Теории старения

Видео: 20 НАУЧНЫХ ТЕОРИЙ СТАРЕНИЯ-О.БУТАКОВА

Общие сведения

Уже сейчас громаден фактический материал, накопленный современной возрастной физиологией, биохимией, морфологией и биофизикой.

Для дальнейшего развития геронтологии и онтофизиологии крайне важно обобщение всех этих данных в виде полноценной действенной теории онтогенеза, вскрывающей его ведущие факторы.

За последние десятилетия было предложено более 200 теорий старения.

Тем не менее ни одна из до сих пор предложенных теорий не является универсальной или даже в значительной степени вскрывающей механизмы старения. Изложенные в дальнейшем многочисленные теории старения сгруппированы, в основном, по принципу последовательности уровней организации протоплазмы, на которых предполагаются решающие изменения, приводящие в конечном счете к снижению жизненности организма ниже критического уровня, а отсюда — к смерти.

Поэтому теории старения (понимаемого в широком смысле этого слова как возрастного развития вообще) приводятся, начиная с тех, которые ведущими факторами онтогенеза принимают изменения, развивающиеся на молекулярном уровне организации протоплазмы, и кончая теми, которые относят эти изменения к целостно-организменному ее уровню.

Теории «Изнашивания» и «Растраты жизненной материи и энергии»

Наиболее примитивными и в то же время первоначально казавшимися самоочевидными были механистические теории, рассматривавшие старение как простое изнашивание клеток и тканей. Теория «изнашивания» была выдвинута Мопа (Maupas, 1888), утверждавшим, что организм по сущности своей природы не более чем механизм, а все механизмы ухудшаются и портятся вследствие самой деятельности их.

Основным возражением против этих теорий является коренное отличие, существующее между живой и неживой природой. Ф. Энгельс сформулировал это различие так: «Жизнь есть способ существования белковых шел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел... Другие, неживые тела тоже изменяются, разлагаются или комбинируются в ходе естественного процесса, но при этом они перестают быть тем, чем они были... Но то, что в мертвых телах является причиной разрушения, у белка становится основным условием существования» (Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, т. 20, с. 82—83).

Теории «изнашивания» оказались совершенно неспособными объяснить первоначальное прогрессивное развитие организмов, лишь молчаливо предполагая, что оплодотворение и присущее начальному эмбриогенезу быстрое деление клеток — единственные процессы, определяющие коренную «зарядку» биологической системы.

К теориям «изнашивания» примыкают теории растраты в онтогенезе гипотетического «жизненного фермента» (Butschli, 1882), «субстрата жизни», локализованного в ядрах клеток (Тарханов, 1891), «запаса жизненной энергии» (Pfluger, 1890- Rubner, 1908). Весьма близка к этому и концепция Лёба (Loeb, 1903, 1908), который считал, что в каждом яйце имеются определенные вещества, специфичные для каждого вида и постоянно разрушающиеся- разрушение этих веществ обусловливает явления старости и смерти- разница в специфической продолжительности жизниживотных зависит от разницы в количестве и специфическом характере этих веществ.

Рубнер (Rubner, 1908) выдвинул «энергетическую» теорию старения, основой которой явились его определения количества энергии, которая может быть израсходована за всю взрослую жизнь одним килограммом массы тела организма высших животных.



Он утверждал, что, за исключением человека, это количество энергии удивительно постоянно для любого животного, и, следовательно, «запас прочности» протоплазмы, являющейся субстратом для развития этой энергии, у всех видов близок. Отсюда — чем энергичнее тратится энергия, тем скорее умирает животное.

В частности, животные малых размеров, с соответственно высоким отношением поверхности к массе тела, тратящие поэтому относительно много энергии, быстрее умирают. Человек способен, как исключение, «пропустить» за жизнь на килограмм массы тела в 3—4 раза больше энергии, чем все другие животные. Уже чисто экспериментально Пюттер (Putter, 1911) показал, что в отношении очень многих животных это далеко не так — даже у крупных млекопитающих жизненная трата энергии на килограмм массы тела варьирует очень сильно.

Если экспериментальные данные Рубнера не получают достаточного подтверждения, то еще менее приемлемы его «практические» выводы: продление жизни может достигаться преимущественно за счет минимальной траты энергии, что для человека означает предельное ограничение всяческой активности. Опыт всей современной социальной гигиены и геронтологии учит, наоборот, тому, что пассивный, недеятельный образ жизни резко ее сокращает.

Наилучшая самообновляемость протоплазмы достигается именно при деятельной жизни, оптимально заполненной трудом и активным отдыхом, включающим физическую закалку и напряжения (Мечников, 1907- Богомолец, 1950- Нагорный, 1940- Никитин, 1940, 1941, 1954, 1963- Аршавский, 1967- Давыдовский, 1966- Comfort, 1967- Муравов, 1968- Фролькис, 1970- Чеботарев, 1970).



