«Жизнь вечная – искушение мечтой» Печать E-mail

(причины старения-исторические и современные заблуждения)

Спор о соотношении старения и болезней не утихает с древности до наших дней. В этих, рассуждениях обсуждается одна сторона проблемы – является ли старость болезнью – с широко идущими отсюда выводами: если это болезнь, то можно ею и не заболеть? В какой мере основные болезни человека второй половины его жизни связаны со старением, являются его проявлением?
Часть 1
Старение и его причины.
Спор о соотношении старения и болезней не утихает с древности до наших дней. В этих, рассуждениях обсуждается одна сторона проблемы – является ли старость болезнью – с широко идущими отсюда выводами: если это болезнь, то можно ею и не заболеть? В какой мере основные болезни человека второй половины его жизни связаны со старением, являются его проявлением?
Согласно статистике, пик смертности (в основном, от болезней) приходится примерно на возраст около 60 лет, а после этого, уже от старческого одряхления (то есть от «естественных» причин), умирает менее 10% людей. По мнению знаменитого физиолога, академика и лауреата Нобелевской премии И.П. Павлова, человек должен жить не менее 100 лет, а если он умирает ранее, то в значительной мере по своей собственной вине (если, конечно, речь не идет о несчастном случае). Еще более оптимистично, в 125 - 150 лет, оценивал нормальную продолжительность жизни человека академик А.А. Богомолец.
С позиций медицины – в конечном итоге, продолжительность жизни человека определяется триадой: вид, наследственность, образ и условия жизни. Средняя продолжительность жизни человека в разные века была разной. В Древнем Риме, к примеру, средняя продолжительность жизни была равна 20–25 годам. Виной, конечно, – болезни, среда, образ жизни.
Крупнейшие геронтологи полагают, что видовая продолжительность жизни (как бы потенциальная продолжительность жизни) человека с веками не меняется. Однако, многое изменилось в биологии человека за сотни лет – и длительность периода роста и репродуктивного периода, и физическое развитие (рыцарские доспехи не налезут на усредненного современного юношу); и количество информации, перерабатываемой мозгом.
Это и многое другое позволяет рискнуть утверждать, что видовая продолжительность жизни (ПЖ) также возросла и человеку сейчас больше ассигновано, чем раньше. Но вся суть проблемы – отодвинуть, предупредить раннее возникновение возрастной патологии, ограничивающей возможности организма в старости и длительность самой жизни.
Процесс старения является сейчас предметом исследования многих лабораторий мира. Несмотря на то, что в этом направлении достигнуты значительные успехи, основные точки зрения на механизм, управляющий процессом старения, остаются несогласованными.
Выбор между альтернативными подходами к вопросу о существовании предела продолжительности жизни имеет не только академическое значение. От него в значительной степени зависит оценки того, что вообще в этой области может считаться реально достижимым и, стало быть, заслуживает поддержки, в том числе и финансовой.
В разные времена на вопрос - почему стареет и умирает человек? - давались очень разные ответы. Наиболее типичные из них сводятся к следующим причинам:
Внешние причины:
- первородный грех. Причина сводится к воле Бога, который наказывает смертью потомков за плохое поведение предков;
- очередной цикл реинкарнации при потенциально бесконечном числе циклов. Сам
механизм также поддерживается внешними силами (Бог).
Внутривидовое генетическое регулирование:
Гипотеза о том, что старение особей живых организмов имеет генетическую природу, имеет множество оснований и сегодня большинство генетиков, биохимиков и других специалистов, занимающихся проблемой смерти склонны придерживаться именно этой гипотезы.
Модель заключается, в общих чертах, в следующем. Развитие плода в утробе матери, рождение ребенка, его последующее развитие, взросление, старение и умирание регулируются системой генов, включающихся в работу друг за другом. Поскольку все это происходит в условиях ограниченных ресурсов, для генного набора становится выгодным уничтожить данную конкретную особь после того, как она исполнила свою роль.
Включение комплекса генов управляющих процессом старения, происходит у разных особей в разное время, что определяет внутривидовой разброс продолжительности жизни. Однако средняя продолжительность жизни данного вида задана в его генах. Как следствие, организм стареет и погибает: отдельные представители вида смертны, зато сам вид бессмертен.
Новая наука - биология клеточной смерти - также утверждает, что в организме действуют программы не только на жизнь, но и на смерть. Таким образом, клетки организма умирают не потому, что состарились, а потому, что сами кончают счеты с жизнью, если возникает подозрение, что они могут стать потенциально опасными или просто ненужными для окружающих тканей.
Внутренние причины:
- неправильный образ жизни: чревоугодие, жадность, гнев, зависть, которые разрушают организм изнутри и он умирает. Живи правильно - будешь жить дольше.
- накопление сбоев (механистическая модель), расстройств разного рода под воздействием стрессов, нагрузок, износа от времени и т.п.
Из сказанного следует несколько выводов.
Старение не является абсолютно неизбежным. Ведь в природе существуют по-настоящему бессмертные клетки! Например, раковые клетки, некоторые бактерии. Почти неограниченно могут обновляться клетки крови, эпидермиса, желудочного эпителия и т.д. Есть и бессмертные животные из числа простейших! Это, к примеру, гидра или актиния.
Мы умираем не потому, что жить неограниченно долго невозможно в принципе, а потому, что природа не посчитала это целесообразным и предусмотрела для этого соответствующие механизмы.
