Биология старения - современные теории старения
В настоящее время существует 2 основные группы теорий старения — программные (генетические) и теории клеточного повреждения и/или ошибок.
Теории клеточного повреждения и/или ошибок предполагают, что возникающие на протяжении всей жизни более или менее случайные события постепенно вызывают накопление повреждений жизненно важных функций клеток и органов. В дальнейшем это приводит к фенотипу, который считается проявлением процессов старения. Основными предполагаемыми источниками такого повреждения являются свободные радикалы и гликозилирование.
Высокоактивные свободные радикалы, представляющие собой чаще всего побочные продукты окислительного метаболизма, могут реагировать с целым рядом ключевых компонентов, таких, как дезоксирибонук-леиновая кислота (ДНК), мембраны клеток, липопротеиды, коллаген и приводить к нарушению функции с последующими изменениями, соответствующими старению. Эти процессы значительно усиливаются на фоне снижения активности антиоксидантных систем организма.
С возрастом усиливается неферментативное гликозилирование протеинов и макромолекул с образованием шифовых оснований, причем накопление подобных веществ в тканях может стать причиной функциональных нарушений (напряжение коллагена, снижение эластичности артерий, катаракта, потеря функции нервами и др.).
Программные теории постулируют, что преждевременное старение является результатом последней фазы генетической программы, которая осуществляется на протяжении всего периода эмбриогенеза, роста, развития и созревания. Старение можно рассматривать как период времени, в течение которого некоторые гены прекращают функционировать, а другие начинают экспрессироваться, что приводит к прекращению роста клетки. ДНК рассматривается как имеющая ограниченную способность к репликации (сама по себе), поэтому и репликация клетки ограничена. Цитоплазматическая аккумуляция «старческих» факторов или ингибиторов митоза лимитирует способность клетки пролиферировать.
«клеточное старение» («предел Хайфлика»)
Данные (1, стр. 30)
Яркими подтверждениями значения генетического контроля в процессе старения являются синдромы преждевременного старения, включая прогерию Детей (синдром Хатчинсона—Гилфорда), синдромы Вернера (прогерия взрослых) и Дауна. Синдромы Хатчинсона—Гилфорда и Вернера проявляются Ускоренным развитием обычных признаков естественного старения, однако в 1-м случае они начинают развиваться с рождения, и больные редко доживают до 20 лет. Во 2-м случае ускоренное старение начинается с периода полового созревания, и продолжительность жизни может достигать 30-40 лет [Михельсон В.М., 1996].
Для таких пациентов характерны седые волосы, их быстрое выпадение, ранние морщины, «старческий» голос. При синдроме Вернера отмечается широкий спектр патологии, характерный для пожилых людей: атеросклероз, остеопороз, СД, катаракта, различные типы доброкачественных и злокачественных опухолей. Ускоренное старение при синдроме Вернера подтверждается на клеточном уровне [СпивакИ.М. и др., 1999].
Дополнительным пространством для включения генетического механизма в старение является существование генов, которые обуславливают высокий риск возникновения различных хронических и дегенеративных нарушений. Многие заболевания, характерные для пожилыхлюдей (СД, артрит, заболевания сердца, артериальная гипер-тензия и болезнь Альцгеймера) имеют генетический компонент.
Л. Оргелом (1963) предложена теория накопления ошибок (соматической мутации), которая увязывает воедино генетические и негенетические причины старения. Согласно данной концепции, различного рода повреждающие воздействия (свободнорадикальное окисление, радиация, стрессы, вирусы и другие факторы) изменяют молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), что приводит к синтезу «неправильных» белков. Если последние сами по себе служат звеном запрограммированной цепи биосинтеза (например, в случае ДНК-зависимой РНК-полимеразы), первоначальная ошибка распространяется. Белки с нарушенной структурой индуцируют синтез других «неправильных» РНК. Если бы в организме отсутствовали механизмы само-ингибирования и подавления этих процессов, то при превышении критического уровня ошибок процесс развивался бы лавинообразно. Обычно системам организма удается установить некоторое равновесие уровня синтеза «неправильных» белков, и тем самым затормозить процесс старения.
В настоящее время многие модификации белков, сопровождающих процесс старения, подробно изучены, и установлено, что с возрастом удельная активность определенных ферментов значительно снижается в результате изменения их структуры.
A.M. Словников в 1971 г. предложил теорию маргинотомии, согласно которой в соматических клетках при каждой репликации из-за особенностей функционирования ферментов репликации (ДНК-полимеразы) недореплицируются концы хромосом — теломеры. В конечном итоге в результате постоянного укорочения хромосом при каждом митозе недорепликация захватывает области генома, существенные для выживания клеток, что и приводит к гибели клеток и старению организмов [Потапенко А.И., Акифьев А.П., 1999].
Спустя 14 лет была открыта теломераза и установлено, что ее репрессия определяет клеточное старение в культуре («предел Хейфлика») и клетки больных с синдромом преждевременного старения имеют укороченные теломеры [Hayflick L., 1998]. Основной функцией тело-меразы является контроль клеточного деления. При введении тело-меразы в клетки фибробластов человека, которые в норме делятся 70-80 раз, они способны делиться 280 раз без каких-либо признаков патологии и старения.
Спросить у Словникова новый вариан его теории.
