Выдвинуто более 300 теорий о гипотез о старении, но большинство из них носит исторический интерес. Наиболее известны из них следующие.

Эндокринная теория.

Французский физиолог Ш. Броун-Секар (1818-1894) еще в конце прошлого века развил учение о том, что в процессе старения главенствующая роль принадлежит половым железам. К такому выводу он пришел на основании экспериментов, показавших, что жизненный тонус стареющих организмов повышается после инъекции вытяжек из семенников.

Сторонники эндокринной теории в 20-х годах 20 века проводили даже специальные операции “омоложения”. С.А. Воронов пересаживал семенники от молодых животных старым; человеку он пересаживал семенники обезьян. Подобные операции только временно стимулировали жизнедеятельность организма, старческие признаки быстро появлялись. Старость — процесс необратимый, а половые гормоны, стимулируя жизнедеятельность постаревшего организма, нарушали его физиологические функции, заставляли выполнять непосильную нагрузку, что ухудшало условия существования организма и ускоряло наступление смерти.

Авторы других эндокринных теорий главной причиной старости считают падение секреторной деятельности то гипофиза, то надпочечников, то щитовидной железы. Однако эти теории не могут объяснить старение, т.к. старческие изменения происходят не только в эндокринных органах, но и во всем организме.

Теория “ортобиоза” И. И .Мечникова.

Согласно микробиологической теории И. И. Мечникова старость можно подразделять на физиологическую и патологическую. И. И. Мечников сделал вывод, что старость у людей обычно наступает преждевременно, т.е. является патологической. По представлению И. И. Мечникова в организме прежде всего страдают нервные клетки под влиянием интоксикации. Главным источником интоксикации он считал толстый кишечник, в котором развиваются гнилостные процессы. Для прекращения этих процессов он предложил употреблять в пищу кислое молоко, которое создавало бы неблагоприятную среду для гнилостных бактерий, и они заменились бы полезной для организма бактериальной флорой кишечника. И. И. Мечников считал, что продолжительность жизни зависит от соблюдения ряда условий, которые он объединил в учение о нормальной жизни и назвал ортобиозом (греч. orthos — правильный, bios — жизнь ). В основе ортобироза лежит соблюдение правил гигиены, трудолюбивой умеренной жизни, чуждой излишеств.

Несмотря на ряд положительных сторон, теория И. И. Мечникова не раскрывала сущности явления старения, а выяснила лишь некоторые причины старения. Так более поздними исследователями было подтверждено, что систематическая интоксикация нервных клеток исходит не только от кишечника, но и вызывается продуктами азотистого обмена всего организма.

Теория жизненного темпа.

Мысль о том, что высокий темп жизни сокращает ее длительность не лишена привлекательности. Но доказательств для такого заключения еще не достаточно, одни экспериментальные данные на животных указывают на то, что с повышением темпа жизни, например, при повышении температуры, при продолжительности нервного напряжения, повышается интенсивность обмена, которая обратно-пропорциональна продолжительности жизни.

И.П. Павлов в своих экспериментах на животных показал, что нервные нагрузки вызывают преждевременное старение. Он создал учение об охранительном торможении — нормальном физиологическом механизме. Теория И.П. Павлова о роли ЦНС получила широкое распространение в 30-е годы. Она имеет непосредственное отношение к проблеме старения и долголетия. Но эта теория до сих пор вызывает дискуссии и побуждает вновь проводить эксперименты на животных, так как другие опыты на животных это не подтверждают.

Теория соматических мутаций.

В начале 1960-х годов появилась теория, которая породила больше экспериментальных исследований, чем какая-либо другая. Это теория соматических мутаций. Ее создатель английский генетик Сцилард (1959). Согласно этой теории для всех организмов существует одна первопричина старения. Она состоит в том, что старение обусловлено накоплением мутаций в обычных соматических клетках тела. В этой теории обращается внимание на то, что существенны в первую очередь мутации, происходящие в неделящихся, не обновляющихся клетках (нейроны, эритроциты, мышечные волокна). Менее важны мутации в клетках активно пролифирирующих тканей, таких, как эпидермис.

Теория соматических мутаций возникла из наблюдений, что воздействие ионизирующей радиации — это очень мощный мутагенный фактор и служит самым эффективным способом сокращения жизни подопытных животных. Но вопрос о точном соотношении между дозой облучения и степенью сокращения жизни не вполне ясен, поэтому теория соматических мутаций теперь уже не так популярна, как раньше.

Аутоиммунная теория старения.

Суть этой теории заключается в том, что с возрастом наблюдается снижение эффективности иммунной системы. Предполагается, что с возрастом иммунная система становится неэффективной и возрастает вероятность взаимодействия иммунокомпетентных клеток с компонентами собственного организма. Самый важный факт — это повышение уровня антител к крови нормальных, здоровых людей при старении. Антител именно против своих тканей, а количество антител против наружной инфекции снижается.

Теория возрастных изменений соединительной ткани.

Сформулирована в 30-е годы XX века А.А. Богомольцем (1881 – 1946). Автор этой теории считал, что физиологическую активность организма обеспечивает соединительная ткань (костная ткань, хрящевая, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань), и что изменения коллоидного состояния клеток, потеря их тургора и т.д. определяют возрастные изменения организмов. Современные данные указывают на значение накопления кальция в соединительных тканях, т.к. он способствует потери ее упругости, а также уплотнению сосудов.

Теория свободных радикалов.

