Причины и механизмы старения

Одним из первых исследователей, начавших научное изучение проблемы старения был И.И.Мечников, полагавший, что старение связано с хроническим отравлением организма продуктами гниения – ароматическими аминами, образующимися в кишечнике и рекомендовавший в связи с этим стерилизацию пищи, ограничение потребления мяса, питание молочно-кислыми продуктами, а в качестве антагониста гнилостной бактериальной флоры - использование лактобациллина. Большой вклад в изучение старения внесли Н.А.Богомолец (теория возрастной каллоидоклазии – флакуляция белков без их адекватного аутолиза), А.В. Нагорный, К.И. Пархон, Броун-Се-кар и др.

Существует более 100 различных гипотез старения. Большинство из них постепенно утратило свое значение.

В настоящее время можно говорить лишь о двух основных принципиальных подходах к проблеме старения: вероятностном (стохастическом) и детерминированном (программном). В соответствии с этим современные представления о причинах и механизмах старения можно разделить на две группы. Первая группа гипотез рассматривает старение как результат накопления повреждений, вызванных действием внешних повреждающих факторов (т.е. в строгом смысле вероятностях событий) и нарастающей со временем деградации клеточной информации.

Повреждающими факторами могут явиться различные источники радиации (фоновое радиактивное излучение, космические лучи), кислородное голодание, температурные сдвиги внешней среды и др.

Основные теории этой группы:

а) Клеточные

- теория соматических мутаций, рассматривающая старение как следствие накопления в гонах соматических мутаций, вызванных повреждающими факторами, что ведет к появлению измененных ( не функционирующих) белков, а в последующем - к ухудшению и утрате различных функций организма. Однако, частота этих мутаций не столь велика, чтобы обусловить картину старения;

- генетическая мутационная теория ( вариант предыдущей) рассматривает старение как следствие ухудшения функционирования генетического аппарата клеток из-за нарушения систем репарации ДНК. В этом случае повреждения в ограниченном числе генов могут вызвать универсальные по распространенности нарушения;

- теория накопления ошибок, согласно которой накопление ошибок происходит в течение передачи информации (при транскрипции и трансляции генетической информации), что ведет к образованию дефектных белков, и их накопление сопровождается многочисленными нарушениями в различных системах, в том числе регуляторных ("катастрофа ошибок"). Вместе с тем имеющиеся данные говорят о том, что накопление ошибок не достигает той степени, которая может существенно повлиять на процесс старения организма;

- теория свободных радикалов предполагает, что свободные радикалы, нарушая целостность мембран лизосом, увеличивают проницаемость мембран для нуклеаз, которые выходя в цитоплазму повреждают геном клетки. Действительно, антиоксиданты снижают образова­ние свободных радикалов, увеличивают среднюю продолжительность жизни животных, но максимальная продолжительность их жизни при этом не возрастает:

- теория сшивки макромолекул исходит из свойств веществ, обладающих ионизированной группой, образовывать мостики между молекулами коллагена, ДНК и т.д., вызывая тем самым нарушения структуры (например, в результате "сшивки" коллагена - появление морщин кожи) и нарушение функции при сшивке молекул ДНК.

б) Системные

Эти теории не отрицают полностью клеточные теории, но концентрирует внимание на изменениях в тканях целостного организма.

- теория износа организма предполагает, что старение является результатом износа, наступающего от длительного существования и функционирования организма;

- теория избыточного накопления связывает старение с накоплением различных веществ в жизненно важных органах и тканях. Так, во многих тканях с возрастом нарастает количество кальция, откладывается коллаген между клетками миокарда, в коже, легких; старческий пигмент - липофусцин (продукт окисления белков и жиров) накапливается в клетках наиболее аэробных тканей - сердца и головного мозга. Все это нарушает функции органов и тканей;

- иммуннологические и аутоиммуннологические теории объясняют развитие старения нарушением различения иммунными механизмами организма "своего" и "чужого", что приводит к депрессии локусов хроматина, определяющих синтез антител, поражающих ткани;

- к системным теориям относятся представления, в соответствии с которыми накопление повреждений клеточных структур происходит и в аппарате управления, в структурах ЦНС, в том числе в гипоталамусе, что вызывает необратимые нарушения гомеостаза, способности организма к адаптации, энергетическому обеспечению функций. Возникает гипоталамическая дезинформация, что ведет к неадекватности регуляторных влияний гипоталамуса, нарушению систем саморегуляции, систем передачи информации.

Вторая группа гипотез рассматривает старение как генетически запрограммированный процесс, итог хода биологических часов, о чем свидетельствует строгая закономерность развития старения, возможность появления в процессе старения новых разновидностей РНК, включения в ходе старения активных запрограммированных механизмов гибели клеток, а также различие в максимальной продолжительности жизни животных разных видов.

Так адаптационно-регуляторная теория, объясняющая механизмы снижения приспособительных возможностей организма, связывающая наступающие сдвиги с изменениями механизма регуляции обмена и функций, утверждает, что генетически запрограммирован тип обмена веществ, от которого зависят типы разрушения. У всего живого существует не программа старения, а программа развития, подверженная множественным повреждениям, следовательно старение начинается вместе с оплодотворением половой клетки.

В свое время Г.Селье полагал, что фазы стресса напоминают различные периоды жизни, в частности, фаза истощения аналогична старости, на это указывают гормональные сдвиги при старении, во многом сходные с развивающимися при стрессе: растет концентрация адреналина, вазопрессина, кортикотропина (АКТГ), костикостерона и падает концентрация гормонов щитовидной и половой желез, инсулиновая активность крови. Кроме того, так же как при стрессе при старении наблюдается подавление иммунитета, повреждение мембран свободными радикалами, изменения реактивности сосудов и др. По мнению Г.Селье причиной старения и смерти является исчерпание конечного запаса адаптационной энергии, расходуемой гепоталямо-гепофизарно надпочечниковой системой при стрессах..

Все это привело к утверждению, что при старении развиваются «стресс-возраст-синдром» (В.В. Фролькис), как следствие длительного воздействия на организм различных факторов, вызывающих нарушения центральных механизмов регуляции эндокринных желез, сдвигающих баланс центральной регуляции эмоциональной сферы в сторону отрицательных эмоций.

Все указанное говорит о том, что старение не просто угасание, а новое качество и объяснение этого процесса нельзя свести к какому-либо одному фактору; он постепенно охватывает все функции организма; в основе старения лежат с одной стороны явления, вероятностного (стохастического) характера, реализующиеся на клеточном и тканевом уровнях, а с другой - регуляторные механизмы, относящиеся к классу закономерных запрограммированных процессов, протекающих на уровне организма в целом.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 185; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!