Мы не можем пока существенно повлиять на прекращение процесса самообновления клеток и на процессы ведущие клетки к самоубийству, так как эти процессы, по-видимому, закреплены генетически.
Где спрятаны Кремлевские куранты?
Если биологические часы действительно заложены в нашем организме и отсчитывают предначертанное время нашего бытия, то есть ли способ добраться до них? А добравшись, остановить или хотя бы замедлить их ход? Подобная попытка был сделана, но не на человеке. После того как самка осьминога откладывает яйца, она через 42 дня умирает. Все происходит с такой последовательностью, как если бы в самом деле действовал какой-то часовой механизм. И механизм этот был обнаружен.
За глазными впадинами у осьминога помещаются железы, функции которых до последнего времени оставались неясными. Оказалось, что это "железы смерти". При удалении одной из них срок жизни самки осьминога удлинился на два месяца. Когда же были удалены обе, жизнь ее удлинилась еще на целых одиннадцать месяцев.
В 1971 г. А. М. Оловников из института биохимических исследований при российской Академии наук предположил, что при делении клетки, молекула ДНК не может воспроизвести абсолютную свою копию, как это необходимо. При делении кончик молекулы как бы обрывается. При каждом очередном делении эта важнейшая молекула всё сокращается и, наконец, становится негодной для исполнения своих функций. Спустя десятилетия его предположения блестяще подтвердились.
Оказалось, что концы хромосом защищены своеобразными наконечниками - теломерами. При каждом делении клетки, теломеры сокращаются, пока не истощатся полностью. После этого, клетка больше обновляться не может. Одна из основных функций теломер заключается в защите концов хромосом от действия повреждающих факторов разной природы, которые могут нарушить целостность хромосом.
Большинство исследователей полагает, что теломеры – это биологические часы клеточного старения. Таким образом, клетка человека, как в организме, так и вне его - выращенная в пробирке, имеет определенный, строго отмеренный срок жизни – 50-59 делений. После чего она умирает. Эксперименты убедили геронтологов: часы жизни, неумолимо ведущие счет времени, находятся в хромосомах, в ядре каждой клетки.
Подтверждением этой гипотезы послужили опыты по клонированию белковой субъединицы обратной транскриптазы клеток человека, которые показали, что отсутствие этого компонента ограничивает старение нормальных клеток. Они переходят предполагаемую точку старения и увеличивают продолжительность существования как минимум на 20 делений. Но этот путь таит в себе большую опасность, чем старение, поскольку это один из двух шагов на пути к
злокачественному перерождению клеток.
Вместе с тем, существует ряд экспериментальных данных, проверенных на мышах, опровергающих эту гипотезу.
К примеру, об этом заявляет А.Г. Трубицыным (Биолого-почвенный институт ДВО РАН). Так как старение организма генетически запрограммировано, то нормальные соматические клетки млекопитающих проходят ограниченное количество делений и вступают в состояние необратимого покоя называемого пролиферативным старением. Это ведет к замедлению обновления клеток тканей, что обуславливает старение организма и его последующую неизбежную смерть.
Клеточный цикл является серией высоко упорядоченных процессов которые приводят к удвоению клетки. При прохождении цикла клетка последовательно проходит несколько дискретных фаз обозначаемых G1, S, G2 и М. Только прохождение фазы G1 стимулируется митогенами и может быть блокировано антипролиферативными факторами.
По окончанию G1 клетки переключаются на автономную программу регуляции и проходят остальные фазы с практически одинаковой скоростью в каждом делении. Все физиологические задержки и остановки цикла происходят в фазе G1. Критическим пунктом клеточного цикла является точка рестрикции в конце фазы G1. Именно здесь клетка "принимает решение" переходить в фазу S или углубиться в состояние покоя.
Клетки израсходовавшие весь свой пролиферативный потенциал останавливаются в G1 из-за утраты способности переходить точку рестрикции. Переход через точку рестрикции и вхождение в фазу S регулируют циклин-зависимые киназы (CDK).
Укорочение теломеров действительно приводит в конечном итоге к прекращению
пролиферации из-за эрозии хромосом. Однако нормальное пролиферативное старение наступает задолго до того как укорочение теломеров достигнет своего предела.
В опытах, проведенных на мышах, каждое их последующее поколениеначинало существование имея длину теломерных концов хромосом, при которых предыдущее поколение уже умирало от старости, и тем не менее нормально проходило стадии юности, зрелости и старости.
Только у последних генераций проявлялись потеря нарушения связанные с предельным укорочением теломеров. Однако нормальное пролиферативное старение наступает задолго до того как укорочение теломеров достигнет своего предела. Это неопровержимо свидетельствует, что прекращение делений при нормальном пролиферативном старении происходит не из-за утраты теломерных концов хромосом, а управляется другим механизмом.
Этот механизм открыт, говорит А.Г. Трубицын, он значительно сложнее чем укорочение длины теломеров и воздействует на активность CDK, а не нарушает целостность хромосом. На генетическом уровне пролиферативное старение управляется последовательной сменой экспресии ряда генов кодирующих изоэнзимы выполняющие одну функцию, но отличающиеся активностью. Продукты экспрессии этих генов не являются прямыми регуляторами активности CDK, а действуют опосредовано, через несколько процессов.
Многие исследователи часы старения помещают в гипоталамусе. Действительно, слишком много связано с этой структурой мозга. Попытки найти такой центр и разрушить его, предпринимаются, но пока не получили впечатляющего результата.
С гипоталамусом связаны важнейшие механизмы половой дифференцировки, роста, возникновение и потеря репродуктивной способности и др. Гипоталамические нарушения определяют развитие различных форм возрастной патологии. Вот почему возрастное разрегулирование функции гипоталамуса в комплексе с другими центральными механизмами может стать если и не часами, то водителем ритма старения и антистарения, определять важные механизмы долговечности организма.
Конечно, в сложном организме есть первичные, вторичные и др. механизмы старения. Однако, вероятно, нет Большого Бэна, Кремлевских курантов и др. Это целый набор биологических часов, где все сосредоточено и рассредоточено. В каждой клетке есть свои биологические часы, отсчитывающие течение биологических процессов в реальных временных координатах.
Вероятное и возможное.
Мы уже сейчас можем повлиять на процессы старения косвенным образом. Используя специальные меры, которые замедляют обмен веществ в организме (диета, физупражнения и др.), мы можем существенно растянуть жизненный цикл, и тем самым существенно отдалить запуск тех процессов, что ведут к прекращению обновления и самоубийству клеток. Если обычно уже лет после сорока в организме начинаются процессы, ведущие к старению, и годам к семидесяти человек умирает, то, замедлив обмен веществ, мы отдалим начало реализации "убийственной" программы, скажем на возраст в 50-60 лет, а продолжительность жизни увеличится лет до 90-100. Таким образом, меры против разрушающих факторов и замедление обмена веществ, по-видимому, могут продлить нам жизнь до 120 и более лет.
Из этого следует то, что определенными процедурами можно обманывать организм так, чтобы "вредные" гены включались позже. Действительно, занятия спортом, разные виды голодания и пр., все это примеры успешного эмпирического применения людьми этой очевидной идеи.
Включаясь, гены не управляют старением непосредственно, а используют для этого сложные цепочки биохимического синтеза, которые нам и нужно прервать.
Следовательно, можно обнаружить продукты обмена веществ, синтез которых непосредственно связан с процессами старения, чтобы затем химически поглощать, разрушать или не давать им синтезироваться.
Этот путь стал доступен совсем недавно, с развитием биохимии человека и именно с этим путем практики связывают ближайшие перспективы. Однако у метода есть существенные недостатки: воздействовать на организм придется постоянно, побочные эффекты такого воздействия практически неизбежны.
С открытия двойной спирали ДНК методами рентгенографии физиками Уотсоном и Криком многочисленные работы генетиков и биохимиков были направлены на локализацию (т.е. определение места нахождения) тех или иных важных для практики генов. Сегодня локализовано множество разрозненных генов, регулирующих синтез отдельных веществ, а также генов-регуляторов. Следовательно, можно вмешаться в сам геном и удалить, либо "заблокировать" те участки генного набора, которые ответственны за старение.
Сегодня значительная часть ученых мало сомневается, что в конечном итоге человечеству суждено пойти именно этим путем, несмотря на то, что научные, финансовые и чисто технические проблемы на этом пути огромны.
В практическом плане из причин, ведущих к старению и смерти, интерес представляют три важнейшие:
1. Живые организмы изнашиваются и стареют, как изнашивается и стареет всё природе.
2. Организм теряет способность к самообновлению и восстановлению.
Эта способность наблюдается в первой половине жизни и постепенно исчезает во
второй.
3. Запуск организмом таких процессов, которые способствуют его саморазрушению, старению и гибели.
1.Естественный износ.
Всё в природе подвержено старению. Согласно второму закону термодинамики, разрушение или старение - это есть процесс накопления энтропии (нарастание хаоса) со временем. Существует множество гипотез, объясняющих механизм старения организма и наступления смерти.
Прежде всего, наш организм просто на просто изнашивается. Организм также разрушается из-за радиационного излучения, недостатка кислорода, стрессов, накопления вредных веществ внешнего и внутреннего происхождения, хронического переутомления, и др.
Едва ли не решающее значение в разрушении организма придаётся повреждающему действию свободных радикалов. Это достаточно агрессивные молекулы (агрессивная форма кислорода), которые образуются в процессе обмена веществ. Они имеют неспаренный электрон и поэтому вступают в химические реакции с различными веществами в наших клетках и, тем самым, разрушают (окисляют) их. Предполагается, что разрушающее действие свободных радикалов отнимает не один десяток лет жизни у человека. Эти же агрессоры часто являются виновниками таких заболеваний, как рак, болезни сердца и сосудов и т.п.
Одной из существенных причин старения считается возникновение так называемых сшивок молекул в клетках. Так, академик О.Г. Газенко полагает, что причиной старения и смерти служит необратимая «сшивка» комплементарных нитей ДНК (процесс, который у разных людей идет с разной скоростью), в результате чего гены перестают работать, и клетки не получают инструкций, необходимых для их успешного функционирования; если это так, то трудно надеяться на возможность «омоложения» организма.
Возможен, хотя это еще гипотетично, еще один механизм старения клеток, основанный на горизонтальном межклеточном переносе генетической информации, т.е. как бы межклеточное возрастное “метастазирование” генами. Речь идет о том, что в условиях гибели клеток при старении в них происходит фрагментация ДНК, возникновение мельчайших обломков генома, порой генов в комплексе с регуляторным механизмом. Они попадают в межклеточную жидкость и отсюда, в условиях измененной с возрастом плазматической мембраны, проникают внутрь соседних клеток, а может и находящихся в отдалении.
При определенных условиях эти генные метастазы могут начать вмешиваться в регуляцию генома клетки, во всю систему биосинтеза белка в ней, а впоследствии распадаться.
