Теорії старіння

Відео: 20 НАУКОВИХ ТЕОРІЙ СТАРІННЯ-О.БУТАКОВА

Загальні відомості

Уже зараз величезний фактичний матеріал, накопичений сучасної вікової фізіологією, біохімією, морфологією і біофізики.

Для подальшого розвитку геронтології та онтофізіологіі вкрай важливо узагальнення всіх цих даних у вигляді повноцінної дієвої теорії онтогенезу, що розкриває його провідні чинники.

За останні десятиліття було запропоновано понад 200 теорій старіння.

Проте жодна з досі запропонованих теорій не є універсальною або навіть в значній мірі розкриває механізми старіння. Викладені в подальшому численні теорії старіння згруповані, в основному, за принципом послідовності рівнів організації протоплазми, на яких передбачаються вирішальні зміни, що призводять в остаточному підсумку до зниження життєвості організму нижче критичного рівня, а звідси - до смерті.

Тому теорії старіння (що розуміється в широкому сенсі цього слова як вікового розвитку взагалі) наводяться, починаючи з тих, які ведуть факторами онтогенезу приймають зміни, що розвиваються на молекулярному рівні організації протоплазми, і закінчуючи тими, які відносять ці зміни до цілісно-организменного її рівню.

Теорії «зношування» і «Розтрати життєвої матерії і енергії»

Найбільш примітивними і в той же час спочатку здавалися самоочевидними були механістичні теорії, котрі розглядали старіння як просте зношування клітин і тканин. Теорія «зношування» була висунута Мопа (Maupas, 1888), який стверджував, що організм по суті своєї природи не більше ніж механізм, а всі механізми погіршуються і псуються внаслідок самої діяльності їх.

Основним запереченням проти цих теорій є корінна відмінність, що існує між живою і неживою природою. Ф. Енгельс сформулював це відмінність так: «Життя є спосіб існування білкових йшов, і цей спосіб існування полягає по своїй суті в постійному самооновлення хімічних складових частин цих тіл ... Інші, неживі тіла теж змінюються, розкладаються або комбінуються в ході природного процесу, але при цьому вони перестають бути тим, чим вони були ... але те, що в мертвих тілах є причиною руйнування, у білка стає основною умовою існування »(Маркс К. і Енгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, т. 20, с. 82-83).

Теорії «зношування» виявилися абсолютно нездатними пояснити первісне прогресивний розвиток організмів, лише мовчазно припускаючи, що запліднення і притаманне початкового ембріогенезу швидке поділ клітин - єдині процеси, що визначають корінну «зарядку» біологічної системи.

До теорій «зношування» примикають теорії розтрати в онтогенезі гіпотетичного «життєвого ферменту» (Butschli, 1882), «субстрату життя», локалізованого в ядрах клітин (Тарханов, 1891), «запасу життєвої енергії» (Pfluger, 1890 Rubner, 1908) . Дуже близька до цього і концепція Леба (Loeb, 1903, 1908), який вважав, що в кожному яйці є певні речовини, специфічні для кожного виду і постійно разрушающіеся- руйнування цих речовин обумовлює явища старості і смерті-різниця в специфічної тривалості життятварин залежить від різниці в кількості і специфічний характер цих речовин.

Рубнер (Rubner, 1908) висунув «енергетичну» теорію старіння, основою якої стали його визначення кількості енергії, яка може бути витрачена за все доросле життя одним кілограмом маси тіла організму вищих тварин.

Він стверджував, що, за винятком людини, це кількість енергії дивно постійно для будь-якої тварини, і, отже, «запас міцності» протоплазми, що є субстратом для розвитку цієї енергії, у всіх видів близький. Звідси - чим енергійніше витрачається енергія, тим швидше помирає тварина.

Зокрема, тварини малих розмірів, з відповідно високим відношенням поверхні до маси тіла, що витрачають тому відносно багато енергії, швидше вмирають. Людина здатна, як виняток, «пропустити» за життя на кілограм маси тіла в 3-4 рази більше енергії, ніж всі інші тварини. Вже чисто експериментально Пюттера (Putter, 1911) показав, що в відношенні дуже багатьох тварин це далеко не так - навіть у великих ссавців життєва трата енергії на кілограм маси тіла варіює дуже сильно.

Якщо експериментальні дані Рубнера не отримують достатнього підтвердження, то ще менш прийнятні його «практичні» висновки: продовження життя можна забезпечити переважно за рахунок мінімальної витрати енергії, що для людини означає граничне обмеження всілякої активності. Досвід всім сучасним соціальної гігієни та геронтології вчить, навпаки, тому, що пасивний, недіяльний спосіб життя різко її скорочує.

Найкраща самообновляемость протоплазми досягається саме при діяльної життя, оптимально заповненої працею і активним відпочинком, що включає фізичний гарт і напруги (Мечников, 1907- Богомолець, 1950 Нагорний, 1940- Нікітін, 1940, 1941, 1954, 1963- Аршавский, 1967- Давидовський, 1966- Comfort, 1967- Муравйов, 1968 Фролькіс, 1970 Чеботарьов, 1970).

своєрідна модифікація теорії «зношування», що отримала нову назву «теорії інтенсивності життя» (The rate of living theory), була розвинена Пірло (Pearl, 1924, 1928), і передбачувана нею зворотний зв`язок між калорійними витратами організму і тривалістю життя була досліджена на лабораторних тваринах (Carlson et al., 1957- Johnson et al., 1961 ).

Ці дослідники у щурів піддослідної групи підвищували обмін енергії на 30% зниженням температури навколишнього середовища. Контрольні щури, що знаходилися в умовах теплового комфорту, жили при цьому значно довше. Досліди ці, однак, не можна визнати переконливими, оскільки застосовані в досвіді знижені температури у щурів, як гомойотермних тварин, викликали складні, що виснажують при тривалому проведенні досвіду, реакції напруги, що само по собі не могло не вкоротити життя.

Заперечуючи проти «голої енергетики» і механістичного розуміння закону поверхні Рубнером, Аршавский (1967) в своїй концепції фізіологічних основ старіння пов`язує тривалість життя з висунутим їм «енергетичним правилом м`язів».

Він вважає, що напруга процесів окислення в організмі в основному визначається антигравітаційним і динамічним напругою м`язів і особливостями регуляції цієї напруги нервовою системою, зокрема виразністю механізмів гальмування, що забезпечують економію енергетичних витрат у стані спокою. Значення напруг (в тому числі і м`язових) для повноцінного самооновлення протоплазми особливо підкреслюється в концепціях «порушеної синтезу» (Нікітін, 1940, 1941) і «надлишкової компенсації оптимальних фізіологічних напруг» (Нікітін, 1958, 1963).

Концепція про виснаження життєво важливих ферментів в постмітотіческіх клітинах отримала пізніше несподіваний розвиток (Mcllwain, 1946). Виходячи із сучасних уявлень про функціонування генного апарату клітини, автор припустив, що багато життєво важливі ферменти можуть синтезуватися тільки в певні фази поділу клітини, при поділі ланцюгів ДНК і пов`язаної саме в цей період з ними РНК хромосомно-ядерцеву системи.

У період спокою клітинного ядра ці ферменти вже не можуть створюватися заново, поступово розпадаються, і цей розпад може бути або дуже швидким (для короткоживучих видів), або дуже повільним (для довгоживучих видів). Однак важко припустити, що такі постмітотичні тканини, як нервова, можуть протягом усього життя долгоживущего організму (наприклад, 80 років у людини) зберігати повноцінними свої раз назавжди синтезовані ферментні набори. Уявний випадок «істинного зношування» клітин представляє собою еритроцит ссавців.

Втрачаючи при дозріванні свій генний апарат і його цитоплазматические деривати, він втрачає разом з тим свій творчий хист до синтезу de novo нуклеїнових кислот і білків, в тому числі й ферментів, що призводить до його дегенерації.

Однак і тут далеко не втрачаються залишки генного апарату, і, крім того, відмирання еритроцита значно прискорює «передсмертне» накопичення в ньому метгемоглобіну замість гемоглобіну і пов`язані з цим токсичні продукти оксідоредукціі (Lemberg, Lagge, 1949).

До теорій зношування можна віднести і теорію Сельє (Selye, 1950, 1958), який припустив, що патологічні зміни, які є слідами пережитих стрес-реакцій, нагромаджуючи в клітинах і тканинах, призводять до старіння і смерті. У своїх експериментах автор піддавав тварин тривалому впливу різних чинників, що викликають стрес: охолодження, струшуванні, гучним шумів і т. Д., І спостерігав прояви виснаження, по ряду показників близькі до проявів старіння.

Однак тут у кращому випадку могло йтися тільки про зовні аналогічних проявах по своїй суті різних біологічних процесів. Може бути, саме незадоволеність цією теорією змусила Сельє (Selye, 1960) пізніше висунути іншу, кальцієву теорію старіння. Йому вдалося виявити глибокі зміни кальцієвого обміну - перехід кальцію з кісток в м`які тканини і масивні відкладення кальцію в серцево-судинній системі при дачі великих доз вітаміну D або при тривалому введенні паратгормону.

Ні, проте, ніяких підстав для припущення про те, що в старості організм перевантажений вітаміном D або що його околощітовідние залози продукують різко підвищена кількість паратгормона. Навпаки, є всі підстави стверджувати, що концентрація вітамінів в крові, при зниженій всмоктуваності їх, в цьому віці навіть помітно нижче, ніж в молодості. Інкреція околощитовідних залоз до старості також дещо знижена (Пузік, 1951).

Теорію Сельє піддали ретельній перевірці Куртіс і його співр. (Curtis, Healey, 1957- Curtis, Gerhardt, 1958- Stevenson, Curtis, 1961). Вони встановили, що як одноразові обробки мишей масованими (напівлетальними) дозами хімічних агентів, що викликають типовий стрес, так і тривала обробка великими, але не летальними дозами токсинів не вкорочувати їх життя.

У той же час агент, що викликає пошкодження генного апарату митотических клітин (рентгенівські промені), різко її скорочує. Ці дослідження показали, таким чином, що теорія стрес-реакцій як основи процесів старіння не підтверджується експериментально.