Причины и механизмы старения

Введение

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?

Каждый человек мечтает как можно дольше оставаться молодым и здоровым, но, в определенный момент жизни наш организм начинает стареть. Это возникает не из-за того что мы достигаем определенного возраста. Чаще всего старение наступает из-за неполадок в организме человека и может проявляться даже в молодом возрасте. Мы не сразу можем заметить процесс старения так как он начинается на клеточном уровне и долгое время остается незамеченным. Старение имеет много общего с изнашиванием. Организм человека напоминает сложную машину. Любая из них тоже довольно быстро стареет: окисляется железо, теряет прочность корпус, выходят из строя детали двигателя, мотор теряет свою мощность. Насколько быстро старится машина, зависит от качества металла, из которого она сделана, от особенностей конструкции мотора, от режима эксплуатации [9, 74]. Многое из сказанного справедливо и в отношении живого организма: старение человека тоже зависит от "особенностей конструкции" природных данных, а также от "характера эксплуатации": режима труда, отдыха, питания. Конечно, биологический организм лишь условно, в самых общих чертах, можно сравнить с автомобилем или какой-либо другой современной системой детищем инженерной мысли. Для поиска причин старения человека огромное значение имеют специфические особенности живых систем.

В наше время никто не сомневается, что проблема старения становится наиболее актуальной. Старение человека - как и старение других организмов, это биологический процесс постепенной деградации частей и систем тела человека и последствия этого процесса. Тогда как физиология процесса старения аналогична физиологии старения других млекопитающих, некоторые аспекты этого процесса, например, потеря умственных способностей, имеют большее значение для человека. Кроме того, большое значение приобретают психологические, социальные и экономические эффекты.

Цель работы: изучение генетических механизмов старения и продления

молодости организма.

Задачи:

1. Рассмотреть вопросы старения организма;

2. Изучить причины и механизмы старения;

3. Определить секреты долголения.

Глава I. Генетические механизмы старения
1.1. Старение организма
Старость – неизбежный процесс, сущность которого сводиться к появлению признаков усталости как отдельных органов и тканей, так и организма в целом. Старость – заключительный этап индивидуального развития организма в нашем мире. Началом её у человека условно считается возраст после 75 лет – это так называемая физиологическая старость [9, 112]. Но при этом состоянии могут сохраняться умственные и физические силы, определенная работоспособность, общественная или социальная активность и интерес к окружающему миру. Процесс старения начинается в разных органах и тканях не одновременно и протекает с разной интенсивностью. Во многом интенсивность старения зависит от врожденных, генетически детерминированных свойств тканей.

Очень важно понимание закономерностей старения. С современных позиций естествознания – это постепенное снижение приспособительных возможностей организма. Нельзя точно диагностировать начало старения – оно начинается скрытно и затрагивает не все тело, а наиболее ранимый орган или систему.И если вначале изменения, вызванные старением, практически не нарушают процесса приспособления организма к резко изменяющимся условиям жизни, то впоследствии, при более выраженных возрастных сдвигах, организм приспосабливается к таким испытаниям все труднее и труднее.

Медики выделяют два типа старения: физиологическое и патологическое [8, 79]. Принято считать, что при физиологическом старении биологический возраст человека соответствует паспортному, а при патологическом - наблюдается ускоренное старение, когда те или иные органы изнашиваются у человека быстрее, чем у его ровесников.

Изменения в человеческом организме в процессе старения:

Причины и механизмы старения

Уже у древних мыслителей мы находим попытки понять при­чины старения. Гераклит, Сократ, Аристотель, Гиппократ, Гален и другие на основе своих философских взглядов пытались понять сущность и механизмы старения. Предполагалось, что в ходе лет, в процессе старения в организме что-то изнашивается, исчезает: у Аристотеля это «прирожденное тепло», у Гиппократа — «при­родный жар», у биологов-виталистов XVIII века — «жизненный запас» (Бючли), «творческая энергия» (Пфлюгер) и другие столь же невнятные качества [8, 12]. Не менее примитивными были взгляды и биологов, стоявших на позиции механистического материализма. Так, в конце XIX века Мопа утверждал, что «организм по сущности своей природы не более как механизм, а все механизмы ухудшаются и портятся вследствие самой деятельности их»; Гертвиг писал: «Организм изнашивается, как машина».

На позицию реальных фактов при рассмотрении этого воп­роса одним из первых встал И. И. Мечников (1845—1916). Он обнаружил и доказал, что, во всяком случае, одной из причин старения является самоотравление организма вредными для него веществами, выделяемыми микробами, насе­ляющими толстый кишечник, что подтверждается, в частности, полезным действием слабительных средств, кишечных промыва­ний, употреблением «мечниковской простокваши».

Следует различать причины старения и механизмы развития процесса старения. Конечно, инициаторы (причины) старения «запускают» механизмы развития этого процесса, а эти механизмы «побуждаются к проявлению» причинными факторами, то есть те и другие тесно взаимодействуют. Однако это не лишает их собственного лица.

Причины (или инициаторы) старения можно разделить на две группы: эндогенные (внутренние), неизбежно действующие, обязательные (облигатные) и экзогенные (внешние), необязательные (факультативные), которые могут быть или не быть, у одних одни, у других другие [8, 29].

К эндогенным инициаторам старения относятся:

.генетический - загадочно, но неизбежно лимитирующий продолжительность жизни каждого живого существа, по мере «исчерпания» которого происходит старение;

К экзогенным инициаторам старения относятся все вредные воздействия среды жизни, наносящие малые или большие повреждающие воздействия на организм, последствия которых накапливаются с годами: психо-эмоциональное и физическое перенапряжение, нарушения питания, инфекции, интоксикации, облучения, механические травмы и т.д.

Процесс старения у каждого человека протекает с индивидуальной скоростью, которая зависит от генетических факторов, пола, образа предшествующей жизни, факторов окружающей среды, социально-психологических факторов и многих других причин. Старение развивается под влиянием комплекса экзо- и эндогенных факторов. Предложено множество теорий и гипотез развития дегенеративных процессов, характеризующих старение организма.

Программная теория основывается на признании конечного количества клеточных делений, которое запрограммировано в генетическом аппарате. Теория накопления ошибок предполагает, что под воздействием факторов окружающей среды происходит повреждение молекул ДНК, что приводит к нарушению генетической программы биосинтеза нормальных макромолекул, в первую очередь белков. Теория изнашивания клеточных структур основана на допущении, что факторы окружающей среды вызывают накопление дегенеративных изменений в клеточных компонентах с образованием перекрестных связей между макромолекулами белков и повреждением ДНК, нарушением функции клеточных мембран. Представление о процессах изнашивания клеточных систем подкрепляется тем, что максимальная продолжительность жизни биологических видов находится в обратной зависимости от скорости метаболических процессов (основного обмена) и продолжительности периода до достижения репродуктивной зрелости. Например, у насекомых и землероек очень высокая скорость основного обмена и короткая продолжительность жизни.

Среди многочисленных теорий, пытающихся найти универсальный механизм старения, можно назвать свободнорадикальную теорию. Согласно этой теории, причиной возрастных изменений и повреждений мембран, макромолекул и генетического аппарата клеток являются свободные радикалы, возникающие под действием кислорода, фоновой радиации, чужеродных химических веществ и других факторов окружающей среды. В связи с этой теорией велись поиски геропротекторов среди антиоксидантов. Однако дополнительное назначение экспериментальным животным природных антиоксидантов не увеличивало значительно продолжительность жизни по сравнению с нормальной обеспеченностью антиоксидантами.

Несмотря на многочисленные попытки показать в экспериментальных условиях на животных роль отдельных факторов питания как факторов, задерживающих процессы старения (геропротекторное действие), убедительные и признанные результаты получены только при ограничении калорийности пищи. Ограничение калорийности пищи (на 40 50% от калорийности при свободном кормлении) на протяжении значительной части жизни увеличивает продолжительность жизни крыс, мышей, хомячков. При этом задерживаются физиологические дегенеративные изменения, характерные для процесса старения. Остается неясной возможность экстраполяции экспериментальных данных на человека. Процесс старения у человека зависит от множества взаимодействующих факторов. Существенное ограничение потребления энергии на определенных этапах онтогенеза может оказаться небезопасным для человека. Кроме того, ограничение потребления пищи скажется на качестве жизни человека. Тем не менее, факт увеличения продолжительности жизни экспериментальных животных при ограничении калорийности пищи дает дополнительное обоснование необходимости предупреждения ожирения как признака избыточного потребления энергии с пищей [5, 24].