Биологические аспекты старения. Основные теории старения

Признаки старения проявляются на разных уровнях организации организма: молекулярном, клеточном, тканевом, системном, организменном.

На организменном уровне – внешние признаки: изменение осанки, формы тела, уменьшение размеров тела, седина, потеря эластичности кожи, морщины, ослабление зрения слуха, ухудшение памяти, истончение компактного и губчатого вещества кости, изменение лицевого отдела черепа. Уменьшается жизненная сила легких, увеличивается артериальное давление, атеросклероз, ослабление функций щитовидной железы, уменьшение функций половых гормонов, уменьшение основного обмена.

На клеточном уровне –уменьшение воды в цитоплазме, изменение активного транспорта ионов, усиление гликолиза, снижение содержания АТФ, креатинфосфата в сердце, мозге, скелетных мышцах, изменяется РНК и ДНК.

На молекулярном – возникают ошибки считывания информации с РНК и нарушение синтеза определенных белков. В цитоплазме клетки накапливаются свободные радикалы. Ассимиляция не восполняет диссимиляцию. Снижается митотическая активность, усиливаются хромосомные абберации. Однако многие гомеостатические показатели не изменяются: артериальное давление, частота сердечных сокращений, ЭКГ, ЭЭГ, уровень сахара в крови, анализ желудочного сока.

Возрастные изменения бывают разными: показатели одних снижаются (сокращения сердца, функция щитовидной железы, острота зрения); а других – не меняются (сахар в крови, эритроциты, лейкоциты, гемоглобин); у третьих – повышаются (синтез гипофизарных гормонов, уровень холестерина в крови, чувствительность клеток к гуморальным и химическим факторам).

Возрастные изменения проявляются в разные периоды. Так атрофия тимуса возникает у человека в 13-15 лет, угасание функций яичников – в 48-52 года. В костной ткани изменения возникают рано, но развиваются медленно, в ЦНС – поздно, но быстро.

Получается парадокс, над которым задумывался еще Демокрит. Он писал: «Старость – есть повреждение всего тела при полной неповрежденности всех его частей». Это кажущееся противоречие имеет глубокий биологический смысл. Несмотря на структурные изменения при старении, благодаря процессам регулирования возникают приспособительные механизмы. Они противодействуют угасанию обмена и функций, содействуют их сохранению или противостоят резкому изменению. Вот почему на определенном этапе старения, несмотря на некоторые очевидные структурные изменения, может сохранится еще оптимальный уровень деятельности ряда систем.

Старение – это неизбежно и закономерно нарастающий во времени, развивающийся задолго до старости многозвеньевой процесс, неизбежно ведущий к сокращению приспособительных возможностей организма, увеличению вероятности смерти. Старение – результат ограничения механизмов саморегуляции, снижения их потенциальных возможностей при первичных изменениях в регулировании генетического аппарата.

Для объяснения процессов старения к настоящему времени выдвинуто около 300 различных гипотез, большинство из которых представляют только исторический интерес: энергетическая (М. Рубнер), гормональная (С. Воронов), интоксикационная (И. Мечников), перенапряжение ЦНС (И. Павлов), соединительнотканная (А. Богомолец), адаптационно-регуляторная (В.Фрольксис) и генетическая или программная. Единой теории нет.

Геронтология сегодняшнего дня стремится раскрыть первичные изменения и все последующие цепи причинно-следственных связей, ведущих к глубоким нарушениям деятельности организма. Большинство исследователей согласны с тем, что первичные механизмы старения связаны с нарушениями в генетическом аппарате, в биосинтезе белков.

Предпосылками этих взглядов являются следующие факты. Продолжительность жизни – видовой признак. Следовательно, механизмы, определяющие продолжительность жизни, каким-то образом закреплены в ходе эволюции, предопределены в онтогенезе организма.

Если учесть, что существует определенная последовательность функций генов-регуляторов (одни из них изменяются раньше и значительно, другие – практически не изменяются, третьи – активируются), то станет понятной неравномерность, разнонаправленость проявления процессов старения организма.

В 1975г. В. В. Фрольксис выступил с обоснованием адаптационно-регуляторной теории старения, согласно которой старение сложный многокомпонентный внутренне противоречивый процесс нарушения жизнедеятельности организма, и процесс возникновения важных мобилизационных приспособительных механизмов, процесс угасания обмена и функции и возникновение активных механизмов их подавления. Первичные изменения при старении развиваются в регуляторных генах, которые приводят к нарушению деятельности клетки, её гибели.

Изучалась связь между старением организма и числом делений его соматических клеток. Выявлено, что число делений клеток уменьшается с увеличением возраста донора.

Благодаря механизмам саморегуляции в ходе старения возникают важные приспособительные механизмы на разных уровнях жизнедеятельности организма (усиление чувствительности к медиаторам и гормонам). Они во многом определяют продолжительность жизни особи. Значение их не абсолютное. В ряде случаев сопровождающие адаптационные механизмы сдвиги могут способствовать нарушению метаболизма организма.

Смерть – закономерное явление. Она подготавливается всем ходом онтогенеза. Смерть всегда находит свое выражение в форме той или иной случайности. Смерть человека даже в глубокой старости наступает в результате разных причин (при нарушении согласованности обменных процессов в организме, и организма со средой). Случайные причины могут вызвать преждевременную смерть в любом периоде онтогенеза.

Биология доказала, что смерть – это медленный, последовательно совершающийся процесс. После смерти организма как целого, его части продолжают некоторое время жить и погибают в известной последовательности (клетка коры мозга ® клетки печени ® сердце ® перефирические органы).

Современная наука позволила уточнить понятие "смерть". Советский ученый В. А. Неговский предложил различить клиническую и биологическую смерть. Клиническая смерть характеризуется прекращением сокращений сердца, отсутствием дыхания, рефлекторных реакций. Однако – это первый и еще обратимый процесс умирания. В момент клинической смерти все органы и ткани остаются живыми, их метаболизм остается упорядоченным. Её продолжительность 3-5 минут. В состоянии клинической смерти можно добиться восстановления жизнедеятельности организма. В настоящее время методы оживления организма человека успешно используются в клинике.

Биологическая смерть наступает позже и характеризуется неупорядоченными химическими реакциями в клетках, автолизом и разложением ткани. Биологическая смерть – процесс необратимый.