Что такое старение? Можно попытаться визуально или по анализам оценить состояние организма, степень его изношенности, но все же какие конкретно механизмы нарушаются и что ведет организм к гибели — это основной вопрос, которым задаются ученые-геронтологи. И вот что известно на сегодняшний день.

Журнал Cell в 2018 году выпустил статью об основных признаках старения, к которым специалисты отнесли нестабильность генома, укорочение теломер, эпигенетические изменения, нарушение синтеза новых белков и распознавания питательных веществ, повреждение митохондрий, клеточное старение, истощение пула стволовых клеток и ухудшение межклеточного взаимодействия.

Источник: medach.pro

Ежегодно появляются новые статьи и книги, в которых ученые все глубже проникают в механизмы процесса старения. Как результат, сегодня существует целый ряд отчасти противоречащих друг другу отдельных теорий старения, основанных на наблюдениях о том, какие именно процессы нарушаются и где начинаются первые изменения, которые в конечном итоге приводят к разрушениям и гибели всего организма. Доктор Кунлин Джин описал наиболее цельную концепцию теорий старения и выделил в ней две основные категории — теории запрограммированного старения и теории повреждений и ошибок. Первые охватывают возрастные процессы, которые происходят внутри организма, вторые — такие, которые проявляются под действием окружающей среды.

I. Теория запрограммированного долголетия

Группа исследователей во главе с профессором Гордоном Литгоу из Института старения Бака в 1990-х годах предложила объяснение о том, в каких случаях в ходе эволюции может возникать долгожительство. Ведущий ученый утверждает, что старение является результатом последовательного включения и выключения определенных генов, и время начала запуска такой программы определяется тем, когда проявляются связанные с возрастом дефициты. Сторонники этого подхода убеждены, что информация о деструктивных процессах в любом случае заложена в генах и ни одному организму не удастся избежать старения и смерти. Однако с помощью мутаций и кратковременных экстремальных воздействий иногда возникает сбой в программе, что приводит к увеличению продолжительности жизни отдельных видов или особей. Такие результаты помогают разработать новые способы продления жизни.

II. Нейроэндокринная теория

Предложенная российским эндокринологом и геронтологом Владимиром Дильманом в 1968 году эта концепция до сих пор не теряет своей актуальности, а наоборот, с развитием технологий укрепляет свои позиции.

С помощью гормонов, синтезируемых в организме, контролируется темп деятельности живого организма и все функциональные процессы. С возрастом количество случаев заболевания сахарным диабетом второго типа пропорционально увеличивается, наступает период менопаузы у женщин и происходят процессы, негативно влияющие на половую функцию у мужчин, нарушается синтез гормонов, отвечающих за настроение, хуже функционируют надпочечники, выделяющие адреналин. Недавние исследования все шире освещают тот факт, что старение регулируется гормонально и что главную роль в этом играет инсулиновый путь передачи сигналов, половые гормоны и система, отвечающая за реакцию на стресс.

III. Нарушение регуляции иммунного ответа

Это тоже одно из главных объяснений процессов, изменяющих организм и приводящих к старению. Первые постулаты этой теории представил австралийский ученый, лауреат нобелевской премии Сэр Фрэнк Макфарлейн Бернет в 50-е годы. Позже его идеи развивал доктор Рой Ли Уолфорд и другие исследователи. Основной посыл заключается в том, что иммунная система угасает с возрастом. Это приводит к повышенной уязвимости организма, к развитию инфекционных заболеваний и, следовательно, к старению и смерти. Хорошо известно, что эффективность иммунитета достигает пика в период полового созревания и постепенно снижается с возрастом. Когда человек становится старше, антитела теряют свою эффективность и организм хуже борется с новыми заболеваниями, происходит клеточный стресс, который может привести к смерти. Доказано, что нарушение регуляции иммунного ответа связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, воспалительными процессами, болезнью Альцгеймера и онкологией.

I. Теория износа

Клетки и ткани имеют жизненно важные компоненты, которые изнашиваются с возрастом от постоянной работы, подобно запчастям автомобиля. Это приводит в к нарушению работы всего организма и смерти. Теория износа была впервые предложена доктором Августом Вейсманом в 1882 году. Она звучит совершенно разумно даже сегодня, потому что именно такие явления происходят со всеми материальными объектами по законам физики.

II. Теория скорости жизни

Постулатом данной теории является то, что чем выше уровень кислородного обмена в организме, тем короче продолжительность его жизни. Теория скорости жизни хотя и может быть полезна, но не вполне адекватна для объяснения максимальной продолжительности жизни. В 2010 году канадский исследователь Дэвид Ролло предложил модифицированную версию этой концепции, которая жестко противопоставляет рост организма и его устойчивость к стрессовым условиям.

III. Теория сшивок

Эта теория старения была предложена биохимиком Йоханом Бьоркстеном в 1942 году. Согласно ей, накопление своеобразных поперечных мостиков — сшивок —  химически связывающих один белок с другим, повреждает клетки и ткани, замедляя процессы в организме, что и приводит к старению. Современные исследования подтверждают, что подобные сшивки образуются и между молекулами ДНК, необратимо нарушая их нормальное функционирование и приводя к возрастным изменениям.

IV. Теория свободных радикалов

Эта теория была впервые озвучена в 1954 году доктором Ребеккой Гершман, однако детально была разработана биогеронтологом Денхэмом Харманом в 1956 году. Она предполагает, что супероксид и другие свободные радикалы вызывают повреждение крупных молекул в клетках тела, в результате чего клетки и, в конечном итоге, органы перестают функционировать. Доказано, что такие крупные молекулы, как ДНК, РНК, липиды, сахара и белки, составляющие наши клетки, подвержены воздействию свободных радикалов. Организм человека обладает некоторыми природными антиоксидантами (веществами, подавляющими окисление) в форме энзимов, которые помогают обуздать опасное накопление свободных радикалов. Без этих природных защитников уровень смертности клеток был бы значительно выше, что привело бы к сильному сокращению продолжительности жизни организма. Грызуны, получавшие антиоксиданты, демонстрировали большую продолжительность жизни.

Помимо такой классификации, существует множество других объяснений, почему все живые существа стареют и умирают и какие процессы при этом происходят. После столетних исследований старения спор о том, является ли старение активным или пассивным процессом, не утихает и всеобъемлющая теоретическая модель остается неясной. В 2018 году профессор Лукас Триндаде и его коллеги опубликовали статью, предлагающую свое разделение теорий на разные категории.

Ответить на вопрос о том, как происходят процессы старения в организме на клеточном и организменном уровне, в этой классификации помогают теории причинности. Среди них есть такие, как укорочение теломер, накопление ошибок, повреждения свободными радикалами из-за окислительного стресса, гликирование белков и другие. Эволюционные же теории отвечают на вопрос, почему происходит старение видов и насколько это закономерно и генетически обусловлено для популяций в целом.

Это разделение тоже учитывает все существующие признаки старения и во многом пересекается по содержанию с предыдущей концепцией Кунлина Джина, однако дарит новый взгляд на взаимное пересечение причин, приводящих к старению.

Классификация теорий старения по Триндаде. Источник: www.ncbi.nlm.nih.gov

В конечном итоге все сводится к тому, что можно рассматривать старение как процесс, искать изменения внутри организма и способы предотвращения таких нарушений, оценивать их влияние на последующее старение и гибель. Или же сосредоточиться на причинах разблокировки этих механизмов, чем бы это ни было обусловлено — эволюционными и видовыми особенностями, факторами окружающей среды или же запрограммированными внутри организма «счетчиками».

Наукой было предложено несколько теорий, объясняющих процесс старения, однако в настоящее время нет единого мнения по этому вопросу. Многие из предложенных теорий старения пересекаются друг с другом и не всегда можно найти четкое разделение между ними. Однако с каждым исследованием, с каждой новой теорией человечество становится на шаг ближе к тому, чтобы замедлить возрастные процессы и в конце концов победить старение.

Фото: www.haaretz.com