По такому же принципу могут активироваться гены, синтез белков, ранее не синтезировавшиеся в клетке хозяина.
Безусловно, в организме имеются системы ремонта, которые способны восстанавливать повреждения. Однако, со временем, восстановительные способности организма снижаются.
2. Потеря организмом способности к самообновлению и самовосстановлению.
На первом этапе жизни наши клетки способны довольно быстро делиться, иначе говоря, обновляться. Какие бы повреждающие факторы не действовали на организм, но если клетки обновляются быстрее, чем происходит процесс накопления
повреждений, то организм остаётся молодым и здоровым. Однако с определённого момента процесс обновления замедляется, а затем и вовсе прекращается, и организм погибает.
В детстве процессы синтеза белка и образования новых клеток преобладают, организм растет. У взрослых людей формируется процесс равновесия. В старости процессы распада начинают преобладать. В первую очередь страдает кожная и мышечная ткань, а уж потом изнашиваются сердце, печень, мозг. Наступает смерть.
Считается, что этому предшествует снижение активности макрофагов - клеток крови, стимулирующих синтез белка и ДНК. То есть при их участии идет обновление всех клеток организма, в том числе обновляются и "прародители" клеток крови - полипотентные или стволовые клетки. В процессе непрерывного деления стволовые клетки стареют в первую очередь.Таким образом, получается замкнутый круг: мало макрофагов - мало стволовых клеток, мало стволовых клеток - мало макрофагов. В итоге страдают процессы восстановления всех клеток организма, наступает их старение.
Возрастные изменения нейрогуморальной регуляции, функции мозга определяют важнейшие проявления старения организма (изменения психики, поведения, эмоций, памяти, работы анализаторов, умственной и физической работоспособности, репродуктивной способности, прекращение роста, регуляции функции физиологических систем, трофики тканей, адаптационных возможностей организма и мн. др.).
При старении резко ослабляется нейронный ток веществ. Весь этот комплекс изменений может вызывать трофические изменения в иннервируемых органах и стать причиной возрастных изменений в клетках.
При старении изменяется и эндокринный контроль. Важно то, что при старении скорость тока гормонов и их влияние на клетки ослабевают, что становится важным компонентом изменений в тканях.
Французское слово Шаперон обозначает сопровождение, охрану. Сейчас шшаперонами называют определенные белки. Они синтезируются при стрессе и играют охранительную роль, соединяясь с другими жизненно важными белками. Они как бы сопровождают их, делают их более долговечными, активными. Это один из молекулярных механизмов защиты при стрессе.
В стареющих клетках синтезируется достаточное количество шаперонов. Однако, при добавочном стрессе синтез шаперонов, этих “белков стресса”, в старости меньше, чем у взрослых, и это становится одной из причин ограничения их возможностей.
Согласно же гипотезе доктора биологических наук А.М. Оловникова, возраст организма определяется длиной постепенно укорачивающихся концевых фрагментов молекул ДНК, так называемых теломер, не содержащих жизненно важной информации: когда эти фрагменты полностью разрушаются ферментом теломеразой, начинает затрагиваться и та часть молекулы ДНК, без которой организм не может нормально функционировать. Это оптимистическая гипотеза, поскольку методы генной инженерии позволяют, в принципе, «пришивать» к ДНК новые теломеры и, таким образом, продлевать срок жизни организма.
3. Запуск организмом процессов, способствующих его саморазрушению, старению и гибели.
Сначала природа создаёт механизмы защиты, чтобы довести живой организм до репродуктивного возраста, а затем перестаёт заботиться о нём и, похоже, даже включает механизмы, которые помогают организму умереть.
На сегодня открыто несколько различных способов "самоубийства" клеток. Например, это разрыв лизосом, как их назвал лауреат Нобелевской премии Сент-Дьерди, “мешков самоубийства”, с выходом в межклеточную жидкость ферментов-убийц.
Академик В.П. Скулачева, связывает старение и смерть с «самоубийством» больных клеток, так называемым апоптозом, когда клетки начинают вырабатывать "белки-самоубийцы"- механизмом полезным, но приводящим в конце концов к нарушению целостности организма.
Если научиться управлять этими процессами, то можно надеяться, полагают ученые, не только на продление жизни, но и на настоящее бессмертие.
Академик В. Фролькис (заведующий отделом биологии старения Института геронтологии АМН Украины), указывает, что развитие патологии, как и старение, связано с изменениями на молекулярном, клеточном, нейрогуморальном и других уровнях. Однако, первичные, запускающие механизмы следует искать в нарушениях генной регуляции.
Генетический аппарат можно назвать “клавиатурой жизни”.
В каждом из генов расположен код, программа построения отдельного белка. Геном имеет мощный регуляторный аппарат. В зависимости от регуляции генов будет реализовываться генетическая информация, происходит дифференцировка клетки.
Предполагается, что первичные механизмы старения связаны с нарушением генной регуляции. Ее изменения ведут к сдвигу соотношения синтеза разных белков, снижению потенциальных возможностей белоксинтетических систем. Это ограничивает пластическое обеспечение клетки и, в конце концов, ее приспособительных возможностей.
Чрезвычайно важно то, что изменение генной регуляции может привести к активации репрессированных, ранее “молчавших” генов. Опыты, проведенные в Институте геронтологии АМН Украины с участием В. Фролькиса, дали парадоксальный результат. Вещества, блокирующие определенную группу генов, приводили к увеличению, и значительному, продолжительности жизни. Они, очевидно, блокировали гены, в которых синтезируются “белки старения”, ведущие к гибели клеток.
Если удастся выделить этот ген, выделить эти белки и научиться их связывать, то продолжительность жизни клетки резко возрастет. Ученые настаивают на том, что есть и “белки антистарения”. Они стабилизируют мембрану клетки, “защищают” некоторые другие белки от разрушающего влияния, предупреждают клетку о гибели.
В наследственном аппарате человека в каждой клетке находится до 15–20% провирусов. Они накопились в ходе длительной эволюции живого от ее низших форм (вирус) до высших (человек). Вирусы – неклеточная форма жизни, способная проникать в живые клетки и там размножаться. Провирус (от греч. про – перед, раньше и вирус) находится в клетке хозяина и объединен с его наследственным аппаратом.
В определенных условиях может происходить активация провирусов с множеством последствий, к примеру, это может привести к образованию онковирусов и раковому перерождению клетки. Провирусы, находящиеся в наших клетках, в определенной ситуации могут стать причиной появления ранее не существовавших вирусных инфекций, не менее страшных, чем СПИД.
В. Фролькис предполагает(оговариваясь, что это требует еще специальных доказательств) - при старении в результате нарушения регуляции работы генов могут активироваться определенные провирусы, нарушающие внутриклеточное “хозяйство” и ведущие к гибели клеток. Косвенным подтверждением этому могут быть экспериментальные данные о том, что некоторые вещества, блокирующие считывание определенной генетической информации, увеличивают продолжительность жизни. Так может возникнуть вирусная гипотеза старения.
Генорегуляторный механизм сложен. Это не простая система сигнал – ответ. Дэвидсону принадлежит термин “умные гены” (smart genes). Это гены, реагирующие на комбинацию сигналов между генами регуляторной сети. Это своего рода компьютер, в котором происходит трансформация сигналов и, в зависимости от складывающейся ситуации, возникают комбинации экспрессии и репрессии генов.
Очень важно раскрыть сущность этих сигналов, передающих информацию от генома одной клетки к другой, от генома к другим органоидам клетки. Быть может, ими могут быть инверторы. Так назван новый класс внутриклеточных регуляторов, осуществляющих контроль генома над состоянием плазматической мембраны.
Важно то, что инверторы могут проникать в кровь и передавать информацию от клетки к клетке. При старении синтез инверторов ослабляется, и это становится
важным гено-мембранным механизмом старения клетки.
Таким образом, из сказанного следует - чтобы перестать стареть, нужно локализовать управляющие процессом старения гены, а затем "испортить" их или не дать им заработать, заблокировав, например, соответствующие гены-регуляторы. Проблема в том, что генов, управляющих старением, похоже, очень много, скорее всего, их не меньше, чем тканей и органов в организме человека, и старением каждого органа, ткани или системы органов может заниматься своя система генов и генов-регуляторов.
Способы продления жизни.
Пятнадцать лет назад, по данным института геронтологии, 37,1% опрошенных экспертов из разных стран считало, что прорыв видового барьера продолжительности жизни произойдет к 2040 году, сейчас 39,0% полагают, что это случится позже, а 61,0% считает это вообще нереальным. Еще в 60-х годах большая группа американских ученых, объединенная в “Ренд корпорейшн”, прогнозировала увеличение продолжительности жизни человека к 2020 г. на 50 лет. Многие участники этого опроса уже отказались от этого прогноза.
Вместе с тем, следует признать реальной принципиальную биологически обоснованную возможность разработки средств продления жизни:сама природа создала видовое разнообразие в продолжительности жизни от нескольких часов до сотен лет; внутри любого вида и, в том числе и человеческой популяции, есть удивительные примеры долголетия, т. е. возможности особого пути возрастного развития; экспериментальная геронтология уже сегодня знает подходы к увеличению индивидуальной продолжительности жизни на 30–50%.
Считается, что тактика и стратегия увеличения продолжительности жизни состоит в изменении баланса процессов старения и антистарения, замедлении темпа старения и активации процессов антистарения. И, следовательно, наиболее радикальных успехов на этом пути можно будет достичь, воздействуя на генорегуляторные механизмы.
Именно на этой основе был выдвинут принципиально новый подход генорегуляторной терапии. Если действительно, старение и развивающаяся на основе его патология связана с изменением регуляции генома, то профилактика и терапия этих состояний должна состоять в предупреждении, восстановлении генорегуляторных нарушений. В этом и состоит принцип генорегуляторной терапии – использование веществ, влияющих на репрессию и экспрессию генов.
Действительно, в отдельных экспериментах удалось показать, что ингибиторы процесса считывания генетической информации (ряд антибиотиков) приводят к значительному увеличению средней и максимальной продолжительности жизни (у крыс на 25–40%).
Итак, будущее геронтологии ученые связывают с генной терапией, генорегуляторной терапией, клеточной терапией, нормализацией геномно-мембранных связей в результате использования препаратов, полученных на основе инверторов; регуляцией состояния теломер и некоторыми другими направлениями исследований.
В различных лабораториях мира уже получен ряд обнадеживающих результатов, дающих надежду на успех усилий в борьбе с преждевременным старением.
Применение физиологических регуляторов (гормоны, медиаторы и др.).
Больше всего надежд и ожиданий по возвращению молодости и продлению жизни связывается с гормонами.