Свободными радикалами называют химические частицы, имеющие неспаренные электроны на внешней орбите. Этот неспаренный электрон делает их чрезвычайно реакционными. Они образуются в качестве постоянных промежуточных продуктов нормального метаболизма, например, при окислительных процессах в митохондриях. Свободные радикалы могут вызывать значительные повреждения, т.к. они взаимодействуют с такими важными молекулами, как ДНК белки, липиды.

Свободные радикалы могут взаимодействовать с белками и ДНК и создавать в них внутри- или межмолекулярные поперечные сшивки. Особенно чувствительны к свободно-радикальным повреждениям внутриклеточные мембраны, т.к. они содержат в большом количестве ненасыщенные жирные кислоты. Свободные радикалы вызывают пероксидацию последних, и это может влиять на функционирование мембран. Конечным продуктом повреждения мембран является липофусцин — вещество, которое не может полностью метаболизироваться клетками

Если возрастные повреждения связаны с повреждением мембран и других компонентов клетки свободными радикалами, то можно ожидать увеличения жизни клеток и животных под влиянием веществ, взаимодействующих с такими радикалами. Некоторые данные подтверждают это предположение. Так добавление витамина Е в корм мышей или дрозофилы в некоторых случаях приводило к продлению жизни.

Покер и Смит (1974) нашли, что добавление витамина Е к культуре фибробластов, которая прошла 45 генераций и в нормальных условиях погибает после 65 генераций, удлиняет ее жизнь до 100 и более генераций.

Таким образом, эти опыты действительно позволяют предположить, что определенную роль в гибели фибробластов играет повреждение мембран и, значит, свободно-радикальные реакции могут быть одной из причин старения клеток.

Гипотеза о катастрофе ошибок.

В 1940 году А.В. Нагорный выдвинул теорию согласно которой старение — это результат затухающего самообновления белков.

В 1963 году Оргель также выдвинул мысль, что одним из факторов, способствующих старению клеток, может быть прогрессирующее снижение точности белкового синтеза. Он указал на неизбежность метаболических ошибок и на то, что в конце концов в клетке может накопиться так много дефектных молекул, что она уже не может нормально функционировать.

Проверка теории ошибок дала неоднозначные результаты.

Многие исследователи, включая самого Оргеля отдают сейчас предпочтение более обобщенным теориям о роли ошибок в старении. Погрешности при синтезе белка -это возможно, лишь частичный случай молекулярных повреждений, которые могут порождать дальнейшие ошибки. Мутации в ядерной или митохондриальной ДНК, повреждение мембран свободными радикалами, усиление связи ДНК клеток, образование поперечных сшивок в нуклеопротеидах и т.д. — все эти явления могут таким же образом приводить к катастрофическому накоплению ошибок и дефектов.

Теория апоптоза объясняет старение организмов запрограммированной гибелью клеток: гибелью клеток, выполняющих свою функцию, и клеток с поврежденным геномом. При апоптозе цитоплазма клеток уплотняется, конденсируется хроматин, фрагментируется ДНК. На заключительных этапах апоптоза клетки распадаются на части, фагоцитируемые макрофагами и гранулоцитами. Так активация при апоптозе Fas/Apa – 1 приводит к гибели лимфоидных клеток, экспрессирующих этот рецептор. В клетках с поврежденной ДНК апоптозу предшествует экспрессия протоонкогенов fas, myc и p53.

Известна также гипотеза, в соответствии с которой старение является результатом изменения митохондриального метаболизма с последующим нарушением функций ферментов.

Ряд исследователей придают большое значение освобождающимся после распада лизосом гидролазам, которые разрушают клетки.

Как видно из всего сказанного, относительно причины или причин старения единого мнения не существует. Есть много различных идей о том, как и почему организм стареет, но нет такой теории, которая могла бы объяснить все известные факты. И все же, хотя единой теории старения еще не создано, причина старения связана с возрастными изменениями в течение всей жизни на всех уровнях организации. Можно лишь предположить, что старение связано с накоплением повреждений и что на скорость этого накопления могут влиять как генетические факторы, так и факторы окружающей среды.

Согласно программным гипотезам старение определено генетически. Эти гипотезы основываются на том, что в организме функционируют своеобразные “часы”, в соответствии с которыми осуществляются своеобразные изменения, механизм которых не совсем ясен.

Теории старения и старости

Существует множество подходов к пониманию и изучению старости. Очень важно отдавать отчет, какое базовое представление о старости лежит в основе того или иного подхода, поскольку специфика восприятия старости одновременно диктует спектр теоретических вопросов и предписывает пути разрешения многочисленных практических проблем.

Старость как биологическая проблема. Старость как базовое биологическое свойство всех живых организмов рассматривается в теориях «программированного» и «непрограммированного» старения, в теориях «изнашиваемости», «клеточных отбросов», старения иммунной системы и цитологической теории. В каждой из этих теорий обосновывается своя модель механизма старения организма. К биологическим теориям можно отнести и теорию основоположника отечественной геронтологии А. А. Богомольца, который главным фактором старения считал нарушение гармонии физиологических процессов организма, и теорию старения как интоксикации И. И. Мечникова.

Геронтолог В. В. Фролькис определял старость как время сокращения приспособительных возможностей организма. Анализируя фундаментальные механизмы старения, Фролькис не только констатировал факт снижения приспособительных возможностей организма, но показал тенденции саморегуляции, которые противостоят разрушению и направлены на стабилизацию жизнедеятельности организма и увеличение продолжительности жизни. Понятие антистарения, или витаукта (от лат. vita – жизнь, auctum – увеличивать), составляет важный аспект предложенной им адаптационно-регуляторной теории старения.

Подход, в основу которого положено представление о старении, запрограммированном эволюцией, включенном в генетический код («программированное старение»), и подход, согласно которому повреждения клеток не предопределены генетически, а происходят случайно, в результате сбоев («программированное старение»), имеют общий биологический характер в объяснении причин инволюции в старости. Важно, что в зависимости от предполагаемого механизма старения выстраивается система предсказаний будущего состояния организма, мер профилактики негативных последствий, однако роль психологического фактора в удлинении человеческой жизни при этом не учитывают.

Старость как социальная проблема. В теории разобществления (теория освобождения, «выхода из игры») считается неизбежным процессом последовательного разрушения социальных связей.

Явление разобществления выражается в изменении мотивации, в сосредоточении на своем внутреннем мире и спаде коммуникативности. Объективно «разобществление» проявляется в утрате прежних социальных ролей, в ухудшении состояния здоровья, в снижении дохода, в утрате или отдалении близких людей. Субъективно оно переживается индивидом как ненужность, сужение круга интересов, сосредоточение их на себе.

Суть теории заключается в том, что процесс разобществления биологически и психологически обоснован и неизбежен. Разрыв между личностью и обществом происходит вскоре после выхода на пенсию, по инерции пожилой человек продолжает поддерживать старые связи, интересуется тем, что происходит на работе. Затем эти связи становятся все более искусственными и постепенно прерываются. Количество поступающей человеку информации уменьшается, круг его интересов сужается, падает активность, в связи с чем ускоряется процесс старения.

Теория активности («новой занятости») противоположна теории разобществления; во главу угла она ставит положительную взаимосвязь уровня активности и удовлетворенности жизнью. Теория активности предполагает, что старые люди должны быть вовлечены в жизнь общества, это должно означать, что чем некто активнее, тем он и удовлетвореннее. Концепция непрерывного жизненного пути трактует старость как поле битвы за сохранение прежнего стиля жизни.

К социальным подходам к старости можно отнести рассмотрение более частных проблем взаимоотношений старого человека и других людей (членов его семьи, социальных работников). Это весьма актуальные проблемы «напряжения помощника», жестокого отношения к пожилым, домашнего насилия.

Старость как когнитивная проблема. В основе этого подхода лежит так называемая «модель дефицита» – процесс потери или снижения эмоциональных и интеллектуальных способностей. Теория ингибиции (сдерживания) полагает, что старые люди становятся менее умелыми по причине затруднений в восприятии внешней информации и поэтому концентрируются на задачах уровня «ручных» дел. Согласно теории «неупотребления», интеллектуальные умения в поздней жизни ухудшаются в результате недостаточного использования.

Другой вариант когнитивной теории старения относится к личной, персональной стороне старения. В ней рассматривается, каким образом пожилой человек истолковывает происходящие с ним изменения. При этом главную роль играют три области: личные переживания (ухудшение самочувствия, уменьшение привлекательности), особенности социального статуса (включение, интеграция или изоляция), осознание конечности собственного бытия.

Комплексные теории старения. Теориям, акцентирующим одну из сторон старения, противопоставляются комплексные теории. Старение многогранно, оно состоит из нескольких взаимосвязанных биологических, социальных, психологических процессов. Нет просто старения, старения вообще – у каждого человека свой собственный, персональный путь старения. Так, например, Дж. Тернер и Д. Хелмс выделяют три взаимосвязанных и взаимопере- крывающихся процесса:

  • – психологическое старение – как индивид ощущает и представляет себе свой процесс старения, как относится к процессу своего старения, сравнивая его со старением других людей;
  • – биологическое старение – биологические изменения организма с возрастом (инволюция);
  • – социальное старение – как индивид связывает старение с обществом, как выполняет социальные роли.

В теоретической модели П. Балтеса подчеркивается, что развитие имеет «всевозрастной» характер, продолжается на протяжении всей жизни, является многомерным, много- направленным процессом, пластичным и включающим процессы роста (приобретений) и упадка (потерь). Согласно этой теории, развитие детерминировано сложным взаимодействием ряда факторов: внешнего (социальной среды), внутреннего (биологического) и синтезом биологического и социального. Эти факторы задают три направления развития: нормативное возрастное, нормативное историческое и ненормативное развитие жизни. Нормативное возрастное развитие связано с переходом от одного этапа к другому: в аспекте биологического старения (начало пубертатного периода или менопаузы) и в аспекте социального старения (влияние выхода на пенсию на поведение). Нормативное историческое развитие происходит в контексте тех глобальных социально-исторических событий, которые переживались целой возрастной группой (например, большинство 60-летних британцев имеют опыт получения продуктов по карточкам, а 20-лстнис их сограждане с этим не знакомы). Ненормативное жизненное развитие обусловлено влиянием событий, уникальных для жизни конкретного индивида (сыграть главную роль в фильме в пятилетием возрасте, получить Нобелевскую премию). По мнению автора, сила воздействия факторов различается в зависимости от возраста. В пожилом возрасте велико влияние нормативных возрастных факторов, и необходимо учитывать накопленный эффект ненормативных личных событий.

Модель Балтеса позволяет четче выделить типическое в развитии всех людей, общее для конкретных поколений и особенное в жизни отдельной личности.

На протяжении всей истории человеческой цивилизации люди мечтали о бессмертии и вечной молодости. В каждой религии потусторонние разумные существа, которые бессмертны и не подвержены старению. И только люди по причине несовершенства, дряхлеют и умирают. Лучшие умы человечества искали истинные причины старения и лекарства от него. Однако тысячелетия поисков так и не принесли результата. Может быть, современная наука хоть на йоту подошла ближе к ответу, что играет основную роль в процессе старения человека?

Причины старения с точки зрения современной науки

популярные теории старения человеческого организма с точки зрения различных научных открытий.

Власть имущие во все времена поощряли работу тех ученых, кто брался за борьбу со старением, ведь любой властитель, чья жизнь клонится к закату, не пожалеет ничего за возможность наслаждаться властью и богатством бесконечно долго. Поэтому база знаний по этой проблематике накоплена достаточно большая. И что же на данный момент удалось узнать о старении? Разработаны теории старения, объясняющие, почему, человек со временем дряхлеет и они разделены на группы:

Молекулярно-генетическая группа

  1. Теломерная;
  2. Элевационная;
  3. Адоптационно-регуляторная;
  4. Перекрестных сшивок.

Схоластическая (вероятностная) группа:

  1. Влияния свободных радикалов;
  2. Радиационная;
  3. Апоптоза;
  4. Редусомная (автор Оловников);
  5. Соматических мутаций;
  6. Нейрогенная;
  7. Программированного старения;
  8. Медавара и Захера.

Молекулярно-генетическая теломерная теория

Это одна из наиболее популярных теорий старения (материал из Wikipedia), и она выдвинута герантологом из США Л. Хейфликом в далеком 1961 году. Он смог экспериментально доказать, что клетки человеческого организма имеют ограниченную способность к делению (в частности, фибробласты способны это сделать не более 50 – 60 раз).

Пример движения молекул.

Однако объяснения этому явлению ученый найти не смог. Его причины были выявлены десять лет спустя, биохимиком А. Н. Оловниковым, который обнаружил на концах каждой ДНК специфические участки – теломеры, укорачивающиеся после каждого деления хромосомы. Когда лимит делений исчерпывается, клетка претерпевает определенные дегенеративные изменения, постепенно приводящие ее к гибели.

Нейрогенная теория

Основоположником данной теории выступил знаменитый академик Павлов И. П. Приверженцы нейрогенной теории считают главной причиной старения человеческого организма функциональные расстройства работы ЦНС.

Геронтологи из Франции, придерживающиеся той же точки зрения, первопричину проблемы видят в уменьшении когнитивных возможностей человеческого головного мозга.
Представители ученого мира Соединенных Штатов связывают постепенное изменение работы организма человека с накоплением шлака в пространствах между клетками головного мозга.

Влияние свободных радикалов

Суть теории заключается в отрицательном влиянии на человека химических частиц, на внешних орбитах которых располагаются неспаренные электроны, благодаря которым они очень активно вступают в реакции с окружающими молекулами.

Теория отрицательного воздействия свободных радикалов.

В организме радикалы могут образоваться:

  • как обычный промежуточный продукт в течение нормального обмена веществ;
  • под действием мощного источника ионизирующего облучения (радиации).

Подтверждение данной теории старения удалось получить также во время проведения эксперимента с человеческими клетками – фибробластами.

Исследуемый образец Продолжительность жизни
Человеческие фибробласты, прошедшие 45 генераций, контрольный образец 65 генераций
Человеческие фибробласты, прошедшие 45 генераций, к культуре которых был добавлен витамин Е Более 100 генераций

Таким образом, было доказано участие в процессе старения свободных радикалов. Эксперименты по связыванию свободных радикалов, проводимые с целью подтверждения или опровержения данной теории, принесли интересные результаты.

Мушки-дрозофилы и мыши, получавшие в пищу большие дозы витамина Е, способного дезактивировать свободные радикалы, жили ощутимо дольше существ из контрольной группы.

Механика старения

Теоретическое обоснование изменений, происходящих в человеческом организме с возрастом, понятно, а каковы механизмы старения? Они подразделяются на две основные группы:

  1. физиологические механизмы;
  2. иммунологические механизмы.

Обе группы являются результатом постепенного износа человеческого организма, но проявляются на разных уровнях организации.

Физиологические механизмы

Возраст не щадит любые ткани человеческого организма, в том числе и нервную, которая меняется комплексно на всех уровнях своего существования:

  1. структурном;
  2. биохимическом;
  3. функциональном.

Физиологические механизмы старения на структурном уровне проявляются потерей большого числа нервных клеток спинного мозга, мозжечка и базальных ганглий. Головной мозг при этом страдает гораздо меньше.

Что касается биохимических изменений, то они особенно заметны на примере гипоталамуса. В нем постепенно падает содержание ДОФА-декарбоксилазы и норадреналина, а ацетилхолинэстеразы и моноаминооксидазы, напротив, растет.

Меняются некоторые другие показатели:

  • снижается содержание воды в тканях мозга;
  • меняется соотношение различных видов липидов;
  • усиливаются свободно радикальные процессы;
  • растет количество ДНК-мутаций;
  • падает скорость синтеза белков.

Следствие всего этого – функциональные расстройства организма:

  • заторможенность двигательных реакций;
  • замедление запоминания новой информации;
  • расстройство фазы глубокого сна;
  • изменение осанки;
  • гипотония;
  • проблемы с регуляцией температуры тела;
  • недержание мочи;
  • расстройства работы ЖКТ.

