Г. Гаструляция у млекопитающих 13 page

К сожалению, большинство исследований со стволовыми клетками выполнено вне организма, в условиях in vitro. При этом осознается проблема правомерности распространения результатов, полученных в условиях in vitro, на ситуации in vivo.

8.5. Старость и старение. смерть как биологическое явление. ЭКОНОМИКО - ДЕМОГРАФИЧЕСКИЙ АСПЕКТ постарения населения

Старость представляет собой стадию индивидуального развития, по достижении которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде, эмоциональной сфере.

Старческие изменения становятся очевидными и нарастают в пострепродуктивном периоде онтогенеза. Однако начало угасания репродуктивной функции или даже ее полная утрата не могут служить нижней временнόй границей старости. Действительно, менопауза у женщин, заключающаяся в прекращении выхода зрелых яйцеклеток из яичника и месячных кровотечений, определяет окончание репродуктивного периода жизни. Вместе с тем к моменту достижения менопаузы большинство функций организма женщины далеки от состояния, характерного для старых людей. С другой стороны, многие изменения, которые мы связываем со старостью, начинаются до снижения репродуктивной функции. Это относится как к физическим признакам (поседение волос, развитие дальнозоркости), так и к функциям различных органов. К примеру, у мужчин снижение выделения мужских половых гормонов половыми железами и повышение выделения гонадотропных гормонов гипофизом, что характерно для старого организма, начинается примерно с 25 лет.

Различают хронологический (календарный, паспортный) и биологический (физиологический) возраст. Согласно классификации ВОЗ (В семирная О рганизация З дравоохранения) людей, хронологический (паспортный) возраст которых достиг 60–74 лет, называют пожилыми, 75–89 лет — старыми, свыше 90 лет — долгожителями. Точное определение биологического (физиологического) возраста затруднено, поскольку отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям. К примеру, такой признак, как упругость (эластичность) кожи. Один и тот же биологический возраст достигается в этом случае женщиной примерно в 30 лет, а мужчиной — в 80. Именно поэтому прежде всего женщинам необходим грамотный и постоянный уход за кожей.

С целью определения биологического возраста используют батареи тестов, проводя совокупную оценку одновременно многих признаков, закономерно изменяющихся в процессе изменения календарного возраста.

Основу таких батарей составляют сложные функциональные показатели, состояние которых зависит от согласованной деятельности нескольких систем организма. Простые тесты обычно менее информативны. Например, скорость распространения нервного импульса, которая зависит от состояния нервного волокна, снижается в возрастном интервале 20–90 лет на 10%, тогда как жизненная емкость легких, определяемая координированной работой дыхательной, нервной и мышечной систем, — на 50%.

Состояние старости достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Этот процесс захватывает все уровни структурной организации организма — (макро)молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный. Суммарный результат многочисленных частных проявлений старения на уровне целостного организма заключается в нарастающем с возрастом снижении жизнеспособности особи, уменьшении эффективности приспособительных и гомеостатических механизмов. Так, молодые крысы после погружения в ледяную воду на 3 мин восстанавливают температуру тела примерно за 1 ч. Животным среднего возраста на это требуется 1,5 ч, старым — около 2 ч.

В целом старение приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма ¹. Последняя же, и в этом состоит ее биологический смысл, представляет собой универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении². Без смерти не было бы смены поколений — одного из главных условий эволюционного процесса. Ы Верстка! Подстраничное примечание. МС Ы

¹Наступлению биологической смерти нередко предшествует состояние клинической смерти, в котором клетки и ткани сохраняют достаточный уровень жизнеспособности, чтобы организм с помощью определенных воздействий мог быть возвращен к жизни (реанимация).

