Название открытия
|
|
Скачать 0.76 Mb.
|
|
1. Название открытия - « БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ СТАРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА» Автор Рогозников Александр Петрович с.т.(8906)530-85-29 2.Вводная часть Открытие относится к области медицины, разделу «Физиология человека». На сегодняшний день насчитывается более 500 теорий старения человека. Наиболее распространены в последнее время следующие теории: 2.1. Генетические теорииОдин из вариантов генетической теории предполагает существование специальных генов старения. В соответствии с этими взглядами, суть процесса старения – не в нарушении генетической информации, а в том, что в определенный момент жизни экспрессируются соответствующие гены и начинается осуществление изначально заложенной программы старения. Подобное предположение можно обосновать тем, что удлинение индивидуальной жизни организмов при ограниченности пищевой базы вида препятствовало бы развитию новых организмов и тем самым задерживало бы процессы изменчивости и приспособления вида к меняющимся условиям внешней среды. Впервые подобную мысль высказал А. Вейсманн в 1891 г. Ранее он предложил искать причины старения на клеточном уровне. У человека описано наследственное заболевание – прогерия взрослых, или синдром Вернера, который можно рассматривать как генетическую модель преждевременного старения. При детской прогерии (синдроме Гилфорда) признаки старения появляются еще до периода полового созревания, а смерть наступает до 30-летнего возраста от заболеваний сердечно-сосудистой системы. Представление о существовании генетической программы старения подтверждается еще и тем, что нормальные диплоидные клетки человеческого организма (например, фибробласты) in vitroмогут претерпевать только ограниченное (несколько десятков) число делений. Есть также данные о том, что in vitro клетки человека (долгоживущего существа) претерпевают больше делений, чем клетки мыши (короткоживущего), и что чем старше донор, тем к меньшему количеству делений способны его клетки. Однако если этим и можно объяснить процесс старения, смерть от старости имеет другие причины: клетки даже очень старых людей способны делиться еще примерно 20 раз (что намного превышает продолжительность предстоящей жизни человека). Свободные радикалы – кинетически независимые частицы (атомы, молекулы), у которых имеются неспаренные электроны. Обладают высокой реакционной способностью и при комнатных температурах неустойчивы. Свободные радикалы образуются в живых клетках в результате биохимических реакций, а также при действии ионизирующей или ультрафиолетовой радиации. Обычные концентрации – 10–6–10–8 молей на 1 г ткани. Свободные радикалы ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов клеточных мембран и липопротеидов плазмы крови, участвуют в реакциях т.н. перекисного окисления липидов. Чрезмерная активация этой реакции нарушает барьерные свойства мембран и тем самым жизнедеятельность клеток, обусловливает повреждение клеток сердца, печени, мозга и др. при ряде интоксикаций, гипоксии, стрессе, действии канцерогенных веществ. В медицине успешно применяются соединения – антиоксиданты, связывающие свободные радикалы и тормозящие перекисное окисление липидов. Свободные радикалы обнаруживают методом электронного парамагнитного резонанса или по свечению (хемилюминесценции). Различные факторы внешней среды способны вызвать изменения в молекулах ДНК. Среди таких факторов первое место занимают ионизирующие излучения: естественные (космические и от скоплений радиоактивных элементов в земной коре) и искусственные. Свободные радикалы, образование которых происходит в организме постоянно, также способны повреждать ДНК. Существуют и другие мутагенные факторы – физические и химические (например, курение). Считается, что именно курение является причиной того, что мужчины живут в среднем на несколько лет меньше, чем женщины. В молодом организме эффективно работает система ферментов, предназначенных для восстановления возникающих в ДНК дефектов. В старости эффективность этой системы снижается. В результате из определенных участков ДНК исчезают метильные группы. Накопление «ошибок» в молекулах ДНК приводит к синтезу «неправильных» белков, в том числе ферментов со сниженной активностью, и появлению нежелательных белков, например, таких, которые способствуют развитию злокачественных опухолей. ^ В течение жизни индивида молекулы, из которых состоит его организм, повреждаются. Наиболее важны изменения в белках и углеводах. Так, в белках происходит окисление некоторых аминокислотных остатков, гликозилирование (присоединение боковой углеводной цепи) и образование поперечных сшивок (дисульфидных мостиков), усиливающих межмолекулярные связи и ограничивающих функции белковых молекул. Эти модификации молекул с возрастом накапливаются: например, содержание окисленных белков в коже старых крыс может достигать 30–50 %. Нарастает количество «сшитых» белков в головном мозгу. При прогерии содержание окисленных белков в организме молодых людей достигает того же уровня, что и у 80-летних. Структурные модификации белков-ферментов приводят к нарушению их функций. Протеиназы, предназначенные для разрушения окисленных белков, сами модифицируются, и активность их падает. Возникает дефицит пероксид-дисмутазы и каталазы, которые должны инактивировать возникающие свободные радикалы. Избыток свободных радикалов дополнительно повреждает клеточные мембраны. Накопление ошибок в структуре белков препятствует делению клеток. Накопление свободных радикалов приводит к