С возрастом становится более активной симпатическая система, что оказывает определенное влияния на познавательную функцию.

Иммунологические механизмы

Связь системы кроветворения и иммунитета очень тесна. Обе они защищают организм от заражения инфекциями и развития опухолей. С возрастом не падает гемопоэз, не меняется размер селезенки и лимфатических узлов.

Иммунологические механизмы старения заключаются в:

  • сужении резерва систем;
  • замедлении их реакции на стрессовые ситуации.

С возрастом снижается обмен цинка, от которого во многом зависит иммунокомпетенция. Улучшить ее параметры можно, принимая препараты, содержащие соли этого металла.

Изменения в человеческом организме в процессе старения

С научной точки зрения, старение является физиологическим процессом, который сопровождается определенными изменениями:

  • падает скорость обмена веществ;
  • снижается потребление кислорода и выделение углекислого газа;
  • уменьшается содержание воды, ионов магния, фосфора и калия в клетках тела;
  • растет концентрация ионов хлора, натрия и кальция;
  • соли кальция откладываются на сосудистых стенках, нарушая их нормальное функционирование;
  • сердце слабеет, — снижаются как минутный, так и ударный объем;
  • почки склерозируются, по причине чего падает диурез;
  • еда усваивается все хуже из-за снижения продукции пищеварительных ферментов;
  • ослабевает и выпадает функция размножения;
  • ослабевает иммунитет.

Все эти инволютивные изменения на любом уровне могут происходить по трем типам:

  1. ускоренному;
  2. естественному;
  3. замедленному.

С точки зрения сохранения вечной молодости, интересно рассмотрение последнего пункта. В процессе замедленного старения инволютивно-возрастные изменения организма значительно замедляются, порождая феномен долголетия. Над разгадкой его причине работают лучшие ученые умы человечества.

Можно ли не стареть вообще?

Несмотря на все старания ученых и на то, что известные ныне теории старения охватывают широкий спектр причин, ведущих к инволюции и смерти человека, действенного рецепта вечной молодости так и не было создано. Существуют нестареющие люди, которым удалось остановить этот процесс.

Что нужно делать чтобы отсрочить начало процесса старения и замедлить этот процесс? Сохранить молодость немного дольше, чем большинство окружающих возможно, но для этого следует прилагать усилия с самого раннего возраста.

Вот ряд основных рекомендаций, придерживаясь которых можно отсрочить наступление старости и продлить полноценную жизнь:

  • употребление чистой пищи без химических добавок любого вида;
  • обильное питье;
  • умеренные регулярные физические нагрузки;
  • употребление в пищу большого количества рыбы или рыбьего жира, содержащего природный антиоксидант – витамин Е;
  • сбалансированное питание с большим количеством сырых овощей и фруктов;
  • строгий режим сна и бодрствования;
  • спокойные доброжелательные отношения со всеми окружающими;
  • своевременное лечение любых заболеваний;
  • регулярные полные медосмотры;
  • регулярная коррекция иммунитета;
  • после наступления климакса – коррекция гормонального фона.

Выполняя перечисленные выше рекомендации можно существенно продлить молодость и жизнь вообще. Что касается более радикальных методик, то хирургия уже имеет опыт пересадки головного мозга животных в другое тело.

Животные оставались живы непродолжительное время, а их организмы не могли полноценно функционировать, однако, первые шаги сделаны! Значит, не за порогом то время, когда мозги достаточно богатых клиентов смогут пересаживать в более молоды тела. Но выиграет ли от этого общество в целом – большой вопрос!

НОВОСТИ БИБЛИОТЕКА КАРТА САЙТА О САЙТЕ

Адаптационно-регуляторная теория

У древних инков существовало заклинание: «Пошли мне душевный покой, чтобы я мог смириться с тем, чего нельзя изменить; пошли мне силу, чтобы я мог изменить то, что возможно; пошли мне мудрость, чтобы я отличил первое от второго». Это заклинание периодически может повторять геронтолог, ибо отличить старение от болезней, естественное старение от преждевременного, старение от продлевающих жизнь процессов чрезвычайно сложно. В начале века И. И. Мечников писал, что достаточно нескольких строк для рассказа всего, что мы знаем о старении.

Геронтологию многие десятилетия буквально разъедали эмпирические, голословные утверждения, необоснованные выводы. Крупные исследователи, работающие в разных областях науки на серьезной фактической основе, обращаясь, чаще всего на склоне лет, к геронтологии, высказывали чисто умозрительные, порой спекулятивные предположения о сущности старения. Мнение, за которым стоит имя крупного научного авторитета, оказывало часто гипнотизирующее влияние.

Сейчас ситуация в корне изменилась. Только за последнее десятилетие по проблеме старения опубликовано около 70 тыс. работ. Почему же, несмотря на этот поток информации, громаду фактов, мы продолжаем спорить друг с другом и считать, что важнейшие механизмы старения еще неизвестны? Чего не хватает нам? Не хватает ли нам того единственного, сакраментального факта, который вдруг все объяснит? К примеру, открытие гормона старения или запрограммированного включения гена-самоубийцы и т. д.

Быть может, дело в другом. По словам Гете, в руках ученого чаще всего имеются части, но отсутствует священная связующая нить. Быть может, главное — не сводить сущность сложнейшего биологического процесса к одному, пусть и очень важному, изменению, а попытаться на основе множества подобных изменений, фактов об особенностях старения на разных уровнях жизнедеятельности организма создать целостное представление о его течении. Процесс старения бесконечно сложен и многообразен. Познание его — задача, равносильная задаче познания сути жизни. И вместе с тем на основании колоссального фактического материала уже сегодня можно составить себе, конечно, далеко незавершенное представление о сущности старения. Оно не принесено в организм извне, оно свойственно всему живому. Вот почему и представление о нем должно строиться на основании основных закономерностей жизни. Два принципа, две категории характеризуют любую живую систему: 1) она является саморегулирующейся; 2) благодаря саморегуляции достигается приспособление, адаптация организма к меняющимся условиям существования.

В 1963 г. в книге «Механизмы старения» была опубликована наша статья «Анализ изменений деятельности организма при старении с позиций саморегуляции функций». В статье развивались три положения: 1) для изучения механизмов старения необходим системный подход; 2) с возрастом наряду с угасанием обмена и функций мобилизуются важные приспособительные механизмы; 3) старение — результат нарушения саморегуляции на разных уровнях жизнедеятельности организма. Старение является обязательным звеном возрастного развития, во многом определяющим его течение. Вот почему понимание сущности старения должно быть дано в рамках гипотезы, теории, объясняющей механизмы возрастного развития.

Развитие этих положений привело к выдвижению теории возрастного развития — адаптационно-регуляторной. Адаптационной она называется потому, что объясняет механизмы главного — возрастных изменений адаптационных приспособительных возможностей организма.

Как бы ни были противоречивы представления о сущности старения, все исследователи согласны с тем, что наиболее общий результат старения — снижение адаптационных возможностей. Познав их механизмы, мы тем самым по сути дела познаем механизм старения. Регуляторной эта теория названа потому, что наступающие сдвиги она объясняет на основе механизмов саморегуляции обмена и функции: исходя из системного принципа, с учетом изменений, возникающих в восприятии и передаче информации в центрах и объектах регуляции, на этапах прямой и обратной связи (рис. 1). Такой подход, как нам кажется, преодолевает односторонний взгляд на сущность возрастного развития организма. Он основывается на кибернетическом понимании сути развития, ибо кибернетика — наука об управлении, о восприятии, переработке и передаче информации.


Рис. 1. Простейшая схема саморегуляции

Более 25 лет назад мы выдвинули положение, что с возрастом развивается не только угасание, нарушение обмена и функции, но и мобилизуются важные приспособительные механизмы. Конечно, приспособительное значение этих механизмов относительно, ибо в определенных конкретных условиях они могут способствовать ограничению адаптации, нарушению деятельности организма. Именно эти наши представления способствовали формированию нового направления в геронтологии, связанного с изучением механизмов, противодействующих старению, выдвижению понятия витаукта, понятия антистарения. Мы никогда не рассматривали старение как адаптационный процесс: «Старение — в конечном итоге, процесс разрушительный, неминуемо ведущий к прекращению существования жизни» (В. В. Фролькис. Природа старения. М., 1969. С. 24). В этих прошлых работах были раскрыты и внутренние системные механизмы сопротивления старению, развивающегося на основе саморегуляции. Один из них состоит в следующем: «…в возникновении новых приспособительных реакций, в поддержании гомеостазиса организма в старости важнейшая роль принадлежит постоянно повторяющейся в течение жизни тенденции к нарушению гомеостазиса. Иными словами, в ходе изменения гомеостазиса совершенствуются механизмы установления его на оптимальном уровне. Повторяющиеся напряжения могут делать систему саморегуляции более надежной, более адаптированной» (в кн.: Ведущие проблемы возрастной физиологии и биохимии. М., 1965. С. 274-275).

В соответствии с адаптационно-регуляторной теорией в ходе эволюции наряду со старением возник и процесс витаукта (от лат. vita — жизнь, auctum — увеличивать), стабилизирующий жизнедеятельность организма, повышающий его адаптационные возможности.

Жизнь не была занесена на Землю из других миров. Она возникла благодаря существованию определенных условий, благодаря длительной, в течение нескольких миллиардов лет эволюции живых систем. Эти первичные живые структуры, протобиополимеры, протоклетки, развивались на основе системной организации, формирования механизмов саморегуляции с простейшими путями прямых и обратных связей.

Старение возникло вместе с появлением первичных живых систем. Оно как процесс разрушительный было результатом внутренней ненадежности первичных проявлений жизни и неизбежного повреждающего действия окружающей среды. Именно это первичное старение и приводило к нестабильности возникших живых систем, к незначительной продолжительности их индивидуальной жизни. Его проявлением были процессы распада макромолекул, нарушение мембран протоклеток, наступающие под влиянием множества физических и химических факторов. И при этом живые системы прогрессировали, становясь все более и более надежными. Это стало возможным благодаря тому, что на основе механизмов саморегуляции возник другой процесс, направленный на стабилизацию жизнеспособности организма, повышению ее надежности, долгосрочности существования — процесс витаукта. Очевидно, первичными его проявлениями были: механизмы увеличения прочности макромолекул; стабилизация клеточных мембран; избирательный, а затем активный транспорт веществ; восстановление нарушенных звеньев обмена и др. Решающее значение имело возникновение клеточного деления, во многом устраняющего возрастные нарушения, которое стало основой эволюции, фундаментальным механизмом соотношения наследственности и изменчивости.

Итак, старение не возникло на определенном этапе эволюции как адаптивный механизм, ликвидирующий индивидуум во имя популяции, вида, всего живого. Старение и витаукт возникли вместе с формированием живого и присущи сейчас всему живому.

По мере эволюции усложнялись клеточные структуры, возникали многоклеточные организмы, устанавливались более совершенные механизмы саморегуляции и, наконец, возникли механизмы нейрогуморального контроля.

Вместе со сдвигами в биологической организации изменялись и конкретные механизмы старения и витаукта. На чисто клеточные механизмы накладывались общеорганизменные. Особое значение в механизме старения имеют сдвиги в двух контурах саморегуляции: на клеточном уровне — генорегуляторном, на уровне целостного организма — нейрогуморальном. Под влиянием различных факторов наступают возрастные изменения регулирования генома, считывания генетической информации, синтеза различных белков. Изменение соотношения синтеза различных белков приводит к нарушению деятельности клеток и, в конечном итоге, к их гибели. Развитие этих сдвигов в нервных, эндокринных клетках приводит к изменению нейрогуморальной регуляции. В результате этого изменяются адаптационные возможности организма, психика, поведение, эмоции, двигательная активность, работоспособность, репродуктивная способность и др. Ослабление нервного контроля, связанное со сдвигами в нейронном транспорте веществ, в обмене медиаторов и рецепции к ним, приводит к снижению надежности регуляции гомеостазиса, нарушению интегративной деятельности мозга и функции эндокринных желез, к изменению трофики клеток и тканей.

Благодаря эволюции генорегуляторного механизма возникали различные типы считывания генетической информации, появились нервные, секреторные, мышечные, иммунокомпетентные и другие клетки. Особенности их надклеточного контроля, отличия в работе различных генов генорегуляторной системы привели к тому, что старение клеток, обладающих различной функцией, отдельных органов имеет общие механизмы и существенно отличается.

Важнейшее звено в системе саморегуляции — обратные связи. Они информируют центр регуляции об изменении состояния объекта регуляции. Благодаря обратным связям в ходе старения мобилизуются процессы витаукта. Одни из них закрепляются в эволюции и передаются по наследству — так называемые генотипические проявления витаукта. Другие мобилизуются в ходе жизнедеятельности — так называемые фенотипические проявления витаукта. Вместе с тем старение приводит к нарушению передачи информации и на этапе обратной связи. При этом нередко возникает «дезинформация» системы о состоянии объектов регуляции. Все эти сдвиги в различных звеньях приводят к тому, что живая система все в большей мере теряет способность к саморегуляции и в ней нарастает энтропия — мера неупорядоченности живой системы. Это снижение диапазона саморегуляции и становится причиной ограничения приспособительных возможностей системы.

Существуют два важных свойства животного организма, формирующиеся в эволюции, — способность к приспособлению, адаптации и способность длительно сохранять высокий уровень адаптации, жизнедеятельности организма. Процесс витаукта и обеспечивает это второе качество. Между этими свойствами могут быть и противоречия. Многие долгоживущие виды, к примеру древние ящеры, из-за косности наследственности вымирали, так как не могли приспособиться к изменяющейся среде, не выдержали давления естественного отбора. У многих короткоживущих видов, в том числе и млекопитающих (мыши, крысы, хорьки и др.), «цена» адаптации высока. Адаптация происходит на фоне высокой напряженности обмена веществ, большего числа повреждений, более бурного развития старения, некомпенсируемого процессом витаукта. Здесь адаптация к среде будет сочетаться с низкой продолжительностью жизни. В понятие «адаптация к среде» следует вкладывать и репродуктивную способность.

Итак, все до сих пор существующие теории связывали продолжительность жизни со скоростью, темпом разрушения организма, его старением. Однако есть и другая сторона жизни — механизмы поддержания надежности организма, способность к восстановлению, к компенсации возникших нарушений. Она определяется процессом витаукта.

Многие короткоживущие животные в определенном возрасте могут быть не менее устойчивы к действию повреждающих факторов (токсические вещества, ионизирующее облучение, кислородное голодание), чем долгоживущие. Однако у короткоживущих ограничена способность длительно сохранять эту устойчивость, поддерживать высокий уровень адаптации. Это может происходить как в связи с более выраженным действием повреждающих факторов, так и с меньшей временной надежностью живых систем. Например, возрастные нарушения генетического аппарата зависят от интенсивности повреждающих факторов и от «мощности» систем его ремонта; степень повреждения многих клеток зависит как от накопления свободных радикалов, так и от надежности системы антиоксидантов.

Витаукт — не просто восстановление повреждений, возникших в процессе старения, не просто антистарение. Скорее во многом старение является антивитауктом, разрушающим, расшатывающим механизмы исходной жизнеспособности организма.

Не только в историческом, но и в индивидуальном развитии, не только в филогенезе, но и в онтогенезе, на самых ранних этапах становления организма, начиная с зиготы, возникает разрушительный процесс — старение. Это и неизбежное повреждение ДНК, распад белков, нарушение мембран, гибель части клеток, действие свободных радикалов, токсических веществ, кислородного голодания и др. Так как на этом этапе благодаря механизмам саморегуляции надежен процесс витаукта, вся система развивается, совершенствуется, растут ее адаптационные возможности. Итак, неверно искать возрастной период, с которого начинается старение. Оно возникает вместе с появлением оплодотворенной клетки. Следует рассматривать разные уровни старения — молекулярный, клеточный, системный, организменный. На определенном этапе старение в ряде клеточных структур благодаря механизмам витаукта еще не приводит к старению всего организма в целом. В конечном итоге в определенном возрасте (прекращение роста, завершение онтогенеза) начинают прогрессировать проявления старения всего организма со всеми для него последствиями.

Вот почему важен поиск возрастного периода, когда нарушения, деградация развиваются особенно бурно. Нарастание старения приводит к ограничению адаптационных возможностей отдельных клеток, систем, всего организма в целом, и это становится основой снижения надежности организма, нарушения регуляции внутренней среды организма, развития возрастной патологии. Индивидуальные особенности развития старения и витаукта и определяют во многом развитие той или иной патологии. Таким образом, возрастное развитие — внутренне противоречивый процесс, который определяется соотношением старения и витаукта (рис. 2). Между этими двумя процессами существуют регуляторные связи, и многие проявления старения активируют механизмы витаукта. Все это определяет тактику и стратегию средств продления жизни — замедления темпа старения, активации процессов витаукта.


Рис. 2. Схема процессов старения и витаукта, определяющих продолжительность жизни

Разграничить адаптационные, приспособительные факторы от повреждающих, разрушающих бывает нелегко. Приспособительное в определенной ситуации может стать разрушительным. Это очень важно, ибо в поисках средств пролонгирования жизни, активируя какое-либо звено, мы можем не оптимизировать, а усугубить состояние всей системы.

Существует две традиционные точки зрения на причины развития старения.

1. Старение — генетически запрограммированный процесс, результат закономерного, последовательного развертывания программы, заложенной в генетическом аппарате. В этом случае действие факторов внешней и внутренней среды может только повлиять, и то не в значительной степени, на темп старения. Здесь старение выступает как приобретенное приспособительное свойство уничтожать организм, выводить его «из игры». 2. Старение — результат разрушения организма как следствие неизбежного повреждающего действия сдвигов, возникающих в ходе самой жизни — стохастический, вероятностный процесс.

В соответствии с адаптационно-регуляторной теорией старение генетически не запрограммировано, но генетически детерминировано, предопределено особенностями биологической организации его жизнедеятельности, свойствами организма. Иными словами, генетически запрограммированы многие свойства организма, и уже от них зависит темп старения, продолжительность жизни. Можно представить себе следующую схему стохастически детерминированного развития старения: генетическая программа → особенности организации живой системы → темп и последовательность развития старения. Мышь стареет в десятки раз быстрее человека не потому, что по-разному запрограммировано старение, а потому, что столь различны многие биологические особенности: надежность работы структур, разрушаемость, выраженность действия стохастических, повреждающих факторов. Итак, старение — стохастический процесс, течение которого зависит от генетических (видовых) особенностей организма. Подобное утверждение делает в принципе перспективным разработку средств влияния на течение старения, на продолжительность жизни. Стохастический характер старения в организме с предопределенной биологической организацией делает закономерным темп его течения. К старению полностью применимо известное положение Ф. Энгельса: «В природе, где также как будто господствует случайность, мы давно уже установили в каждой отдельной области внутреннюю необходимость и закономерность, которые пробивают себе дорогу в рамках этой случайности» (К. Маркс Ф. Энгельс. Соч. Т. 21. С. 174). В эволюции генетически закрепляется не старение, а многие механизмы витаукта, способствуя значительной продолжительности жизни многих видов животных.

Современная геронтология в большей мере знает «как» развивается старение, чем «почему». Вместе с тем это очень важно для разработки средств контроля над старением, ибо важнее и, очевидно, легче предупредить, чем повернуть вспять. Старение — многопричинный процесс, вызываемый целым рядом факторов. Среди них — генетически предопределенные особенности обмена веществ, стрессы, болезни, свободные радикалы, накопление продуктов распада белков, перекиси липидов, ксенобиотики (чужеродные вещества), изменение концентрации водородных ионов, температурные повреждения, кислородное голодание, разрыв лизосом с высокой активностью действия некоторых ферментов, накопление ряда других продуктов жизнедеятельности организма и др. Эта многопричинность старения делает понятным, почему воздействием на одно какое-либо звено в механизме старения нельзя существенно увеличить сроки жизни. Поэтому наиболее выраженное замедление темпа старения, увеличение продолжительности жизни дают средства, изменяющие состояние живой системы в целом.

Старение — процесс многоочаговый. Он возникает в разных структурах клетки — в ядре, мембранах, митохондриях и др.; в разных типах клеток — нервных, секреторных, иммунных, печеночных и др. В каждой клетке, как и в системах организма, наряду с разрушительными изменениями происходят приспособительные сдвиги, процессы витаукта. Существуют отличия в старении различных типов клеток. Они в значительной мере определяются спецификой функции клеток, которая зависит от особенностей биохимических процессов в них. Под влиянием повреждающих, стохастических факторов находятся различные мишени в клетках. Причем в одних участках клетки большое значение имеет повреждающее действие свободных радикалов, в других — водородных ионов, в третьих — кислородное голодание и др., а в целом это сливается в единый процесс — старение.

Снижение надежности механизмов регуляции, снижение адаптационных возможностей организма при старении создают основу для развития возрастной патологии. В зависимости от выраженности нарушений в том или ином звене системы развивается артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца или мозга, рак или диабет.

Теория старение

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *