Современные теории старения

В современной геронтологии не наблюдается значительного прорыва в теоретическом осмыслении проблемы происхождения и механизмов старения. Пожалуй, наиболее яркими теориями остаются выдвинутая в 1956 году Д. Харманом свободнорадикальная теория, теория клеточного (репликативного) старения (Л. Хейфлик), теломерная теория (А. М. Оловников), теория старения (В. М. Дильман).

Перечень основных теорий старения, которые традиционно можно разделить на вероятностные (стохастические) теории и теории программированного старения.

Следует признать, что в настоящее время при рассмотрении причин и механизмов старения наблюдается переплетение как различных, так и сходных процессов, которые могут быть интерпретированы в рамках как стохастического, так и программированного подхода.

К настоящему времени выдвинуто множество гипотез
и теорий старения, в которых учитываются молекулярные, клеточные, нейрогуморальные, гуморальные и гормональные механизмы. Все они могут быть разделены на две основные группы: генетические и эпигенетические.

Теории первой группы рассматривают старение как
генетически запрограммированный процесс, который развивается подобно другим стадиям онтогенеза. Они предполагают генетическую детерминированность возрастных сдвигов на молекулярном, клеточном, тканевом и организменном уровнях. При исследовании генома человека
получены убедительные факты, указывающие на то, что в процесс вовлечены носители наследственной информации в ДНК. Вопрос о причинно-следственных связях генетических изменений при старении остается открытым.

Необходимо вспомнить, что в идеальных условиях культура фибробласта эмбриона человека способна делиться только ограниченное число раз (50–80), это наблюдение было многократно воспроизведено, последняя фаза жизни клеток в культуре была уподоблена клеточному старению, а сам феномен получил название «предел Хейфлика» по имени автора. С увеличением возраста донора число делений существенно уменьшалось, из чего было сделано заключение о существовании гипотетического счетчика деления, ограничивающего общее их число. При каждом делении клетки ее ДНК укорачивается, что ограничивает пролиферативный потенциал клеток, то есть продолжительность ее жизни.

Роль генов в процессе старения оценивается неоднозначно. Убедительных данных, свидетельствующих о наследственном увеличении продолжительности жизни у человека, не описано.

Заманчиво было бы объяснить старение каким-либо одним изменением – свободными радикалами или накоплением водородных ионов, температурными повреждениями или появлением особого белка-самоубийцы, и др. В этом случае можно было бы надеяться одним каким-либо средством радикально увеличить сроки жизни.

К наиболее приоритетным и перспективным в геронтологии авторы относят проблему увеличения продолжительности жизни, изучение молекулярно-биологических генетических механизмов старения, исследования по нейрогеронтологии.

Наиболее распространенным в настоящее время является следующее представление о метаболическом каскаде старения: накопление повреждений макромолекулами (перекисное окисление липидов и различные формы повреждений ДНК) приводит к нарушению функции органелл, в частности митохондрий, некрозу и апоптозу клеток, это, в свою очередь, – к дополнительным повреждениям клеток (Partridge L., Gems D., 2002).

Большой интерес представляет разрабатываемая в последнее время гипотеза нейроэндокринной модуляции старения. Согласно последней, инсулиновая недостаточность любого механизма возникновения
ускоряет процесс старения. Основная функция инсулина заключается в определении роста клеток, гомеостаза глюкозы, ее потребления клетками и конверсии в липиды. Снижение функции инсулиновых рецепторов вызывает
инсулино-независимый сахарный диабет – ИНСД (type II (non-insulin-dependent) diabetes) и укорочение продолжительности жизни индивидуумов. Доказано, что гомозиготная потеря функции инсулиновых рецепторов у людей ведет к лепреконизму (leprechaunism), синдрому который характеризуется низкой массой тела при рождении, гиперинсулинизмом, умственной отсталостью и ранней гибелью ребенка. Роль инсулина в механизме старения позволяет считать ИНСД «осенью человечества».

Существуют две традиционные точки зрения на причины
развития старения.

1 Старение – генетически запрограммированный процесс, результат закономерного развития программы, заложенной в генетическом аппарате. В этом случае действие факторов окружающей и внутренней среды может повлиять, но в незначительной степени, на темп старения.

2 Старение – результат разрушения организма вследствие неизбежного повреждающего действия сдвигов, возникающих в ходе самой жизни, – стохастический, вероятностный процесс.

В соответствии с адаптационно-регуляторной теорией старение генетически не запрограммировано, а генетически детерминировано биологическими свойствами организма. Иными словами, старение – разрушительный, вероятностный процесс, развивающийся в организме с генетически запрограммированными свойствами.

Старение – многопричинный и многоочаговый процесс, вызываемый многими факторами, действие которых повторяется и накапливается в течение всей жизни. Среди них стресс, болезни, активация свободнорадикального окисления и накопление перекисных продуктов метаболизма, воздействие ксенобиотиков (чужеродные вещества), изменение концентрации водородных ионов, температурные повреждения, недостаточное выведение продуктов распада белков, гипоксия и др.

Вопросы:

1 Дефиниция гомеореза, гетерохронности и гетеротопности.

2 Дать определение витаукту. Охарактеризовать этапы витаукта, физиологические механизмы.

3 Перечислите основные теории старения.