Теории и механизмы старения реферат

Обновлено: 04.07.2024

С возникновением человека как социального существа биологические факторы эволюции постепенно ослабевают свое действие и ведущее значение в развитии человечества приобретают социальные факторы. Однако человек по-прежнему остается существом живым, подверженным законам, действующим в живой природе. Все развитие человеческого организма идет по биологическим законам.
Антропологи установили, что в течение большей части человеческой истории средняя продолжительность жизни людей была очень небольшой – примерно 30-35 лет. И лишь сравнительно недавно, начиная с XVII - XVIII веков, средняя продолжительность жизни стала расти, и в развитых странах этот процесс продолжается и сегодня.

Фрагмент работы для ознакомления

Список литературы

1. Антропология. Хрестоматия \\ Авторы-составители: Т.Е. Россолимо, Л.Б. Рыбалов, И.А. Москвина-Тарханова. – М.: Институт практической психологии; Воронеж: МОДЭК, 1998.
2. Васильев С.В. Основы возрастной и конституциональной антропологии. – М.: РОУ, 1996.
3. Дерябин В.Е. Антропология. Учебное пособие для психологов. – М., 1995.
4. Карсаевская Т.В. Философия старости: геронтософия. Сборник материалов конференции. Выпуск 24. – СПб.: Санкт-Петербургское философское общество, 2002.
5. Попова М.В. Психология растущего человека: краткий курс возрастной психологии. – М.: ТЦ Сфера, 2002.
6. Психология старости и старения: Хрестоматия: Учеб. пособие для студ. психол. фак. высш. учеб. заведений / Сост. О. В. Краснова, А. Г. Лидере. – М.: Академия, 2003.
7. Хрисанфова Е.Н. Антропология: учебник /Е. Н. Хрисанфова, И. В. Перевозчиков. - 4-е изд. - М.: Наука, 2005.
8. Фролькнс В. В., Мурадян X. К. Экспериментальные пути продления жизни. - Л.: Наука, 1988

Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.

* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.

Прогрессирующее старение населения развитых стран и свя­занные с ним проблемы на фоне достижений биологии и медици­ны явились стимулом к развитию геронтологии. Геронтология — наука, изучающая старение живых организмов, в том числе и че­ловека. Геронтология имеет три основных раздела:

1. Биология старения — раздел геронтологии, объединяющий изучение процесса старения живых организмов (высших живот­ных и человека) на разных уровнях их организации: субклеточ­ном, клеточном, тканевом, органном и системном.

2. Гериатрия, или гериатрическая медицина — учение о бо­лезнях людей пожилого и старческого возраста: особенности их клинического течения, лечения, профилактики, организации ме­дицинской и социальной помощи.

3. Социальная геронтология изучает влияние социальных условий на человека и разрабатывает мероприятия, направлен­ные на устранение отрицательного воздействия факторов окру­жающей среды. Это учение о взаимосвязи между возрастом ста­реющего человека, его здоровьем и работоспособностью в усло­виях окружающей среды.

Основной задачей геронтологии является сохранение физиче­ского и психического здоровья пожилых и старых людей, их со­циального благополучия.

Старение является естественным процессом. И поэтому пре­дотвратить старость и смерть невозможно, но продлить жизнь — это ответственная и благородная задача современной медицины.

Знание закономерностей развития старения, его механизмов необходимо врачу для объективной оценки здоровья, прогноза возможной продолжительности жизни и причин развития болез­ней. Такие заболевания, как атеросклероз, артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца и мозга, диабет, рак, возни­кают в основном во второй половине жизни человека и нередко связаны с процессом старения. Вот почему наиболее эффектив­ными средствами профилактики этих заболеваний являются воз­действия, направленные на темп старения.

Следует строго разграничивать понятия старения и старости, причину и следствие. Старость — закономерно наступающий заключительный период возрастного развития. Старение — раз­рушительный процесс, который развивается в результате нарас­тающего с возрастом повреждающего действия экзогенных и эндогенных факторов, ведущий к недостаточности физиологи­ческих функций организма. Старение приводит к ограничению приспособительных возможностей организма, снижению его надежности, развитию возрастной патологии. Факторы среды, воздействуя на биологические процессы, влияют на продолжи­тельность жизни. В ходе эволюции наряду со старением возник и процесс витаукта. Витаукт — процесс, стабилизирующий жиз­недеятельность организма, повышающий его надежность, на­правленный на предупреждение повреждения живых систем с возрастом и на увеличение продолжительности жизни. Процессы старения и витаукта возникают вместе с зарождением организма. Изменение их взаимоотношения и разделяет все индивидуальное развитие на три периода — прогрессивный, стабильный, деградационный.

Существуют индивидуальные особенности старения, свой­ственные отдельным людям.

Естественное старение характеризуется определенным тем­пом и последовательностью возрастных изменений, соответству­ющих биологическим, адаптационно-регуляторным возможно­стям данной человеческой популяции.

Преждевременное (ускоренное) старение характеризуется бо­лее ранним развитием возрастных изменений или же большей их выраженностью в тот или иной возрастной период. Преждевре­менному (ускоренному) старению способствуют перенесенные заболевания, неблагоприятные факторы окружающей среды, в том числе стрессовые ситуации, которые могут воздействовать на разные звенья цепи возрастных изменений, ускорять, извращать, усиливать обычный их ход.

Замедленное (ретардированное) старение ведет к увеличению продолжительности жизни, долголетию. Возрастные изменения в этих случаях наступают значительно позже.

Старение связано с изменениями, происходящими на всех уровнях организации живой материи — молекулярном, субкле­точном, клеточном, системном, целостного организма.

Гетеротропность — выраженность процессов старения — не­одинакова для разных органов и разных структур одного и того же органа (например, старение пучковой зоны коркового вещества надпочечников выражено меньше, чем клубочковой). Возрастные изменения организма развиваются разнонаправленно. Например, секреция половых стероидных гормонов уменьшается, а гонадотропных гормонов гипофиза увеличивается. Возрастные измене­ния организма развиваются с различной скоростью. Например, изменения опорно-двигательного аппарата медленно нарастают с возрастом; сдвиги в ряде структур мозга возникают поздно, но быстро прогрессируют, нарушая его функцию.

Одной из основных закономерностей старения организма является снижение его адаптационно-регуляторных возможно­стей, т.е. надежности. Эти изменения носят этапный характер. При старении снижается сначала способность адаптироваться к значительным нагрузкам и, в конце концов, изменяются уровень обмена и функции даже в состоянии покоя.

От средних веков и до наших дней продолжаются поиски средств для омоложения и продления жизни, а люди по-прежнему стареют и умирают. Существенный вклад в формирование совре­менных представлений о сущности старения внесли классики отече­ственной биологии — И.И. Мечников, И.П. Павлов, А.В. Нагор­ный, А.А. Богомолец. Их исследования характеризуются поиском фундаментальных механизмов старения и стремлением разрабо­тать средства, влияющие на продолжительность жизни.

И.П. Павлов связывал ведущие механизмы старения с изме­нениями нервной деятельности. Ученые его школы открыли важ­нейшие закономерности возрастных изменений высшей нервной деятельности.

А.А. Богомолец полагал, что ведущие механизмы старения определяются возрастными изменениями соединительной ткани. На основе этих представлений он предложил использовать цито- токсические сыворотки для положительного воздействия на ор­ганизм в старости.

А.В. Нагорный и его школа собрали большой фактический ма­териал об особенностях течения старения и связали этот процесс с затухающим самообновлением протоплазмы.

Существуют две традиционные точки зрения на причины раз­вития старения.

