Генетическая теория старения сообщение

Обновлено: 05.07.2024

Современная геронтология имеет несколько теорий, которые дают возможность понять, почему человек стареет и умирает. Все они имеют право на существование, но самой признанной остается молекулярно-генетическая теория старения. В ее основе лежит гипотеза, утверждающая, что причина старения кроется в первичных изменениях аппарата клетки. Но вот что касается процесса, тут мнения ученых не сходятся, так как может быть два варианта, как именно он происходит и чем он обусловлен.

По первой теории механизм старения генетически заложен в самой клетке, проявления старости — закономерность установленная природой. Во втором случае это всего лишь результат накопления ошибок в генетической памяти, которые накопились за период эволюции живых существ. Пока предпочтение за молекулярно-генетической теорией с первым вариантом процесса старения

Tеломерная теория.

Суть теории заключается в том, что при каждом клеточном делении специфические последовательности на концевых участках хромосом − т.н. теломеры − укорачиваются на определенную величину с помощью фермента теломеразы. Таким образом, число нормальных делений соматических клеток ограничена длиной теломер

Считается, что молекулярно-генетическая теория старения была создана А. Вейсманом, который выдвинул гипотезу разделения функций между соматическими и половыми носителями генетического материала. В основе этой гипотезы лежит отсутствие старения в одноклеточных организмах. Как утверждает теория Вайсмана, именно соотношение между половыми и соматическими клетками определяет продолжительность жизни. Половые или зародышевые клетки не умирают, так как несут в себе основную генетическую информацию, а вот соматические дифференцируются и умирают.

Первые отвечают за передачу информации в популяции, а вторые обеспечивают их жизнедеятельность. После того как организм выполнил свое предназначение, передав популяции информацию он становится бесполезным и соматические клетки прекращают свое деление. Чем дольше продолжительность функции размножения, тем больше поколений соматических клеток, соответственно дольше продолжительность жизни. Это можно считать естественным отбором, предусмотренным природой.

Первое опровержение этой теории дали опыты А. Карреля. Этот французский хирург и патофизиолог разработал технику выращивания культуры тканей с использованием плазмы крови и эмбриональной жидкости. Его эксперимент с клетками тканей миокарда помещенных в питательную среду доказал, что молекулярно-генетическая теория старения далеко не всегда верна, так как слой клеток делился неограниченное число раз.

Молекулярно-генетическая теория старения Вейсмана, нашла свое продолжение в теории Хейлика. Опыты этого ученого доказали что нормальная соматическая клетка имеет строгое количество делений, это число, в честь ученого, назвали число Хейлика. По этой теории соматические клетки имеют лимитированный митотический потенциал и определенную продолжительность жизни.

Пример такого опыта можно наблюдать при помещении фибробласты в питательную среду. Соединительная ткань, взятая из организма, делится определенное количество раз и погибает. Но как же опыты А. Карреля? Отличие между этими исследованиями заключалось в самом материале. Каррель помещал в питательную смесь кусочки тканей, а Хейлик одиночные клетки, что дало более точные результаты. Разница состояла и в питательной смеси. В опытах Карреля вместе с кровью и эмбриональной жидкостью к образцам попадали новые клетки. Хейлик в свою очередь использовал раствор аминокислот, солей и других низкомолекулярных компонентов. Таким образом, молекулярно-генетическая теория старения вновь была подтверждена, но это не дало ответа как связано число деления и дифференциация во всех поколениях клеток. Ответ на этот вопрос не дала теломерная теория, она только позволила установить что структура, отвечающая за количество делений – концевые участки хромосом, или теломеры.

Центриолярная теория Ткемаладзе.

В конце ХХ-го века была выдвинута новая теория старения, в процессе доказательства которой была опровергнута теломерная теория. По новой гипотезе за старение организма отвечают структуры вне ядра клетки, это белковые структуры которые участвуют в делении клеток и являются счетчиком деления – центриоли. Так родилась центриолярная теория Ткемаладзе.

Центриолярная теория Ткемаладзе поставила под вопрос предыдущие гипотезы, приводя неоспоримый факт. Из ядра соматической клетки, возможно, вырастить клонированное животное, значит, она также несет в себе генетическую информацию. Тогда логичнее допустить, что за старение отвечает не ядро, а структуры в цитоплазме.

