Большой группой атакующих молекул являются свободные радикалы, которые имеют выраженную способность соединяться с другими молекулами. Клетки время от времени, особенно при действии на организм ионизирующей радиации, самостоятельно синтезируют свободные радикалы.
Кроме того, свободные радикалы способны активизировать внутри клеток особые молекулы – факторы копирования.
Фактор копирования – это абсолютно безвредная молекула до тех пор, пока не подвергнется агрессивному воздействию свободных радикалов, которые способствуют ее миграции к центру клетки – ядру. Попав в ядро, факторы копирования встраиваются в ДНК, после этого она начинает синтезировать токсические вещества. Существует фактор копирования NFk-B, обладающий воспалительными свойствами.
В молодых организмах имеется особый обезвреживающий механизм, устраняющий повреждения, – ферментативная система антиокислительной защиты, которая со временем изнашивается. Накопление повреждений в клетках и скорость старения зависят от соотношения процессов образования активных форм кислорода и функцией этой системы.
В 1969 г. Э. Корд и М. Фридович открыли особый фермент – супероксиддисмутазу, после чего гипотеза Хармана получила новый импульс для своего развития. Активность этого фермента в гранулоцитах, тромбоцитах, эритроцитах и лимфоцитах человека связана со способностью этих клеток к образованию свободных радикалов. Это позволило проследить взаимосвязь наличия данных агрессивных факторов со сроком жизни клеток в крови, который варьирует от 12 ч до нескольких лет. Благодаря этому открытию были сформулированы убедительные доказательства образования в живых клетках свободных форм кислорода, объяснена функция сложной, многоуровневой системы антиоксидантной защиты.
В лабораторных условиях было выявлено, что наиболее высокая активность супероксиддисмутазы отмечается в тромбоцитах, которые часто синтезируют свободные радикалы. Это резко снижает продолжительность их жизни. Эритроциты также характеризуются высоким уровнем супероксиддисмутазы. Но эти клетки крайне редко синтезируют супероксидные радикалы. Срок их жизни больше, чем у тромбоцитов, но не очень высокий. Лимфоциты никогда не генерируют свободные радикалы и имеют довольно низкий уровень супероксиддисмутазы. Поэтому их срок жизни наиболее продолжителен.
Одной из вариаций свободнорадикальной теории является гипотеза старения в результате гликозилирования. Комплекс реакций гликозилирования – реакция Мэйяра – запускается после возникновения соединений глюкозы с аминогруппами аминокислот, пептидов, белков, нуклеиновых кислот. Продукты, образовавшиеся в результате реакции, способны повреждать белки или нуклеиновые кислоты. В результате этого дефектные молекулы оседают на стенки сосудов, тела нервных клеток. Подтверждением этой теории является то, что при развитии осложнений сахарного диабета появляются признаки, похожие на изменения в организме у людей пожилого возраста. Подобные симптомы возникают за счет более быстрого синтеза токсических продуктов реакции гликозилирования.
Также учеными было выявлено, что содержание специфических продуктов реакции Мэйяра в организме человека тесно взаимосвязано с его биологическим возрастом, который часто сильно варьируется у людей одного и того же календарного возраста.
Следует отметить, что проводились исследования, которые смогли доказать способность некоторых продуктов реакции гликозилирования синтезировать активные формы кислорода. Отсюда следует сделать вывод, что образование свободных радикалов и гликозилирование являются звеньями единой более сложной биохимической реакции, а также то, что многие связанные с процессом старения заболевания, такие как атеросклероз, почечная недостаточность, нейродегенеративные заболевания, связаны с реакцией гликозилирования и образованием свободных радикалов.
Один из способов борьбы со старением, в котором повинны свободные радикалы, – применение так называемых антиоксидантов.
Американским ученым Комфортом был проведен ряд научных экспериментов, в результате которых оказалось, что антиоксидант этоксихин способствует увеличению продолжительности жизни мышей примерно на 25%.
В1973 г. исследователь Ричард Хохшилд вводил мышам препарат центрофеноксин. Центрофеноксин используется в некоторых странах Европы и во всем мире (кроме США) для ликвидации признаков нарушений функции центральной нервной системы. Кроме того, его в течение продолжительного времени используют для лечения больных нейродегенеративными заболеваниями. Из этого следует то, что он нетоксичен для людей. В ходе эксперимента было установлено, что продолжительность жизни крыс увеличивается на 10%. Также Р. Хохшилд вводил лекарство старым мышам и показал, что оно увеличивает продолжительность остатка жизни подопытных животных на 11%.
Исследователь Д. Харман проводил опыты, доказывающие зависимость продолжительности жизни от особенностей рациона. Ученый считал, что ненасыщенные липиды, в избытке содержащиеся в маслах и растительных продуктах, принимают активное участие в свободнорадикальных реакциях, посредством этого способствуя ускоренному старению. В ходе эксперимента Харман увеличивал процентное содержание ненасыщенных липидов в пище мышей. Результатом этого – сокращение сроков жизни грызунов.
Этот витамин является синергистом витамина Е и способствует более эффективному удалению свободных радикалов.
Старость воспринимается как непосредственная близость к смерти. Поскольку это завершающий этап жизни, то проблема старости и старения всегда будет иметь свою значимость.
Теория Мечникова: насыщенность жизнью и инстинкт смерти
Теории первой половины ХХ века
После Мечникова изучение феномена старения долгие десятилетия велось только в медицинском ключе. Но в первой половине ХХ века возникло несколько теорий старения. Во-первых, молекулярные теории старения разрабатывали А. Пиктэ, В. Алпатов, О . Настюкова, К. Пархон и другие учёные. В рамках этой группы теорий старение рассматривается как следствие накопления с возрастом неблагоприятных для метаболизма оптических изомеров белков.
Во-вторых, теории, рассматривающие старение как результат изменения генетического аппарата клеток. В-третьих, теории аутоинтоксикации – разрушения иммунных свойств и борьбы тканей в организме.
Старение и теория стресса
Адаптационно-регуляторная теория старения
К восьмидесятым годам XX века началось изучение глубинных процессов старения. На их основе учёные делали достаточно оптимистические прогнозы замедления темпов старения и увеличения видовой продолжительности жизни человека. Прогнозы делались по существу на конец XX века (плюс еще лет двадцать). Главенствующее положение заняла адаптационно-регуляторная теория старения, разработанная В. Фролькисом и его школой. Согласно этой теории, старение – закономерный этап существования живого организма. То есть, неверно искать период, с которого начинается процесс старения – он заложен еще на уровне зародыша. Любая живая система является саморегулирующейся, благодаря чему она способна адаптироваться к изменяющимся условиям. Регулятором адаптации служит процесс витаукта, охарактеризованный автором как антистарение. Витаукт – то, что определяет устойчивость и продолжительность существования живой системы и помогает сохранить адаптивность. С позиций этой теории продолжительность жизни человека нельзя связывать со скоростью и темпом разрушения организма, его старением, как это делалось раньше. Продолжительность жизни человека, по мнению Фролькиса, более правомерно усматривать в механизмах поддержания надёжности организма, в способности к компенсации возникших нарушений.
Старение — это, прежде всего, биологический процесс. Но человеческая старость не только биологическое состояние угасающего организма. Человек - единственное из всех живое существо, которое осознает свою смертность, так же как и предшествующую смерти старость. Для исследования старости мало достижений геронтологии: необходимо учитывать и социокультурную составляющую, связанную с восприятием старости в культуре.
Читайте также: