1.3.    Общие закономерности и теории старения

Испокон веков люди мечтали изыскать способ или средство, с помощью которого можно было бы вернуть молодость. Однако до настоящего времени такое средство не найдено – люди по-прежнему стареют и умирают.

1.3.1. Старение как явление биологическое

Почему люди стареют? Существуют ли на свете живые существа, которые не стареют, то есть бессмертны?  Да, среди примитивно организованных живых существ, находящихся на низком уровне эволюционного развития (ленточный червь, гидра). Условием для этого является способность обновления (регенерации) ткани и непрерывная замена отмирающих клеток новыми, возникающими при делении живых клеток.

У простейших одноклеточных нет отмирания, так как каждая клетка через какой-то промежуток времени делится, переходя в две родственные, омоложенные. По мере эволюционного развития и дифференциации тканей для выполнения всё более специализированных функций ослабляется и постепенно пропадает  способность клеток к делению. Чем выше в эволюционном отношении стоит организм, тем больше в нем клеток, не способных делиться. Эти клетки после определенного периода жизни и функционирования обречены на смерть.

Человек находится на вершине эволюционной пирамиды, и в его организме имеется много высокодифференцированных тканей, которые, выполняя весьма специализированные функции, содержат много клеток, не способных к делению. К таким тканям относятся мозг, нервная система, мышцы скелета, сердца. Неблагоприятные условия жизни, различные обстоятельства, которые наносят вред организму, приводят к старению и отмиранию его клеток в более быстром темпе, чем это могло бы быть при более правильном, физиологическом старении. Старость носит не физиологический, а патологический характер, так как чаще всего она преждевременна. Большинство людей умирают не от старости, а из-за болезней.

Более двухсот лет назад естествоиспытатели заметили, что у млекопитающих период их развития до полной зрелости в среднем в шесть-семь раз меньше всей их последующей жизни. Если эту закономерность применить к человеку, то люди должны жить в среднем около 130 лет. Исследования показали, что многие люди живут здоровыми до весьма преклонного возраста, переходя столетний рубеж. При этом образ жизни и питание у долгожителей резко отличаются от режима большинства людей. В этом усматривается основная причина здорового долгожительства. Эти люди до конца своей жизни сохраняют физиологические и умственные способности, достаточные для нормальной жизни, самообслуживания и профессиональной работы. Они не нуждаются в посторонней помощи. Смерть их наступает быстро, незаметно для окружающих – либо во сне, либо после короткого периода сильного ослабления, которое является не болезнью, а угасанием жизненных функций.

Многие исследователи считают, что физиологическая смерть в глубокой старости – это безболезненное мягкое погружение в сон. Подобная старость и смерть чаще возможны у людей, чья жизнь протекает в местах, расположенных вдали от больших городов и промышленных центров, в условиях чистого воздуха, здоровой физической работы и натурального питания. В развитых промышленных странах условия жизни менее благоприятные для здоровья: многочисленные  опасности, связанные с урбанизацией, промышленностью, техникой, вредными привычками, стрессами, неправильное питание способствуют развитию различных заболеваний уже в молодом возрасте. Эти заболевания прогрессируют к старости, и большинство стариков умирают после длительного периода тяжёлых болезней, страданий, глубокой немощи.

С понятиями старости физиологической (здоровой, нормальной) и старости патологической (болезненной, преждевременной) связаны два других понятия – календарный (хронологический) возраст и возраст биологический.

Календарный возраст – это количество прожитых лет, астрономический возраст, который определяется на основании документально подтвержденной даты рождения. В европейских условиях время между 40 и 70 годами жизни принято считать периодом старения, в странах Африки 50-летний человек считается старым, в то время как в Грузии 70 лет считается средним возрастом.

Биологический возрастэто степень истинного постарения, уровень жизнеспособности и общего здоровья организма, всех его функций, предстоящей продолжительности жизни. Он в большой степени зависит от условий среды и образа жизни, а также от генетических, наследственных факторов. Поэтому во второй половине жизни люди одного календарного возраста могут сильно отличаться друг от друга по своему биологическому возрасту.

Одни пожилые выглядят молодо и чувствуют себя отлично, а другие в этом возрасте – постаревшие, болезненные. С течением времени эта разница становится всё более заметной. Разные органы и системы стареют различными темпами. По этой причине оценка внешнего вида человека может оказаться ошибочной. Например, при дряблой и обвисшей коже на лице и седых волосах сердце может быть здоровым – этот человек биологически моложе, чем его внешний вид.

Герман Гессе считает, что старость – это ступень нашей жизни, имеющая, как и все другие ее ступени, свое собственное лицо, собственную атмосферу и температуру, собственные радости и горести. У нас, седовласых стариков, есть, как и у всех наших младших собратьев, своя задача, придающая смысл нашему существованию, и у смертельно больного,  умирающего, до которого на его одре вряд ли уже способен дойти голос из посюстороннего мира, есть тоже своя задача, он тоже должен исполнить важное и необходимое дело.

Быть старым – такая же прекрасная и необходимая задача, как быть молодым, учиться умирать  – такая же почтенная функция, как и любая другая, – при условии, что она выполняется с благоговением перед смыслом и священностью всяческой жизни. Старик, которому старость, седины и близость смерти только ненавистны и страшны, такой же недостойный представитель своей ступени жизни, как молодой и сильный, который ненавидит свое занятие и каждодневный труд и старается от них увильнуть. Короче говоря: чтобы в старости исполнить свое назначение и справиться со своей задачей, надо быть согласным со старостью и со всем, что она приносит с собой, надо сказать ей «да». Без этого «да», без готовности отдаться тому, чего требует от нас природа, мы теряем – стары мы или молоды – ценность и смысл своих дней и обманываем жизнь.

Каждый знает, что старческий возраст приносит всякие тяготы и что он кончается смертью. Год за годом надо приносить жертвы и отказываться от многого. Надо научиться не доверять своим чувствам и силам. Путь, который еще недавно был маленькой прогулочкой, становится длинным и трудным, и в один прекрасный день мы уже не сможем пройти его. От кушанья, которое мы любили всю жизнь, приходится отказываться. Физические радости и удовольствия выпадают все реже, и за них приходится все дороже платить. И потом, всяческие недуги и болезни, притупление чувств, ослабление органов, и различные боли, особенно ночами, часто такими длинными и страшными, –  от всего этого никуда не денешься, это горькая действительность. Но убого и печально было бы отдаваться единственно этому процессу упадка и не видеть, что и у старости есть свои хорошие стороны, свои преимущества, свои утешения и радости.

Когда встречаются два старых человека, им следует говорить не только о проклятой подагре, о негнущихся частях тела и об одышке при подъеме по лестнице, но и о веселых и отрадных ощущениях и впечатлениях. А таковых множество.

1.3.2. Теории старения

Старение связано с изменениями, происходящими на всех уровнях организации живой материи – молекулярном, субкле­точном, клеточном, системном, целостного организма. Законо­мерные возрастные изменения организма называются гомеорезом. Определение гомеореза позволяет прогнозировать темп старения – естественный, ускоренный или замедленный.

Существуют две традиционные точки зрения на причины развития старения:

1) старение – генетически запрограммированный процесс, результат закономерной реализации программы, заложенной  в генетическом аппарате. Действие факторов окружающей и внутренней среды незначительно влияет на темп старения;

2) старение – результат разрушения организма вследствие неизбежного повреждающего действия сдвигов,  возникающих в ходе самой жизни. Это многопричинный процесс, вызывае­мый различными факторами, действие которых повторяется и накапливается в течение всей жизни.

Известный советский геронтолог В.В. Фролькис писал, что даже при старении как наиболее универсальном явлении природы наблюдаются парадоксы: каждый легко обнаружит разницу между молодым и старым, но никто не может дать исчер­пывающую научную характеристику сущности старения и ме­ханизмов его развития.


