Причины и механизмы старения

Этиология. В настоящее время нельзя сделать окончатель-ного за­ключения о причинах, вызывающих старение. Из сущест-вующих по этому вопросу многочисленных гипотез можно выделить две основ­ные группы. Гипотезы первой группы предполагают, что старение является следствием накопления невосстанавливаемых поврежде­ний, получаемых организмом в течение жизни. В качестве повреж­дающих факторов могут выступать радиоактивное излучение, в том числе фоновое, происходящее вследствие распада естественных радиоактивных элементов, космические излучения и другие источ­ники радиации, а также случайные флюктуации рН и температуры в микрообъемах среды. Кроме того, сильное повреждающее дей­ствие оказывают свободные радикалы и перекиси, которые могут образовываться при окислении веществ в организме. Как известно, эти соединения химически чрезвычайно активны и способны вызы­вать повреждения молекул, разрывая их или образуя внутримолеку­лярные и межмолекулярные сшивки. Описанное при старении на­копление плохо растворимого коллагена и липофусцина, возможно, представляет собой следствие такого свободнорадикального окисле­ния.

Наиболее серьезные последствия при старении могут иметь повреждения молекулы ДНК или ферментных систем, участвующих в синтезе нуклеиновых кислот, так как это должно сопровождаться накоплением ошибок и грубых изменений в генетическом аппарате, возникновением мутаций. Предполагается, что накопление одних ошибок ведет в дальнейшем к появлению новых, определяя лавино­образное нарастание процесса, заканчивающееся «катастрофой ошибок». Действительно, при старении увеличивается частота хромосомных аберраций в клетках, но отсутствуют доказательства учащения мутаций и появления «ошибочных» белков. Кроме того, в организме существуют мощные защитные системы — антиоксидантные, репарирующие повреждение ДНК, контроли-рующие по­явление аномальных белков. Однако наблюдаемая при старении скорость изменений выше по сравнению с той, которая могла бы быть обусловлена упомянутыми случайными процессами.

Согласно гипотезам второй группы, старение представляет собой генетически запрограммированный процесс, выработавшийся в эволюции как инструмент, ограничивающий продолжительность индивидуальной жизни. С этой точки зрения, быстрая смена вы­мирающих одно за другим поколений способствует лучшей приспо­собляемости к условиям существования и защищает вид от вы­мирания в большей степени, чем потенциальное бессмертие особи. Веским доказательством этого служит большое различие в макси­мальной продолжительности жизни животных разных видов. В та­ком случае старение должно рассматриваться как один из этапов он­тогенеза, когда достижение одной фазы развития сопровождается изменением и выработкой индукторов для наступления следующей фазы. Данные, полученные при пересадке тканей молодого живот­ного старому, и наоборот, свидетельствуют об активном «старящем» влиянии тканей старого организма. Некоторые исследователи пред­полагают, что генетическая запрограммированность возникает как следствие автоматически продолжающихся процессов дифферен-цировки организма в пострепродуктивном периоде, который нахо­дится вне действия естественного отбора.

Патогенез. Существует несколько вариантов механизмов разви­тия возрастных изменений .

Вариант первый предполагает, что причины, вызывающие старение, приблизительно в равной степени и одновременно дей­ствуют на различные элементы организма, приводя их к равномерному нарушению. Вариант второй выделяет одно зве­но в организме, которое в силу своей слабости или повышенной на него нагрузки первым выходит из строя, становясь в дальнейшем своеобразным водителем («пейсмекер») возрастных изменений и обусловливая вторичные изменения в других, более устойчивых звеньях. На роль такого водителя старения могли бы претендовать гипоталамус, соединительная ткань или иммунная система. И, нако­нец, третий вариант, по которому старение возникает как следствие деятельности некоторых механизмов, для которых генерация возрастных изменений в других тканях является их нормальной функцией («часы»), а не результатом каких-либо повреждений. Та­кая функциональная активность механизма может быть по-разному воспринята различными органами или же дифференцированно адресоваться различным тканям. При этом не обязательно, чтобы роль «часов» на протяжении всего процесса старения принадлежала одним и тем же образованиям, она последовательно может перехо­дить от одних к другим.

Накопленные к настоящему времени экспериментальные дан­ные не подтверждают первого из предложенных механизмов старения, а дальнейшие исследования должны дать основания для выбора одного из двух оставшихся.