Читайте также:
|
В настоящее время не прекращена дискуссия о приемлемости двух концепций старения: смерть от старости как результат: 1) накопления случайных поломок или 2) включения программы самоубийства. Эта дискуссия была начата еще А. Вейсманом[2].
Обзор, сделанный в 2003 году Халявкиным и Яшиным, позволил сделать авторам вывод о том, что даже свободно-радикальная и теломеро-теломеразная гипотезы не вполне пригодны для объяснения первопричины старения. Вильямс суммировал аргументы против идеи программированной смерти:
1. В природе практически все животные умирают в относительно молодом возрасте от случайных причин. Другими словами − если существует механизм программированной смерти, то он не может определять продолжительность жизни (ПЖ) у подавляющего числа особей популяции.
2. Поиски механизма программированной смерти успехом не увенчались.
3. Трудно представить то, как такой признак (программа смерти) мог бы возникнуть в процессе естественного отбора[3].
На современном этапе большинством геронтологов идеи Вейсмана о том, что старение и смерть возникли в процессе адаптации, так называемая теория программированной смерти не воспринимается.
В.П. Скулачевым (1999, 2001), ссылаясь на названную теорию предложил концепцию феноптоза. Запрограммированная смерть организма, или феноптоз, − это самоликвидация индивидуума в интересах популяции, а также ее последний рубеж защиты от эпидемий и монстров с нарушенной генетической программой. Смерть от старости, в свете этих идей рассматривается как одно из многих проявлений феноптоза, вызываемое включением программы самоликвидации у особей, оказавшихся бесполезными или вредными для популяции[4].
Что же касается конкретных механизмов старения, то анализ литературы позволяет сделать вывод, что большинство авторов, например Джонсон (1999), уверены, что феномен старения можно свести к небольшому числу клеточных и организменных процессов, таких как апоптоз, накопление повреждений молекулами мтДНК, укорочение теломер при митозе, дефектов клеточного цикла.
По В.П. Скулачеву, основную роль в процессе старения − апоптоз. Его аргументы кажутся убедительными, однако, они не произвели на других исследователей должного впечатления. Возражения вызывают представления о соотношении и взаимозависимости феноптоза, органоптоза и апоптоза и конкретно − «цепь событий: митоптоз − апоптоз − органоптоз – феноптоз.
Ванюшин (2001), Калуев (2003) убеждены, что связи между этими процессами гораздо сложнее и менее предсказуемы.
Создается впечатление, что упоминаемые В.П. Скулачевым факты носят единичный характер, зачастую они довольно спорны и могут по-разному трактоваться в зависимости от убеждений исследователя (Калуев, 2003).
В.Н. Анисимов наиболее яркими теориями считает выдвинутую в 1956г. Д. Харманом свободнорадикальную теорию, теорию клеточного (репликативного) старения (Л. Хейфлик) и теломерную теорию (А. М. Оловников), элевационную теорию старения (В. М. Дильман)[5].
В. М. Дильман (1987) полагал, что в соответствии с четырьмя моделями возникновения болезней (экологической, генетической, аккумуляционной и онтогенетической) все существующие теории старения могут быть классифицированы на: клеточные вероятностные, клеточные регулярные, клеточные программные, системные запрограммированные теории (таблица 1).
Среди генетических теорий одной из самых распространенных является теломерная теория. Основоположник ее − Алексей Оловников, а в 2009 году за исследования, связанные с этой теорией, Кэрол Грейдер, Элизабет Блэкберн и Джек Шостак получили Нобелевскую премию в области медицины. Суть теории заключается в том, что при каждом клеточном делении специфические последовательности на концевых участках хромосом − т.н. теломеры − укорачиваются на определенную величину с помощью фермента теломеразы. Таким образом, число нормальных делений соматических клеток ограничена длиной теломер.
Таблица 1
Теории старения (Дилман, 1987)
Также значительного внимания заслуживают теория накопления мутаций, разработанная Питером Медаваром, и теория антагонистической плейотропии, разработанная Джорджем Вильямсом. Эти теории освещают различные аспекты одного вопроса, поэтому часто дается суммарное формулировки обеих теорий. Оно гласит: «В течение жизни увеличивается количество вредных мутаций в геноме; в ювенильном и половозрелом периоде вследствие активности определенной части плейотропных генов работают механизмы защиты от мутаций, а в старости включается другая часть плейотропных генов, и механизмы защиты от мутаций дезактивируются». Рост количества мутаций с возрастом имеет экспоненциальный характер, причем на него влияет фактор сдерживания мутагенеза организмом в ювенильном и репродуктивном периоде, что позволяет защитить потомство от мутаций.
Следующей распространенной теорией является транспозонная теория. Автором ее является Кирквуд. Она заключается в том, что с увеличением количества делений клеток увеличивается количество транспозонных участков в геноме, которые образуются за счет ДНК, которая «молчит» (silenced DNA). Это приводит к нарушениям во время будущих делений.
Следующей теорией является чрезвычайно известная свободнорадикальная теория. Разработчик − Дэнхем Хармен. Суть ее в том, что вследствие влияния внешних (физических, химических) и внутренних (биохимических) факторов увеличивается количество свободных радикалов, которые являются чрезвычайно реакционноспособные, и атакуют различные компоненты клеток, прежде всего − ДНК, биомембраны и митохондрии. Наиболее значимыми свободными радикалами являются активные формы кислорода (АФК) − О2-, О22-, Н2О2. Вообще, существует большое количество неорганических и органических свободных радикалов. Системой защиты от свободнорадикальной атаки являются антиоксиданты.
Мембранная теория старения. Автор − Имре Зс.-Наги. Суть: продукты деградации биомембран, имеющих общее название липофусцин, накапливаются в пузырьках внутри клеток нервной системы, легких и сердца, что ухудшает функциональное состояние этих клеток.
С преждевременным накоплением липофусцина связана болезнь Альцгеймера.
В 50-х гг ХХ в. ученый Леонард Хейфлик обнаружил, что клетки делятся в среднем около 50 раз за все свое существование. Эта цифра получила название лимит Хейфлика. Хейфлик постулировал, что чем быстрее клетки делятся, тем быстрее наступает старение. А скорость деления в свою очередь зависит от пищевого рациона и физической активности животного.
Согласно гликозилатной теории старения, с возрастом происходит увеличение уровня О2-зависимого присоединения моносахаридов к белковым остаткам − реакций гликозилирования, что приводит к инактивации определенного количества белков.
Имуносупресорная теория старения объясняет уменьшение резистентности организма к болезням с возрастом. Причина заключается в возрастной инволюции тимуса (деградации его ткани), что приводит к ослаблению иммунитета, и, как следствие, рост числа заболеваний.
В. Н. Крутько изучал общие причины и механизмы старения. В своей работе, написанной в соавторстве с А.А. Подколзиным, В.И.Донцовым «Общие причины, механизмы и типы старения», он выделяют 4 общих типа старения:
− недостаточность проточности системы;
− недостаточность действия отбора для сохранения только нужных структур в пределах данной системы;
− недостаточность самокопирования элементов системы;
− ухудшение функции регуляторных систем[6].
Авторами указывается, что названные основные типы старения могут проявляться множеством более конкретных механизмов старения. И это может происходить в одном организме, и в организмах разных видов.
Т. Кирквудом развита эволюционная теория старения. В своих трудах он показывает роль так называемой расходуемой сомы. Свою теорию он разрабатывает, базируясь на трудах А. Вейсманна, П. Медовара, Г. Уильямса, в которых говорится о значении накопления неблагоприятных мутаций естественного отбора в эволюции продолжительности жизни.
Автор выделяет ряд предсказаний в отношении роли геномных факторов, которые могут быть вовлечены в процесс старения.
1. Маловероятно существование специфических генов старения.
2. Гены, имеющие особую важность для старения и долголетия, вероятнее всего регулируют поддержание и расходуемость сомы.
3. Могут существовать другие генетически определяемые факторы перераспределения баланса ресурсов (trade-offs) между преимуществами молодого организма и его жизнеспособностью в старческом возрасте.
4. Может существовать множество мутаций с отдаленным эффектом, которые вносят свой вклад в старческий фенотип.
Очевидно, что множество генов определяет старческий фенотип, и большие усилия будут необходимы для выяснения как их общего количества и их категорий, так и того вклада, который действительно является важным для старения. Эволюционная генетика старения еще не получила того признания, какого она того заслуживает, однако ее значение будет возрастать[7].
Прослушать
На латинице
Словарь
Дата добавления: 2015-04-20; просмотров: 45 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |