Старение и смерть как биологические явления

Старость представляет собой закономерную стадию индивидуального развития, по достижении которой организм приобретает определенные изменения во внешнем виде и физическом состоянии.

Старость наступает в пострепродуктивном периоде онтогенеза, однако начало угасания репродуктивной функции и её полная потеря не могут служить нижней границей старости. Многие изменения, выраженные в старости, начинаются задолго до снижения репродуктивной активности. Это относится как к физическим признакам (поседение волос), так и к функциям отдельных органов.

Различают хронологический и биологический возраст. По современной классификации людей, хронологический возраст которых достиг 60-74 лет, называют пожилыми, 75-89 лет - старыми, свыше 90 лет - долгожителями. Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости появляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различными темпами нарастания. Кроме того, изменения даже одного параметра, коррелирующего с возрастом, подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям. Так, если исходить из такого показателя, как упругость кожи, то один и тот же биологический возраст достигается женщиной примерно в 30 лет, а мужчиной в 80.

Состояние старости в биологическом понимании достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Эти изменения распространяются на все биологические системы. Суммарный их результат заключается в нарастающем с возрастом снижении жизнеспособности особи, уменьшении эффективности адаптационных, гомеостатических механизмов. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть. Смерть представляет собой универсальный механизм от ограничения определённым пределом участия организмов в репродукции себе подобных. Без смерти не было бы смены поколений - одной из главных предпосылок эволюционного процесса.

Скорость нарастания и выраженность изменений в процессе старения находятся под генетическим контролем. В пользу этого говорит то, что продолжительность жизни является видовым признаком.

Учитывая сложный характер влияния генетических и средовых факторов на процесс старения, нелегко ответить на вопрос о том, как долго может жить человек. Разные авторы называют величины от 70 до 200 лет. По-видимому, истинная величина биологической продолжительности жизни укладывается в эти пределы. Если основываться на статистическом анализе показателей смертности, то интересующая нас величина находится в области 90 лет. В настоящее время средняя продолжительность жизни в экономически развитых странах составляет 71,1, а в развивающихся - 52,2 года. При этом женщины живут в среднем на 10-12 лет дольше мужчин. Как правило, после 50 лет у человека возникают стойкие внешние проявления старения кожи. Появляются рубцы, пигментные пятна, бородавки и родинки, а также морщины, которые образуются из-за потери подкожного жира. Уменьшается число потовых желез, что делает кожу более сухой и шершавой. Кожа становится дряблой (потеря коллагена). Другие характерные признаки - выпадение или поседение волос на голове.

Изменения в пищеварительной системе заключаются в потере зубов и снижении уровня пищеварительных соков.

Примерно с 40 лет начинается прогрессивный подъём артериального давления, снижается эластичность сосудов. Как правило, наблюдается разрастание соединительной ткани.

В старости снижается интенсивность фильтрации в почечных клубочках. Дыхательная система: после 40 лет наблюдается снижение жизненной ёмкости лёгких.

Мышцы: снижается сила сокращений, быстрее наступает утомление. Мышцы становятся более расслабленными и вялыми. С возрастом заметно изменяются иммунные реакции организма. Особенность НС высших позвоночных заключается в том, что предшественники нервных клеток прекращают своё деление в конце эмбрионального периода. Благодаря этому количество нервных клеток в течение жизни организма может только снижаться. К функциональным изменениям, которые развиваются в процессе старения НС, относятся снижение памяти, нарушения двигательной координации (тремор) и т. д.

Органы чувств: уменьшается способность глаза к аккомодации, так как слабеют глазо-двигательные мышцы, и изменяется структура вещества хрусталика. Это приводит к старческой дальнозоркости. У старых людей хрусталик часто мутнеет - развивается катаракта. Острота зрения падает. Снижается чувствительность органа слуха, особенно к звуковым волнам высокой частоты. Старый человек хуже различаем запах и вкус. У него нарушается чувство равновесия.

Таким образом, в процессе старения изменяются функции всех органов, однако эти изменения развиваются в организме неравномерно. Более того, в одном и том же органе старого человека обнаруживаются клетки с разной степенью выраженности изменений или вовсе без них.

Старение сопровождается выраженными изменениями структуры и функции генетического аппарата клеток. Отмечается снижение содержания ДНК и РНК, однако химический состав их существенно не меняется. При старении повреждаются все основные молекулярно-генетические процессы: транскрипция и трансляция наследственной информации, репликация и репарация ДНК. Накопление в старости дефектов макромолекул сказывается на функции клеток. Особо следует становиться на изменении в процессе старения способности клеток многоклеточного организма к делению. Продолжительность жизни клеточного клона ограниченна. Неограниченной способностью к пролиферации обладают лишь клетки с измененным наследственным аппаратом, например раковые. Согласно стохастическим гипотезам, в основе старения лежит накопление «ошибок» и повреждений, случайно (стохастическим) возникающих в процессе жизнедеятельности индивида на разных уровня его структурной организации. Разного рода повреждения в генетическом аппарате возникают вследствие «ошибок» в ходе естественных внутриклеточных процессов. Первичные изменения на молекулярном уровне преобразуются в функциональные нарушения на более высоких структурных уровнях. Согласно программным гипотезам старение детерминировано генетически, т.е. информация о начале и содержании его представлена в геноме клеток. В пользу запрограммированности старения говорит наличие в природе видов, у которых вслед за размножением бурно нарастают изменения, приводящие животных к гибели (тихоокеанские лососи - горбуша, нерпа - погибают после нереста).

Генетические программы старения организмов представляют собой результат эволюционного процесса. Рассмотренная гипотеза отвечает на вопрос о множественном проявлении старческих изменений на всех структурных уровнях организации. Хотя проблема старения интересует науку давно, целенаправленные исследования в этой области начаты сравнительно недавно. Главным стимулом работ служат настоящая демографическая ситуация и прогноз изменения возрастной структуры населения планеты на ближайшее будущее.

Смерть как биологическое понятие является выражением необратимого прекращения жизнедеятельности организма. С наступлением смерти человек превращается в мертвое тело, труп. В зависимости от причины, ведущей к наступлению смерти, различают естественную, насильственную и смерть от болезней. Но иногда смерть поступает неожиданно, как бы среди полного здоровья - внезапна или скоропостижная смерть. В зависимости от развития обратимых или необратимых изменений жизнедеятельности организма различают смерть клиническую и биологическую. Клиническая смерть характеризуется остановкой дыхания и кровообращения, однако эти изменения жизнедеятельности организма в течение нескольких минут обратимы. В основе клинической смерти лежит своеобразное гипоксическое состояние в связи с прекращением кровообращения и отсутствием центральной его регуляции.

Наступлению клинической смерти предшествует агония, отражающая нескоординированную деятельность гомеостатических систем в терминальном периоде. Поэтому агонию, которая может длиться от нескольких минут до нескольких часов, относят к так называемым терминальным состояниям, заканчивающимся клинической смертью. При терминальном состоянии и клинической смерти используют комплекс реанимационных мероприятий. Основные закономерности угасания и восстановления жизненных функций человека изучает особый раздел медицины, называемый реаниматологией.

Биологическая смерть - необратимые изменения жизнедеятельности организма, начало аутолитических процессов. Однако гибель клеток и тканей при наступлении биологической смерти происходит не одновременно. Первой погибает ЦНС; уже через 5-6 мин после остановки дыхания и кровообращения происходит разрушение ультраструктурных элементов паренхиматозных клеток головного и спинного мозга. В других органах я тканях этот процесс растягивается на несколько часов и даже суток, общая структура многих органов и тканей, наблюдаемая после смерти под световым микроскопом, довольно долго сохраняется, лишь при электронно-микроскопическом исследовании отмечается деструкция ультра-структур клеток. Поэтому патологоанатом, изучая микроскопический материал, взятый от трупа, может судить о характере патологических изменений органов и тканей. Вскоре после наступления биологической смерти и появляется ряд признаков смерти и посмертных изменений: охлаждение трупа; трупное окоченение; трупное высыхание; перераспределение крови; трупные пятна; трупное разложение.

Глава IV