Исследования клеток привели к выводам, что именно центриоли отвечают за этот процесс. Перед каждым делением они удваиваются, а также руководят формированием каркаса клетки – цитоскелета, который играет важнейшую роль в жизни клетки. Цитоскелет координирует объединение клеток в ткань и метаболизм клеток, отвечает за начальные этапы эмбрионального развития. Он же отвечает за прохождение внешних сигналов в ядро, вплоть до сигнала на уничтожение клетки. Когда число делений клетки исчерпано, центриоли погибают, прекращается поддержка цитоскелета, а значит, клетка стареет и гибнет. Исключение составляют только клетки способные к регенерации, как, к примеру, клетки печени взрослых животных.

По центриолярной теории Ткемаладзе существуют бессмертные клетки, такими считают клетки высших растений, оплодотворенная яйцеклетка и еще несколько видов изначально лишенных центриолей и цитоскелета. К этому перечню относятся и злокачественные раковые клетки, у которых резко нарушена ориентация центриолей и изменена структура цитоскелета.

Старение организма начинается тогда, когда клетки исчерпали свой лимит делений. Такие клетки становятся дифференцированными, или специализироваными. В организме человека первыми дифференцированные становятся стволовые клетки. Их большинство имеет подавленный механизм деления, оно формируют запас, все другие идут на формирование организма. Постепенно запас расходуется, для возобновления клеток тканей, когда он исчерпается, стволовые клетки не возобновляют его.

Теория случайных мутаций.

Исследования клеток долгожителей старше 100 лет показали преобладание аллеля апоЕ2, над аллелем апоЕ4, а ведь последний предрасполагает к некоторым заболеваниям к примеру к гиперходестеринемии и болезни Альцгеймера. продукты деградации биомембран, имеющих общее название липофусцин, накапливаются в пузырьках внутри клеток нервной системы, легких и сердца, что ухудшает функциональное состояние этих клеток. С преждевременным накоплением липофусцина связана болезнь Альцгеймера.
Преобладание одних аллелей над другими можно считать мутациями. Именно изменение аполипопротеина, гена отвечающего за долгожительство человека, и может приводить к тому, что организм стареет.

Молекулы ДНК это основа генетического аппарата, они могут повреждаться физическими или химическими агентами, или так называемыми свободными радикалами, что нарушает процесс их деления и может привести к их видоизменению. Такое влияние на генетический материал в ходе эволюции и привело к старению организма.

В. М. Дильман (1987) полагал, что в соответствии с четырьмя моделями возникновения болезней (экологической, генетической, аккумуляционной и онтогенетической) все существующие теории старения могут быть классифицированы на: клеточные вероятностные, клеточные регулярные, клеточные программные, системные запрограммированные теории

Элевационная (онтогенетическая) теория старения.

Большое внимание в последние годы ученые уделяют старению белка соединительной ткани — коллагена. Во-первых, коллаген составляет до 30 % всех белков организма; во-вторых, он является удачной моделью для изучения старения белков. Его молекула состоит из трех цепей аминокислот.

Следующей теорией является чрезвычайно известная свободнорадикальная теория. Разработчик − Дэнхем Хармен. Суть ее в том, что вследствие влияния внешних (физических, химических) и внутренних (биохимических) факторов увеличивается количество свободных радикалов, которые являются чрезвычайно реакционноспособные, и атакуют различные компоненты клеток, прежде всего − ДНК, биомембраны и митохондрии. Наиболее значимыми свободными радикалами являются активные формы кислорода (АФК) − О₂ – , О₂ 2- , Н₂О₂. Вообще, существует большое количество неорганических и органических свободных радикалов. Системой защиты от свободнорадикальной атаки являются антиоксиданты.

недостаточность проточности системы;
недостаточность действия отбора для сохранения только нужных структур в пределах данной системы;
недостаточность самокопирования элементов системы;
ухудшение функции регуляторных систем[1].

Авторами указывается, что названные основные типы старения могут проявляться множеством более конкретных механизмов старения. И это может происходить в одном организме, и в организмах разных видов.

А.Г. Бойко видит причину противоречивости известных теорий старения в следующем. Обсуждая ту или иную теорию старения, авторы, как правило, упускают из вида существование нестареющих видов многоклеточных организмов, которые фактически не подвержены старению и обладают потенциальным бессмертием, чему не препятствуют ни генерация реактивных форм кислорода (РФК), ни укорочение теломер, апоптоз и другие процессы, которыми обычно объясняют старение. Более того, эти виды имеют длительную эволюционную историю, и их эволюционные предшественники в большинстве случаев были также потенциально бессмертны. Игнорирование этих фундаментальных фактов геронтологии, видимо, имеет очень простую причину − исследователи не могут их объяснить.

Финчем предложены минимальные критерии для отнесения конкретного вида в эту категорию: 1) отсутствие увеличения темпа смертности с возрастом после полового созревания, 2) заболеваемости, 3) снижения темпа размножения и 4) ряд физиологических показателей, т.е., эти существа должны стареть так медленно, что зафиксировать какие либо возрастные изменения было бы практически невозможно.

Для объяснения причин и механизмов старения на сегодня предложено несколько сотен теорий старения.

В их основе лежит один из двух основных принципов: 1) старение является результатом неотвратимого повреждающего воздействия факторов внешней среды и оползней, возникающих в ходе жизнедеятельности организма, 2) старения является генетически запрограммированным процессом.

Заключение.

Обзор важнейших современных теорий старения показывает, что несмотря на ценность многих частных механизмов старения, отражаемых ими в том или ином уровне организации живой материи, до сих пор так и не создано полноценной действенной теории старения.

Но вместе с тем, будущая теория старения, пожалуй, впитает в себя после соответствующей критической переработки и обогащения новыми открытиями многое из того, что есть в современных теориях старения.

При создании будущей теории старения важно учесть, что все установленные возрастные изменения на разных уровнях организации − это части единого процесса возрастного развития организма, а потому эта теория должна будет учесть все без исключения уровни организации живой системы, все богатство возрастного развития целостного организма высших животных и человека.

Человеку свойственно боятся старения, ведь оно ведет к закату его жизни. А жизнь человека по сравнению с другими процессами вселенной очень коротка. Поэтому психическое функционирование в пожилом возрасте существенно отличается от других периодов жизни человека. Найти эликсир долголетия, разгадать загадку старения пытались многие известные ученые. Но чтобы найти ответ нужно проникнуть в тайны законов природы. На сегодняшний день генетики работают над многими вопросами, но именно вопрос старения остается самой большой загадкой.

Если смотреть на эти два варианта процесса, то опровергнуть их просто невозможно. По первой теории механизм старения генетически заложен в самой клетке, проявления старости — закономерность установленная природой. Во втором случае это всего лишь результат накопления ошибок в генетической памяти, которые накопились за период эволюции живых существ. Пока предпочтение за молекулярно-генетической теорией с первым вариантом процесса старения.

Для того чтобы теория Вайсмана была подтверждена либо опровергнута, уже проведено множество научных исследований. В ходе этих исследований была установлена закономерность между ограничением питания и ростом, а соответственно и старением организма. При ограничении питания молодой организм замедляет свой рост, вследствие чего задерживается половое созревание, это в свою очередь замедляет и старение. Эти опыты дали возможность установить, что старение контролируется генами, как и другие этапы онтогенеза. При ограничении питания организму требуется больше времени для того что бы достигнуть окончательных размеров, выполнить свое предназначение в размножении и запустить обратный отсчет, то есть начать стареть.

Как альтернатива всем вышеперечисленным гипотезам выдвинута теория случайных мутаций, или ошибок в геноме человека. Исследования клеток долгожителей старше 100 лет показали преобладание аллеля апоЕ2, над аллелем апоЕ4, а ведь последний предрасполагает к некоторым заболеваниям к примеру к гиперходестеринемии и болезни Альцгеймера. Преобладание одних аллелей над другими можно считать мутациями. Именно изменение аполипопротеина, гена отвечающего за долгожительство человека, и может приводить к тому, что организм стареет.

На сегодняшний день проводятся тысячи исследований, но это только очередные попытки в долгой чреде поисков вечной молодости. Все предыдущие теории старения еще не изучены до конца. Современные генетики добились потрясающего результата — клонировав животное. Результатом труда многих ученых стали такие достижения как увеличение числа Хейлика на 20-30 делений, выделен маркер опухолевого процесса, что может помочь победит рак и другие выдающиеся достижения. Но впереди еще очень много работы генетиков, прежде чем человек обретет вечную молодость и бессмертие.