²Вопрос о потенциальном бессмертии и отсутствии старения у простейших, поставленный учеными в конце XIX — начале XX столетия на заре экспериментальной геронтологии, требует дальнейшей разработки. Наблюдения над амебами, размножающимися бесполым путем, показали, что выживание клеточной культуры, образованной исходно одной клеткой (клеточный клон), зависит от условий культивирования. Клон инфузорий, для которых типична смена бесполого размножения и полового процесса, постепенно утрачивал способность к последнему.

Возрастные изменения в процессе старения не во всех случаях заключаются в снижении приспособляемости организма. У человека и высших позвоночных в процессе жизни приобретается опыт, вырабатывается умение избегать потенциально опасных ситуаций. Интересна в этом плане и система иммунитета. Хотя ее эффективность после достижения организмом состояния зрелости в целом снижается, благодаря «иммунологической памяти» по отношению к некоторым инфекциям старые особи могут оказаться более защищенными, чем молодые.

В настоящее время в странах Западной Европы на 1 гражданина в “нетрудоспособном” возрасте (свыше 65 лет) приходится 4-5 человек “трудоспособного” возраста (15-64 года). Согласно прогнозам, к 2050 году соотношение изменится и станет1 к 2-3.

В конце ХХ века Европа стала первым континентом планеты, где численность лиц в возрасте 60 лет и старше превысила число детей Сходные перспективы характеризуют страны Северной и Южной Европы.

В начале 1990-х годов в странах Восточной Европы и в СССР проживало 8% населения планеты и 13% всех лиц “нетрудоспособного” возраста, однако по прогнозам тех лет в обозримом будущем и в этом регионе следовало ожидать прироста доли людей преклонного возраста.. Ожидаемая средняя продолжительность жизни- СПЖ (еще один важный показатель, рассчитываемый на момент рождения, а также по достижении определенного возраста, - средняя продолжительность предстоящей жизни или СППЖ) по РФ в 2007 году составила 67,65 лет (мужчины – 61,6 лет, женщины – 74,7 лет), что на 1,05 года выше показателя в 2006 году. Полезно вспомнить, что ожидаемая (предстоящая) средняя продолжительность жизни жителя России в 2004 году составляла 65,3 года (мужчины – 58,9 лет, что ниже возраста выхода россиян-мужчин на пенсию, и женщины – 72,4 года). Приведенные цифры ниже значений соответствующего показателя для населения Японии на 16,4 года, стран Евросоюза на 14 лет, США на 12 лет, Китая на 5,7 лет.

Существует мнение, что, хотя постарение населения планеты имеет место, негативное влияние этого процесса на состояние здоровья жителей Земли не следует переоценивать. В качестве аргументов, обосновывающих указанное мнение, приводятся следующие факты: 1) в настоящее время 60-летний житель Западной Европы имеет такую же продолжительность предстоящей жизни (ППЖ) как 43-летний житель названного региона в 1800 году; 2) в 1800 году в странах Западной Европы до 60 лет доживало менее 25% мужчин, тогда как сейчас доживает более 90%; 3) в настоящее время человек в возрасте 60 лет рассматривается как лицо средних лет, а в 1800 году его относили к группе пожилых; 4) в наши дни пожилые люди регулярно (следовательно, относительно легко, не напрягаясь) делают вещи, которые несколько ранее относились к сфере возможностей более молодых лиц; 5) сейчас пожилые люди менее нетрудоспособны, чем люди того же возраста несколько десятилетий назад.

Известно, что в наши дни в среднем в Европе между 50 и 70 годами жизни мужчины проводят 14,1 лет здоровыми, при этом половина из них работает, женщины – 13,5 лет, причем из них работает примерно треть. Если ориентироваться на такой показатель, как “ ожидаемая продолжительность здоровой трудовой жизни ”, то его значения для 50- летних европейцев и европеек выражаются цифрами 5,5-9,7 лет для мужчин и в 2,9-6,2 лет для женщин. Важно, что указанный показатель подвержен меньшему влиянию со стороны состояния и динамики здоровья населения и большему – со стороны финансово-экономических соображений людей. Установлено, что граждане современной Австрии, достигшие 50-летнего возраста, имеют реальный шанс дожить до возраста 78-84 года. При этом они сохраняют здоровье лишь половину срока жизни от 50 до 78-84 лет. Для жителей Германии и Финляндии интервал между возрастом утраты здоровья и смертью значительно короче.

С 1970 года шансы 65-летнего гражданина США дожить до 85 лет возросли с 20% до 40%, что соответствует увеличению в стране значений средней продолжительности жизни (СПЖ). Однако, наряду с ростом значений СПЖ, увеличивается продолжительность периода жизни людей, характеризующегося обострением хронических болезней или потерей дееспособности, а заболевания, являющиеся в настоящее время основными причинами смертности, демонстрируют устойчивые тенденции к росту.

Вывод общего значения состоит в том, что обществу и руководителям государств, имея в виду очевидный факт увеличения во второй половине ХХ века и на рубеже столетий “ ожидаемой продолжительности жизни ” европейцев, следует обратить внимание на создание для стареющих, пожилых и старых людей условий, обеспечивающих достаточно высокий уровень здоровья, в частности, совместимый с эффективной трудовой деятельностью. Между тем, за 2 года, проведенных на работе в условиях нестабильности (исполнение обязанностей или временная работа), у мужчин чаще наблюдаются увеличение артериального давления и признаки стресса, а у женщин – признаки депрессии, проявления враждебного отношения к окружающим, чувство одиночества.

8.5.1. Изменение органов и систем органов в процессе старения

Как правило, после 40–50 лет у человека возникают стойкие внешние проявления старения, в частности кожных покровов. Появляются морщины, образующиеся из-за потери подкожной жировой ткани, пигментные пятна, бородавки. Кожа становится сухой и шершавой в связи с уменьшением количества потовых желез, теряется ее эластичность, она становится дряблой.

Общее направление этих изменений для сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также основного обмена, отражающего состояние энергетических процессов в организме, см. рис. 8-87.

Рис. 8-87. Возрастные изменения некоторых жизненно важных функций человека: 1 — основной обмен, 2 — сердечный индекс, 3 — скорость кровотока (на рисунке кривая 3 помечена цифрой 9), 4 — емкость легких.

Признаки старения сердечно-сосудистой системы становятся заметными обычно в возрасте после 40 лет. Закономерные изменения наблюдаются в стенках сосудов: в них откладываются липиды, прежде всего холестерин, что наряду с другими структурными превращениями снижает эластичность и искажает ответы на различные стимулы, регулирующие кровообращение. Типично разрастание в стенках сосудов и сердца соединительной ткани (артариосклероз, кардиосклероз), замещающей рабочую мышечную ткань. В результате снижается эффективность работы сердца, нарушается кровоснабжение тканей и органов. Так, кровоток по сосудам головного мозга 75-летнего человека по сравнению с 30-летним уменьшен на 20%.

В основе функциональных расстройств дыхательной системы лежит разрушение межальвеолярных перегородок, что сокращает дыхательную поверхность, разрастание в легких соединительной ткани (пневмосклероз), что снижает эффективность аэрогематического обмена кислорода. В итоге с возрастом падает жизненная емкость легких, которая к 75 годам достигает всего 56% от уровня в возрасте 30 лет.

Легко заметным изменением в системе пищеварения является потеря зубов. Падает эффективность функционирования пищеварительных желез, нарушения двигательной (моторной) функции кишечника нередко приводят к привычным запорам.

В процессе старения страдает функция мочевыделительной системы, снижается интенсивность фильтрации в почечных клубочках (на 31% в 75-летнем возрасте по сравнению с 30-летним), так же как и обратное всасывание веществ и воды из фильтрата (первичной мочи) в почечных канальцах. Ухудшение функции мочевыделения объясняется гибелью с возрастом значительного количества нефронов (до 44% от уровня 30-летнего возраста), представляющих собой структурно-функциональные единицы почек.

Специального внимания заслуживают изменения в процессе старения со стороны мышечной системы и скелета. Снижается сила сокращений поперечнополосатой мускулатуры, быстрее развивается утомление, наблюдается атрофия мышц. Характерная для стареющих людей перестройка костей заключается в разрежении их вещества (старческий остеопороз), что приводит к снижению прочности.

В процессе старения организма существенные изменения происходят в репродуктивной системе. При этом они затрагивают обе основные функции главных органов названной системы — половых желез: выработку гамет и образование половых гормонов. У женщин овогенез прекращается по достижении ими менопаузы. Образование функционально полноценных сперматозоидов в мужском организме возможно, по-видимому, даже в преклонном и старческом возрасте.

Изменение гормонального профиля людей в связи с угасанием репродуктивной функции носит сложный характер. Распространено мнение о прогрессивном снижении с возрастом концентрации у мужчин тестостерона, а у женщин эстрадиола и прогестерона — главных мужского и женских половых гормонов. Напомним, что оба типа гормонов образуются организмами обоих полов, только в разном количестве. Указанные сдвиги сопровождаются повышением секреции эстрадиола и прогестерона у мужчин и тестостерона у женщин. Вместе с тем, содержание фолликулостимулирующего гормона у 80–90-летних женщин выше в 14 раз, а лютеинизирующего гормона — в 5 раз, чем у 20–30-летних. Резко нарушено у старых людей соотношение названных гормонов гипофиза, что является важной причиной нарушения репродуктивной функции в целом. Картина усложняется также тем, что в процессе старения изменяется ответ ткани на половые гормоны в связи с сокращением количества клеточных рецепторов к ним.

Изменения в процессе старения функций эндокринной системы носят объективно сложный характер. В качестве примера рассмотрим изменения в стареющем организме функции щитовидной железы. Обнаружено, что к старости падает содержание в крови трииодтиронина и тироксина, в связи с изменением белков плазмы крови ухудшается перенос гормонов к тканям, в клетках уменьшается количество рецепторов, узнающих гормоны, а чувствительность рецепторов повышается. Вместе с тем в крови сохраняется достаточно высокая концентрация тиреотропного гормона гипофиза; чувствительность к нему клеток щитовидной железы возрастает. Из приведенной картины видно, что в отдельных звеньях цепи регуляции жизненно важных функций гормонами щитовидной железы возрастные изменения не одинаковы по масштабу, а иногда и разнонаправлены. В таком случае важен общий результат, степень выраженности которого подвержена индивидуальным колебаниям.

Наряду с эндокринной системой нервной системе принадлежит важнейшая роль в регуляции, координации и интеграции разнообразных проявлений жизнедеятельности зрелой особи (организма, индивидуума). Изменения нервной системы в процессе старения включают нарастающую гибель нейронов, масштабы которой колеблются от отдела к отделу (от ядра к ядру) и составляют от 15–20 до 70–75%. С другой стороны, сохранившиеся клетки увеличивают свои размеры, образуют дополнительные разветвления окончаний отростков в тканях-мишенях, что имеет приспособительное, заместительное значение. Общий итог, однако, заключается в том, что после 40–50 лет в тканях образуется недостаток нервных влияний, что приводит к нарушению регуляций функций. Это справедливо, к примеру, в отношении иннервации сердца и сосудов, а также поперечнополосатой скелетной мускулатуры симпатической нервной системой.

Функциональные нарушения в процессе старения в центральной нервной системе зависят как от уменьшения числа нервных клеток, так и от снижения синтеза медиаторов, ослабления связей между отдельными мозговыми структурами, уменьшения скорости проведения нервных импульсов по волокнам и через синапсы. В стареющем организме с большим трудом вырабатываются условные рефлексы, приобретаются новые навыки. Изменения ряда функций носят более сложный характер. Так, интеллектуальные способности людей в возрасте 55–70 лет сохраняются такими же, какими они были в 20–30-летнем возрасте, а в возрасте 55–60 лет наблюдается второй пик творческой деятельности.

Одна из черт процесса старения заключается в снижении надежности механизмов регуляции, направленных на поддержание постоянства жизненно важных параметров внутренней среды организма — гомеостаза. Причину этого видят в функциональных изменениях стареющего гипоталамуса, с которым связывают действие своеобразных биологических часов старения всего организма. К гипоталамической области головного мозга человека относятся 32 пары ядер, участвующих в регуляции вегетативных функций. В целом процесс старения гипоталамических структур характеризуется неравномерностью и разнонаправленностью, что типично и для других областей (отделов) нервной системы.

В старости наблюдается снижение функций практически всех органов чувств. Уменьшается способность глаза к аккомодации, так как слабеют глазодвигательные мышцы и изменяется вещество хрусталика. Это ведет к старческой дальнозоркости. У старых людей хрусталик нередко теряет прозрачность — развивается катаракта. Падает острота зрения. Чувствительность органа слуха снижается, причем особенно к высокочастотным звуковым колебаниям. Старый человек хуже различает запах и вкус. К 75 годам люди сохраняют примерно 36% от количества вкусовых луковиц, которое имеется в возрасте 30 лет. У них нарушается чувство равновесия.

С возрастом заметно изменяются функции иммунной системы. За гуморальный иммунитет ответственны В -лимфоциты, вырабатывающие антитела к носителям чужеродной биологической информации — антигенам. Т -лимфоциты ответственны за клеточный иммунитет, например, за отторжение трансплантата, хотя могут участвовать в реакциях гуморального иммунитета. К старости наблюдается ослабление реакций как гуморального, так и клеточного иммунитета. Становление функции иммунной системы во многом связано с активностью тимуса (вилочковой железы), которая прекращается в связи с инволюцией железы по достижении половозрелого возраста (рис. 8-88). Нарушение естественного развития иммунной системы в эксперименте путем удаления вилочковой железы (например, у мышей) сокращает продолжительность жизни животных. Напротив, пересадка тимуса и костного мозга от молодой мыши к старой приводит к омоложению иммунной системы 19-месячной мыши до уровня 4-месячной. Некоторые такие животные жили заметно дольше своего обычного срока.

Рис. 8-88. Возрастные изменения вилочковой железы человека.

В стареющем организме клетки иммунной системы ошибочно вырабатывают антитела против собственных клеток и белков. Таким образом, старение сопровождается нарастанием аутоиммунных реакций.

Изменения в процессе старения органов кроветворной системы заключаются в снижении продукции эритроцитов. С возрастом способность костного мозга к восстановлению массы эритроцитов падает почти в 6 раз. Восполнение утраченных вследствие потери 30–40% общего объема крови эритроцитов происходит у 2-месячных крыс по 4,8%, а у 25-месячных — по 0,8% за 1 сут (рис. 8-89).

Рис. 8-89. Восстановление количества эритроцитов у 2-месячных (1) и 25-месячных (2) мышей после кровопотери.

Из изложенного следует, что процесс старения распространяется практически на все структуры и функции организма. При этом некоторые показатели (упругость кожи, поседение волос) изменяются с возрастом монотонно. Другие (артериальное давление, жизненная емкость легких) изменения носят пороговый характер, начиная регистрироваться примерно в возрасте 35–45 лет.

8.5.2. Проявление старения на (макро)молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях

Молекулярные и клеточные проявления старения заключаются в изменении показателей потоков информации и энергии, состояния ультраструктур дифференцированных клеток, снижении интенсивности клеточной пролиферации.

Учитывая возможную роль ошибок в молекулах ДНК в нарушении клеточных функций в процессе старения, изучали эффективность механизмов репарации повреждений молекулярной структуры ДНК (согласно расчетным данным, ежесекундно в геноме возникает минимум одно повреждение) в разном возрасте, а также корреляцию между интенсивностью этого процесса и продолжительностью жизни. В названных двух разных ситуациях получены противоречивые результаты. С одной стороны, уровень репарации повреждения УФ-облучением ДНК эмбриональных фибробластов трех линий мышей оказался пропорциональным средней продолжительности их жизни (900, 600 и 300 сут). С другой — репарация ДНК после УФ-облучения не различалась в культурах фибробластов кожи людей в диапазоне возрастов от 0 (новорожденные) до 88 лет. Общее заключение сводится к тому, что интенсивность молекулярной репарации ДНК меняется с возрастом в некоторых типах клеток, но главная причина клеточного старения не в этом.

В дифференцированных клетках млекопитающих старение сопровождается в целом снижением транскрипционной активности. Так, у мышей интенсивность синтеза РНК в ядрах печеночных и нервных клеток между 12-м и 30-м месяцами жизни падает на 50%. Изменение синтеза относится не только к рРНК, не кодирующим структуру белков, но и к и(м)РНК. В сравнении с активным репродуктивным периодом жизни в стареющем организме наблюдается исчезновение в клетках определенных типов и(м)РНК, но в это же время появляются некоторые типы и(м)РНК, которых не было ранее. Можно заключить, что, по-видимому, речь идет о частичной смене биологической информации, используемой клеткой в разном возрасте.

Скорость снижения транскрипционной активности ДНК в постмитотических высокодифференцированных клетках, к примеру, нервных, зависит от условий их существования в течение жизни, в частности от напряженности их функционирования. Так, одна и та же функциональная нагрузка, распределенная между меньшим числом клеток, приводит к более раннему падению уровня транскрипции в их ядрах. Параллельно изменению скорости транскрипции сокращается максимально достигаемая животными продолжительность жизни. ДНК эукариотических клеток находится в комплексе с белками — гистоновыми и негистоновыми, образуя вместе с ними хроматин ядер. Предполагают, что регуляция транскрипции информации с ДНК происходит путем изменения ДНК-белковых связей в хроматине. С возрастом такие связи становятся менее подвижными, снижается в хроматине содержание негистоновых белков.

Изменение трансляции в процессе старения изучают по содержанию рРНК (показатель общей белокобразующей способности клетки), мРНК (набор образуемых белков), активности аминоацил-тРНК-синтетаз (ферменты активации аминокислот). Оказалось, что в возрасте от 12 до 70 лет у людей утрачивается до половины генов рРНК, относящихся, как известно, к умеренно повторяющимся нуклеотидным последовательностям, которые продублированы в геноме более 300 раз. Сохраняющееся число генов, по-видимому, способно обеспечить образование требуемого количества рРНК. Интенсивность белкового синтеза в целом снижается в зрелом возрасте.

О возрастных изменениях набора образуемых белков судят по содержанию в клетках различных ферментов. Полученные данные трудно оценить однозначно, так как обнаруженные отклонения даже в группах ферментов, сходных по функции, нередко разнонаправленны. Вместе с тем активность ферментов, ответственных за окисление, изменяется в стареющем организме однонаправленно: она снижается.

Немаловажное значение при старении имеют изменения энергетики организма, в частности, давно отмечена обратная связь между продолжительностью жизни животных различных видов и удельной скоростью обмена веществ (основным обменом). Существует особое понятие энергетического жизненного потенциала, отражающего общее количество расходуемой за жизнь энергии. Его величина для млекопитающих (кроме приматов) составляет примерно 924 кДж/г, большинства приматов — 1924 кДж/г, лемура, обезьяны-капуцина и человека — 3280 кДж/г массы тела. Изменения потока энергии в процессе старения состоят в снижении количества митохондрий в клетках, а также падении эффективности их функционирования. Так, у взрослых крыс количество кислорода, потребляемое на 1 мг белка митохондрий, более чем в 1,5 раза выше, чем у старых животных. Важным свойство стареющего организма — смещение в процессах энергообеспечения функций соотношения между тканевым дыханием и гликолизом (бескислородный путь образования АТФ) в пользу последнего.

Изменения в процессе старения ультраструктуры клеток затрагивают практически все органеллы, как общего, так и специального значения. Одновременно может происходить накопление необычных веществ, иногда структурно оформленных (липофусцин). Наиболее заметна возрастная перестройка постмитотических высокоспециализированных клеток — нейронов, кардиомиоцитов. Для стареющих нервных клеток, например, типично обеднение цитоплазмы мембранами, сокращение объема шероховатой эндоплазматической сети, увеличение содержания в клеточных телах микрофибрилл, что, возможно, связано с нарушением транспорта веществ по отросткам. В отростках мотонейронов старых крыс скорость транспорта составляет примерно 200 мм/сут, тогда как у зрелых животных — 320 мм/сут.

Параллельно наблюдается снижение интенсивности синтеза белка и РНК. Отмечается замедление проведения нервного импульса, а в некоторых типах нервных клеток — уменьшение количества образуемого медиатора. Наиболее типичная чертой старения нервных клеток млекопитающих, в том числе человека, — нарастающее накопление с возрастом в цитоплазме пигмента липофусцина. У 60-летних людей благодаря увеличению содержания пигмента доля цитоплазмы снижается в 1,3, a y 80-летних — в 2 раза в сравнении с 40-летними. Липофусцин часто называют пигментом изнашивания, т.е. балластом. Противоположная точка зрения приписывает липофусцину роль внутриклеточного депо кислорода.

Возрастное накопление липофусцина распространяется кроме нервной системы на сердечную и скелетную мускулатуру. Сдерживание роста содержания пигмента в клетках плодовых мух путем ограничения летательной активности сочеталось с двукратным увеличением средней продолжительности жизни.

Еще один пример изменения в ходе старения специальных органелл касается микрофибрилл в клетках сердечной мышцы, в отношении которых начинают преобладать деструктивные процессы.

На определенном этапе прогрессивная эволюция жизни на земле оказалась связанной с переходом к более эффективному аэробному типу энергообеспечения процессов жизнедеятельности. Не следует, однако, забывать, что использование клетками кислорода приводит к образованию свободных радикалов, которые в силу чрезвычайной реакционноспособности могут вызывать быстрые разрушения биологических структур (мембран, макромолекул). Неблагоприятным эффектам свободных радикалов в клетках противостоят закрепленные процессом эволюции природные антиоксидантные механизмы. К ним принадлежат ферменты, разрушающие пероксиды. В процессе старения действенность механизмов, нейтрализующих свободные радикалы и пероксиды, снижается. Свободные радикалы способны нарушить любое звено молекулярной организации клетки. Сказанное делает их универсальным фактором старения на молекулярном и субклеточном уровне вне зависимости от вида клетки.

С начала 60-х гг. появились новые взгляды на значение для старения и продолжительности жизни закономерностей клеточной пролиферации. На основании подсчета числа делений фибробластов, высеваемых в культуру ткани от эмбриона человека и от взрослых людей, было сделано заключение о пределе клеточных делений (лимит Хейфлика), которому соответствует видовая длительность жизни. Показано, что фибробласты мыши способны удваивать свою численность 14–28 раз, цыпленка — 15–35, человека — 40–60, черепахи — 72–114 раз. Проверка результатов, о которых идет речь, выявила, что представление об ограниченности числа клеточных делений в индивидуальном развитии неточно.

Вместе с тем сохраняют свое значение классические представления, уходящие корнями в XIX столетие, утверждающие, что старение и естественное его следствие — смерть — это своеобразная плата за явление клеточной дифференцировки. Выход клеток в дифференцировку для многих типов клеток означает старение и гибель в связи с утратой возможности возвращения в митотический цикл (нервные клетки, сердечная и скелетная мышцы, лейкоциты и эритроциты крови, эпителий ворсин кишечника).

Date: 2015-09-05; view: 455; Нарушение авторских прав