Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://www.moscowuniversityclub.ru/home.asp?artId=15092
Дата изменения: Sun Apr 10 13:35:16 2016 Дата индексирования: Sun Apr 10 14:35:16 2016 Кодировка: Windows-1251 |
![]() |
|||||||||
|
|
Старение: незапланированный износ или запрограммированный процесс?
Что мы знаем о старении? ![]() Недавно в научном журнале Nature были опубликованы результаты исследования ученых из Каролинского института и Института Макса Планка (Karolinska Institute and the Max Planck Institute), касающиеся механизмов старения. После серии опытов над мышами исследователи сделали вывод о том, что скорость старения человека зависит от строения ДНК в митохондриях, которую он получает от матери. Митохондрии - своеобразные 'клеточные электростанции'. В них синтезируются молекулы, являющиеся носителями энергии. И только в этих структурах содержится собственная ДНК, помимо той, что есть в хромосомах. Оказывается, определенные мутации в ДНК митохондрий способны ускорить старение организма. Видимо, это связано с тем, что в клетке начинает вырабатываться меньше энергии. Теперь ученых интересует другой вопрос: можно ли повлиять на ситуацию при помощи образа жизни и медикаментозных препаратов? По словам руководителя исследовательской группы Нильс-Горана Ларссона (Nils-Göran Larsson), митохондрии могут играть ключевую роль в процессе старения. Итак, список теорий старения пополнился еще одной. Но может ли хотя бы одна из них дать нам исчерпывающий ответ на вопрос: почему люди стареют? Что мы сегодня знаем об этом? ТЕОРИИ СТАРЕНИЯСегодня существуют две основные точки зрения на процесс старения: Старение - результат негативных воздействий на организм извне. Это могут быть различные химические вещества (неблагоприятная экологическая обстановка, некачественные продукты питания и питьевая вода, профессиональные вредности и так далее), излучения (солнечная радиация, космические лучи, искусственные источники излучения), перепады температур и прочее. Будучи вынужден постоянно противостоять этим факторам, организм постепенно 'изнашивается'. Старение - запрограммированный процесс, естественный итог эволюции. Когда постоянно происходит смена поколений, каждое новое является более приспособленным к окружающей среде1. В процессе старения принимают участие три основных механизма: Клеточный: изменения, происходящие на уровне клеток. Молекулярный: изменения, происходящие на уровне молекул. Физиологический: изменения, происходящие на уровне различных систем, в первую очередь иммунной и желез внутренней секреции. КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯРазмножение клеток происходит при помощи деления. Для того, чтобы каждая новая клетка была полноценной как материнская, в ней должен присутствовать полный набор хромосом. Поэтому перед делением должно произойти их удвоение. Ученый Леонард Хейфлик провел эксперимент, в ходе которого клетки соединительной ткани, способные к активному делению, переносили на новую питательную среду, в это время он наблюдал за их размножением. Это явление объяснил отечественный исследователь Алексей Оловников. Он предположил существование особых концевых участков ДНК (теломер), которые не способны удваиваться во время клеточного деления. В каждом новом поколении клеток эти участки укорачиваются, и это происходит до тех пор, пока деление не становится невозможным. За восстановление ДНК отвечает особый фермент, но в большинстве клеток его активность очень низкая. В лаборатории при его искусственной активации удавалось увеличить количество делений клеток вдвое. Как утверждал сам Оловников, его теория не может полностью объяснить механизмы старения. Сокращение теломер ДНК потенциально способно приводить к старению и смерти, но не все люди доживают до того момента, когда все клетки тела утрачивают способностью к делению. Второй клеточный механизм старения связывают с ферментом фосфоинозитид-3-киназой. Он регулирует размножение и запрограммированную гибель клеток (апоптоз). Например, при ряде мутаций гена фосфоинозитид-3-киназы продолжительность жизни круглых червей нематод значительно увеличивается. Если же поместить на питательную среду клетки соединительной ткани и заблокировать в них фосфоинозитид-3-киназу, то начинаются процессы, напоминающие старение. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯОтчасти старение организма вызвано изменениями на молекулярном уровне, которые приводят к нарушениям функций; клетки быстрее утрачивают способность к делению. Особенно страдает клеточная мембрана. В клетках могут накапливаться нехарактерные вещества, которые никогда не образуются в норме. Их выведение естественным путем затруднено или вовсе невозможно. Этот 'молекулярный мусор' засоряет клетку, не дает ей нормально делиться, ускоряет ее гибель. Считается, что многие молекулярные механизмы старения реализуются посредством свободных радикалов - активных веществ, способных окислять другие молекулы. В организме присутствуют антиоксидантные системы, выполняющие защитную функцию. Со временем они начинают работать хуже. Свободные радикалы вызывают более сильные повреждения, ускоряется накопление 'молекулярного мусора'. Свободные радикалы способны повреждать и генетический материал в хромосомах: ДНК и РНК. Со временем накапливаются повреждения, ошибки генетического кода, мутации, в результате чего после очередного клеточного деления образуются дефектные клетки. Впрочем, роль свободных радикалов в процессе старения оспаривается. Например, недавно группа ученых из Университета МакГилл (McGill University, Канада) во главе с Зирфридом Хекими провела исследование на круглых червях. Были сделаны выводы о том, что свободные радикалы не только 'не виновны' в старении, но и помогают бороться с ним. Они провоцируют процесс естественной гибели дефектных клеток. Таким образом, организм избавляется от 'слабых звеньев'. Продолжительность жизни аскарид, которым вводили свободные радикалы, увеличивалась. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯНи одна клетка в составе человеческого организма не работает сама по себе. Каждая подчиняется влияниям со стороны нервной, иммунной системы, желез внутренней секреции. Существуют специфические механизмы, регулирующие процесс клеточного старения. Есть и определенные вещества, которые активируют размножение клеток. К ним относятся некоторые гормоны, биологически активные вещества. Активно размножающиеся клетки выделяют вещества, которые, напротив, подавляют деление. В процессе жизни изменяется содержание гормонов в крови. Гипоталамус - железа головного мозга, которая регулирует работу практически всех эндокринных органов, - с возрастом хуже реагирует на влияния извне, утрачивает способность адекватно подстроить работу гуморальной системы под те или иные условия. Изменения иммунитета в процессе старения двояки. С одной стороны, ослабевает реакция в ответ на внедрение чужеродных антигенов, в то же время, развивается агрессия против собственных клеток. Следствия возрастных нарушений в иммунной системе: Активация хронических инфекций, повышение чувствительности к болезнетворным микроорганизмам. Повышение риска развития злокачественных опухолей. Поражения сосудов, атеросклероз. Аутоиммунное поражение щитовидной, поджелудочной и других желез. Дегенеративные заболевания нервной системы. < |