Автор-составитель: Евгений Янковский - врач, медицинский журналист Специальность: Хирургия, Травматология, Онкология, Маммология подробнее

Основные научные теории старения: молекулярно-генетические, элевационная (онтогенетическая), адаптационно-регуляторная и стохастические (вероятностные) теории. Теория свободных радикалов и апоптоза (самоубийства клеток). Причины и механизм старения.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	09.05.2014
Размер файла	37,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство здравоохранения Свердловской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднее профессиональное образование

Свердловский областной медицинский колледж

1. Основные научные теории старения

1.1 Молекулярно-генетические теории

1.2 Теломерная теория

1.3 Элевационная (онтогенетическая) теория старения

1.4 Адаптационно-регуляторная теория

2. Стохастические (вероятностные) теории

2.1 Теория свободных радикалов

2.2 Старение - это ошибка

2.3 Теория апоптоза (самоубийства клеток)

3. Механизм старения

3.2 Причины и механизм старения

Введение

Никто, никогда и нигде не сомневался, что проблем старения была и остается одной из наиболее актуальных в естествознании. Создание теоретических моделей изучаемого процесса - важнейший элемент познания, поэтому данному вопросу уделяется центральное внимание в любой современной области науки. Всё нарастающий интерес исследователей к этой проблеме определяется рядом факторов. Во-первых, крупные достижения биологической науки, в первую очередь раскрытие механизмов передачи генетической информации, биосинтез белка, мембранных механизмов функции клеток, установление общих закономерностей регуляции обмена и функции организма, сделали реальной возможность познания ведущих механизмов старения. Во-вторых, экспериментальные исследования последних лет показали возможность пролонгирования жизни животных и обосновывают возможность перенесения некоторых результатов на человека. В-третьих, в высокоразвитых странах значительно растёт число пожилых и старых людей в обществе, развивается постарение населения, что приводит к возникновению ряда крупных социально-экономических проблем. В-четвертых, возрастные изменения обмена и функции организма - основа развития возрастной патологии, возникновением ряда заболеваний человека, являющихся основой причиной его смерти. Все это привело к тому, что проблемой биологии старения интересуется в последние годы не только биологии, но и клиницисты, экономисты, демографы. Стало очевидным, что правильное понимание сущности старения необходимо для познания механизмов жизненных явлений, их становления и развития.

1. Основные научные теории старения

Механизмы старения достаточно сложны и многообразны. Сегодня существует несколько альтернативных теорий, которые отчасти противоречат друг другу, а отчасти - дополняют. Современная биология уделяет проблеме старения очень большое внимание, и с каждым годом появляются новые факты, позволяющие глубже понять механизмы этого процесса.

1.1 Молекулярно-генетические теории

Гипотеза, согласно которой причиной старения являются изменения генетического аппарата клетки, является одной из наиболее признанных в современной геронтологии.

Молекулярно-генетические теории подразделяются на две большие группы. Одни ученые рассматривают возрастные изменения генома как наследственно запрограммированные. Другие считают, что старение - результат накопления случайных мутаций. Отсюда следует, что процесс старения может являться или закономерным результатом роста и развития организма, или следствием накопления случайных ошибок в системе хранения и передачи генетической информации.

1.2 Теломерная теория

1.3 Элевационная (онтогенетическая) теория старения

По концепции Дильмана, старение и связанные с ним болезни - это побочный продукт реализации генетической программы онтогенеза - развития организма. Онтогенетическая модель возрастной патологии открыла новые подходы к профилактике преждевременного старения и болезней, связанных с возрастом и являющихся основными причинами смерти человека: болезней сердца, злокачественных новообразований, инсультов, метаболической иммунодепрессии, атеросклероза, сахарного диабета пожилых и ожирения, психической депрессии, аутоиммунных и некоторых других заболеваний. Из онтогенетической модели следует, что развитие болезней и естественных старческих изменений можно затормозить, если стабилизировать состояние гомеостаза на уровне, достигаемом к окончанию развития организма. Если замедлить скорость старения, то, как полагал В.М. Дильман, можно увеличить видовые пределы жизни человека.

старение генетический стохастический онтогенетический

1.4 Адаптационно-регуляторная теория

Существенным компонентом теории Фролькиса является разработанная им генорегуляторная гипотеза, по которой первичными механизмами старения являются нарушения в работе регуляторных генов, управляющих активностью структурных генов и, в результате, интенсивностью синтеза закодированных в них белков. Возрастные нарушения генной регуляции могут привести не только к изменению соотношения синтезируемых белков, но и к экспрессии ранее не работавших генов, появлению ранее не синтезировавшихся белков и, как результат, к старению и гибели клеток.

В.В.Фролькис полагал, что генорегуляторные механизмы старения являются основой развития распространенных видов возрастной патологии - атеросклероза, рака, диабета, болезней Паркинсона и Альцгеймера. В зависимости от активации или подавления функций тех или иных генов и будет развиваться тот или иной синдром старения, та или иная патология. На основе этих представлений была выдвинута идея генорегуляторной терапии, призванной предупреждать сдвиги, лежащие в основе развития возрастной патологии.

2. Стохастические (вероятностные) теории

Согласно этой группе теорий, старение - результат случайных процессов на молекулярном уровне. Об этом мы говорили выше: многие исследователи считают, что старение - это следствие накопления случайных мутаций в хромосомах в результате изнашивания механизмов репарации ДНК - исправления ошибок при ее копировании во время деления клеток.

2.1 Теория свободных радикалов

Практически одновременно выдвинутая Д.Харманом (1956) и Н.М.Эмануэлем (1958), свободнорадикальная теория объясняет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосудистых заболеваний, ослабления иммунитета, нарушений функции мозга, катаракты, рака и некоторых других). Согласно этой теории, причиной нарушения функционирования клеток являются необходимые для многих биохимических процессов свободные радикалы - активные формы кислорода, синтезируемые главным образом в митохондриях - энергетических фабриках клеток.

Если очень агрессивный, химически активный свободный радикал случайно покидает то место, где он нужен, он может повредить и ДНК, и РНК, и белки, и липиды. Природа предусмотрела механизм защиты от избытка свободных радикалов: кроме супероксиддисмутазы и некоторых других синтезируемых в митохондриях и клетках ферментов, антиоксидантным действием обладают многие вещества, поступающие в организм с пищей - в т.ч. витамины А, С и Е. Регулярное потребление овощей и фруктов и даже несколько чашек чая или кофе в день обеспечат вам достаточную дозу полифенолов, также являющихся хорошими антиоксидантами. К сожалению, избыток антиоксидантов - например, при передозировке биологически активных добавок - не только не полезен, но может даже усилить окислительные процессы в клетках.

2.2 Старение - это ошибка

Его последователь Л. Оргель считал, что мутации в генетическом аппарате клетки могут быть либо спонтанными, либо возникать в ответ на воздействие агрессивных факторов - ионизирующей радиации, ультрафиолета, воздействия вирусов и токсических (мутагенных) веществ и т.д. С течением времени система репарации ДНК изнашивается, в результате чего происходит старение организма.

2.3 Теория апоптоза (самоубийства клеток)

Самоликвидации подвергаются и митохондрии - изучив этот процесс, Скулачев назвал его митоптозом. Митоптоз происходит, если в митохондриях образуется слишком много свободных радикалов. Когда количество погибших митохондрий слишком велико, продукты их распада отравляют клетку и приводят к ее апоптозу. Старение, с точки зрения Скулачева, - результат того, что в организме гибнет больше клеток, чем рождается, а отмирающие функциональные клетки заменяются соединительной тканью. Суть его работы - поиск методов противодействия разрушению клеточных структур свободными радикалами. По мнению ученого, старость - это болезнь, которую можно и нужно лечить, программу старения организма можно вывести из строя и тем самым выключить механизм, сокращающий нашу жизнь.

По мнению Скулачева, главная из активных форм кислорода, приводящих к гибели митохондрий и клеток - перекись водорода. В настоящее время под его руководством проходит испытания препарат SKQ, предназначенный для предотвращения признаков старения.

3. Механизм старения

3.1 Старость

Старость - неизбежный процесс, сущность которого сводиться к появлению признаков усталости как отдельных органов и тканей, так и организма в целом. Старость - заключительный этап индивидуального развития организма в нашем мире. Началом её у человека условно считается возраст после 75 лет - это так называемая физиологическая старость. Но при этом состоянии могут сохраняться умственные и физические силы, определенная работоспособность, общественная или социальная активность и интерес к окружающему миру. Процесс старения начинается в разных органах и тканях не одновременно и протекает с разной интенсивностью. Во многом интенсивность старения зависит от врожденных, генетически детерминированных свойств тканей.

