<< Предыдущая

стр. 7
(из 19 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

М
? Определяется предрасположенность
ехаНИЗМы старения проявляются в сотнях типах изменений к большинству заболеваний (при/до рожде-
ния).
на всех уровнях – от молекулярного до физиологического. Уже
? Доступна эффективная профилакти-
очевидно, что старение – это комплекс процессов, каждый из ческая медицина с учетом особенностей ин-
которых снижает сопротивляемость организма. В совокупности эти процессы мо- дивида.
? Болезни детектируются на ранних ста-
гут усиливать влияние друг друга на человеческий организм.
диях путем молекулярного мониторинга.
Большинство современных теорий старения базируются на изучении отдельных ? Для большинства заболеваний доступ-
процессов, происходящих при старении. на генная терапия.
? Замена лекарств продуктами генов,
Основные современные теории старения вырабатываемыми организмом при ответе
на терапию.

свободно-радикальная теория

Теория «перекрестных сшивок»
Ослабление интенсивности свобод-
Теория апоптоза (самоубийство клеток) но-радикальных процессов возможно
с помощью низкокалорийной диеты.
Теломерная теория У грызунов при такой диете замедляется
скорость выработки свободных радикалов,
Элевационная теория
уменьшаются окислительные повреждения
и падение вязкости мембран; голодание
снижает чувствительность тканей к остро-
? Свободно-радикальная теория старения му окислительному стрессу. Наибольший
защитный эффект низкокалорийного пита-
Она практически одновременно была выдвинута Дэнхеном харманом в 1956
ния проявляется в клетках головного моз-
году и Николаем Эмануэлем в 1958 году. Эта теория объясняет не только механизм га, сердца и скелетных мышц.
старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосу-
дистых заболеваний, возрастной иммунодепрессии, дисфункции мозга, катаракты, рака
и некоторых других).
Еще в 30-е годы ХХ века ученые устано-
В ходе жизнедеятельности каждой клетки через неё проходит огромное количес-
вили, что диета с существенным (на 40%)
тво кислорода. Он используется для клеточного дыхания, дающего клетке энергию. Но
ограничением калорий увеличивает на
небольшая доля кислорода при этом уходит в паразитные соединения, обладающие ог- 30-50% максимальную и среднюю про-
ромной реакционной способностью. Их называют аФК – активные формы кислоро- должительность жизни крыс и мышей.
Ограничение пищи увеличивало про-
да (хотя в их составе бывает и не только кислород). Примерами таких веществ могут
должительность жизни также у рыб, амфи-
служить всем хорошо известные перекись водорода и озон. Эти два вещества, однако, бий, дафний, насекомых и других беспоз-
относительно малоактивны и могут существовать долго. Другие же АФК несравненно воночных. В трех больших исследованиях
на обезьянах подтвердилось, что низкока-
агрессивней. В организме они живут лишь тысячные доли секунды. А потом вступают в
лорийная диета уменьшала уровень глю-
реакцию с другими молекулами, повреждая их. Они атакуют белки, липиды клеточных козы и инсулина в крови, снижала темпе-
мембран, ДНК... ратуру тела и энергозатраты.
20 лекарства от старости


В результате атак со стороны аФК повреждаются митохондрии. Накоп-
Дэнхен Хар-
ман – основополож- ление этих повреждений и является сутью старения.
ник свободно-ра-
дикальной теории Митохондрии – своеобразные энергетические станции внутри клетки. Они обес-
старения – впервые
печивают процесс клеточного дыхания, в результате которого выделяется энергия.
выдвинул свою гипо-
Подсчитано, что за 70 лет жизни человека организм производит около тонны ра-
тезу в ноябре 1954
Дэнхен Харман дикалов кислорода. И только 2-5% вдыхаемого с воздухом кислорода превращается в его
года. Он считает, что
свободнорадикальные реакции лежат в ос- токсические радикалы. Подавляющее большинство из них нейтрализуется ферментами
нове более 50 болезней, в число которых
еще до того, как успеют повредить те или иные компоненты клетки. На сегодня уже дока-
входит рак, сердечные болезни, паралич,
зано, что здоровый организм обладает собственной мощнейшей системой антиоксидан-
ревматоидный артрит, катаракта, болезнь
Альцгеймера. Этот список продолжает рас- тной защиты. Однако если эта система повреждена, как у престарелых людей, не может
ширяться.
быть сомнения, что АФК играют заметную роль в процессе старения.
Современная фармакология уже разработала антиоксиданты – препараты, которые
Академик Влади-
защищают организм от действия свободных радикалов.
мир Скулачев выска-
? Теория «перекрестных сшивок»
зывает свои предполо-
жения по поводу того,
Этот механизм старения немного похож на воздействие свободных радикалов.
зачем могли бы пона-
добиться природе за- Только роль агрессивных веществ здесь играют сахара, в первую очередь – всегда при-
программированное
сутствующая в организме глюкоза. Сахара могут вступать в химическую реакцию с раз-
старение и смерть.
личными белками. При этом, естественно, функции этих белков могут нарушаться. Но
Владимир У некоторых видов
Скулачев
что гораздо хуже, молекулы сахаров, соединяясь с белками, обладают способностью
смерть наступает сра-
зу после полового размножения. Так, сразу
«сшивать» молекулы белков между собой. Из-за этого клетки начинают хуже работать.
после откладывания яиц погибает самка
В них накапливается клеточный мусор.
осьминога. Бамбук живет лет пятнадцать,
пока размножается вегетативно, но после
Одно из проявлений такой сшивки белков – потеря тканями эластич-
созревания семян сразу погибает. И это
ности. Внешне наиболее заметным оказывается появление на коже мор-
подтверждает мысль о заложенной про-
щин. Но гораздо больший вред приносит потеря эластичности кровенос-
грамме самоликвидации.
ных сосудов и лёгких.
По мнению Скулачева, природе нужен
был такой механизм и для того, чтобы
В принципе, у клеток есть механизмы для разрушения подобных сшивок. Но этот
защищать геном от повреждений. Веро-
процесс требует от организма очень больших энергозатрат.
ятность появления повреждений тем выше,
чем сложнее организм и чем он старше.
Сегодня уже существуют лекарственные препараты, которые разбивают внутрен-
ние сшивки и превращают их в питательные вещества для клетки.
Август Вейсман
? Теория апоптоза
(1834-1914) – немецкий
зоолог и теоретик эво-
Один из крупнейших современных биохимиков, академик Владимир скулачев
люционного учения впер-
выдвинул свою гипотезу старения, обновив теорию августа Вейсмана о запрограмми-
вые высказал мысль о
том, что старение как рованной смерти.
завершающий этап ин-
скулачев считает, что старение — это не столько накопление поломок
дивидуального развития Август
организма может быть в организме, ведущих к смерти, сколько запускаемая программа апопто-
Вейсман
запрограммировано. за (самоубийства клеток), которую в принципе можно отменить.
лекарства от старости 21


По мнению академика, клетки «уходят в апоптоз» по многим причинам. Одна из Термин «апоптоз» ввел в науку древ-
основных – появление «бездомных» клеток. Клетки в организме «привязаны» к опре- неримский врач Гален. Он заметил, что
если надломить ветку, с которой уже начала
деленному органу и существуют только в соответствующем биохимическом окружении.
опадать листва, то листопад прекращается и
И если вдруг какая-либо клетка случайно попадает в «чужой» орган или ткань, то она
листья, хотя и меняют цвет, остаются на вет-
быстро «кончает жизнь самоубийством». Или другой пример – развитие человеческого ке. То есть опадание листьев, в отличие от
их омертвления на сломанной ветке, – фи-
эмбриона. На определенной стадии у него появляется хвост, который потом исчезает.
зиологический процесс, преднамеренное са-
Клетки хвоста тоже «уходят в апоптоз».
моубийство листьев. Сегодня слово «апоп-
тоз», означающее «опадание листьев»,
апоптирующая клетка отмирает очень аккуратно: она как бы сама
применяется к физиологическому явле-
себя разбирает на части, которые соседние клетки впоследствии
нию – самоубийству клеток.
используют в качестве строительного материала. Этим апоптоз от-
личается от травматической гибели клеток – некроза, когда разры-
вается клеточная мембрана и содержимое клетки выплескивается
наружу. Предраковые клетки тоже уничтожа-
ют сами себя с помощью апоптоза. В по-
По мнению академика Скулачева, апоптоз нужен организму еще и для «дезин- ловине случаев рак появляется тогда, когда
«ломается» ген, кодирующий белок p53, ко-
фекции». Клетка, зараженная вирусом, тоже получает биохимический сигнал о само-
торый «следит» за поломками в ДНК. При их
уничтожении.
обнаружении он посылает предраковой клет-
Скулачев называет это «самурайским законом» биологии – лучше умереть, чем ке с измененным генетическим материалом
сигнал «покончить жизнь самоубийством».
ошибиться. А на научном языке «самурайский закон» формулируется следующим обра-
зом: во всех живых системах, начиная с внутриклеточных органелл до организма, сущес-
твует система самоликвидации.
В 60-е годы про-
? Теломерная теория старения шлого века доктор
Леонард Хейфлик,
В 1961 году Леонард хейфлик обнаружил замечательный эффект. Он экспери- проводя исследо-
вание в Институте
ментально установил, что соматические (телесные) клетки могут делиться только ограни-
Уистара в Фила-
ченное число раз. Как будто в клетках существует своего рода молекулярный счетчик. Он дельфии, обнару-
фиксирует, сколько делений уже сделано. И не дает клетке делиться сверх определенного жил, что легочная
Леонард Хейфлик
ткань, по-видимому,
предела. Хейфлик установил, что фибробласты (основная клеточная форма соедини-
отмирает после того, как ее клетки подели-
тельной ткани организма) клеток кожи делятся примерно 50 плюс-минус 10 раз, после
лись определенное количество раз, обычно
чего останавливаются. 50 раз. Это число называется «пределом
Хейфлика».
Пойдя еще дальше, он взял клеточные культуры, которые были заморожены после
Более того, когда клетки приближались
того, как клетки разделились 25 раз. Оттаяв, эти клетки продолжили делиться, пока не к своему пределу деления, они начинали
достигли предела в 50 делений, а затем все же погибли. напоминать старую ткань с возрастными
пигментами, которые обнаруживаются в пос-
Почему это происходит? Российский ученый алексей Оловников в 1971 году предпо-
таревших клетках сердца и головного моз-
ложил, что ограниченное количество делений клетки связано с механизмом удвоения ДНК. га. Исследования, вращающиеся вокруг
Он устроен так, что концы линейных хромосом (теломеры) с каждым делением укорачива- предела Хейфлика, привели к гипотезе
о «клеточных часах», которые отмеряют
ются. Поэтому после некоторого количества делений (около 50) клетка больше делиться не
время жизни клетки.
может.
22 лекарства от старости



Было выяснено, что длина теломер (концевых участков) хромосом за-
Алексей Олов-
ников – кандидат висит от возраста человека. чем старше человек, тем средняя длина те-
биологических ломер меньше. Таким образом, при каждом делении клетки ее ДНК уко-
наук, ведущий на-
рачивается, что служит «счетчиком» числа делений и, соответственно,
учный сотрудник
продолжительности жизни.
Института биохи-
Алексей Оловников
мической физики
? Элевационная теория старения
РАН, биолог-теоретик. В 1971 году впер-
вые высказал предположение о роли
Выдвинута и обоснована в начале 50-х годов прошлого века ленинградским уче-
особого фермента теломеразы в про-
ным Владимиром Дильманом. Согласно этой теории, механизм старения начинает
цессе старения живой клетки. В 1985
году Кэрол Грейдер и Элизабет Блэкберн свою работу с постоянного возрастания порога чувствительности гипоталамуса к уровню
обнаружили теломеразу в клетках. А в
гормонов в крови. В итоге увеличивается концентрация циркулирующих гормонов. Как
1998 году американским исследователям
результат, возникают различные формы патологических состояний, в том числе харак-
удалось «омолодить» культуру клеток с
помощью теломеразы. Таким образом, как терные для старческого возраста: ожирение, диабет, атеросклероз, канкриофилия, де-
констатировал профессор Леонард Хей-
прессия, метаболическая имуннодепрессия, гипертония, гиперадаптоз, автоиммунные
флик, «проницательное предположение
заболевания и климакс. Эти болезни ведут к старению и в конечном итоге к смерти.
Оловникова получило экспериментальное
подтверждение».
Другими словами, в организме, существуют большие биологические
Однако сам Алексей Оловников
часы, которые отсчитают отпущенное ему время жизни от рождения
считает, что его теломерная теория не
до смерти. Эти часы в определенный момент запускают деструктивные
объясняет главного – почему стареет
процессы в организме, которые принято называть старением.
организм. Поэтому он выдвинул новую
теорию – редумерную. Согласно ей, ста-
рение организма вызывает укорачивание
Комплексный подход к проблеме старения
редумер – небольших линейных молекул
ДНК, которые являются копиями опреде- Генетик Обри ди Грей, курирующий проект «Стратегия инженерного достижения
ленных сегментов хромосом. Они распо-
пренебрежимого старения» в Кембриджском университете, подходит к проблеме старе-
лагаются на хромосоме, и при делении их
ния иначе. По его мнению, необходимо инженерными методами устранить 7 основных
концы тоже укорачиваются. А в редумерах
записана полезная информация, которая типов молекулярных и клеточных повреждений, обусловливающих старение организма.
руководит работой генов. Когда теряется
Эти повреждения были открыты в течение 20 века:
эта информация, клетка начинает работать
все хуже и хуже, происходит ее старение. 1907 год – Внеклеточный мусор
1955 год – Гибель клеток, атрофия клеток
1959 год – Внутриклеточный мусор
Гипоталамус – это часть головного
1959/1982 год – Ядерные [эпи]мутации
мозга, которой принадлежит основная роль
1965 год – Старение клеток
в поддержании уровня обмена веществ, в
регуляции деятельности пищеваритель- 1972 год – Мутантные митохондрии
ной, сердечно-сосудистой, эндокринной и
1981 год – Внеклеточные поперечные связи
других физиологических систем.
При повреждениях гипоталамуса Каждая из этих проблем, по мнению Обри ди Грея может быть решена с помощью

<< Предыдущая

стр. 7
(из 19 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>