Татьяна Игнатьева - Йога – искусство не стареть
Современные теории старения
Геронтология – наука, изучающая закономерности старения живых существ, в том числе человека, и старческий возраст.
Современная геронтология – междисциплинарная наука, в состав которой входят биология старения, клиническая гериатрия, геронтопсихология и социальная герогигиена.
Задача биологии старения – выяснение первичных механизмов старения организма и факторов, определяющих продолжительность жизни.
В этой науке наиболее интересной задачей является открытие так называемых «часов» старения и разработка мер воздействия на механизм этих часов.
Предполагаемые «часы» старения и теории, с ними связанные1. Молекула ДНК – теория «катастроф и ошибок», накопление спонтанных мутаций.
2. Макромолекулы – теория «сшивок».
3. Клетка– «лимит Хейфлика».
4. Половые железы – инволюция половой функции.
5. Надпочечники – снижение продуктивности дегидроэпиандростерона.
6. Щитовидная железа – «гормон смерти» Денкла.
7. Иммунная система – иммуностарение.
8. Гипоталамус – нейроэндокринные теории.
9. Эпифиз – мелатонин как счетчик внутреннего времени в солнечных часах старения.
Теория «катастроф и ошибок»Повреждение ядерной и митохондриальной ДНК соматических клеток приводит к активации или инактивации специфических генов, которые регулируют клеточный цикл и отвечают за контроль роста клеток. С возрастом происходит накопление таких повреждений или мутаций, что приводит к развитию возрастной патологии, включая рак.
Роль окислительного стресса в старении – свободнорадикальная теория старенияСогласно этой теории продуцируемые главным образом в митохондриях клеток молекулы супероксида (О, Н2О2, НО и, возможно, синглетного кислорода О2) повреждают клеточные макромолекулы, такие как ДНК, белки, липиды. Кроме того, активные формы кислорода повреждают мембраны клеток, коллаген, хроматин, структурные белки.
Правда, эти «вредоносные» радикалы в большинстве своем нейтрализуются еще до того, как они успеют повредить те или иные компоненты клетки. Главную роль в такой защите принадлежит ферменту супероксиддисмутазе (СОД). Установлена высокая корреляция между активностью основного обмена, активностью СОД и максимальной продолжительностью жизни (МПЖ). Кроме СОД, положительную роль играют α-каротин (витамин А), β-токоферол (витамин Е), мочевая кислота и др. Показано, что видовая продолжительность жизни напрямую зависит от активности этих ферментов и содержания данных компонентов в сыворотке крови. С возрастом происходит снижение общей антиокислительной и антирадикальной активности крови у людей.
Витамин С, мелатонин, хелатные агенты, глютатион-редуктаза, каталаза, ксантиндегидрогеназа также обладают антиоксидантной активностью.
Теория клеточного старенияФибробласты эмбриона человека способны делиться ограниченное число раз, примерно 50. После нескольких фаз способность клеток к пролиферации (делению) исчерпывается, и в таком состоянии клетки способны находиться длительное время.
Эта последняя фаза жизни клеток в культуре была уподоблена клеточному старению, а сам феномен получил по имени автора название «лимит Хейфлика» (стадия смертности).
В отличие от половых и стволовых клеток большинство типов соматических клеток имеет ограниченный пролиферативный потенциал in vitro (в пробирке).
Апоптоз и продолжительность жизниВ 1982 году С. Р. Уманский высказал предположение, что старение может быть следствием плейотропного действия генов, ответственных за реализацию программированной клеточной гибели, – апоптоза.
Проявление активности этих генов приводит к постепенной убыли так называемых «критических» популяций клеток (в первую очередь клеток нервной системы), что, в сущности, и ведет к проявлению многих факторов старения.
Другую точку зрения на роль апоптоза в старении высказали другие авторы, полагавшие, что снижение жизнеспособности организмов является результатом самодеструкции клеток, индуцируемой не генами, а различными факторами окружающей среды.
Существуют два способа реализации апоптоза.
1. Элиминация поврежденных стареющих клеток, которые затем могут быть заменены путем клеточной пролиферации. Этот процесс обеспечивает сохранение тканевого гомеостаза.
2. Удаление постмитотических клеток, то есть клеток, не способных к делению, которые не могут быть возобновлены (кардиомициты, нейроны). Этот процесс приводит к развитию патологии.
В норме апоптоз удаляет поврежденные клетки, и этот механизм у млекопитающих является важнейшим для защиты организма от рака.
Однако с возрастом происходит накопление клеток, резистентных (устойчивых) к апоптозу, что вызывает множественные повреждения, которые приводят в конечном счете к неоплазии, нейродегенеративным процессам или первичной смерти вследствие инфаркта миокарда.
Механизмы старения
Мозг животных и человека, нервная система играют главную роль в старении. С возрастом нервная ткань подвергается износу на всех уровнях организации: структурном, биохимическом и функциональном.
Структурные изменения проявляются в значительной утрате количества нейронов в базальных ганглиях, мозжечке и спинном мозге. В головном мозге изменения затрагивают только небольшую часть нейронов.
Научно доказанным фактом в механизме старения является роль гипоталамуса. У человека с возрастом в гипоталамусе снижается концентрация норадреналина и ДОФА-декарбоксилазы, в то время как концентрация моноаминооксидазы и ацетихолинэстеразы увеличивается.
Старение сопровождается также снижением количества воды в мозговой ткани и изменением сосудистой циркуляции в мозге. В клетках нервной системы меняется состав липидов, усиливается активность свободно-радикальных процессов, накапливаются мутации ДНК, снижается синтез белков.
Самым значимым функциональным изменением нервной системы у старых людей является заторможенность поведения. Это проявляется не только в двигательных реакциях, но и при сложных процессах усвоения информации, которые ассоциируются с краткосрочной памятью.
Нарушения сна касаются фаз глубокого сна. От состояния центральной нервной системы (ЦНС) зависит также и осанка. Снижение функциональной активности вегетативной нервной системы проявляется в форме гипотонии, нарушении терморегуляции, расстройства желудочно-кишечного тракта и недержания мочи. В старости активность симпатической нервной системы повышается, что может влиять на познавательные функции.
Иммунологические механизмы старенияИммунная система тесно связана с системой гемопоэза (системой кроветворения). Они обе имеют единое происхождение от общих поливалентных стволовых клеток, которые содержатся в костном мозге. Эти системы играют ключевую роль в защите организма, предупреждении опухолей (иммунный надзор) и возникновении ответа на инфекционные агенты.
Оказывается, что с возрастом основной гемопоэз у животных и человека не изменяется. Правда, резервные возможности этой системы могут сужаться, что и приводит к снижению способности реагировать на стрессовые воздействия.
Периферические лимфоидные органы, такие как селезенка и лимфоузлы, с возрастом не претерпевают изменений в размерах. Продукция стволовых клеток хорошо сохраняется в зрелом возрасте. Обмен цинка, который играет существенную роль в иммунокомпетенции, в старости снижается. Поэтому очень важно включать в свой рацион достаточное количество продуктов, содержащих цинк (пшеничные отруби, печень телячья жареная, угри вареные, говядина, дрожжи, кедровые орехи, сыр пармезан, желток яичный, анчоусы, куриное мясо, молоко цельное). Иммунная и нервная системы связаны через эндокринную систему. Это взаимодействие осуществляется главным образом циркуляцией гуморальных факторов посредством эпифизарногипоталамо-гипофизарной системы.
Гормоны и нейромедиаторы достигают лимфоидных органов через кровь или прямые связи с вегетативной нервной системой. Установлено, что некоторые иммуномодуляторы, в частности витамин Е, калорийно ограниченная диета и физические упражнения, вакцины, пептидные препараты тимуса могут восстанавливать компетентность иммунных клеток в стареющем организме и увеличивать продолжительность жизни.
Гипофиз продуцирует гормон роста, который стимулирует обмен жирных кислот, синтез ДНК, РНК и белков, участвует в регуляции деления клеток. С возрастом ночной пик секреции гормона роста снижается.
Гипоталамус регулирует секрецию гормона роста двумя гормонами, один из которых вызывает его секрецию, а другой угнетает. Гормон роста стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток сосудистой стенки, образование трубок и ангиогенез в целом. Снижение его продукции с возрастом является существенным фактором сосудистой недостаточности.