1. Старение — генетически запрограммированный процесс, результат закономерного развития программы, заложенной в ге­нетическом аппарате. В этом случае действие факторов окружаю­щей и внутренней среды может повлиять, но в незначительной степени, на темп старения.

2. Старение — результат разрушения организма вследствие неизбежного повреждающего действия сдвигов, возникающих в ходе самой жизни, — стохастический, вероятностный процесс. Иными словами, старение — разрушительный, вероятностный процесс, развивающийся в организме с генетически запрограм­мированными свойствами.

Старение — многопричинный процесс, вызываемый мно­гими факторами, действие которых повторяется и накапливает­ся в течение всей жизни. Среди них стресс, болезни, активация свободно-радикального окисления и накопления перекисных продуктов метаболизма, воздействие ксенобиотиков (чужерод­ных веществ), недостаточное выведение продуктов распада бел­ков, гипоксия и др.

Старение — многоочаговый процесс. Он возникает в разных структурах клетки — ядре, митохондриях, мембранах и др.; в разных типах клеток — нервных, секреторных, иммунных, пе­ченочных и др. Теми возрастных изменений определяется соот­ношением процессов старения и витаукта. Витаукт означает не просто восстановление повреждений, возникающих в процессе старения, это механизм поддержания надежности организма, способности к восстановлению, к компенсации возникших нару­шений. Познание особенностей регуляторных связей процессов старения и витаукта и определяет во многом стратегию и такти­ку продления жизни — замедление темпа старения и активацию процессов витуакта.

Наука, занимающаяся изучением изменений, связанных с естественным процессом- старением, называется геронтология. Изучением, лечением и профилактикой болезней старческого возраста занимается гериатрия.
Биология старения изучает инволютивно- возрастные изменения на субклеточном, клеточном, тканевом, органном и системном уровнях организма животных и человека. При изучении биологических механизмов старения обращают внимание на онтобиологические изменения, коррелирующие с биологическим возрастом живых форм, видоспецифические изменения, свойственные организмам определенного вида, хронобиологические изменения, отражающие принципы временной организации живых систем, а также на межпопуляционную и межиндивидуальную вариабельность возрастного процесса.

Содержание

Введение
Механизм старения
Теория клеточного старения
Молекулярно-генетические теории (теломерная)
Свободно радикальная теория
Адаптационно-регуляторная теория
Элевационная (онтогенетическая) теория старения
Теория накопления мутаций
Теория одноразовой сомы
Теория антогонистической плейотропии
Современная теория старения Симоненкова
Список используемой литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

Современные теории старения.docx

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия

Кафедра патологической физиологии

на тему: Современные теории старения

3 курса 15 группы

  1. Введение
  2. Механизм старения
  3. Теория клеточного старения
  4. Молекулярно-генетические теории (теломерная)
  5. Свободно радикальная теория
  6. Адаптационно-регуляторная теория
  7. Элевационная (онтогенетическая) теория старения
  8. Теория накопления мутаций
  9. Теория одноразовой сомы
  10. Теория антогонистической плейотропии
  11. Современная теория старения Симоненкова
  12. Список используемой литературы

Наука, занимающаяся изучением изменений, связанных с естественным процессом- старением, называется геронтология. Изучением, лечением и профилактикой болезней старческого возраста занимается гериатрия.

Биология старения изучает инволютивно- возрастные изменения на субклеточном, клеточном, тканевом, органном и системном уровнях организма животных и человека. При изучении биологических механизмов старения обращают внимание на онтобиологические изменения, коррелирующие с биологическим возрастом живых форм, видоспецифические изменения, свойственные организмам определенного вида, хронобиологические изменения, отражающие принципы временной организации живых систем, а также на межпопуляционную и межиндивидуальную вариабельность возрастного процесса.

В зависимости от характеристик инволюционно-возрастных изменений различают: естественное (физиологическое, нормальное), ускоренное (преждевременное, патологическое), замедленное (ретардированное) старение.

В процессе старения постепенно снижаются обменные процессы, потребление кислорода, количество выделяемой углекислоты. Клетки обедняются водой, снижается содержание в тканях калия, фосфора, магния, а количество кальция, натрия, хлора возрастает. Кальций все больше откладывается в стенках сосудов, делая их более хрупкими из-за сужения просвета, неспособными поставлять необходимое количество крови тканям. Ослабляется деятельность сердца, падают ударный и минутный объем. Подвергнутые склерозу почки уменьшают диурез. Из-за снижения выработки пищеварительных ферментов недостаточна усвояемость корма. Снижается, а затем и выпадает репродуктивная функция. Постепенная инволюция лимфоидной ткани ведет к ингибиции иммунной системы. Повышается чувствительность к патогенам различного происхождения.

2. Механизмы старения

Мозг животных и человека, нервная система играют главную роль в старении. С возрастом нервная ткань подвергается износу на всех уровнях организации: структурном, биохимическом и функциональном.

Структурные изменения проявляются в значительной утрате количества нейронов в базальных ганглиях, мозжечке и спинном мозге. В головном мозге изменения затрагивают только небольшую часть нейронов.

Научно доказанным фактом в механизме старения является роль гипоталамуса. У человека с возрастом в гипоталамусе снижается концентрация норадреналина и ДОФА-декарбоксилазы, в то время как концентрация моноаминооксидазы и ацетихолинэстеразы увеличивается.

Старение сопровождается также снижением количества воды в мозговой ткани и изменением сосудистой циркуляции в мозге. В клетках нервной системы меняется состав липидов, усиливается активность свободно радикальных процессов, накапливаются мутации ДНК, снижается синтез белков.

Самым значимым функциональным изменением нервной системы у старых людей является заторможенность поведения. Это проявляется не только в двигательных реакциях, но и при сложных процессах усвоения информации, которые ассоциируются с краткосрочной памятью. Нарушения сна касаются фаз глубокого сна. От состояния центральной нервной системы (ЦНС) зависит также и осанка. Снижение функциональной активности вегетативной нервной системы проявляется в форме гипотонии, нарушении терморегуляции, расстройства желудочно-кишечного тракта и недержания мочи. В старости активность симпатической нервной системы повышается,

что может влиять на познавательные функции.

Иммунологические механизмы старения:

Иммунная система тесно связана с системой гемопоэза (системой кроветворения). Они обе имеют единое происхождение от общих поливалентных стволовых клеток, которые содержатся в костном мозге. Эти системы играют ключевую роль в защите организма, предупреждении

опухолей (иммунный надзор) и возникновении ответа на инфекционные агенты. Оказывается, что с возрастом основной гемопоэз у животных и человека не изменяется. Правда, резервные возможности этой системы могут сужаться, что и приводит к снижению способности реагировать на стрессовые воздействия. Периферические лимфоидные органы, такие как селезенка и лимфоузлы, с возрастом не претерпевают изменений в размерах. Продукция стволовых клеток хорошо сохраняется в зрелом возрасте. Обмен цинка, который играет существенную роль в иммунокомпетенции, в старости снижается.

Поэтому очень важно включать в свой рацион достаточное количество продуктов, содержащих цинк (пшеничные отруби, печень телячья жареная, угри вареные, говядина, дрожжи, кедровые орехи, сыр пармезан, желток яичный, анчоусы, куриное мясо, молоко цельное). Иммунная и нервная системы связаны через эндокринную систему. Это взаимодействие осуществляется главным образом циркуляцией гуморальных факторов посредством эпифизарно-гипоталамо- гипофизарной системы.

3. Теория клеточного старения

Фибробласты эмбриона человека способны делиться ограниченное число раз, примерно 50. После нескольких фаз способность клеток к пролиферации (делению) исчерпывается, и в таком состоянии клетки способны находиться длительное время. Эта последняя фаза жизни клеток в культуре была

В отличие от половых и стволовых клеток большинство типов соматических клеток имеет ограниченный пролиферативный потенциал in vitro (в пробирке).