деструктивному окислению длинноцепочечных углеводородных соединений в клеточных мембранах, в результате чего меняются их свойства, например, снижается текучесть мембран синаптосом. Происходящее в течение жизни изменение молекул снижает прочность молекул и нарушает их функции. Неоднократно предпринимались попытки объединить обе основные группы теорий старения. Первый вариант объединения сводился к тому, что под действием внешних и внутренних повреждающих факторов нарушается структур молекул ДНК и РНК, в результате чего происходит синтез «неправильных» (незапрограммированных генетически) белков, в том числе ферментов (РНК-полимераз); они, в свою очередь, обусловливают синтез «неправильных» молекул РНК и так далее, по механизму порочного круга. Сам по себе этот процесс приводит к смерти организма: когда количество «неправильных» молекул РНК достигает критического уровня, включается механизм самоингибирования и возникает состояние равновесия между синтезами «правильных» и «неправильных» молекул. Второй вариант: в течение жизни происходит окисление белков, в том числе и ферментов, ответственных за поддержание структуру ДНК. В результате в ДНК накапливаются ошибки, что приводит к появлению «неправильных» белковых молекул и т.д. ^ Наиболее примитивные механистические гипотезы рассматривали старение как простое изнашивание клеток и тканей. Известность получила одна из первых общебиологических теорий, предложенная М. Рубнером (1908). Автор исходил из существования обратной зависимости между интенсивностью обмена, энергией и продолжительностью жизни: «энергетическая теория старения». Согласно расчетам Рубнера, количество энергии на 1 кг массы тела, которое может быть израсходовано за всю взрослую жизнь, постоянно у всех животных, и только человек имеет энергетический фонд в 3–4 раза больший, чем другие животные. Впоследствии это рассуждение не подтвердилось для многих видов. Неверным с точки зрения геронтологии был и вытекающий отсюда вывод, что для продления своей жизни человек должен проявлять минимальную активность. На самом деле ситуация противоположная, и пассивный образ жизни сокращает ее срок. ^ Нейроэндокринная система человека является основным регулятором его жизненных функций. Поэтому с самого начала в геронтологии активно разрабатывались гипотезы, связывающие ведущие механизмы старения на уровне организма с первичными сдвигами в нейроэндокринной системе, которые могут привести к вторичным изменениям в тканях. При этом более ранним представлениям о первичном значении изменений деятельности той или иной конкретной железы (гипофиза, щитовидной или, особенно, половых желез и т.д.) приходят на смену взгляды, согласно которым при старении изменяется функция не одной какой-либо железы, а вся нейроэндокринная ситуация организма. Гипоталамус – отдел промежуточного мозга, генератор биологических ритмов организма, играющий ведущую роль в регуляции деятельности желез внутренней секреции, которая осуществляется через центральную эндокринную железу – гипофиз. К одной из самых ярких и глубоко разработанных концепций в геронтологии по праву следует отнести элевационную теорию старения и формирования возрастной патологии у высших организмов, придающую ключевое значение в этих процессах возрастному повышению порога чувствительности гипоталамуса к гомеостатическим сигналам. На основании изучения у женщин таких показателей возрастной динамики, как состояние репродуктивной функции, наличие приливов, избыток веса тела и уровень холестерина, В.М. Дильман еще в начале 50-х гг. XX в. выдвинул и обосновал идею о существовании единого регуляторного механизма, определяющего закономерности возникновения и развития в организме в процессе его онтогенеза различных гомеостатических систем. Таким механизмом, по его определению, является возрастное повышение порога чувствительности гипоталамуса к регуляторным гомеостатическим сигналам. На протяжении 60–80-х гг. в серии экспериментальных исследований и клинических наблюдений было установлено, что именно этот процесс приводит к возрастному включению и выключению функции репродуктивной системы в женском организме, к возрастным изменениям в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе. Следствием аналогичных возрастных изменений в системе метаболического гомеостата, регулирующего аппетит и энергетическое обеспечение функций организма, является нарастание с возрастом содержания жира в теле. Развивая и углубляя на протяжении почти 40 лет свою концепцию, В.М. Дильман пришел к убеждению, что старение (и главные болезни, связанные со старением) не запрограммировано, а является побочным продуктом реализации генетической программы развития, и поэтому старение возникает с закономерностью, свойственной генетической программе. Выдвинутая им онтогенетическая модель развития возрастной патологии открыла новые подходы к профилактике преждевременного старения и болезней, связанных с возрастом и являющихся основными причинами смерти человека: болезней сердца, злокачественных новообразований, цереброваскулярной патологии, метаболической иммунодепрессии, атеросклероза, сахарного диабета пожилых и ожирения, психической депрессии, аутоиммунных заболеваний, гиперадаптоза и некоторых других. Из онтогенетической модели возникновения болезней следует, что их развитие можно затормозить, если стабилизировать состояние гомеостаза на уровне, достигаемом к окончанию развития организма. Если замедлить скорость старения, то, как полагал Дильман, возможно увеличить видовые пределы жизни человека. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям