Старение: биология старения
Из всех людей, когда-либо достигших возраста 65 лет, более половины живут сейчас. Это не только имеет большое демографическое и экономическое значение, но и серьезно влияет на здравоохранение.
Старение сопровождается многочисленными молекулярными изменениями. Число структурных нарушений хромосом, таких, как поперечные сшивки и одноцепочечные разрывы ДНК, возрастает, теломерные последовательности укорачиваются, а интенсивность метилирования ДНК снижается. Первичная структура белка не страдает, но учащаются ее посттрансляционные модификации - дезаминирование, окисление, образование поперечных сшивок, неферментативное гликозилирование. Возможны изменения структуры митохондрий.
Признаки старения более определенны, нежели его механизм. Старческий фенотип есть у всех видов, но многие биологи считают, что он проявляется только у людей, домашних животных и животных в зоопарках. В дикой природе старые животные - редкость. Хищники, болезни, вредные факторы окружающей среды не дают им жить долго. Да и с точки зрения эволюции старение объяснить трудно - неясно, зачем нужен специальный механизм, действующий уже после детородного периода. Доводом в пользу его существования могли бы служить видовые различия в максимальной продолжительности жизни. Но этому есть и другое объяснение: процессы роста и развития вида обусловлены генетически, старение же - лишь результат накопления вредных воздействий, полученных в течение жизни.
Если механизм старения и существует, то он крайне сложен, специфичен для каждого вида или даже органа и клетки и при этом практически не изучен. Почти каждый исследователь предлагает свою теорию старения. Многие из теорий похожи и вовсе не исключают друг друга, но ни одна из них не дает исчерпывающих объяснений.
Все теории старения можно разделить на две группы. Теории первой группы основаны на утверждении, что старение генетически запрограммировано, второй - что оно является результатом накопления повреждений.
Из всех генетических теорий лишь теория "плейотропного антагонизма" предполагает изменение давления естественного отбора на организм, вышедший из детородного возраста. Согласно этой теории, гены, действующие положительно в молодости и потому сохраняющиеся в популяции, позднее начинают проявлять пагубное действие. Хотя теория была предложена 35 лет назад, до сих пор никто не представил ее убедительных доказательств.
Теории "накопления повреждений" связывают старение с истощением механизмов репарации повреждений, вызванных вредными факторами. К ним относят повреждения, вызванные свободными радикалами, окисление, гликозилирование и т. д. Все эти теории представляют определенный интерес, но не отвечают на главный вопрос: являются ли описанные изменения причиной старения или это только его следствие.
Многие из распространенных теорий так и не нашли подтверждения. Это теория соматических мутаций (считает старение результатом накопления соматических мутаций), теория катастрофы ошибок (ошибки при биосинтезе белков, необходимых для репликации, транскрипции и трансляции) и теория спонтанного мутагенеза (согласно которой старение происходит в результате постоянной внутренней перестройки ДНК).
Опыты на многих видах животных (от одноклеточных до грызунов) показывают, что единственный способ замедлить старение - это ограничить поступление энергии. Так, у грызунов, получающих низкокалорийную пищу , возрастает средняя и максимальная продолжительность жизни, а некоторые возрастные заболевания и физиологические нарушения (например, снижение иммунного ответа, нарушение обмена глюкозы, мышечная атрофия) возникают позже. Причины этого пока не выяснены, но доказано, что другие изменения в рационе, например ограничение жиров или введение в рацион витаминов и антиоксидантов , значения в профилактике старения не имеют. К сожалению, исследования на приматах пока не проводились, поэтому говорить о роли низкокалорийного питания для человека еще рано.
Смотрите также:
