Современные теории старения

Современные теории старения

Геронтология – наука, изучающая закономерности старения живых существ, в том числе человека, и старческий возраст.

Современная геронтология – междисциплинарная наука, в состав которой входят биология старения, клиническая гериатрия, геронтопсихология и социальная герогигиена.

Задача биологии старения – выяснение первичных механизмов старения организма и факторов, определяющих продолжительность жизни.

В этой науке наиболее интересной задачей является открытие так называемых «часов» старения и разработка мер воздействия на механизм этих часов.

Предполагаемые «часы» старения и теории, с ними связанные

1. Молекула ДНК – теория «катастроф и ошибок», накопление спонтанных мутаций.

2. Макромолекулы – теория «сшивок».

3. Клетка– «лимит Хейфлика».

4. Половые железы – инволюция половой функции.

5. Надпочечники – снижение продуктивности дегидроэпиандростерона.

6. Щитовидная железа – «гормон смерти» Денкла.

7. Иммунная система – иммуностарение.

8. Гипоталамус – нейроэндокринные теории.

9. Эпифиз – мелатонин как счетчик внутреннего времени в солнечных часах старения.

Теория «катастроф и ошибок»

Повреждение ядерной и митохондриальной ДНК соматических 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 мутаций, 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, липиды. Кроме того, активные формы кислорода повреждают мембраны клеток, коллаген, хроматин, структурные белки.

Правда, эти «вредоносные» радикалы в большинстве своем нейтрализуются еще до того, как они успеют повредить те или иные компоненты клетки. Главную роль в такой защите принадлежит ферменту супероксиддисмутазе (СОД). Установлена высокая корреляция между активностью основного обмена, активностью СОД и максимальной продолжительностью жизни (МПЖ). Кроме СОД, положительную роль играют ?-каротин (витамин А), ?-токоферол (витамин Е), мочевая кислота и др. Показано, что видовая продолжительность жизни напрямую зависит от активности этих ферментов и содержания данных компонентов в сыворотке крови. С возрастом происходит снижение общей антиокислительной и антирадикальной активности крови у людей.

Витамин С, мелатонин, хелатные агенты, глютатион-редуктаза, каталаза, ксантиндегидрогеназа также обладают антиоксидантной активностью.

Теория клеточного старения

Фибробласты эмбриона человека способны делиться ограниченное число раз, примерно 50. После нескольких фаз способность клеток к пролиферации (делению) исчерпывается, и в таком состоянии клетки способны находиться длительное время.

Эта последняя фаза жизни клеток в культуре была уподоблена клеточному старению, а сам феномен получил по имени автора название «лимит Хейфлика» (стадия смертности).

В отличие от половых и стволовых клеток большинство типов соматических клеток имеет ограниченный пролиферативный потенциал in vitro (в пробирке).

Апоптоз и продолжительность жизни

В 1982 году С. Р. Уманский высказал предположение, что старение может быть следствием плейотропного действия генов, ответственных за реализацию программированной клеточной гибели, – апоптоза.

Проявление активности этих генов приводит к постепенной убыли так называемых «критических» популяций 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 высказали другие авторы, полагавшие, что снижение жизнеспособности организмов является результатом самодеструкции клеток, индуцируемой не генами, а различными факторами окружающей среды.

Существуют два способа реализации апоптоза.

1. Элиминация поврежденных стареющих клеток, которые затем могут быть заменены путем клеточной пролиферации. Этот процесс обеспечивает сохранение тканевого гомеостаза.

2. Удаление постмитотических клеток, то есть клеток, не способных к делению, которые не могут быть возобновлены (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 конечном счете к неоплазии, нейродегенеративным процессам или первичной смерти вследствие инфаркта миокарда.