Старые и новые теории старения

Суть

Подсчитано, что гены могут объяснить максимум 35 процентов продолжительности жизни, но мы все еще не понимаем, что такое старение, а то, что мы понимаем. В целом, вполне вероятно, что старение — это многофакторный процесс, а это, вероятно, сочетание нескольких теорий

Также важно отметить, что обсуждаемые здесь теории не являются взаимоисключающими. Понятие эпигенетики, или «экспрессирован» или нет присутствующий ген, может еще больше запутать наше понимание

В дополнение к генетике, есть и другие детерминанты старения, такие как наше поведение, воздействие и просто удача. Вы не обречены, если члены вашей семьи стремятся умереть молодыми, и вы не можете игнорировать свое здоровье, даже если члены вашей семьи, как правило, живут долго.

Гены и телесные функции

Прежде чем обсуждать ключевые концепции, связанные со старением и генетикой, давайте рассмотрим, что представляет собой наша ДНК, и некоторые основные способы влияния генов на нашу продолжительность жизни.

Наши гены содержатся в нашей ДНК, которая присутствует в ядре (внутренней области) каждой клетки нашего тела. (Существует также митохондриальная ДНК, присутствующая в органеллах, называемых митохондриями, которые присутствуют в цитоплазме клетки.) У каждого из нас есть 46 хромосом, составляющих нашу ДНК, 23 из которых происходят от наших матерей и 23 от наших отцов. Из них 44 являются аутосомами, а две — половыми хромосомами, которые определяют, должны ли мы быть мужчинами или женщинами. (Митохондриальная ДНК, напротив, несет гораздо меньше генетической информации и поступает только от наших матерей.)

В этих хромосомах находятся наши гены, наш генетический проект, несущий ответственность за передачу информации о каждом процессе, который будет происходить в наших клетках.Наши гены можно представить как последовательность букв, которые составляют слова и предложения инструкций. Эти слова и предложения кодируют производство белков, которые контролируют каждый клеточный процесс.

Если какой-либо из этих генов поврежден, например, мутацией, которая изменяет последовательность «букв и слов» в инструкциях, может быть получен аномальный белок, который, в свою очередь, выполняет дефектную функцию. Если происходит мутация в белках, которые регулируют рост клетки, может возникнуть рак. Если эти гены мутируют с рождения, могут возникнуть различные наследственные синдромы. Например, муковисцидоз — это состояние, при котором ребенок наследует два мутированных гена, контролирующих белок, который регулирует каналы, ответственные за движение хлорида через клетки потовых желез, пищеварительных желез и многое другое. В результате этой единственной мутации происходит сгущение слизи, вырабатываемой этими железами, и возникающие в результате проблемы, связанные с этим состоянием.

Теория свободных радикалов

Эту теорию создало и разработало два человека: Д. Харман и Н. М. Эмануэль. Свободнорадикальная теория способна, по их мнению, объяснить не только причина процесса старения, но связанные с ним патологические процессы (сердечно-сосудистые заболевания, катаракту, рак и т. д.).

Ученые заявили, что во всех бедах организма виноваты свободные радикалы, которые незаменимы практически во всех биохимических процессах. Это активные формы кислорода, которые синтезируются в энергетических фабриках клеток — митохондриях. У каждого свободного радикала есть свое место работы, при покидании которого он может навредить не только своему рабочему объекту, но и стать причиной поломки других, контактирующих с ним ДНК, РНК, жиров и белков.

Изменения в человеческом организме в процессе старения

С научной точки зрения, старение является физиологическим процессом, который сопровождается определенными изменениями:

• падает скорость обмена веществ;
• снижается потребление кислорода и выделение углекислого газа;
• уменьшается содержание воды, ионов магния, фосфора и калия в клетках тела;
• растет концентрация ионов хлора, натрия и кальция;
• соли кальция откладываются на сосудистых стенках, нарушая их нормальное функционирование;
• сердце слабеет, — снижаются как минутный, так и ударный объем;
• почки склерозируются, по причине чего падает диурез;
• еда усваивается все хуже из-за снижения продукции пищеварительных ферментов;
• ослабевает и выпадает функция размножения;
• ослабевает иммунитет.

Все эти инволютивные изменения на любом уровне могут происходить по трем типам:

1. ускоренному;
2. естественному;
3. замедленному.

С точки зрения сохранения вечной молодости, интересно рассмотрение последнего пункта. В процессе замедленного старения инволютивно-возрастные изменения организма значительно замедляются, порождая феномен долголетия. Над разгадкой его причине работают лучшие ученые умы человечества.

Механика старения

Теоретическое обоснование изменений, происходящих в человеческом организме с возрастом, понятно, а каковы механизмы старения? Они подразделяются на две основные группы:

1. физиологические механизмы;
2. иммунологические механизмы.

Обе группы являются результатом постепенного износа человеческого организма, но проявляются на разных уровнях организации.

Физиологические механизмы

Возраст не щадит любые ткани человеческого организма, в том числе и нервную, которая меняется комплексно на всех уровнях своего существования:

1. структурном;
2. биохимическом;
3. функциональном.

Физиологические механизмы старения на структурном уровне проявляются потерей большого числа нервных клеток спинного мозга, мозжечка и базальных ганглий. Головной мозг при этом страдает гораздо меньше.

Что касается биохимических изменений, то они особенно заметны на примере гипоталамуса.
В нем постепенно падает содержание ДОФА-декарбоксилазы и норадреналина, а ацетилхолинэстеразы и моноаминооксидазы, напротив, растет.

Меняются некоторые другие показатели:

• снижается содержание воды в тканях мозга;
• меняется соотношение различных видов липидов;
• усиливаются свободно радикальные процессы;
• растет количество ДНК-мутаций;
• падает скорость синтеза белков.

Следствие всего этого – функциональные расстройства организма:

• заторможенность двигательных реакций;
• замедление запоминания новой информации;
• расстройство фазы глубокого сна;
• изменение осанки;
• гипотония;
• проблемы с регуляцией температуры тела;
• недержание мочи;
• расстройства работы ЖКТ.

С возрастом становится более активной симпатическая система, что оказывает определенное влияния на познавательную функцию.

Иммунологические механизмы

Связь системы кроветворения и иммунитета очень тесна. Обе они защищают организм от заражения инфекциями и развития опухолей. С возрастом не падает гемопоэз, не меняется размер селезенки и лимфатических узлов.

Иммунологические механизмы старения заключаются в:

• сужении резерва систем;
• замедлении их реакции на стрессовые ситуации.

С возрастом снижается обмен цинка, от которого во многом зависит иммунокомпетенция. Улучшить ее параметры можно, принимая препараты, содержащие соли этого металла.

Влияние свободных радикалов

Суть теории заключается в отрицательном влиянии на человека химических частиц, на внешних орбитах которых располагаются неспаренные электроны, благодаря которым они очень активно вступают в реакции с окружающими молекулами.

Теория отрицательного воздействия свободных радикалов.

В организме радикалы могут образоваться:

• как обычный промежуточный продукт в течение нормального обмена веществ;
• под действием мощного источника ионизирующего облучения (радиации).

Таким образом, было доказано участие в процессе старения свободных радикалов.
Эксперименты по связыванию свободных радикалов, проводимые с целью подтверждения или опровержения данной теории, принесли интересные результаты.

Мушки-дрозофилы и мыши, получавшие в пищу большие дозы витамина Е, способного дезактивировать свободные радикалы, жили ощутимо дольше существ из контрольной группы.

Теломерная теория

Теория зародилась в 1961 году, после того как известный геронтолог  Л. Хейфлик открыл, что делительная способность клеток кожи не превышает 50-ти кратного размера. Но почему происходит так, а не иначе ученый объяснить не смог. Данная теория получила название «предел Хейфлика».

В скором времени, в 1971 году, А.М. Оловников продолжил доказательную работу, и объяснил 50-кратное деление укорачиванием хромосом, которое происходит при каждом делении.

Немного разъяснений. У каждой хромосомы есть концевой отрезок, под названием теломер. Он имеет такое свойство, как укорачивание после каждого хромосомного удвоения. Пройдя определенный цикл укорачивания, хромосома достигает такого момента, когда деление становится невозможным и она начинает погибать.

Но в 1985 году открыли достраивающий укороченные теломеры, в половых и опухолевых клетках, фермент – теломеразу. Этот фермент способен обеспечить бессмертие клетки, а так же это открытие подтвердило теорию Оловникова. Но проведя очередные исследования Оловников отозвал  свою теорию, признав ее недоказательной, и, в свою очередь, предложил две новые теории, редусомную и луногравитационную, которые не были подтверждены и даже отвергнуты.

Выбор между жизнью и смертью

Концепция феноптоза заставляет по-другому взглянуть на проблему старения. Что, если это тот способ, которым природа заставляет нас уходить, освобождая место молодым? Что, если это медленное угасание, также как и программа апоптоза, заложено в виде генетической программы в нашем геноме, и его основным биологическим смыслом является ускорение эволюции? Эти вопросы позволили нам сформулировать теорию запрограммированного старения как инструмента эволюции.

На протяжении всей истории человеческой цивилизации люди мечтали о бессмертии и вечной молодости. В каждой религии потусторонние разумные существа, которые бессмертны и не подвержены старению. И только люди по причине несовершенства, дряхлеют и умирают. Лучшие умы человечества искали истинные причины старения и лекарства от него. Однако тысячелетия поисков так и не принесли результата. Может быть, современная наука хоть на йоту подошла ближе к ответу, что играет основную роль в процессе старения человека?

популярные теории старения человеческого организма с точки зрения различных научных открытий.

Власть имущие во все времена поощряли работу тех ученых, кто брался за борьбу со старением, ведь любой властитель, чья жизнь клонится к закату, не пожалеет ничего за возможность наслаждаться властью и богатством бесконечно долго. Поэтому база знаний по этой проблематике накоплена достаточно большая. И что же на данный момент удалось узнать о старении? Разработаны теории старения, объясняющие, почему, человек со временем дряхлеет и они разделены на группы:

Молекулярно-генетическая группа

1. Теломерная;
2. Элевационная;
3. Адоптационно-регуляторная;
4. Перекрестных сшивок.

Схоластическая (вероятностная) группа:

1. Влияния свободных радикалов;
2. Радиационная;
3. Апоптоза;
4. Редусомная (автор Оловников);
5. Соматических мутаций;
6. Нейрогенная;
7. Программированного старения;
8. Медавара и Захера.

Ключевые понятия в генетической теории старения

Ключевые понятия в области генетики и старения включают несколько важных концепций и идей, начиная от сокращения теломер и заканчивая теориями о роли стволовых клеток в старении.

теломеры — В конце каждой из наших хромосом лежит кусочек «мусорной» ДНК, называемый теломерами. Теломеры не кодируют какие-либо белки, но, по-видимому, выполняют защитную функцию, предотвращая присоединение концов ДНК к другим частям ДНК или образование круга. Каждый раз, когда клетка делится, отсекается немного больше теломер. В конце концов. этой ненужной ДНК не осталось, и дальнейшее перерезание может повредить хромосомы и гены, что приведет к гибели клетки.

В целом, средняя ячейка способна делиться в 50 раз до того, как теломер израсходован (предел Хейфлика). Раковые клетки нашли способ не удалять, а иногда даже добавлять, часть теломер. Кроме того, некоторые клетки, такие как лейкоциты, не подвергаются этому процессу укорочения теломер. Похоже, что, хотя гены во всех наших клетках имеют кодовое слово для фермента теломераза, который ингибирует укорочение теломер и, возможно, даже приводит к удлинению, ген только «включен» или «экспрессирован», как говорят генетики, в таких клетках, как белый. клетки крови и раковые клетки. Ученые предположили, что, если бы эту теломеразу можно было как-то включить в других клетках (но не настолько, чтобы их рост стал бесполезным, как в раковых клетках), наш возрастной предел мог бы быть увеличен.

Исследования показали, что некоторые хронические состояния, такие как высокое кровяное давление, связаны с меньшей активностью теломеразы, тогда как здоровое питание и физические упражнения связаны с более длинными теломерами. Избыточный вес также связан с более короткими теломерами.

Гены долголетия — Гены долголетия — это специфические гены, которые связаны с продолжительностью жизни. Два гена, которые непосредственно связаны с долголетием — это SIRT1 (sirtuin 1) и SIRT2. Ученые, изучавшие группу из более 800 человек в возрасте 100 лет и старше, обнаружили три значительных различия в генах, связанных со старением.

Клеточное старение — Клеточное старение относится к процессу, посредством которого клетки распадаются с течением времени. Это может быть связано с укорочением теломер или процессом апоптоза (или самоубийства клеток), при котором удаляются старые или поврежденные клетки.

Стволовые клетки — Плюрипотентные стволовые клетки — это незрелые клетки, которые могут стать клетками любого типа в организме. Предполагается, что старение может быть связано либо с истощением стволовых клеток, либо с потерей способности стволовых клеток дифференцироваться или созревать в различные виды клеток

Важно отметить, что эта теория относится к взрослым стволовым клеткам, а не к эмбриональным стволовым клеткам. В отличие от эмбриональных стволовых клеток, взрослые стволовые клетки не могут превращаться в клетки любого типа, а только в определенное количество типов клеток

Большинство клеток в нашем организме дифференцированы или полностью зрелы, а стволовые клетки представляют собой лишь небольшое количество клеток, присутствующих в организме.

Примером типа ткани, в котором регенерация возможна этим способом, является печень. Это в отличие от мозговой ткани, которой обычно не хватает такого регенеративного потенциала. В настоящее время есть доказательства того, что сами стволовые клетки могут быть затронуты в процессе старения, но эти теории похожи на проблему курицы и яйца. Нет уверенности, что старение происходит из-за изменений в стволовых клетках, или если вместо этого изменения в стволовых клетках происходят из-за процесса старения.

Epigenetics — Эпигенетика относится к экспрессии генов. Другими словами, ген может присутствовать, но может быть либо включен, либо выключен. Мы знаем, что в организме есть некоторые гены, которые включены только на определенный период времени. Область эпигенетики также помогает ученым понять, как факторы окружающей среды могут работать в рамках генетических ограничений для защиты или предрасположенности к болезням.

Доказательства позади теории

Есть несколько путей доказательства, которые поддерживают генетическую теорию старения, по крайней мере, частично.

Возможно, самым убедительным доказательством в поддержку генетической теории являются значительные видоспецифичные различия в максимальном выживании: некоторые виды (например, бабочки) имеют очень короткую продолжительность жизни, а другие, такие как слоны и киты, похожи на наши. В пределах одного вида выживание схоже, но выживание может сильно отличаться между двумя видами, которые в остальном одинаковы по размеру.

Исследования близнецов также подтверждают генетический компонент, поскольку идентичные близнецы (монозиготные близнецы) гораздо более похожи по продолжительности жизни, чем неидентичные или дизиготные близнецы. Оценка идентичных близнецов, которые выросли вместе, и сопоставление этого с идентичными близнецами, которые выросли друг от друга, может помочь выделить такие факторы поведения, как диета и другие привычки образа жизни, как причину семейных тенденций в долголетии.

Дальнейшие доказательства в широком масштабе были найдены при изучении влияния генетических мутаций у других животных. У некоторых червей, а также у некоторых мышей мутация одного гена может увеличить выживаемость более чем на 50 процентов.

Кроме того, мы находим доказательства некоторых специфических механизмов, вовлеченных в генетическую теорию. Прямые измерения длины теломер показали, что теломеры уязвимы к генетическим факторам, которые могут ускорить скорость старения.

Можно ли не стареть вообще?

Несмотря на все старания ученых и на то, что известные ныне теории старения охватывают широкий спектр причин, ведущих к инволюции и смерти человека, действенного рецепта вечной молодости так и не было создано. Существуют нестареющие люди , которым удалось остановить этот процесс.

Что нужно делать чтобы отсрочить начало процесса старения и замедлить этот процесс?
Сохранить молодость немного дольше, чем большинство окружающих возможно, но для этого следует прилагать усилия с самого раннего возраста.

• употребление чистой пищи без химических добавок любого вида;
• обильное питье;
• умеренные регулярные физические нагрузки;
• употребление в пищу большого количества рыбы или рыбьего жира, содержащего природный антиоксидант – витамин Е;
• сбалансированное питание с большим количеством сырых овощей и фруктов;
• строгий режим сна и бодрствования;
• спокойные доброжелательные отношения со всеми окружающими;
• своевременное лечение любых заболеваний;
• регулярные полные медосмотры;
• регулярная коррекция иммунитета;
• после наступления климакса – коррекция гормонального фона.

Животные оставались живы непродолжительное время, а их организмы не могли полноценно функционировать, однако, первые шаги сделаны! Значит, не за порогом то время, когда мозги достаточно богатых клиентов смогут пересаживать в более молоды тела. Но выиграет ли от этого общество в целом – большой вопрос!

Прочитано: 1072 раз(а).

Какие теории старения выдвигаются современной наукой?

Молекулярно-генетическая теломерная теория – наиболее популярная на современном этапе. Она была выдвинута американским геронтологом из Л. Хейфликом в 1961 году. Ученый смог экспериментально доказать, что клетки человеческого организма имеют ограниченную способность к делению. Однако объяснения этому явлению ученый найти не смог. И вот, в начале 70-х, биолог-теоретик Алексей Матвеевич Оловников, обнаружил на концах каждой ДНК специфические участки – теломеры, укорачивающиеся после каждого деления хромосомы. Когда лимит делений исчерпывается, клетка претерпевает определенные дегенеративные изменения, постепенно приводящие ее к гибели.

Второй по популярности, является свободно-радикальная теория – она предполагает, что в основе старения может лежать ухудшение способности клетки к выработке энергии вследствие накопления молекулярных повреждений. Согласно этой теории процесс старения связан с разрушением свободными радикалами генетического материала человека, в том числе протеина и ДНК, что приводит к различным мутациям. Свободными радикалами принято считать неустойчивые молекулы или атомы кислорода, которые вступают в реакцию с другими молекулами и действуют деструктивно.

Онтогенетическая теория старения – основана на идее, что существует единый регуляторный механизм, определяющего закономерности возрастных изменений различных гомеостатических систем организма. Согласно гипотезе «регулятором» старения организма является гипоталамус. И главная причина старения – это возрастное снижение чувствительности гипоталамуса к регуляторным сигналам, поступающим от нервной системы и желез внутренней секреции. Из онтогенетической модели следует, что развитие болезней и естественных старческих изменений можно затормозить, если стабилизировать состояние гомеостаза (внутреннего баланса биологической системы) на уровне, достигаемом к окончанию развития организма, что позволило бы замедлить скорость старения.

Адаптационно-регуляторная теория. Учеными выдвинута гипотеза, по которой первичными механизмами старения являются нарушения в работе регуляторных генов, управляющих активностью структурных генов и, в результате, интенсивностью синтеза закодированных в них белков. Возрастные нарушения генной регуляции могут привести к появлению ранее не синтезировавшихся белков и, как результат, к старению и гибели клеток.

Теория «Старения по ошибке» предполагает, что мутации в генетическом аппарате клетки могут возникать в ответ на воздействие агрессивных факторов – ионизирующей радиации, ультрафиолета, воздействия вирусов и токсических веществ и т.д. Клетка вынуждена реагировать на это, однако, с течением времени, система восстановления ДНК изнашивается, в результате чего и происходит старение организма. Из чего делается вывод, что именно мутации являются непосредственной причиной старения живых организмов.

Из всего вышесказанного следует, что на данный момент у ученых есть только теории, а «эликсир молодости» так и остаётся мечтой…

Что вы можете сделать, чтобы уменьшить «генетическое» старение ваших клеток?

Нас учат правильно питаться и быть активными, и эти факторы образа жизни, вероятно, столь же важны, независимо от того, насколько наша генетика вовлечена в старение. Те же самые методы, которые, кажется, поддерживают здоровые органы и ткани нашего тела, могут также поддерживать наши гены и хромосомы здоровыми.

Независимо от конкретных причин старения, это может иметь значение для:

• Упражнения — Исследования показали, что физическая активность не только помогает вашему сердцу и легким функционировать хорошо, но и удлиняет теломеры.
• Соблюдайте здоровую диету — диета с высоким содержанием фруктов и овощей связана с большей активностью теломеразы (в действительности, меньшее укорочение теломер в ваших клетках). Диета с высоким содержанием омега-3-жирных кислот связана с более длинными теломерами, но диета с высоким содержанием омега-6-жирных кислот является противоположной и связана с более короткими теломерами. Кроме того, потребление газированной воды связано с более короткими теломерами.Reservatrol, ингредиент, ответственный за возбуждение от питья красного вина (но также содержится в безалкогольном соке красного винограда), активирует белок долголетия SIRT
• Снизить стресс
• Избегайте канцерогенов
• Поддержание здорового веса. Мало того, что ожирение связано не только с некоторыми генетическими механизмами, связанными со старением, отмеченными выше (такими как повышенное укорочение теломер), но и в ходе неоднократных исследований было выявлено преимущество долголетия, связанное с ограничением калорий. Первый принцип в жизни, направленной на профилактику рака, выдвинутый Американским институтом исследований рака — быть как можно более худым, не имея лишнего веса, — может играть роль в долголетии, а также в профилактике рака и предотвращении рецидива рака.

Теории старения

Существуют две основные категории теорий старения, которые принципиально отличаются тем, что можно назвать «целью» старения. В первой категории старение — это по сути случайность; накопление повреждений и износа для тела, что в конечном итоге приводит к смерти. Напротив, запрограммированные теории старения рассматривают старение как преднамеренный процесс, управляемый таким образом, который можно сравнить с другими фазами жизни, такими как половое созревание.

Теории ошибок включают в себя несколько отдельных теорий, в том числе:

• Износ теории старения
• Скорость жизни теории старения
• Белковая теория сшивки снова
• Свободнорадикальная теория старения
• Теория соматических мутаций старения

Запрограммированные теории старения также разбиты на различные категории в зависимости от метода, которым наши тела запрограммированы на старение и смерть.

• Запрограммированное долголетие — запрограммированное долголетие утверждает, что жизнь определяется последовательным включением и выключением генов.
• Эндокринная теория старения
• Иммунологическая теория старения

Существует значительное совпадение между этими теориями и даже категориями теорий старения.