СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ

(31-01-2010 00:24) 

Теория «катастроф и ошибок»
Повреждение ядерной и митохондриальной ДНК сомати-
ческих клеток приводит к активации или инактивации
специфических генов, которые регулируют клеточный
цикл и отвечают за контроль роста клеток. С возрастом
происходит накопление таких повреждений или мута-
ций, что приводит к развитию возрастной патологии,
включая рак.
Роль окислительного стресса в старении —
свободнорадикальная теория старения
Согласно этой теории продуцируемые главным образом в
митохондриях клеток молекулы супероксида (О, Н2О2,
НО и, возможно, синглетного кислорода О2) повреждают
клеточные макромолекулы, такие как ДНК, белки, ли-
пиды. Кроме того, активные формы кислорода повреж-
дают мембраны клеток, коллаген, хроматин, структур-
ные белки.
Правда, эти «вредоносные» радикалы в большинстве
своем нейтрализуются еще до того, как они успеют повре-
дить те или иные компоненты клетки. Главную роль в та-
кой защите принадлежит ферменту супероксиддисмутазе
(СОД). Установлена высокая корреляция между активно-
стью основного обмена, активностью СОД и максималь-
ной продолжительностью жизни (МПЖ). Кроме СОД, по-
ложительную роль играют α-каротин (витамин А), β-то-
коферол (витамин Е), мочевая кислота и др. Показано,
что видовая продолжительность жизни напрямую зави-
сит от активности этих ферментов и содержания данных
компонентов в сыворотке крови. С возрастом происхо-
дит снижение общей антиокислительной и антиради-
кальной активности крови у людей.
Современные теории старения ——— 15


Витамин С, мелатонин, хелатные агенты, глютатион-
редуктаза, каталаза, ксантиндегидрогеназа также обла-
дают антиоксидантной активностью.
Теория клеточного старения
Фибробласты эмбриона человека способны делиться ог-
раниченное число раз, примерно 50. После нескольких
фаз способность клеток к пролиферации (делению) ис-
черпывается, и в таком состоянии клетки способны на-
ходиться длительное время.
Эта последняя фаза жизни клеток в культуре была
уподоблена клеточному старению, а сам феномен полу-
чил по имени автора название «лимит Хейфлика» (ста-
дия смертности).
В отличие от половых и стволовых клеток большинст-
во типов соматических клеток имеет ограниченный про-
лиферативный потенциал in vitro (в пробирке).
Апоптоз и продолжительность жизни
В 1982 году С. Р. Уманский высказал предположение,
что старение может быть следствием плейотропного дей-
ствия генов, ответственных за реализацию программи-
рованной клеточной гибели, — апоптоза.
Проявление активности этих генов приводит к посте-
пенной убыли так называемых «критических» популя-
ций клеток (в первую очередь клеток нервной системы),
что, в сущности, и ведет к проявлению многих факторов
старения.
Другую точку зрения на роль апоптоза в старении вы-
сказали другие авторы, полагавшие, что снижение жизне-
способности организмов является результатом самодест-
рукции клеток, индуцируемой не генами, а различными
факторами окружающей среды.
16 ——— Часть I. Теория механизмов старения
Существуют два способа реализации апоптоза.
1. Элиминация поврежденных стареющих клеток, кото-
рые затем могут быть заменены путем клеточной про-
лиферации. Этот процесс обеспечивает сохранение тка-
невого гомеостаза.
2. Удаление постмитотических клеток, то есть клеток,
не способных к делению, которые не могут быть возоб-
новлены (кардиомициты, нейроны). Этот процесс
приводит к развитию патологии.
В норме апоптоз удаляет поврежденные клетки, и этот
механизм у млекопитающих является важнейшим для
защиты организма от рака.
Однако с возрастом происходит накопление клеток,
резистентных (устойчивых) к апоптозу, что вызывает
множественные повреждения, которые приводят в ко-
нечном счете к неоплазии, нейродегенеративным про-
цессам или первичной смерти вследствие инфаркта мио-
карда.
Современные теории старения ——— 17
МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ
Физиологические механизмы старения
Мозг животных и человека, нервная система играют глав-
ную роль в старении. С возрастом нервная ткань подвер-
гается износу на всех уровнях организации: структур-
ном, биохимическом и функциональном.
Структурные изменения проявляются в значитель-
ной утрате количества нейронов в базальных ганглиях,
мозжечке и спинном мозге. В головном мозге изменения
затрагивают только небольшую часть нейронов.
Научно доказанным фактом в механизме старения яв-
ляется роль гипоталамуса. У человека с возрастом в ги-
поталамусе снижается концентрация норадреналина и
ДОФА-декарбоксилазы, в то время как концентрация
моноаминооксидазы и ацетихолинэстеразы увеличи-
вается.
Старение сопровождается также снижением количе-
ства воды в мозговой ткани и изменением сосудистой
циркуляции в мозге. В клетках нервной системы меня-
ется состав липидов, усиливается активность свободно-
радикальных процессов, накапливаются мутации ДНК,
снижается синтез белков.
Самым значимым функциональным изменением нерв-
ной системы у старых людей является заторможенность
поведения. Это проявляется не только в двигательных ре-
акциях, но и при сложных процессах усвоения информа-
ции, которые ассоциируются с краткосрочной памятью.
Нарушения сна касаются фаз глубокого сна. От состоя-
ния центральной нервной системы (ЦНС) зависит также
и осанка. Снижение функциональной активности вегета-
тивной нервной системы проявляется в форме гипотонии,
нарушении терморегуляции, расстройства желудоч-
но-кишечного тракта и недержания мочи. В старости ак-
тивность симпатической нервной системы повышается,
что может влиять на познавательные функции.
Иммунологические механизмы старения
Иммунная система тесно связана с системой гемопо-
эза (системой кроветворения). Они обе имеют единое про-
исхождение от общих поливалентных стволовых клеток,
которые содержатся в костном мозге. Эти системы играют
ключевую роль в защите организма, предупреждении
опухолей (иммунный надзор) и возникновении ответа на
инфекционные агенты.
Оказывается, что с возрастом основной гемопоэз у жи-
вотных и человека не изменяется. Правда, резервные
возможности этой системы могут сужаться, что и приво-
дит к снижению способности реагировать на стрессовые
воздействия.
Периферические лимфоидные органы, такие как селе-
зенка и лимфоузлы, с возрастом не претерпевают измене-
ний в размерах. Продукция стволовых клеток хорошо со-
храняется в зрелом возрасте. Обмен цинка, который
играет существенную роль в иммунокомпетенции, в ста-
рости снижается. Поэтому очень важно включать в свой
рацион достаточное количество продуктов, содержащих
цинк (пшеничные отруби, печень телячья жареная, угри
вареные, говядина, дрожжи, кедровые орехи, сыр парме-
зан, желток яичный, анчоусы, куриное мясо, молоко
цельное). Иммунная и нервная системы связаны через
эндокринную систему. Это взаимодействие осуществля-
ется главным образом циркуляцией гуморальных фак-
торов посредством эпифизарно-гипоталамо-гипофизар-
ной системы.