Своеобразная модификация теории «изнашивания», получившая новое название «теории интенсивности жизни» (the rate of living theory), была развита Пирлем (Pearl, 1924, 1928), и предполагаемая ею обратная связь между калорийными тратами организма и длительностью жизни была исследована на лабораторных животных (Carlson et al., 1957- Johnson et al., 1961).

Эти исследователи у крыс подопытной группы повышали обмен энергии на 30% понижением температуры окружающей среды. Контрольные крысы, находившиеся в условиях теплового комфорта, жили при этом значительно дольше. Опыты эти, однако, нельзя признать убедительными, так как примененные в опыте сниженные температуры у крыс, как гомойотермных животных, вызывали сложные, истощающие при длительном проведении опыта, реакции напряжения, что само по себе не могло не укоротить жизнь.

Возражая против «голой энергетики» и механистического понимания закона поверхности Рубнером, Аршавский (1967) в своей концепции физиологических основ старения связывает длительность жизни с выдвинутым им «энергетическим правилом мышц».

Он считает, что напряжение процессов окисления в организме в основном определяется антигравитационным и динамическим напряжением мышц и особенностями регуляции этого напряжения нервной системой, в частности выраженностью механизмов торможения, обеспечивающих экономию энергетических затрат в состоянии покоя. Значение напряжений (в том числе и мышечных) для полноценного самообновления протоплазмы особенно подчеркивается в концепциях «возбужденного синтеза» (Никитин, 1940, 1941) и «избыточной компенсации оптимальных физиологических напряжений» (Никитин, 1958, 1963).

Концепция об истощении жизненно важных ферментов в постмитотических клетках получила позднее неожиданное развитие (Mcllwain, 1946). Исходя из современных представлений о функционировании генного аппарата клетки, автор предположил, что многие жизненно важные ферменты могут синтезироваться только в определенные фазы деления клетки, при разделении цепей ДНК и связанной именно в этот период с ними РНК хромосомно-ядрышковой системы.

В период покоя клеточного ядра эти ферменты уже не могут создаваться заново, постепенно распадаются, и этот распад может быть либо весьма быстрым (для короткоживущих видов), либо весьма медленным (для долгоживущих видов). Однако трудно допустить, что такие постмитотические ткани, как нервная, могут в течение всей жизни долгоживущего организма (например, 80 лет у человека) сохранять полноценными свои раз навсегда синтезированные ферментные наборы. Кажущийся случай «истинного снашивания» клеток представляет собою эритроцит млекопитающих.

Теряя при созревании свой генный аппарат и его цитоплазматические дериваты, он утрачивает вместе с тем свои способности к синтезу de novo нуклеиновых кислот и белков, в том числе й ферментов, что приводит к его дегенерации.

Однако и здесь далеко не утрачиваются остатки генного аппарата, и, кроме того, отмирание эритроцита значительно ускоряет «предсмертное» накопление в нем метгемоглобина вместо гемоглобина и связанные с этим токсические продукты оксидоредукции (Lemberg, Lagge, 1949).

К теориям изнашивания можно отнести и теорию Селье (Selye, 1950, 1958), предположившего, что патологические изменения, являющиеся следами пережитых стресс-реакций, накопляясь в клетках и тканях, приводят к старению и смерти. В своих экспериментах автор подвергал животных длительному воздействию различных факторов, вызывающих стресс: охлаждению, встряхиванию, громким шумам и т. д., и наблюдал проявления истощения, по ряду показателей близкие к проявлениям старения.

Однако здесь в лучшем случае могла идти речь только о внешне аналогичных проявлениях по своей сути разных биологических процессов. Может быть, именно неудовлетворенность этой теорией вынудила Селье (Selye, 1960) позднее выдвинуть другую, кальциевую теорию старения. Ему удалось обнаружить глубокие изменения кальциевого обмена — переход кальция из костей в мягкие ткани и массивные отложения кальция в сердечно-сосудистой системе при даче больших доз витамина D или при длительном введении паратгормона.

Нет, однако, никаких оснований для предположения о том, что в старости организм перегружен витамином D или что его околощитовидные железы продуцируют резко повышенное количество паратгормона. Наоборот, есть все основания утверждать, что концентрация витаминов в крови, при пониженной всасываемости их, в этом возрасте даже заметно ниже, чем в молодости. Инкреция околощитовидных желез к старости также несколько снижена (Пузик, 1951).

Теорию Селье подвергли тщательной проверке Куртис и его сотр. (Curtis, Healey, 1957- Curtis, Gerhardt, 1958- Stevenson, Curtis, 1961). Они установили, что как однократные обработки мышей массированными (полулетальными) дозами химических агентов, вызывающих типичный стресс, так и длительная обработка большими, но не летальными дозами токсинов не укорачивают их жизнь.

В то же время агент, вызывающий повреждение генного аппарата митотических клеток (рентгеновские лучи), резко ее сокращает. Эти исследования показали, таким образом, что теория стресс-реакций как основы процессов старения не подтверждается экспериментально.