30. Гипотезы, объясняющие механизмы старения. Зависимость проявления старения от генотипа, условий и образа жизни.

Геронтология знает не менее 500 гипотез, объясняющих и первопричину, и механизмы старения организма. Подавляющее большинство их не выдержало проверки временем и представляет чисто исторический интерес. К ним относятся гипотезы, связывающие старение с расходованием особого вещества клеточных ядер, страхом смерти, утратой некоторых невосполняемых веществ, получаемых организмом в момент оплодотворения, самоотравлением продуктами жизнедеятельности, токсичностью продуктов, образуемых под действием микрофлоры толстого кишечника.

Некоторые авторы рассматривают старение как стохастический процесс возрастного накопления «ошибок», неизбежно случающихся в ходе обычных процессов жизнедеятельности, а также повреждений биологических механизмов под действием внутренних (спонтанные мутации) или внешних (ионизирующее облучение) факторов. Стохастичность обусловливается случайным характером изменений во времени и локализации в организме. В различных вариантах гипотез данного направления первостепенная роль отводится разным внутриклеточным структурам, от первичного повреждения которых зависят функциональные расстройства на клеточном, тканевом и органном уровнях. Прежде всего это генетический аппарат клеток (гипотеза соматических мутаций).

Многие исследователи связывают начальные изменения старения организма с изменениями строения и, следовательно, физико-химических и биологических свойств макромолекул: ДНК, РНК, белков хроматина, цитоплазматических и ядерных белков, ферментов. Особо выделяют также липиды клеточных мембран, часто являющиеся мишенью для свободных радикалов. Сбои в работе рецепторов, в частности клеточных оболочек, нарушают эффективность регуляторных механизмов, что приводит к рассогласованию процессов жизнедеятельности.

К рассматриваемому направлению относятся также гипотезы, усматривающие первооснову старения в нарастающем с возрастом износе структур в диапазоне от макромолекул до организма в целом, приводящем в конце концов к состоянию, не совместимому с жизнью. Таким образом, в виде большей или меньшей скорости старческих изменений возраста, в котором у разных людей эти изменения становятся очевидными, является следствием наложения разрушительных и защитных процессов. В этом случае гипотеза износа с неизбежностью включает в себя такие факторы, как генетическая предрасположенность, условия и даже образ жизни, от которых, как мы видели, зависит скорость старения.

Второе направление представлено генетическими или программными гипотезами, согласно которым процесс старения находится под прямым генетическим контролем. Указанный контроль, согласно одним взглядам, осуществляется с помощью специальных генов. По другим взглядам, он связан с наличием специальных генетических программ, как это имеет место в отношении других стадий онтогенеза, например эмбриональной.

Обычно ссылаются на наличие в природе видов, у которых вслед за размножением бурно нарастают изменения, приводящие животных к гибели. Типичный пример —тихоокеанские лососи (нерка, горбуша), погибающие после нереста. Пусковой механизм в этом случае связан с изменением режима секреции половых гормонов, что следует рассматривать как особенность генетической программы индивидуального развития лососевых, отражающей их экологию, а не как универсальный механизм старения. Примечательно, что кастрированная горбуша не нерестится и живет в 2—3 раза дольше. Именно в эти дополнительные годы жизни следует ожидать появления признаков старения в клетках и тканях.

Некоторые программные гипотезы основаны на допущении, что в организме функционируют биологические часы, в соответствии с которыми происходят возрастные изменения. Роль «часов» приписывают, в частности, вилочковой железе, прекращающей функционирование при переходе организма в зрелый возраст. Еще один кандидат — это нервная система, особенно некоторые ее отделы (гипоталамус, симпатическая нервная система), главным функциональным элементом которой являются первично стареющие нервные клетки. Допустим, что прекращение в определенном возрасте функций тимуса, что, несомненно, находится под генетическим контролем, является сигналом начала старения организма. Это, однако, не означает генетического контроля процесса старения. В отсутствие тимуса ослабляется иммунологический контроль за аутоиммунными процессами. Но для того чтобы эти процессы пошли, необходимы либо мутантные лимфоциты (повреждения ДНК), либо белки с измененной структурой и антигенными свойствами.

Генетические программы, в том числе и индивидуального развития, являются всегда результатом эволюции, закрепляемым в генофонде вида вследствие естественного отбора. На первый взгляд, естественный отбор должен благоприятствовать увеличению продолжительности жизни. В связи с этим приобретение видом в ходе эволюции генетической программы старения, обусловливающего неизбежность смерти, представляется маловероятным. Рассмотрим следующий пример. В природных условиях в первый год жизни сохраняется в живых лишь 1/4 синиц каждого поколения. По истечении 2-го года от поколения остаются единицы, если это вообще происходит. В лабораторных условиях птицы достигают 9-летнего возраста. В таком случае практически невозможно объяснить, в силу каких обстоятельств естественный отбор мог формировать генетическую программу саморазрушения организма в процессе старения, рассчитанную на 7—8 лет жизни, которые синицами не проживаются.

Изложенное выше не исключает зависимости скорости старения и времени наступления старческих изменений от генетических факторов, однако этими факторами не являются специальные гены или программа. Рассмотрим еще один пример.

Таким образом, из двух принципиально различных направлений в объяснении старения как закономерной стадии онтогенеза в настоящее время более обоснованным является представление, рассматривающее этот процесс как износ биологических структур, а не генетически предопределенное саморазрушение.

(Основные теории старения. Эндокринная теория. причина наступления старости- угасание деятельности желез внутренней секреции. Французский физиолог Ш. Броун-Секар развил учение о том, чтовпроцессе старения главенствующая роль принадлежит половым железам, на основании опытов, показавших, что после инъекций вытяжек из семенников жизненный тонус стареющих организмов повышается. Г. Штейнах перевязывал у стареющих животных и у мужчин семенные канатики, в результате чего прекращалась внешняя секреция половых желез. С. А. Воронов пересаживал семенники от молодых животных старым. Он полагал, что трансплантанты должны прижиться, но они рассасывались и их гормоны поступали в кровь. Такие операции временно стимулировали жизнедеятельность организма, однако старческие признаки быстро проявлялись вновь ( половые гормоны, стимулируя процессы жизнедеятельности в постаревшем организме, нарушали его физеологические ф-ии, что ускоряло наступление смерти).

Другие авторы этой теории главной причиной старения считают падение секреторной деятельности то гипофизаи надпочечников, то щитовидной железы ( эти теории не выдержали критики)

И.И. Мечников одним из первых подошел к проблеме с учетом биологической и социальной сторон проблемы.он различал старость физиологическую и патологическую. По представлению Мечникова в организме прежде всего страдают нервные клетки под влиянием интоксикации.главный источник интоксикации- толстый кишечник, в котором развиваются гнилостные процессы. Для прекращения гнилостных процессов в кишечнике предлагал использовать антагонизм бактерий (применение кислого молока). Учение о нормальной жизни-ортобиоз, в основе которого лежит соблюдение правил гигиены, трудолюбивой, умеренной жизни, без роскоши и излишеств.

Учение Павлова о регулирующей и интегрирующей роли центральной нервной системы в жизнедеятельности организма. В эксперименты на животных показали, что нервные потрясения и продолжительное нервное перенапряжение вызывают преждевременное старение.

А. А. Богомольцев важное значение в процессах старения придавал элементам соединительной ткани. Возрастные изменения соединительной икании на клеточном уровне приводят к нарушению ее питания, изменению клеточных коллоидов, уменьшению их дисперсности,потеретургора.

Американский исследователь Хейфлик установил что в культурах фибробластов эмбрионов клетки способны дать только ограниченное число клеточных делений. Хейфлик пришел к выводу, что число возможных последовательных делений клетки и максимальная продолжительность жизни организма генетически запрограмированны.

Английский генетик сцилард создал теорию старения организма исходя из генетической неустойчивости соматических клеток.согласно этой теории, в течении всего онтогенеза происходит мутирование соматических клеток. В них синтезируются дефектные молекулы иРНК, которые ответственны за неполноценные белки.накопление клонов мутировавших клеток нарушает сбалансированную деятельность всего организма.)