Теории старения. Введение

Подробный материал опубликован в четвертом номере журнала Les Nouvelles Esthétiques за 2017 год

Население планеты стареет: средняя продолжительность жизни в развитых странах выросла на 20 лет за последние несколько десятилетий. Несмотря на фундаментальные открытия в биологии, сделанные в течение нескольких десятков лет, так и остается непонятным, чем определяется продолжительность жизни человека и как он стареет. Продолжительность жизни — это комплексный количественный признак, который варьируется у разных видов живых организмов (табл. 1). Рост продолжительности жизни и скорость процессов старения находятся в обратной зависимости.

Среди множества факторов, ограничивающих продолжительность жизни организма, включая несчастные случаи, голод, хищничество и паразитизм, только старение остается пока неизведанной и неустранимой эндогенной причиной.


live organism table



Старение — это закономерный этап онтогенеза, сопровождающийся снижением адаптационных возможностей организма и увеличением вероятности смерти. Например, у 20-летнего человека шансы умереть и не дожить 21 года составляют 1 на 1000 (то есть вероятность дожития до 21 года составляет 99,9). Если бы организм не старел, то у 40-летнего человека также был бы 1 шанс на 1000 умереть до 41-го дня рождения. В реальности у 40-летнего человека шанс умереть до 41-го дня рождения повышается в 2 раза — 2 шанса на 1000. Удвоение риска смерти за 20 лет является доказательством процесса старения (табл. 2). И далее — у 60-летнего человека риск умереть составляет 10 из 1000, у 80-летнего — 60 из 1000. Риск смерти прогрессивно растет. Увеличение шансов умереть с каждым годом называется «ускоряющимся дряхлением». И нет пока точного ответа: старение — норма это или патология?

Процесс старения затрагивает весь организм. В связи с этим выделяют молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый и органный уровень старения. Старение — это результирующий процесс взаимодействия генов и внешней среды, опосредованный различными факторами (метаболическими, гормональными, иммунными, молекулярными внутри- и внеклеточными).


Table-ageing-2



Выявление генетических механизмов старения — это фундаментальная проблема биологии, но геномная регуляция еще не доказывает того, что старение запрограммировано. Изменение активности определенных генов, наблюдаемое при старении, может быть и вторичным, т. е. не определяющим старение, а определяемым старением. Старение по-разному соотносится с репродуктивной способностью того или иного вида (рис. 1). Человек стареет постепенно, но этот процесс ускоряется с возрастом. При этом он теряет плодовитость задолго до смерти, что является эволюционным парадоксом.

Если принять во внимание, что генетическая основа старения общая у множества существ, от дрожжей до китов, то смысл графиков на рисунке 1 заключается в том, что природа может делать со старением все, что угодно: возможна любая временная шкала, любая форма. И каждый вид по-своему адаптировался к экологическому окружению. Остается неясным, как образом одинаковые генетические механизмы, унаследованные от общих предков, были модифицированы для создания очень разной продолжительности жизни — от нескольких часов до тысяч лет (максимальное межтаксономическое различие составляет 106). Разнообразие механизмов старения в природе и такая тонкая «подстройка» свидетельствуют об адаптации, что говорит о неизбежности старения.

Тип старения и репродуктивность (рисунок)


Даже для животных с единым типом старения (например, человек и мышь) продолжительность жизни может различаться в 1000 раз, а конкретные механизмы реализации старения (транскрипция генов, окислительные процессы, повреждения белков) могут отличаться радикально и протекать с совершенно разными акцентами.

Современное развитие науки позволяет думать о том, как измерить старение организма. К сожалению, пока нет универсального набора тестов для определения биологического возраста, который был бы более надежным, чем хронологический возраст. Можно лишь изучать биомаркеры старения, что позволяет «измерить» старение по различным параметрам, но не дает возможности сформировать полную его картину. Биомаркеры делятся на молекулярные, морфологические и функциональные.

Первую попытку систематизировать теории старения предпринял советский геронтолог Жорес Александрович Медведев в 1990 году. По литературным данным он проанализировал порядка 300 различных теорий, основанных на биологических механизмах старения.

George Martin в 1996 году разделил механизмы старения:

  • • на публичные, или универсальные, распространенные среди широкого спектра разнородных особей (органов/тканей/клеток);
  • • приватные, или специализированные, т.е. присущие конкретному типу клеток/тканей/органов.


Как пример, иммунологическая теория старения применима только к млекопитающим, но не относится к червям или насекомым. Что касается старения соматичеких клеток, к которым относятся фибробласты или уже созревающие кератиноциты (начиная с шиповатого слоя), то в этом случае скорее можно говорить о публичных, универсальных механизмах старения. Интересно, что некоторые приватные механизмы зачастую основаны на публичных: например, приватные процессы эндокринологического старения основаны на публичных механизмах окислительного стресса и повреждения белков.

Исследователи подразделяют теории старения:

• на теории программированного старения;
• теории стохастического (вероятностного старения).

С определения и особенностей теорий первого порядка мы и начнем в следующей части статьи о «Теориях старения».

Заказать
Заказать
Укажите, пожалуйста, компанию, которую Вы представляете и род деятельности
Консультация со специалистом
Укажите, пожалуйста, компанию, которую Вы представляете и род деятельности
Заказать статью

Укажите, пожалуйста, компанию, которую Вы представляете и род деятельности
Консультация со специалистом
Укажите, пожалуйста, компанию, которую Вы представляете и род деятельности