Очень важно понимание закономерностей старения. С современных позиций естествознания - это постепенное снижение приспособительных возможностей организма.

Нельзя точно диагностировать начало старения - оно начинается скрытно и затрагивает не все тело, а наиболее ранимый орган или систему.

И если вначале изменения, вызванные старением, практически не нарушают процесса приспособления организма к резко изменяющимся условиям жизни, то впоследствии, при более выраженных возрастных сдвигах, организм приспосабливается к таким испытаниям все труднее и труднее.

С возрастом меняются возможности защитных сил организма, падает активность иммунной системы, защищающей организм от инфекций, от раковых перерождений клеток, способствующей быстрому восстановлению поврежденных органов.

Если старение организма в настоящее время невозможно предотвратить, то время его появления и скорость охвата всего организма можно, в известных пределах, регулировать.

3.3 Причины и механизм старения

В геронтологии никогда не было недостатка в гипотезах старения. Их общий дефект: при узости суждений каждой из них в отдельности поразительная взаимная неуживчивость.

Основные идеи И. И. Мечникова нашли дальнейшее развитие в геронтологии. Идея аутоинтоксикации, как пусковой механизм постарения клеток, тканей и органов, реализуется в трудах особенно харьковской и минской школ геронтологов, а идея нарастающей с возрастом дисгармонии (нарушения гомеостаза), как центрального звена патогенеза старения -- в работах киевской и горьковской школ. Стремление к совершенствованию образа жизни как основы борьбы за долголетие получило общее признание. В этом фарватере шло и идет дальнейшее изучение и осмысливание причин и механизма старения, формулируются новые гипотезы и теории.

Причины (или инициаторы) старения можно разделить на две группы: эндогенные (внутренние), неизбежно действующие, обязательные (облигатные) и экзогенные (внешние), необязательные (факультативные), которые могут быть или не быть, у одних одни, у других другие.

К эндогенным инициаторам старения относятся:

К экзогенным инициаторам старения относятся все вредные воздействия среды жизни, наносящие малые или большие повреждающие воздействия на организм, последствия которых накапливаются с годами: психо-эмоциональное и физическое перенапряжение, нарушения питания, инфекции, интоксикации, облучения, механические травмы и т. д.

Эндогенные инициаторы старения, в большинстве случаев поддерживаемые экзогенными факторами, через многообразные метаболические, структурные и функциональные изменения в клетках, тканях, органах и системах, по мере их накопления и преодоления ими параллельно развивающихся компенсаторных процессов обусловливают развитие естественного или чаще патологического старения, создающего условия для возникновения той (или тех) болезни (или болезней), которая (или которые) в конце концов сводит человека в могилу.

Как, уже говорилось выше, к настоящему времени накопилось большое число теорий геронтогенеза (развития старения), придающих значение каждая какому-либо, по мнению автора, важнейшему механизму старения. Единой общепринятой точки зрения пока выработать не удалось.

Важные для геронтогенеза изменения под воздействием эндогенных и экзогенных повреждающих факторов происходят в клетках и их внутриклеточных структурах.

В 1922 году чешский ученый Владислав Ружичка высказал мнение, что в основе возрастной (старческой) нарастающей несостоятельности клеток лежит естественный (или дополнительно стимулируемый) процесс укрупнения коллоидных частиц цитоплазмы клеток.

Наряду с этим в последние годы все больший вес в понимании старения организма как целого, в предрасположении к недугам и болезням старости и смерти от них приобретает концепция, высказанная еще в 1959 году Л. Сциллардом о значении накопления со временем неблагоприятных соматических мутаций клеток.

Материал, накопленный у нас в клинике, в частности Б. В. Хахиным, показывает, что с возрастом по мере старения в костном мозгу увеличивается количество лимфоидных и плазматических клеток. Это может быть расценено как в известной мере компенсаторное явление. Но, видимо, его недостаточно.

В том числе, как установлено В. Г. Воробьевым, возрастает число клеток с нарушенным содержанием и строением - хромосом: клеток с гипоплоидным содержанием хромосом с 6,7% у молодых до 14,8% у стариков; клеток с дефектами структуры хромосом -- с 3,9% у молодых до 16% у стариков.

Поэтому закономерно, что наряду с развитием молекулярной геронтологии производились и производятся исследования роли интегрирующих (объединяющих) систем организма -- нервной и гормональной -- в процессе геронтогенеза.

Что касается исследований гормональной системы, то есть системы желез внутренней секреции, то работы и наблюдения Броун-Секара (1892), Э. Штейнаха (1920), С. Воронова (1921), Н. К. Кольцова (1923), М. М. Завадовского (1922) о роли половых желез в процессе старения и о возможности омоложения через воздействия на эти железы были продолжены затем в более широком плане о роли желез внутренней секреции при старении Н. А. Шерешевским (1957), В. Н. Никитинным (1956, 1965 и др.) и многими другими.

На основе этих данных формулируются новые теории старения. Одной из них является пропагандируемая Институтом геронтологии АМН СССР так называемая адаптационно-регуляторная теория В. В. Фролькиса (1969, 1970, 1975, 1982).

Заключение

Старение отдельных морфофункциональных структур тела, преимущественно внутриклеточных и клеточных, начинается с рождения, начинает проявляться преимущественно во второй половине жизни, особенно в пострепродуктивном (последетородном) периоде. Обстоятельства жизни могут приближать либо отдалять его наступление, усиливать или ослаблять его темп.

Старение обычно происходит постепенно, иногда манифестируя под влиянием каких-либо неблагоприятных обстоятельств жизни. Старость же нередко проявляется внезапно.

Список литературы

1. Антропология: Учебник Хрисанфова Е.Н., Перевозчиков И.В. Издательство: МГУ, 2002 г.;

2. Хрисанфова Е.Н., Перевозчиков И.В. Антропология: Учебник. 2-е изд. М., 1999.

3. Фролькис В.В. Старение и увеличение продолжительности жизни. Л.: Наука, 1988.

Во второй половине XX века стало модно объяснять мир через генетические термины, отбрасывая практически все остальные точки зрения. Сейчас мы практически смирились с идеей, что все – от сердечно-сосудистых заболеваний до болезни Альцгеймера, от остеоартрита до старения – вызывается определенными генами.

Генетические объяснения, конечно, очень сильны, но к ним нужно обращаться с большой осторожностью: слишком часто они просто неверны.

Как мы увидим позже, точно так же неверно понимают и болезни, связанные с возрастом. Каждый год мы с радостью обнаруживаем очередную горстку генов, якобы вызывающую болезнь Альцгеймера или атеросклероз. Снова и снова данные просто показывают не причинно-средственную связь, а корреляцию, причем слабую. Один ген, как говорят, отвечает примерно за 1% всех случаев болезни Альцгеймера, другой ген – еще за 2%, так что довольно много случаев остается необъясненными. Подразумевается почему-то всегда одно и то же: когда-нибудь нам удастся идентифицировать и гены, отвечающие за остальные 97% случаев болезни Альцгеймера, если нам дадут достаточно денег на исследование. К сожалению, поиск генов, вызывающих болезнь Альцгеймера, – примерно такое же безнадежное занятие, как и поиск генов, вызывающих старость.

Проблема состоит не в том, что нам не хватает финансирования или ученых, а в том, что мы до сих пор по-настоящему не понимаем роли генов в основных процессах, связанных со старением и возрастными заболеваниями, а также того, как паттерны экспрессии генов меняются с возрастом. Другими словами, все очень напоминает анекдот о человеке, который потерял ключи на темной улице: мы ищем возле фонаря, потому что при свете искать лучше, хотя на самом деле ключи мы потеряли в темном переулке в квартале отсюда. Мы ищем гены старения, потому что их легко идентифицировать, просто объяснить, а в нынешнем научном климате под них легче выбить себе финансирование.

К сожалению, когда речь заходит о старении и возрастных заболеваниях, настоящие причины нужно искать не в генах, а в паттернах экспрессии генов.

Генетические теории рассматривают старение как запрограммированный процесс или как результат нарушения работы генетического аппарата.

Разновидности генетических теорий:

1) Генетическая теория ошибок - с возрастом происходит накопление продуктов метилирования ДНК (описано в 1973г. Ванюшиным), гистоновых и других белков. Цитозин метиллируется в обеих нитях ДНК, остатки 5-метилцитозина фланкируются остатками гуанина со стороны 3-конца.

Также с возрастом происходит накопление продуктов гликозилирования ДНК, гистоновых и других белков. Гликозилирование происходит D-глюкозой и D-галактозой по аминогруппам нуклеиновых кислот и белков, что ведёт к их структурной и функциональной перестройке. При гликозилировании возникают внутри- и межмолекулярные ковалентные сшивки.

Дефектные белки и ДНК нарушают процессы трансляции и транскрипции, что ведет к нарушению функционирования отдельных клеток и старению организма в целом.

Модификация ДНК и сопутствующих белков нарушает процессы репарации ошибок рекомбинации, что приводит к появлению мутаций.

2) Теория соматических мутаций – рассматривает старение как результат воздействия различных эндогенных и экзогенных повреждающих агентов на генетический материал клетки и накопления в геноме соматических клеток мутаций и хромосомных перестроек. Одно из причин накопления с возрастом повреждений ДНК может быть снижение эффективности систем её репарации.

В результате повреждения ДНК наблюдается нарушение синтез белка и функционирование клеток, развитие возрастной патологии, включая рак, и старение организма.

3) Теломеразная теория

В 1961г. Хейфлик и Мурхед показали, что фибробласт эмбриона человека способен делиться только ограниченное число раз (50-80). Этот феномен поучил название "предел Хейфлика". С увеличением возраста донора число делений фибробласта существенно уменьшалось, из чего было сделано заключение о существовании счётчика делении, ограничивающего общее их число.

В 1971г. Оловников, на основании данных о принципах синтеза ДНК, предложил гипотезу маргинотомии, объясняющую механизм работы такого счётчика. При каждом делении клетки её ДНК укорачивается, что ограничивает пролиферативный потенциал клеток и является "счётчиком" числа делений.

Концевые участки ДНК, которые подвергаются удалению, в последствии были изучены и названы теломерами.

Теломер - продолговатый фрагмент на концах хромосом, состоящий из тысяч повторений одной и той же последовательности нуклеотидных оснований (TTAGGG) на 3-конце ДНК.

Длина теломер у разных видов существенно отличается: у мыши общая их длина до 150 тыс. пар нуклеотидов, у человека - 7-15 тыс. пар нуклеотидов. Клетки больных синдромом преждевременного старения Хатчинсона-Гилфорда и синдромом Дауна имеют укороченные теломеры.

Подтверждением генетических теорий являются следующие факты:

1. Каждый вид имеет определенную продолжительность жизни, которая только незначительно может быть увеличена под действием внешних факторов (у млекопитающих).

2. обнаружены отдельные гены или группы генов, которые влияют на процессы старения. Например, ген bcl-2 кодирует белки мембраны митохондрий, его функция проявляется в фенотипе бессмертия в тех клетках, где он экспрессируется. Белок гена bcl-2 блокирует апоптоз, что продлевает жизнь клеток, препятствует токсичному эффекту гидроксильных радикалов, защищая стареющие клетки от оксидативного (окислительного) стресса. Белок генар53 подавляет пролиферацию клеток. Он ограничивает бесконтрольный рост раковых клеток и выполняет функцию удаления старых нефункционирующих клеток. На продолжительность жизни влияют гены апо Е и ангиотензинпревращающего фермента (АПФ). В основном гена контролирующие старения обнаружены на 1-й хромосоме.

3. У столетних, по сравнению с более молодыми возрастными группами, в 2 раза чаще встречаются некоторые аллели HLA-A, HLA-C и DR.

4. Существует положительная корреляция между продолжительностью жизни вида и скоростью репарации ДНК.

5. Существуют генетические мутации, которые определяют продолжительность жизни внутри одного вида (семьи долгожителей, наследственных заболевания преждевременного старения (прогерии), короткоживущие линии животных). Установлено, что дети, чьи родители умерли рано от неслучайных причин, в два раза чаще умирали от неслучайных причин. У монозиготных близнецов даты смерти различаются не более чем на 3 года в среднем, а у гетерозиготных близнецов различие достигает более 6 лет. Близнецы наследуют специфические гены, которые ограничивают продолжительность жизни, например, определяющие предрасположенность к ожирению или атеросклерозу.

Разновидности генетических теорий:

3) Теломеразная теория

Концевые участки ДНК, которые подвергаются удалению, в последствии были изучены и названы теломерами.

Подтверждением генетических теорий являются следующие факты:

4. Существует положительная корреляция между продолжительностью жизни вида и скоростью репарации ДНК.

Читайте также: