Обновлено 31.01.2023
Валерия Король

Преподаватель по общей анатомии


Теории старения — основные научные гипотезы


Научная мысль в попытках преодолеть порог жизни разработала различные теории старения, а научно-технический прогресс позволяет значительно приблизиться к формуле продления жизни.

Существует два подхода к исследованию подобных преобразований: один расценивает старение как логическое, наследственно предопределенное течение (зарождение — развитие — инволюция), второй подход понимает старение как следствие накапливающихся мутаций во время хранения и распространения генетической информации.

Это направление исследований признано современной наукой о старении (геронтологией) наиболее перспективным.

Теломерная теория

Генетик Г.Д. Меллер для обозначения оконечных сегментов хромосом в 1938 году ввел термин «теломера».

Его соотечественник геронтолог Леонард Хейфлик определил, что способность к делению эмбриональных человеческих клеток ограничена и не превышает 50-60 раз.

теломеразаПосле каждого цикла деления конечные сегменты хромосом становятся короче, тогда клетки стареют и гибнут.

Ученый не смог обосновать этот факт, но ему присвоили имя открывателя феномена — «предел (лимит) Хейфлика».

Следует отметить, что этот лимит деления присущ не всем клеткам организма: стволовые и раковые, в теории могут делиться безгранично.

Однако прямая взаимозависимость укорочения оконечных сегментов и дряхления клетки не подвергается сомнению.

Через десятилетие на основании опытов Л. Хейфлика советский биолог-теоретик А. Оловников вывел теорию маргинотомии. Согласно его гипотезе, длина теломеров определяет возраст клетки: чем он короче, тем старше клетка, а с уменьшением оконечного сегмента до критичной отметки, клетка утрачивает жизнеспособность. Отсутствие же процессов старения у стволовых и раковых клеток обусловлено защитой теломеров от укорочения уникальным ферментом — теломеразой.

В 1985 году этот фермент был обнаружен английскими учеными в раковых клетках, яйцеклетках и сперматозоидах, а также у простейших, некоторых растениях и животных, что и подтвердило предположение А. Оловникова.

Спустя пару лет американскими учеными был получен ген теломеразы и позже введен в кожные, сосудистые и зрительные эпителиальные клетки человека, лишенные натурального фермента. Генетически трансформированные клетки смогли преодолеть лимит Хейфлика за счет активирования теломеразы.

опухольВ природе рак и бессмертие как бы две стороны одной медали: теоретически нестареющий за счет теломеразы, организм способен жить бесконечно долго, но гибель от рака для него в этом случае будет неминуема.

Мышечные и нервные клетки половозрелого организма не подвержены делению, оконечные сегменты хромосом их не укорачиваются, не нуждаются в теломеразе, но им, тем не менее, присущи и старение, и умирание.

А посему вопрос зависимости возраста клетки от длины теломера все-таки продолжает оставаться открытым, хотя и имеет широкое прикладное значение. Уже разработаны и проходят тестирование медикаментозные средства для борьбы с некоторыми формами рака именно за счет гашения активности в раковых клетках теломеразы.

Уникальный фермент теломераза был заявлен главным соискателем на звание эликсира вечной жизни. Однако она же — главнейший фактор озлокачествления здоровых клеток: раковым клеткам не грозит смерть от старости именно по причине наличия в них теломеразы.

Элевационная (онтогенетическая) теория старения

гипертонияПредполагает наличие биологических часов, отсчитывающих отмеренное время существования с рождения и до смерти.

В предназначенный миг в действие приводится разрушительная программа, именуемая старением и считающаяся побочным влиянием воплощения генетической работы онтогенеза.

Гипотезу предложил советский доктор медицинских наук Дильман В.М. в середине прошлого века. Он считал гипоталамус единым руководящим центром и эволюционных, и инволютивных трансформаций.

Ветшание организма обосновывается падением восприимчивости гипоталамуса к степени гормональной концентрации крови, следствием чего является еще большее увеличение количества активных веществ.

Последствия этого гормонального беспорядка проявляются развитием геронтологических болезней, ведущих к смертельному исходу, к которым он относил ожирение, гипертонию, диабет пожилых, аутоиммунные болезни, атеросклероз, климакс.

В ходе наблюдений гипотеза была подтверждена: Дильман верно указал на виновника инволютивных деструкций воспроизводящей системы и программы гормонального контроля гипоталамус-гипофиз-надпочечники.

Из элевационной теории В.М. Дильмана следует, что стабилизация динамического равновесия, исключающая превышение допустимого колебания гормонального фона, сможет отдалить появление геронтологических болезней и тем самым раздвинуть видовые границы человеческой жизни.

кадык болитКадык защищает дыхательные пути и голосовые связки, а также участвует в формировании голоса. Почему болит кадык при глотании у мужчин — читайте обзор возможных патологий.

Мучает боль в яичниках? Возможно, вы их застудили. О симптомах простуженных яичников и методах лечения читайте далее.

О причинах повышения гормона андростендиона у женщин и методах коррекции читайте в этой статье.

Адаптационно-регуляторная

старостьПоддерживая идею генетического программирования старения и смерти, украинский геронтолог В.В. Фролькис во второй половине ХХ века разработал свой вариант модели старения.

Теория предполагает наличие двух противостоящих сил: старения и витаукта (анти-старения).

Одновременно с дряхлением и угасанием обменных процессов, активизируются механизмы привыкания, способные длительно удерживать высокий адаптивный уровень жизнеспособности организма.

Витаукт — определяется не только как процесс восстановления нарушений, возникающих вследствие старости, а как самостоятельный биомеханизм изначальной жизнестойкости и долговечности организма. Старение в таком случае выступает анти-витауктом.

Помимо того, В.В. Фролькис предложил геннорегуляторную гипотезу: напрямую со старением связан разлад работы регуляторных генов, роль которых заключается в управлении активностью структурных генов, кодирующих клеточные белки.

Он полагал также, что именно геннорегуляторный сбой предстает главным виновником геронтологических болезней: диабета, атеросклероза, Альцгеймера и Паркинсона, злокачественных новообразований.

Идея получила воплощение в геннорегуляторной терапии, имеющей своей целью предотвращать генетические отклонения, ответственные за развитие той или иной старческой болезни.

Старение не является возникшим в определенный период развития механизмом, истребляющим индивида во благо популяции. И старение, и витаукт образовались одновременно во время зарождения органической жизни и свойственны всему живому.

Несмотря на некоторые разногласия ученые пришли в общему согласию, что результатом старения организма является депрессия его адаптивных способностей.

Теория свободных радикалов

Предполагает старость итогом непроизвольного повреждения клеток свободными радикалами. Эту теорию предложили американец Денхан Харман и советский академик Н.М. Эмануэль в середине прошлого века.

В процессе жизнедеятельности через клетки проходит кислород, необходимый для их дыхания и активности. Однако используется он не весь, часть его образовывает паразитические вещества, АФК — активные формы кислорода.

Отличаются они крайне коротким существованием (в течение тысячных долей секунды) и крайней окислительной агрессивностью: вступая во взаимодействие с другими молекулами, травмируют их.

свободные радикалы

Общая схема образования свободных радикалов

В митохондриях протекает масса окислительных реакций, производится аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и образуются свободные радикалы — пострадавшие от нападения ущербные частицы.

Скопление свободных радикалов считается причиной геронтологических болезней: они разрушают иммунную систему и гены ДНК, активизируя злокачественное перерождение клеток и изменяя наследуемую информацию.

Таким образом, теория свободных радикалов, помимо объяснения механизмов дряхления организма, раскрывает причины развития связанных с ним более полусотни болезней.

Защитить организм от губительного действия свободных радикалов способно оптимальное содержание в пище трех основных антиоксидантов:

  • токоферола;
  • бета-каротина ;
  • аскорбиновой кислоты.

Однако избыточное насыщение организма этими веществами не менее вредно, чем их недостаток.

Продолжительность жизни принято рассматривать в двух понятиях: средней и максимальной. Антиоксиданты способны увеличить среднюю продолжительность жизни, но на максимальную (110-120 лет) повлиять не в силах.

Таким образом, максимальную длину жизни определяет скорость дряхления митохондрий, которая, по Харману, зависит от количества потребляемых калорий: чем их меньше, тем ниже нагрузку на митохондрии.

Уменьшая на треть потребляемое количество калорий, человек значительно снижает возможность образования в организме свободных радикалов, и, следовательно, удлиняет свою жизнь.

Старение по ошибке

цепочка днкАмериканский физик Лео Силард в середине прошлого столетия предложил гипотезу старения по ошибке.

Как и Харман, он считал причиной геронтологических болезней и смерти- череду непроизвольных мутаций ДНК.

Только причиной этих мутагенных ошибок он считал радиацию и не сумел обосновать факт старения и смерти необлученных людей.

Его последователь британский химик Лесли Оргель спустя десятилетие расширил причины, способные влиять на генетические мутации, отнеся к агрессорам ультрафиолетовое излучение, вирусные и токсические атаки на организм. ДНК теряет способность исправлять химические и механические повреждения молекул,- дряхлеет, а организм стареет.

Оргель также считает, что виновником старения может быть не только ДНК, но и дефект РНК, матрицы, с которой копируются молекулы белка. Накапливание ошибок — ущербных ДНК и РНК приводит организм через ветшание к смертельному исходу.

Современный последователь этой идеи американец Говард Кертис предполагает, что дряхление организма вследствие мутагенных изменений можно замедлить, восстановив способность ДНК к репарации путем использования генной инженерии. Поможет в такой ситуации, полагают ученые, понижение температуры тела. Исследования на рыбах и черепахах подтвердили эту гипотезу: их жизнь действительно при понижении температур удлиняется.

беременность Эстроген делает женщину женщиной. Гормон эстрадиол при беременности также важен, как и для не беременной женщины.

О нормах уровня гормона андростендиона в крови у женщин и мужчин вы можете почитать тут.

Теория апоптоза (самоубийства клеток)

Теорию саморазрушения клеток (апоптоз — от др-греч αποπτωσις — листопад) предложил российский биохимик Скулачев В.П., проводя аналогию с деревом, сбрасывающим свои листья, чтобы жило само дерево.

апоптозСоответственно, органической клетке необходимо, исчерпав лимит жизненной энергии, самопроизвольно прекратить существование, ее место займет новообразованная структура.

В случаях, когда клетка злокачественно мутирует либо подвергается микробной атаке, ей следует умереть, дабы не заразить всю систему.

При апоптозе, в отличие от принудительной смерти от травм или болезни, клетка прилежно сама разрушается на составные фрагменты, которые используются соседними клетками как строительный материал.

Этой деструкции подвержены и митохондриальные клетки (митоптоз): они самоуничтожаются вследствие накапливания свободных радикалов. При скоплении большого количества разрушившихся митохондрий продукты их распада становятся токсичными для клетки, и она тоже саморазрушается.

По предположению Скулачева, старение — итог преобладания саморазрушения клеток над их рождением.

Ученый определяет старение как болезнь, поддающуюся терапии: ее возможно вылечить, выведя из строя сокращающий жизнь механизм.

Под руководством Скулачева разработан принципиально новый класс антиоксидантов SkQ, способных проникать в митохондриальные клетки, где образовываются активные формы кислорода, и подавлять их образование.

Сегодня не существует единой теории, объясняющей происхождение и механизм старения организма. Каждая их гипотез рассматривает особенности этих изменений на различных уровнях жизнедеятельности, и только принимая во внимание исследовательский опыт всех теорий можно сформировать единое, целостное понимание этого процесса.

Видео на тему

Общая оценка:
0 / 5
Оцените статью:
Со всеми вопросами обращайтесь в telegram
Отзывы и комментарии
Добавить комментарий
Ваше имя
Ваш e-mail
Ваша оценка:
Ваш комментарий