Апоптоз и продолжительность жизни

Другую точку зрения на роль апоптоза в старении высказали другие авторы, полагавшие, что снижение жизнеспособности организмов является результатом самодеструкции клеток, индуцируемой не генами, а различными факторами окружающей среды.

Существуют два способа реализации апоптоза.

1. Элиминация поврежденных стареющих клеток, которые затем могут быть заменены путем клеточной пролиферации. Этот процесс обеспечивает сохранение тканевого гомеостаза.

2. Удаление постмитотических клеток, то есть клеток, не способных к делению, которые не могут быть возобновлены (кардиомициты, нейроны). Этот процесс

приводит к развитию патологии.

В норме апоптоз удаляет поврежденные клетки, и этот механизм у млекопитающих является важнейшим для защиты организма от рака.

Однако с возрастом происходит накопление клеток, резистентных (устойчивых) к апоптозу, что вызывает множественные повреждения, которые приводят в ко-

нечном счете к неоплазии, нейродегенеративным процессам или первичной смерти вследствие инфаркта миокарда.

Молекулярно-генетические теории подразделяются на две большие группы. Одни ученые считают процесс старения закономерным, наследственно запрограммированным результатом развития организма. Но пока известны только отдельные элементы этой программы – регуляторные гены, меняющие активность синтеза РНК и белков другими генами на всех этапах существования организма, от первых делений яйцеклетки до последнего вздоха. Другие уверены, что старение – результат накопления случайных мутаций, ошибок в системе хранения и передачи генетической информации. Правы, как это часто бывает, и те, и другие, и многие из третьих.

Теломеры необходимы для начала репликации (удвоения) ДНК: к ним прикрепляется РНК-затравка, с которой на каждой из нитей двойной спирали ДНК начинается синтез второй нити, комплементарной первой. После каждого деления клетки часть концевых нуклеотидов на каждой из вновь образованных хромосом безвозвратно теряется вместе с РНК-затравкой. Когда рано или поздно хромосома израсходует все нуклеотиды своих теломер, клетка не сможет делиться и через некоторое время погибает.

У эмбриона, в клетках-предшественниках сперматозоидов и яйцеклеток и клетках опухолей оставшиеся без парных нуклеотидов участки теломер достраивает фермент теломераза.

Она состоит из нескольких белковых глобул и нити РНК, в которой (у человека) на 450 оснований приходится только одна значащая – комплементарная теломерной – последовательность.

С ее помощью на последних этапах удвоения хромосом теломераза присоединяется к началу обреченного на гибель участка ДНК, достраивает небольшой отрезок из комплементарных ему нуклеотидов, передвигается на шаг к концу хромосомы – и так до тех пор, пока не восстановит исходную длину теломеры.

Вторую, комплементарную нить концевого участка ДНК достраивают ДНК-полимераза и остальной комплекс ферментов, за счет которых происходит удвоение нитей ДНК при делении клетки.

5. Свободно радикальная теория

Согласно этой теории продуцируемые главным образом в митохондриях клеток молекулы супероксида (О, Н2О2, НО и, возможно, синглетного кислорода О2) повреждают клеточные макромолекулы, такие как ДНК, белки, липиды. Кроме того, активные формы кислорода повреждают мембраны клеток, коллаген, хроматин, структурные белки.

(СОД). Установлена высокая корреляция между активностью основного обмена, активностью СОД и максимальной продолжительностью жизни (МПЖ). Кроме СОД, положительную роль играют α-каротин (витамин А), β-токоферол (витамин Е), мочевая кислота и др. Показано, что видовая продолжительность жизни напрямую зависит от активности этих ферментов и содержания данных компонентов в сыворотке крови. С возрастом происхо-

дит снижение общей антиокислительной и антирадикальной активности крови у людей.

6. Адаптационно-регуляторная теория

Продолжительность жизни очень сильно разнится между видами животных. Несколько факторов имеют свое влияние на неё. В большинстве случаев продолжительность жизни зависит от плодовитости животного: чем больше потомства оно даёт, тем меньше живёт. Кроме того, продолжительность жизни зависит от размера животного, размера его мозга и метаболической активности. Например, как правило, меньшие по размеру животные имеют меньшую, а большие по размеру — большую продолжительность жизни.

Содержание

Введение.
Современные теории старения
- Эволюционная теория и видо-специфичное старение.
- Свободнорадикальная теория.
- Митохондриальная теория.
- Теория гликозилирования белков.
- Теломеры.
- Элевационная теория Дильмана.
- Иммунологическая теория.
- Апоптоз и старение.
3. Заключение.
4. Литература.

Работа содержит 1 файл

Современные теории старения.doc

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации.

Департамент кадровой политики и образования.

Санкт - Петербургский Государственный Институт Ветеринарной медицины.

Кафедра Патологической Физиологии.

Реферат на тему:

Студентка III курса 9 группы

Петрова Екатерина Александровна.

  1. Введение.
  2. Современные теории старения

- Эволюционная теория и видо-специфичное старение.

- Теория гликозилирования белков.

- Элевационная теория Дильмана.

- Апоптоз и старение.

Старение — в биологии процесс постепенного нарушения и потери важных функций организма или его частей, в частности способности к размножению и регенерации . Вследствие старения организм становится менее приспособленным к условиям окружающей среды, уменьшает и теряет свою способность бороться с хищниками и противостоять болезням и травмам .

Продолжительность жизни очень сильно разнится между видами животных. Несколько факторов имеют свое влияние на неё. В большинстве случаев продолжительность жизни зависит от плодовитости животного: чем больше потомства оно даёт, тем меньше живёт. Кроме того, продолжительность жизни зависит от размера животного, размера его мозга и метаболической активности . Например, как правило, меньшие по размеру животные имеют меньшую, а большие по размеру — большую продолжительность жизни.

Все млекопитающие являются многоплодными организмами, у которых старение протекает медленно и охватывает практически все системы организма. Общие изменения включают снижение основной массы тела (живых клеток и костей ) при возрастании общей массы за счёт возрастания количества жировых отложений и содержания воды.

Современные теории старения.

Существует огромное количество классификаций теорий старения, исследователи выделяют множество групп - теории программированного старения, стохастические (вероятностные), молекулярно-генетические, нейроэндокринные и многие другие. Разделение это весьма условно, т.к. теории должны охватывать все механизмы, задействованные в процессе старения. Механизмы старения достаточно сложны и многообразны. Сегодня существует несколько альтернативных теорий, которые отчасти противоречат друг другу, а отчасти – дополняют. Сейчас научный мир все больше интересуется проблемой старения, созданы институты по этой проблеме, исследовательские группы и т.д. Накапливается огромный объем данных и, может быть уже очень скоро процесс старения будет разгадан.

Эволюционная теория и видо-специфичное старение.

Эта теория зародилась, когда Рассел Уоллес , знаменитый эволюционист, работавший с Дарвином , выдвинул идею о том, что долголетие, превышающее возраст потомства невыгодно для видов. Дети и родители конкурируют за ресурсы. Это может свидетельствовать в пользу идеи о генетически - программируемом старении. Дополнительным аргументом является программируемое кортикостероид -опосредованное саморазрушение лосося после нереста . Но как заметил биолог Герман Медавар, если бы не было старения, то не было бы необходимости в размножении.
Если старение - продукт действия сил эволюции, то оно должно быть программируемым. Но в природе большинство животных гибнет от несчастных случаев, конфликтов и болезней, и в этих условиях кажется сомнительным, что старение предопределено эволюцией. С другой стороны - уже на ранних стадиях старения снижается способность животного выжить, таким образом, происходит селекция против старых особей.
Представители альтернативной точки зрения сравнивают генетическое программирование с конструированием спутника для сбора информации о планете. Конструирование сконцентрировано на том, чтобы гарантировать, что спутник достигнет места назначения и представит собранные данные, когда облетит планету. Аналогия образная, под спутником подразумевается репродуктивный период . Одной из целей репродукции является разрушение особи.

Широкий диапазон продолжительности жизни разных видов кажется убедительным доказательством того, что старение генетически предопределено. Слон живет в 10-20 раз дольше, чем мышь, но число сердцебиений у них одинаковое в течение жизни, просто у слона 30 в минуту, а у мыши 300. Оба вида делают 200 млн. дыхательных движений. Оба имеют метаболический потенциал около 200 ккал (он характерен и для других млекопитающих, но у человека он равен приблизительно 800ккал - мозг использует больше энергии, чем любой другой орган). Геронтологи, которые сравнивали продолжительности жизни различных видов, объясняют это противоречие тем, что корреляция продолжительности жизни и веса гораздо лучше, чем корреляция с массой мозга у приматов.
Значимые характеристики вида также влияют на продолжительность жизни у разных видов: большой размер, способность летать, мозг, наличие иголок, раковины или панциря, холоднокровие. Все, кроме последней характеристики, снижает уязвимость для хищников.
Конкуренция особей одного вида за партнеров и ресурсы более важна, чем хищники и другие опасности. Эволюционные силы позволяют развиваться более сильным и устойчивым животным, это подразумевает и оставление как можно большего числа потомков, и каждый потомок должен получать больше заботы и ресурсов. Выживание генов лучше обеспечивается увеличением продолжительности жизни и репродуктивного периода "репродуктивно-успешных" взрослых особей, у которых будет больше потомства, значительное число которых не выживет и не станет репродуктивно-активными особями.
Коротко - живущие организмы растрачивают метаболическую энергию на антиоксиданты и репарацию ДНК вместо того, чтобы использовать ее для роста и репродукции. Когда у животного есть враги, то эволюция вкладывает некоторые ресурсы в быструю репродукцию и репарацию (в том числе и репарацию ДНК), а большее количество генетических ресурсов в удлинение репродуктивного периода (а значит, удлиняется и продолжительность жизни). Например, у птиц мембрана митохондрий содержит большое количество ненасыщенных жирных кислот , что делает их менее уязвимыми для перекисного окисления . Белковый комплекс дыхательной цепи митохондрий генерирует у птиц меньше свободных радикалов , чем у млекопитающих. Это свидетельствует о том, что животные с хорошо сконструированными клетками могут жить несколько столетий. Человеческие стволовые клетки теоретически могут жить миллионы лет благодаря усиленной продукции ферментов ДНК- репарации, антиоксидантных ферментов и теломеразы .
Эволюционные биологи проводят эксперименты по искусственной селекции для определения роли эволюции в детерминации продолжительности жизни. Подобные исследования проводит Майкл Роуз в Университете Калифорнии. В своих работах он исследовал многие поколения дрозофил и определил, что те особи, которые оставляют потомство в конце жизненного цикла, живут на 30% дольше других.

К сожалению, такие разносторонние исследования проводятся на лабораторных моделях, которыми давно стали дрозофилы. Подобные исследования на людях сильно затруднены в силу биологических причин - невозможно в полной мере проследить столько поколений людей.

Если говорить о самой теории, то она мало конкретизирована и представляет обобщение других теорий (хотя появилась раньше, чем другие), например свободнорадикальной теории, теломеразной и других.

Свободнорадикальная теория.

Эта теория была выдвинута Денхамом Харманом в 1956 году. Сторонники этой теории считают, что накопление повреждений в результате оксидативного стресса приводит к возрастзависимому повреждению тканей, канцерогенезу и, наконец, к старению.
В настоящее время свободные радикалы - одна из самых популярных тем для обсуждения, не только в научной общественности, но и в СМИ. Одна из теорий старения связана с оксидативным стрессом. Так что же это такое свободные радикалы и оксидативный стресс?
Ядро атома окружено электронными орбиталями , каждая из которых содержит максимум по 2 электрона с разными спиновыми квантовыми числами . Атом водорода имеет одну внешнюю орбиталь, атомы азота , углерода и кислорода имеют по 4 внешние орбитали, захватывающие 8 электронов. Атомы более стабильны, когда орбитали заполнены электронами. Свободные радикалы - это высокоактивные молекулы или атомы, имеющие неспаренные электроны на внешней орбитали, которые не задействованы в образовании химической связи . Атомы или небольшие молекулы, являющиеся свободными радикалами, более нестабильны, чем большие, так как последние могут захватывать электрон для образования резонансной структуры (т.е. стабильную структуру).
Свободные радикалы могут повреждать нуклеиновые кислоты , белки и липиды . Для биологических систем наиболее важны кислородные свободные радикалы, в частности, супероксид - анион (superoxide (.O2−)), оксид азота (nitric oxide (.NO)) и гидроксильный радикал (hydroxyl radical (.OH)). Оксид азота относительно неактивный радикал, который живет всего несколько секунд, быстро реагируя с кислородом. Но если он взаимодействует с супероксид - анионом, то образуестя пероксинитрит ( peroxynitrite (ONOO−)), который разлагается с образованием гидроксильного радикала. Пероксинитрит, как и гидроксильный радикал, реагируют непосредственно с белками и другими макромолекулами с образованием альдегидов и кетонов , поперечных сшивок и продуктов перекисного окисления липидов . Только 1-4% однонитевых разрывов ДНК провоцируется пероксинитритом и гидроксильным радикалом. Кроме того, перекись водорода (hydrogen peroxide (H2O2)) и гипохлорит (hypochlorite (OCl-)) сами по себе не являются свободными радикалами, но эти кислород - содержащие молекулы могут облегчать образование свободных радикалов. Все эти кислород - содержащие молекулы объединены термином активные формы кислорода (АФК, ROS). АФК действуют на основания в составе нуклеиновых кислот, аминокислот боковых цепей белков и двойные связи в ненасыщенных жирных кислотах . Повреждение макромолекул (и клетки в целом) в результате действия АФК называется оксидативным стрессом.
Свободнорадикальная теория имеет огромное число ярых сторонников и столько же ярых противников. Интернет и другие источники переполнены информацией о свободных радикалах. В знаменитой биомедицинской базе данных PubMed хранится 164567(!) статей о свободных радикалах. Исследованиями этой проблемы занимаются во многих научных центрах по всему миру. Объем информации настолько велик, что обозреть все не представляется возможным.

Однако, как отмечалось выше, есть и противники этой теории. Среди них Рендольф Хоус и Энтони Линнен, который в свое время был ярым ее сторонником, но потом пересмотрел свои взгляды. Хоус в 2006 году выпустил монографию "Свободнорадикальная фантазия: богатство парадоксов" . Исследователи отдают должное роли этой теории в истории, но отмечают в ней некоторые ошибки. Они считают, что оценка уровня свободных радикалов завышена, известны и эффективно работают системы репарации, свободные радикалы участвуют в выработке энергии и регуляции клеточного метаболизма, гомеостаза . Широкое использование антиоксидантов не помогает в борьбе с пандемиями онкологических заболеваний, диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и старение м.
В любом случае, в свободнорадикальной теории есть рациональное зерно, но остается много неразрешенных вопросов:

1) Почему если теория верна, антиоксиданты неэффективны?

2) Как можно защитить клетку и организм в целом от оксидативного стресса?

3) Как активизировать внутренние резервы?

4) Как определить тот лимит, после которого возникает рак, диабет, атеросклероз и прочие спутники старения?

Митохондриальная теория.

Читайте также: