МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.4. ОНТОГЕНЕТИЧНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.4.3. Біологія індивідуального розвитку

Теорії старіння

Існує понад 200 теорій і гіпотез старіння. І.І.Мечников вважав, що причина старіння - інтоксикація всього організму і особливо нервової системи отруйними продуктами життєдіяльності гнильних бактерій товстої кишки. Для продовження життя він рекомендував вживати в їжу болгарське кисле молоко, яке містить молочнокислі бактерії, які повинні витісняти гнильні бактерії кишечника. Теорія І.І.Мечникова має значення для боротьби з передчасним старінням, але вона не розкриває механізми фізіологічного старіння. Крім того, вона не пояснює причин старіння організмів, які не мають товстої кишки. Згідно з теорією О.О.Богомольця (1881-1946), основне значення в процесах старіння має стан сполучної тканини, яка, на його думку, забезпечує фізіологічну активність всього організму. Для стимуляції функції сполучної тканини він запропонував антирекуляторну цитотоксичну сироватку (АЦС). Велике поширення набули теорії, які вважали причиною старіння затухання функцій ендокринних залоз. Прихильником ендокринної теорії старіння був французький фізіолог Ш.Броун-Секар (1889), який головну роль у процесах старіння відводив статевим залозам. Для омоложения старих організмів робили пересадку статевих залоз від молодих організмів (С.О.Воронов, ін.). Але цей прийом не виправдав себе, тому що трансплантат розсмоктувався і ознаки старіння з'являлися знову. І.П.Павлов та його учні вважали, що на процеси старіння впливає центральна нервова система і особливо кора головного мозку. Експериментально було доведено, що нервове перенапруження і "зриви" нервової діяльності в собак викликають передчасне старіння. В.В.Фролькис розробив адаптаційно-регуляторну теорію старіння. У процесі старіння відбувається мобілізація важливих адаптаційних механізмів, спрямованих на збереження життєдіяльності організму і збільшення тривалості життя. Проявом таких процесів є підвищення чутливості клітин до дії медіаторів і гормонів в умовах зниження синтезу цих речовин у старечому організмі. Спостерігається збільшення інтенсивності гліколізу, гіпертрофія деяких клітин, виникнення в них поліплоїдії, багатоядерності (клітини печінки).

Процес старіння регулюється генами. На користь генетичного контролю старіння говорить те, що максимальна тривалість життя є видовою ознакою. У людини виявлена позитивна кореляція між тривалістю життя нащадків і батьків, особливо матері. Описані спадкові хвороби з передчасним старінням. Наприклад, при синдромі Хатчінсона-Гілфорда (юнацька прогерія, або передчасне старіння в дитячому віці) уже на першому році життя спостерігається затримка росту, у дітей стареча зовнішність, рідке сиве волосся, пропорційний карликовий зріст, рано починається облисіння, на шкірі з'являються морщини, розвивається атеросклероз. Статева зрілість, як правило, не досягається, смерть настає у віці до 30 років. Тип успадкування хвороби - автосомно-рецесивний.

Гіпотези, які пояснюють механізми старіння можна об'єднати в дві групи - стохастичні і програмні. Згідно із стохастичними гіпотезами в основі старіння лежить нагромадження "помилок" і пошкоджень, які випадково (стохастично) виникають у процесі життєдіяльності індивідуума на різних рівнях його структурної організації. Прихильники різних варіантів таких гіпотез підкреслюють першорядну роль пошкоджень у генетичному апараті (гіпотеза нагромадження соматичних мутацій) або пошкодження біологічних молекул, включаючи РНК, ядерні і цитоплазматичні білки, ліпіди клітинних мембран (вільнорадікальна гіпотеза, гіпотеза пошкодження структури ферментів).

Згідно з програмними гіпотезами старіння генетично детерміноване, тобто інформація про початок і зміст його представлена в геномі клітин. На користь запрограмованості старіння говорить наявність у природі видів, в яких за розмноженням інтенсивно відбуваються зміни, що приводять тварин до загибелі. Так, після нересту гинуть тихоокеанські лососі (горбуша, нерка). Програмові гіпотези старіння ґрунтуються на припущенні, що в організмі функціонує своєрідний "годинник", у відповідності з яким здійснюються вікові зміни, механізм такого годинника точно не встановлений.

Підтвердженням наявності генетично закодованої "програми життя" є дослідження Л.Хейфліка (1965) на культурах фібробластів ембріонів. Ці культури дають стійке число генерацій (50±10 поділів клітин), після чого культура неминуче гине. Необмеженою здатністю до проліферації характеризуються лише клітини зі зміненим спадковим апаратом (ракові клітини). Запрограмований час прояву деяких спадкових хвороб. Так, хорея Геттингтона (танець святого Вітта), типовим симптомом якої є сильний тремор (дрижання) голови і кінцівок, проявляється в середньому у віці 38-40 років, причому в чоловіків пізніше, ніж у жінок.

Гіпотеза теломерази. Теломери - це кінці плеч хромосом, які перешкоджають злипанню хромосом між собою і відповідають за правильну орієнтацію хромосом під час поділу клітини. З кожним поділом клітини довжина теломер зменшується в результаті втрати кінцевих ділянок ДНК і клітина втрачає здатність до поділу. У дітей, хворих на прогерію, довжина теломер настільки мала, що клітини дуже швидко втрачають здатність до поділу, а це, у свою чергу, прискорює процес старіння. В експерименті вчені змогли змінити хід процесу старіння в клітинах шляхом введення в ДНК генів, які відповідають за утворення фермента теломерази, який відіграє важливу роль у синтезі теломера. Теломераза (ДНК-нуклеотидилекзотрансфераза) - фермент, який відновлює кінці лінійних молекул ДНК хромосом короткими послідовностями (у хребетних TTAGGG), що повторюються. Теломераза стільки в гаметах і в плода, дорослі організми її не мають. У зв'язку зі зменшенням довжини теломер соматичні клітини ссавців мають обмежене число поділів і вступають у стан незворотного спокою, який називається "проліферативним старінням». Це спричинює сповільнення оновлення клітин, що зумовлює старіння організму.

Досліди з вивчення впливу на процес старіння умов життя дали позитивну відповідь. Середня тривалість життя збільшується в деяких безхребетних (планарія, дафнія) і хребетних при обмеженні харчового раціону. Загальний висновок про вплив умов життя полягає в тому, що фактори, які сповільнюють розвиток, сприяють збільшенню тривалості життя.