Здрава-Мир

С возрастом уменьшается не только устойчивость организма к заболеваниям, снижается и активность мно­гих органов, снижается их функциональная способность. Это очень важные признаки старения организма, и мы позже подробно их рассмотрим. Сейчас нам нужно за­помнить, что снижение функции различных органов с возрастом происходит по определенному закону. Так, жизненная емкость легких (количество воздуха, вдыхае­мого человеком) мужчин после 20 лет уменьшается каж­дый год на 17,5 мл³. Столь же закономерно уменьшают­ся функции и других органов человека и многих животных. Но вспомним, смертность животных и человека с возрастом также увеличивается по одному и тому же закону. То есть организм человека стареет по тем же фи­зиологическим законам, что и организм других живот­ных. Означает ли это, что молекулярно-клеточные изме­нения, определяющие и увеличение смертности с возра­стом, и снижение функции, у человека такие же, как и у животных? Для того чтобы ответить на этот вопрос, мы должны рассмотреть эти изменения. Следует, однако, иметь в виду, что ответить на этот вопрос трудно потому, что молекулярно-клеточные исследования проводили главным образом на животных, а функциональные изме­нения при старении изучали в основном на человеке. А ведь характер таких изменений,скорость их развития зависят даже от индивидуальных особенностей орга­низма.

Тем не менее мы попытаемся отыскать из многочис­ленных молекулярно-клеточных изменений те из них, о которых с достаточно большой вероятностью можно ска­зать, что они «запускают» (инициируют) процесс старе­ния организма и (или) определяют скорость его течения. Найти такие определяющие звенья в сложном процессе старения, понять то, что в отношении болезней называют патогенезом, нужно, конечно, не только для того, чтобы облегчить восприятие основ старения. Если мы будем знать эти звенья, то можно и средства борьбы со старе­нием искать целенаправленно, хотя картина старения пока не будет вырисовываться полностью.

Однако возможен и другой подход к пониманию при­чин старения и решения задачи по крайней мере частич­ного преодоления этого процесса. Попытаемся опреде­лить, какие факторы окружающей организм среды и дей­ствующие внутри него должны неизбежно приводить ор­ганизм к одряхлению. (Говоря о неизбежности процесса старения я исключаю вмешательством этот процесс чело­века.) Рассмотрим сначала внешние факторы.

Роль окружающей среды в старении организма мож­но оценить, если сравнить продолжительность жизни и возрастные изменения животных, принадлежащих к од­ному и тому же виду, но обитающих в различных усло­виях, и групп населения, живущих в сильно различа­ющихся экономических условиях.

Наиболее важным фактором среди этих условий явля­ется   характер   питания. Бесспорным фактом является то, что даже  в идеально хороших условиях существования организм животных стареет. Со скоростью, максимум в 2 раза более медлен­ной, чем в обычных естественных условиях существова­ния. То же заключение можно сделать и относительно продолжительности жизни животных в искусственных (лабораторных) условиях. Рассматривая влияние внеш­них условий на продолжительность жизни человека, мы, конечно, не должны забывать роль и социально-экономи­ческих факторов, и успехов медицины в профилактике и лечении болезней. Хорошо известно, сколь резко возросла средняя продолжительность жизни   людей  в экономи­чески развитых странах за последние  десятилетия. Но это возрастание не является следствием замедления ста­рения. Ведь  при расчете   средней продолжительности жизни учитывается смертность не только в период зре­лости и старости, и не только от «старческих» заболева­ний (например, рака, атеросклероза),   но и от «случайных», главным образом инфекционных, заболеваний, поражающих организм и в детстве. Так вот, прежде всего, за счет резкого снижения смертности в детстве, успехов, достигнутых благодаря профилактике и лечению инфек­ционных заболеваний, получена «прибавка» средней про­должительности жизни человека. Скорость же старения организма существенно не изменилась. Действительно, смертность среди людей пожилого и старческого возра­сти в настоящее время резко не отличается от смертности людей этого возраста, скажем, 100 лет назад. Нет у нас оснований полагать, что и здоровье современного, ска­жем, 70-летнего человека   лучше,   чем его сверстника, жившего в прошлые века.