А. Комфорт еще более 30 лет назад подчеркивал, что ни одна из выдвинутых гипотез не в состоянии объяснить старение.

Поиски процессов, которые можно было бы считать специфи­ческими для наступления старости, были основными направле­ниями исследований в геронтологии со времени ее зарождения как науки. Многие ученые хотели видеть в них «первопричину» старости. В настоящее время существует более 200 различных теорий, которые пытались объяснить разнообразные изменения, происходящие на разных уровнях – от целостного организма, его систем и органов до уровня клеток и молекул. Большинство известных теорий старения сегодня имеют лишь историческое значение.

Исходной позицией приверженцев так называемых теорий изнашивания является идентификация механических измене­ний в организме в результате инволюции и атрофии как основ­ных причин старения. Считалось, что в процессе своей деятель­ности во времени и пространстве любая система подвергается изнашиванию и постепенно приближается к гибели. Вывод: живые системы стареют под влиянием интенсивных жизнен­ных процессов, а старение ускоряется или замедляется по за­конам физики в зависимости от динамики процессов на уровне клетки, тканей, целого организма. Сторонники теорий изна­шивания доказывали, что все индивиды в популяции имеют приблизительно одинаковую продолжительность жизни, но ее фактическая граница определяется темпом изнашивания, при этом продолжительность жизни зависит от средней величины израсходованной энергии на килограмм веса индивида.

Другая группа ученых связывала старение с израсходова­нием «жизненной» материи в клетках, которую условно обо­значали «Х-энергия».  Наиболее яркий приверженец данной теории – М. Бергер называл эту энергию «энтелехией». По его мнению, с течением времени характер и количество «энтеле­хии» изменяется, энергия жизни исчерпывается, а зародыш старения через биоморфоз в тканях приводит организм к смер­ти. Сторонники этой теории старения полагают, что каждый организм получает в наследство определенное количество «жиз­ненного фермента», который со временем истрачивается, что приближает организм к смерти.

Математическая модель старения и старости позволила исследовать старение не как функцию определенных жизненных факторов или нарушение биологических механизмов, а как закономерные, математически измеримые явления, протекающие с постепенным возрастанием болезненности и вероятности смерти.

А. А. Богомолец выдвинул теорию старческой дисгармонии физиологических отправлений организма. Он особо подчеркивал роль соединительной ткани в процессе старения: «Организм имеет возраст своей соединительной ткани».

Большая группа теорий объясняла старение изменениями в составе и структуре коллоидных растворов в клетках. Ученые, разработавшие эти теории, считали, что жизнь представляет собой постоянно изменяющееся состояние клеточных коллоидов и при нарушении данного процесса клетка стареет и умирает. Поэтому старение и смерть клетки неизбежны, а размножение считалось единственным биологическим способом омоложения.

Другой аспект коллоидохимических теорий представляет концепция нарушения белкового синтеза из-за «ошибки» в коде ДНК (дезоксирибонуклеиновой) и РНК (рибонуклеиновой) кислот. За основу старения принято нарушение регуляции в синтезе клеточных белков вследствие истощения свободных и связанных аминокислот. В эксперименте доказано, что клеточные культуры долго сохраняют свою жизненность, если в питательную среду добавить экстракт эмбриона или комплексы ДНК и РНК. Установлено, что содержание РНК в суммарных белках уменьшается со временем, и каждый возраст имеет специфический белковый спектр для любой ткани и органа, полностью зависящий от скорости белкового синтеза.

Широко известны в геронтологии интоксикационные теории старения. Еще в конце XIX столетия Ч. Бухард выдвинул положение, что каждый организм есть лаборатория для токсинов. Сторонники этого направления считают, что старение представляет собой процесс самоинтоксикации в результате нарастающего уровня токсинов в клетке. Установлено, что некоторые микроорганизмы прекращают свой рост и умирают значительно раньше в случае затруднительного выделения токсических продуктов их обмена.

Интоксикационная теория получила значительное развитие в трудах И.И. Мечникова. Он установил, что скопление токсинов индола и р-креозола в кишечном тракте ведет к старческому склерозу в тканях, гнилостная ферментация в толстом кишечнике вызывает самоотравление организма и, как результат, – старение и смерть.

Теории «дисгармонии и внутренних противоречий» объяс­няли старение  нарушением  в координации функций и трофики,  начиная с уровня клетки и до уровня целого организма. У высо­коорганизованных систем функции их отдельных частей подчинены требованиям целого организма, и чем сложнее эти зависи­мости, тем больше вероятность дисгармонии. Своеобразную разновидность теорий дисгармонии представляет концепция внутренних противоречий, согласно которой старение является результатом нарушения возможности восстановления клетки.

Существуют концепции, которые объясняют старение воз­действием биофизических факторов на генетический аппарат клетки и накоплением радиоактивных веществ. Высокая концен­трация радиоактивных элементов нарушает обменные процессы и вызывает процессы старения в клетке. В эксперименте установ­лено, что животные, подвергшиеся интенсивному облучению, ста­реют быстрее и имеют меньшую продолжительность жизни.

Специалисты института геронтологии и гериатрии АМН СССР выделили молекулярные, клеточные и нейрогумораль­ные механизмы старения.

1.3.3. Молекулярные и клеточные механизмы старения

К молекулярным и клеточным механизмам старения относятся:

1) нарушения генетического аппарата клетки, программы биосинтеза белка. Установлено, что изменения наступают во всех звеньях передачи генетической информации и приводят к нарушениям в регуляции генома. Известно, что белковые мо­лекулы являются основой жизненных процессов. Изменения регуляции генома приводят к неравномерным сдвигам в син­тезе белка, и это заканчивается нарушением функции клеток. В старости сокращается возможный диапазон стимуляции био­синтеза белка. В соответствии с гипотезой ошибок с возрастом могут накапливаться ошибки в генетической информации, что ведет к появлению «дефектных» белков;

2) нарушение клеточной биоэнергетики. Существенные из­менения происходят на этапах образования, передачи и исполь­зования энергии в клетке;

3) уменьшение клеточной массы. Нарушение функции кле­ток и их гибель являются итогом старения и сказываются на деятельности органов и всего организма в целом. Гибель части клеток приводит к тому, что на оставшиеся клетки приходит­ся большая нагрузка, что способствует их гиперфункции и гипертрофии и вызывает старение;

4) цитоморфологические изменения. При старении изменя­ются ядерно-цитоплазматические соотношения в клетке. В клетках, особенно неделящихся, увеличивается содержание пигмента липофусцина, который представляет собой скопле­ние продуктов их жизнедеятельности и способствует старению;

5) функциональные изменения. В старости существенно из­меняются функции клеток: снижается способность нейронов воспринимать информацию; секреторных клеток – синтезиро­вать и выделять вещества; сократительных клеток сердца – дли­тельно поддерживать высокий уровень работоспособности; рез­ко ограничиваются функциональные возможности органа при нагрузке. Одной из основных особенностей отдельных клеток и клеточных совокупностей является снижение их лабильно­сти, т.е. способности воспринимать частые ритмы возбуждения без их трансформации, что, в конце концов, и является причи­ной старения;

Для понимания механизма старения целост­ного организма большое значение имеет знание последователь­ности старения клеток различного типа. Широко распростра­нено мнение, что первичное старение свойственно неделящимся клеткам. Деление клетки освобождает ее от грубых возрастных изменений. Считается, что существует предел числа клеточных делений, который определяет время жизни клеточной популяции и обусловливает старение.

В условиях целостного организма старение клеток является сложной совокупностью их собственных возрастных изменений и регуляторных влияний всей внутренней среды организма. В соответствии с видом механизма старения можно выделить три типа клеток:

1) клетки, которым свойственно первичное старение;

2) клетки, процесс старения которых включает собственно возрастные изменения и регуляторные влияния;

3) клетки, старение которых опосредовано через весь комплекте внутриорганных влияний.