30 жовтня 2011

Старіння представляє собою зміни, які зачіпають всіх рівнів організації живої матерії, і ці закономірні вікові зміни в організмі називають гомеорезом.

Сьогодні існує безліч теорій, що намагаються пояснити старіння це і адаптаційно-регуляторна теорія старіння і не менш цікава теорія апоптозу, але жодна з них не здатна повно пояснити того складного процесу, який відбувається на всіх рівнях організму, починаючи від молекули, потім – клітина, тканина і орган. Адже з кожним роком кількість нових знань про цей процес збільшується, що призводить до народження нових теорій старіння.

Тіломірна теорія старіння

У 1960-х рр. геронтологом із США Л. Хейфликом було з'ясовано, що людські клітини можуть ділитися тільки обмежену кількість разів (від 40 до 60), проте пояснити це явище він не зміг. Через 10 років, А. М. Оловниковым, на той момент є одним із співробітників Інституту біохімічної фізики РАН, на підставі даних Хейфлика, висунув припущення, що межа діленні клітин пояснюється тим, що при кожному діленні клітини хромосома трохи коротшає.

Науці відомо, що хромосоми мають кінцеві ділянки (теломери), які, внаслідок подвоєння, поступово коротшають, і з часом клітина вже не може ділитися, і тоді вона втрачає життєздатність. Саме це і є причиною старіння, згідно тіломірного теорії. Гіпотеза Оловникова була схильна в середині 1980-х рр.., коли був відкритий фермент теломерази, який був здатний добудовувати укорочені кінці хромосоми в клітинах пухлин, що дозволяло їм бути безсмертними. До речі, межа 50 поділок справедливий не для кожних клітин, наприклад, стовбурові або ракові клітини можуть ділитися незліченну кількість разів.

До речі, сам А. М. Оловніков згодом вирішив, що дана теорія не пояснює причини старіння, і їм була висунута редусомная теорія старіння. Згідно з її постулатами, лінійна молекула ДНК редусомы (а редусома – це маленька ядерна частинка, що розташовується в субтеломерных частинах хромосоми), поступово скорочується через зменшення її лінійної молекули ДНК, покритої білками, що призводить до зменшення містяться в ній різних генів. Саме це вкорочення молекул ДНК редусомы служить засобом вимірювання біологічного часу і є причиною старіння.

Элевационная теорія старіння (нейроэндокринологическая теорія)

У 1950-х роках радянський вчений В. М. Дильман висунув ідею, що існує єдиний регуляторний механізм, який визначає закономірності змін різних систем організму пов'язаних з віком. Головною ланкою цього механізму виступає гіпоталамус. Кажучи точніше, основними причинами старіння є зменшення з плином часу, здібності сприйняття гіпоталамуса рівня гормонів в крові, і його чутливість до сигналів нервової системи.

Внаслідок цього, збільшується кількість циркулюючих гормонів, що призводить до різних захворювань, властивих літньому віку (ожиріння, гіпертонія, клімакс, діабет, атеросклероз та інші). Все це веде до старіння та смерті.

Згодом, на підставі даних досліджень та спостережень було встановлено, що саме це призводить до віковим змінам в роботі репродуктивної системи. Дильман стверджував, що старіння – це побічний продукт онтогенезу – розвитку організму. Саме элевационная теорія старіння сприяла відкриттю нових підходів до профілактики передчасного старіння, і пов'язаного з ним хвороб.

Адаптаційно-регуляторна теорія старіння

була розроблена українським геронтологом Ст. Ст. Фролькисом в 1960-х рр. Вона ґрунтується на уявленні, що старість генетично запрограмований процес, однак Ст. Ст. Фролькіс припустив, що вікове розвиток визначається балансом процесу старіння і процесу «антистаріння» (витуакт), спрямованого на збільшення тривалості життя. Вчений розробив генорегуляторную гіпотезу, згідно якої первинним механізмом старіння є порушення роботи регуляторних генів. А порушення генної регуляції призводить до діабету, атеросклерозу, хвороб Паркінсона і Альцгеймера. Тут же була висунута концепція генорегуляторной терапії, для попередження розвитку вікових патологій.

Теорія вільних радикалів

Ця теорія була висунута вченими Д. Харманом і Н. Еммануелем в 1950-х рр. Згідно вільнорадикальної теорії, причинами порушення роботи клітин є дія вільних радикалів – форм кисню, які синтезуються в мітохондріях. Кисень потрібно клітинам для клітинного дихання, однак частина кисню може перетворюватися в так звані «активні форми кисню. Вільні радикали здатні залишати місця, де є в ньому потреба і здатний пошкодити ДНК, РНК, ліпіди клітинних мембран і білки. Від надлишку вільних радикалів допомагають речовини, що володіють антиоксидантними властивостями, наприклад, різні овочі і фрукти, а також вітаміни А, Е і З.

Теорія апоптозу (теорія самогубства клітин)

Належить академіку В. П. Скулачеву. Згідно з постулатами теорії, апоптоз – це запрограмований процес старіння клітини. Кожна клітина, після проходження свого життєвого циклу або в ній відбудеться мутація, мусить умерти і поступитися місцем новим, молодим клітинам. Ця гіпотеза несе той же сенс, що і тіломірна теорія старіння. При апоптозі клітка «саморазбирается», і її частини можуть бути використані сусідніми клітинами як будівельний матеріал. Так само відбувається і з мітохондріями, якщо в них утворюється надлишок вільних радикалів. Коли загиблих мітохондрій занадто багато, продукти їх розпаду призводять до апоптозу, тобто самогубства. А старіння з'являється коли в організмі клітин народжується менше, ніж народжується нових.

Теорія «старіння помилково» (або теорія соматичних мутацій)

Ця гіпотеза була висунута фізиком М. Сциллардом у 1954 р. в США. Згідно з його дослідженням, іонізуюче випромінювання скорочує термін життя живих організмів, і відбувається мутації в молекулах ДНК, що призводить до старіння. Таким чином, причиною старіння організму, за Сцилларду, є мутації. Однак, теорія соматичних мутацій не пояснює, чому старіють люди, які не піддавалися опроміненню. Послідовник Сцилларда – М. Оргель стверджував, що з віком в організмі накопичуються генетичні ушкодження, викликані мутаціями – випадковими, і викликані різними факторами (стремы, віруси, ультрафіолетові промені), накопичуються пошкодження ДНК, що призводить до старіння і зношування організму.

Існують також і інші теорії старіння, наприклад, теорія перехресних зшивоквона має схожий сенс, як і теорія вільних радикалів, теорія одноразової (витрачається) спори і деякі інші.

Таким чином, механізми старіння складні. Сьогодні існує кілька теорій, які в чомусь суперечать одна одній, а в чомусь-доповнюють. У сучасній біології проблем старіння приділяється велика увага, і, можливо, в майбутньому, з поглибленням знань про цю проблему, буде знайдено засіб, щоб загальмувати старіння і продовжити людське життя.