За последние годы было сделано много сообщений о случаях необычного долголетия среди жителей определенных районов нашей и других стран. Однако число лю­дей, проживших более 100 лет, согласно строго документированным данным, отнюдь невелико, и, по-видимому, сейчас их не больше, чем 100 или 200 лет назад. Все данные, которые получены на этот счет и археологиче­ской и исторической науками, позволяют нам заключить, что, несмотря на довольно резкие изменения условий существования людей, максимальная продолжительность жизни человека за всю историю его существования резко не изменилась.

История дает нам множество примеров того, как люди пытались продлить свою жизнь, применяя не только раз­личные лекарства, но и создавая себе комфортабельные условия. Результаты одного из таких «экспериментов» особенно ценны своей достоверностью. Речь идет об аме­риканском миллионере Дж. Рокфеллере  (1839—1937), который поставил перед собой задачу прожить не менее 100 лет. Средства, которые были использованы на охрану его здоровья от всех вредных факторов окружающей среды, были практически не ограничены, и можно ска­зать, что Дж. Рокфеллер избежал действия этих факто­ров в последний период своей жизни. Но цели своей он не добился, хотя был близок к ней, прожив 98 лет. Сле­довательно, у нас есть достаточно  оснований полагать, что неблагоприятные внешние факторы, хотя и могут уко­рачивать продолжительность жизни, тем не менее не они являются основной причиной старения.

Но может быть, существует космический фактор, по­стоянного действия которого мы не можем учесть? Еще совсем недавно геронтологами обсуждалась возможность того, что причиной старения организма является дейст­вие на него фона космического излучения, радиоактивно­го распада изотопов, находящихся в клетке. Теперь мы можем исключить эту возможность. Ведь общая доза этого фонового излучения, получаемая человеком, за год не превышает 0,2 рентгена. Но твердо известно, что такая доза не может сколько-нибудь нарушить функций кле­ток и органов. Более того, уже сделано много наблюде­ний, говорящих о том, что облучение- животных различ­ных видов, в частности дрозофил и мышей, в дозах, зна­чительно превышающих величину фона излучений, не укорачивает, а может даже увеличивать продолжитель­ность их жизни. (Это, конечно, не означает, что превыше­ние фона ионизирующих излучений не вредно для чело­века, поскольку остается незыблемым положение о том, что облучение в любых дозах увеличивает частоту мута­ций в половых клетках, т. е. неблагоприятно влияет на потомство^

Биологическое действие других геофизических и кос­мических факторов — постоянного магнитного и электри­ческого полей Земли, электромагнитного излучения волн различных диапазонов, силы тяготения — также слиш­ком мало, чтобы можно было считать их причиной ста­рения организма. Конечно, полностью не исключено, что существует неизвестный космический х-фактор, действие которого определяет скорость старения. Однако вероят­ность существования такого фактора очень мала. Следо­вательно, факторы, «запускающие» процесс старения ор­ганизма, нужно искать внутри него.

Для того чтобы найти по крайней мере некоторые из них, мы обратим внимание прежде всего на тот факт, что свойства организма, протекающие в нем процессы прямо пли косвенно зависят от генетической информации, кото­рая закодирована в последовательности оснований де-зоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) половых клеток. После оплодотворения, то есть соединения мужской и Женской половых клеток в одну клетку — зиготу, начи­нается реализация генетической программы развития посредством деления и днффереицировкн зиготы, ее до­черних и последующих клеток. В результате образуются различные органы, формируется целостный организм.

Образование клеток определенного типа, формирова­ние из их органов и начало функционирования орга­низма происходят «строго по графику».

Этот «график» определяется главным образом генетической информа­цией, содержащейся в ДНК. Именно различиями в этой информации объясняют не только особенности строения и функции того или иного организма, но и особенности его развития, общую продолжительность, соотношение различных фаз развития и т. д. Но если развитие орга­низма определяется генетической информацией, то нельзя ли то же самое сказать и о возрастных изменениях, приводящих организм к старению и смерти?

Причины завершения жизни однолетних растений и некоторых животных, например горбуши, аналогичны тем, которые характеризуют их развитие, то есть гибель этих организмов, очевидно, также является следствием реализации генетической информации, является запро­граммированной..

Гибель, подобна разрушению машины вследствие взрыва в ней мины, имеющей часовой механизм, который является деталью, необходимой для работы этой ма­шины.

Но большинство организмов завершает свою жизнь по другим механизмам. Уже на ранних стадиях развития организма в нем происходят процессы, протекание кото­рых не закодировано в генах половых клеток. Ведь что такое реализация генетической информации? Это синтез под контролем определенных генов специфических бел­ков, главным образом ферментов, и протекание в клетке процессов, катализируемых или непосредственно осуще­ствляемых этими белками. Однако в клетках протекают и такие реакции, которые непосредственно не катализи­руются ферментами. Эти реакции начинаются (иниции­руются) вследствие теплового разрушения молекул или реакции последних с продуктами метаболизма клетки. Такие реакции мы назовем «боковыми», поскольку они являются следствием выхода метаболитов из запрограм­мированного цикла превращений.

Например, в процессе окисления органических веще­ств в клетке образуется перекись водорода. Обычно эти молекулы разрушаются в реакции, катализируемой фер­ментом каталазой, но они могут «ускользнуть» от этого фермента и прореагировать с какими-либо другими мак­ромолекулами и — что особенно опасно для клетки — с макромолекулами генетического аппарата.

Даже обычная температура тела животных является для существования их клеток отнюдь не безопасной. Про температуру около 37° врачи говорят, что она «нормаль­ная», биологи — «физиологическая». Но посмотрим, что происходит с молекулами при этой температуре. О том, что многие ферменты при этой температуре спонтанно и довольно быстро могут терять овою активность (инакти-вироваться), известно давно. Последствиям этой тепло­вой нестабильности белков серьезного значения не при­давали, поскольку инактивированные молекулы белка в клетке могут быть заменены новыми. Но ведь генетиче­ская информация не создается в клетке заново, хотя при определенных условиях имеющиеся искажения ее могут быть восстановлены. В делящихся клетках она передает­ся дочерним клеткам в результате   процесса удвоения ДНК, ее редупликации. В неделящихся клетках, таких, как нейроны или мышечные клетки взрослых животных, редупликативного синтеза ДНК не происходит. Поэтому такие клетки должны функционировать в организме в те­чение всей его жизни с одним и тем же набором молекул ДНК- По крайней мере в течение первой  ее половины должна сохраняться и генетическая информация женских половых клеток. Ведь гибель любой из этих клеток не мо­жет быть компенсирована делением оставшихся. Следо­вательно, в организме человека ДНК находится при тем­пературе 37° в течение многих десятков лет.

Мы должны принять как факт, что кроме процессов, необходимых для функционирования организма и для I го развития, в нем постоянно протекают и такие про-цессы, которые не нужны организму. Эти процессы характеризуются следующими свойствами:

1) они не запрограммированы и тем самым не ката­лизируются ферментами;

2)     их следствием является нарушение функций мак­ромолекул, что, в свою очередь, приводит к нарушению функций клетки в организме. При этом особое значение имеет нарушение работы генов, полное выключение их функции или синтез неполноценных белков;

3)     такие изменения могут накапливаться с возрастом, по крайней мере в неделящихся клетках.

Эти процессы протекают во всех клетках и на всех стадиях развития организма. То есть, такие молекуляр­ные события подготавливают процесс старения клеток и организма уже с момента его формирования.

Конечно, если такие «шумовые» процессы будут интенсивнее, чем обычно, то это станет причиной нарушения реализации генетической программы развития, организм может раз­виваться уродливо или вовсе погибнуть. Но обычно та­кие процессы не замечаются организмом до тех пор, пока происходит интенсивное деление клеток. Ведь в это время поврежденные клетки просто разрушаются (элими­нируются) и замещаются в результате деления других клеток такого типа. Кроме того, в этот период, очевидно, довольно интенсивно происходят и внутриклеточные вос­становительные процессы — процессы ремонта повреж­денных структур или замены их на вновь синтезирован­ные аналогичные структуры.