Когда пожилым людям стали вводить гормон щитовидной железы, результаты были поразительны: началось буквально омоложение всего организма. Однако благотворный эффект оказался непродолжительным.
Один из исследователей, работающих в этой области, американский врач Роберт А. Вилкой, поставил перед собой задачу – вернуть молодость женщинам. Им был разработан сложный курс лечения, включающий определенную диету, прием витаминов и солей и сочетании с инъекцией женских половых гормонов эстрогена и прогестерона. Как утверждается, ему удалось не только приостановить возрастные сдвиги, происходящие в организме, но и вызвать нечто вроде обратного процесса. И что особенно важно, изменения эти коснулись не только общего состояния, но и внешности, чему женщины, не без основания, придают столь большое значение.
Вот уже несколько лет в одной из шведских клиник ведутся успешные работы с гормоном тимозином. Опыты на мышах превзошли все ожидания и надежды. Гормон замедлил у них процесс старения настолько, что время для них как бы остановилось. Инъекции гормона делали и пациентам. Корреспондент, побывавший в клинике, встретил там женщину, которой на вид было лет 60. Оказалось, что на самом деле ей 89лет. Сам врач, занимающийся этими опытами, считает, что систематическое " введение гормона могло бы увеличить продолжительность жизни до 130 лет.
В свете этих фактов не кажется преувеличением сообщение об "омолаживающем гормоне" для некоторых насекомых, который удалось выделить в одной из лабораторий. Введение этого гормона способно обеспечить пребывание насекомого в "молодом возрасте" неограниченное время. Открытие это, как и другие, о которых шла речь, дает надежду, что возможно подобный гормональный состав может быть найден и для человека.
Сотрудники Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии продолжают работу, состоящую в том, чтобы выделять из тканей млекопитающих пептиды, и испытывают их способность к восстановлению возрастных нарушений в соответствующих органах у человека. В ряде случаев продемонстрирована их способность увеличивать продолжительность жизни крыс, мышей и даже дрозофил. Механизмы этих эффектов, производимых совсем короткими (от двух до восьми) определенными сочетаниями аминокислот, пока не описаны в терминах современной молекулярной фармакологии и с позиций этой отрасли знаний остаются совершенно загадочными.
В последнее время такие пептиды не только выделяются, но и синтезируются на основании данных о составе природных продуктов. Некоторые из природных и синтетических пептидов допущены к применению у людей и поступили в продажу в виде лекарственных препаратов.
Некоторое подобие "эликсира бессмертия", было изготовлено советским академиком А.А. Богомольцем. Состав этот повышал устойчивость стареющего организма и действительно производил определенное омолаживающее действие. К той же цели, ноиными путями стремился швейцарский врач П. Ниганс. Он пытался омолаживать организм, вводя в него сыворотку из тканей новорожденных ланей.
Другие ученые считают, дело вовсе не в гормонах. Мы рубим сучья, говорят они, не задевая корней. Корни же старения в другом – в том, что по мере лет в организме скапливается большое количество осколков молекул с высоким электрическим потенциалом, так называемых "свободных радикалов". Они-то и вызывают нежелательные и необратимые изменения организма. Изыскиваются способы нейтрализовать их.
Получены сообщения о первых шагах. Было применено простейшее средство- консерванты, используемые в промышленности для предотвращения порчи масла. Опыт на мышах показал: особи из подопытной группы прожили почти в полтора раза дольше, чем из контрольной группы. Применительно к человеку это значит, что жизнь можно было бы продлить в среднем до 105 лет. Если мы научимся полностью обезвреживать "свободные радикалы", считают некоторые ученые, жизнь человека можно будет продлить до нескольких столетий.
Некоторыми свойствами омоложения обладают, оказывается, различные природные составы. Так, в экспериментах, проведенных во 2-м Московском медицинском институте, мышам вводилось маточное молочко пчел. В результате продолжительность жизни подопытных увеличилась вдвое!
Советскими учеными был разработан препарат НРВ – нефтяное ростовое вещество После приема НРВ повышалась работоспособность, у седых людей темнели волосы, улучшался тканевый обмен и т.д. Однако пои длительном испытании этот вариант "эликсира молодости" не оправдал себя. (Сейчас НРВ как стимулирующее средство разрешен только для наружного применения.)
В Румынии – прокаином – аналогом новокаина, лечат артриты и артрозы, используют для предупреждения и излечивания явлений раннего старения. Он стимулирует биохимическую активность клеток, служит своеобразным биологическим катализатором.
Если в термостат нашего тела – гипоталамус – ввести раствор натрия и кальция, можно определенным образом регулировать температуру всего организма. Проделывая эту манипуляцию с обезьянами, удалось снизить температуру их тела на целых 6 градусов. При этом сами обезьяны не мерзли, не были ни сонными, ни вялыми – никаких побочных явлений замечено не было.
Если понизить температуру тела человека всего на 2оС, продолжительность его жизни возрастет в среднем до 200лет. При температуре же тела 33ОС человек, как ожидается, будет жить около 700лет! По словам исследователя, если термостат отрегулирован на более низкую температуру, нет никаких оснований предполагать, что мы буден чувствовать себя иначе, чем при 37оС, на изменения внешней температуры мы будем реагировать точно так же, как и сейчас".
Предполагается, что средство для такого снижения температуры будет выпускаться в виде пилюль, купить которые сможет каждый. Когда? Обычно срок от открытия препарата до его массового производства и продажи – 5 – б лет. Если открытие это будет апробировано на добровольцах и оправдает себя, возможно, такой препарат начнет выпускаться уже в ближайшие годы.
Использование генорегуляторной и генной терапии.
Многие связывают решение проблемы теломер с созданием эффективных средств противодействия старению и канцерогенезу - возникновению рака. Недавно группа исследователей из генотехнологической фирмы "Герон" в Калифорнии сделала решающий шаг в этом направлении. Используя геноинженерные методы, они ввели в клетки в культуре тканей ген фермента теломеразы. В клетках начал интезироваться фермент, удлиняющий теломеры, и клетки приобрели способность делиться в 2 раза больше, т.е. продолжительность их жизни возрасла.
Клетки человека обладают способностью делиться 50–59 раз ("лимит Хейфлика"). В опытах группы "Герон" после введения теломеразы клетка дает уже свыше 100 делений. Опыт продолжается. Главное сейчас установить, не происходит ли раковое перерождение клеток, и не накапливаются какие либо скрытые изменения в системах организма.
Учёные, поставившие этот эксперимент, заявили о том, что уже через десяток другой лет, на основе теломеразы может быть получено лекарство, которое если и не решит проблему старения окончательно, то сможет существенно продлевать жизнь.
По мнению В.П. Скулачёва клетка живёт пока получает информацию, что в ней всё нормально, но когда возникает угроза серьёзных неполадок, то срабатывает приказ "уйти из жизни". "А теперь представьте себе, -говорит Скулачёв - что мы ввели ингибиторы апоптоза - вещества, прерывающие передачу сигнала к самоубийству.
Такие вещества уже получены. И испытаны. Их вводили крысам через шесть часов после инфаркта или инсульта, и смертность их резко падала. Нет никаких препятствий к тому, чтобы лечить этим способом людей. Возможно, что уже в недалеком будущем медицина возьмет это на вооружение.
Считается, что решающее значение в исполнении команды на самоубийство играет белок под названием рRb. Учёные из США и Италии под руководством профессора П. Пеличчи, в опытах на мышах, нейтрализовали "нокаутировали" ген, отвечающий за выработку белка р66, и продолжительность жизни мышей увеличилась на 30%.
Поскольку природа считает весьма целесообразным уход организма из жизни после реализации репродуктивной функции, то она многократно продублировала механизмы ведущие к старению и смерти. По этой причине, нейтрализация одного гена позволила продлить жизнь только на треть.
Учёные, нейтрализовавшие ген р66, говорят, что люди смогут воспользоваться этим достижением через несколько десятилетий.
Группа канадских биологов нейтрализовала два гена у червей, в организме которых всего тысяча клеток. Эти черви стали жить в 6 (!) раз дольше. Это лишний раз говорит о том, что у нас людей процессы, ведущие к старению, продублированы многократно. Если бы к старению вела только одна причина, она наверняка уже была бы найдена и нейтрализована, а мы бы уже перестали умирать от старости.
Трубицын А.Г. из Биолого-почвенного института ДВО РАН со своими коллегами намерен провести исследования по восстановлению активности генов, которые действуют в тканях молодого организма. Комплекс тканеспецифических векторов кодирующих гены ранних изоэнзимов и будет лекарством, предотвращающим старение. Он считает, что это должно повернуть вспять процесс старения. Но сразу же оговаривается - достигнуть бессмертия таким способом не удастся, поскольку пролиферация неизбежно споткнется о процесс укорочения теломеров, но возможно увеличение срока жизни примерно вдвое.
Президент Российского общества геронтологов и крупный специалист в области онкологии В.Н. Анисимов давно работает с эпифизом (небольшая железа, расположенная в глубине головного мозга, которую, почитали древние индусы и даже окрестили Третьим Глазом или Глазом Шивы). Несколько лет назад В.Н. Анисимов и его коллеги из института онкологии в Санкт-Петербурге официально зарегистрировали открытие, подтверждающее, что экстракты эпифиза обладают противоопухолевым эффектом и продляют жизнь лабораторных животных.
Первую работу в этом направлении они опубликовали еще в 1979 году и оказались первыми в мире. Впоследствии научные и научно-популярные работы в этом направлении успешно продолжили и придали результаты широкой огласке швейцарцы (W.Pierpaoli), итальянцы (G.Maestroni) и американцы (R.Reiter).
Исследователи обнаружили улучшение общего статуса животных: повышение их активности, возрождение половой функции, восстановление качества мехового покрова. Более того, появилась информация, указывающая на подобный положительный эффект влияния эпифизного экстракта на людей. В принципе, еще в 30-х годах, австриец Engel предполагал, что вещества эпифиза, и как оказалось впоследствии, прежде всего мелатонин, эффективны в профилактике и борьбе с опухолями.
После издания в 1995 г. научно-популярных книг Вальтера Пьерпаоли и Рассела Райтера о мелатонине и его эффектах, в Америке без всякого преувеличения, начался и не утихает мелатониновый бум. Считается, что именно мелатонин отвечает целому ряду требований к веществу, которое можно считать универсальным в плане продления жизни.
Академик РАМН, директор Института биохимии СО РАМН Лев Панин, полагает, чтоя роль макрофагов в стимуляции биосинтеза белка и усилении регенерации (восстановления) клеток заключается в том, что, поглощая продукты клеточного распада, они кооперативно захватывают ЛПВП (липопротеины высокий плотности) и биологически активные вещества - стероидные гормоны. Образуется комплекс, который и запускает процессы регенерации. Ищутся пути как при помощи этого комплекса добиться деления клеток в пробирке, что в последующем даст возможность
обновления всех клеток организма, в том числе и "прародителей" клеток крови - полипотентных или стволовых клеток.
Считается также, что существует еще более перспективный путь – пересаживание стволовых клеток красного костного мозга. Этих клеток много в пуповинной крови плода. Раньше ее попросту выбрасывали как ненужный отход. Если из нее выделить и затем заморозить в жидком азоте полипотентные стволовые клетки, то они будут очень кстати лет через сорок. Таким образом, стоит задача создания клеточных банков.
Общедоступные профилактические меры.
Еще выдающиеся медики эпохи Возрождения настаивали на том, что никакие таблетки, эликсиры, настойки не заменят активного рационального образа жизни. Важно умножить то, что дано, и не растратить преждевременно то, что ассигновано.
Активный двигательный режим с обязательным условием – нагрузка, вызывающая достаточную реакцию сердечно-сосудистой и дыхательной систем, определенную степень кислородного голодания. Адекватные нагрузки кроме улучшения общего самочувствия приводят к образованию дополнительных сосудов в миокарде, повышению содержания ЛПВП, уменьшению вероятности тромбозов и др. К положительному эффекту приводит и активный интеллектуальный режим – наблюдения показывают, что умственно ленивые живут меньше.
Эмоциональный настрой через конкретные нейрогормональные механизмы сказывается на состоянии внутренней среды. Долгожители, в основном,– люди с оптимистическим настроем. Подавленность, депрессия являются важной причиной ускоренного старения. Активный поиск способа изменения стрессовой ситуации способствует повышению устойчивости организма, предупреждает истощение приспособительных возможностей. Вот почему общий тонус общества, его мораль, вера так важны для каждого.
В десятках лабораториях мира установили, что наиболее эффективный метод продления жизни – количественно недостаточная качественно полноценная диета. К увеличению продолжительности жизни ведет и белковоограниченная диета. Было показано, что использование ее даже у старых животных дает эффект и увеличивает сроки выживания. При этом также необходимо достаточное количество витаминов. Людям старше 50 лет целесообразно проводить два витаминных курса в год.
Многие исследователи считают, что голодание это и есть искомый путь. Считается, что при голодании из межклеточного пространства выходят натриевые соли (которые консервируют в клетках продукты жизнедеятельности, в том числе и шлаки главная причина старения) и заменяются на калиевые. Вывести шлаки, значит, воспрепятствовать старению.
Сейчас медицина переживает “свободно-радикальный бум”. С повреждающим действием свободных радикалов связывают развитие старения, стресса, атеросклероз, лучевую болезнь, рак и др. Вот почему рекомендуют принимать антиоксиданты, связывающие и обезвреживающие свободные радикалы. Кстати, к ним относятся витамины А, Е, С. Нужный положительный эффект достигается при серьезных дозах этих веществ, о чем свидетельствует опыт многих стран.
Еще И.И.Мечников связывал развитие старения с накоплением токсических веществ. Возможны два пути предупреждения их накопления:
а) усиление их выведения (с этой целью нами использовались различные кишечные сорбенты;
б) активация их распада.
Разработаный на Украине метод «двойной детоксикации» оказался эффективным не только в эксперименте, но и при лечении атеросклероза у людей.
Тело человека на 70 процентов состоит из воды. Очевидно, для здоровья и долголетия человека не безразлично, какая именно вода питает ткани его тела. В последние годы стало известно, что вода значительно различается не только по химическим примесям, но и по изотопному со ставу и другим особенностям. Многие свойства воды меняются, например, если ее пропустить между полюсами магнита. Вода может быть более биологически активной, и это сказывается на процессах старения организма.
Долголетие горцев и ряда народов Севера некоторые ученые также связывают водой, которую они пьют. Это так называемый "эффект талой воды", благотворно влияющей на обмен веществ и тем самым как бы "омолаживающей" организм. Сегодня поиски ведутся уже не на далеких островах или в неведомых землях. Они осуществляются в десятках лабораторий крупнейших научных центров мира, изучающих свойства воды и ее влияние на организм человека.
Из сказанного следует один главный вывод – преждевременное старение, скорее всего, будет побеждено не в результате появления какой-либо чудодейственной таблетки, а благодаря целому ряду, появляющихся одно за другим научных достижений. Важно отметить, что как старение, так и антистарение – процессы многозвеньевые, и потому воздействия направленные на предупреждение преждевременных проявлений старости должны быть комплексными и не могут ограничиваться одним суперэффективным методом.
Энергетическая модель старения
Современные молекулярная биология, генетика и эмбриология, проделав большой путь развития, завершили определенный виток в понимании сущности жизни. Оно было сугубо материалистичным, точнее, вещественным. Гены в этом смысле - только вещество. И когда это вещество - ДНК - детально изучили, открыв так называемый генетический код, то оказалось, что этого явно мало. Ключевая проблема биологии - преемственность поколений, наследственность, эмбриогенез - не раскрыта, более того, она по прежнему в тупике, правда более высокого ранга.
Ситуация сейчас напоминает положение в классической физике начала 20 века, когда с открытием элементарных частиц материи вещество вроде бы исчезло, осталось нечто, которое назвали неопределенным термином «энергия». Вот и в биологии, чем точнее понимание ДНК по части повсеместно принято центральной догмы ДНК-РНК-Белок, тем дальше происходит отклонение от стратегии генома в построении биосистемы. Биологии по аналогии с физикой еще предстоит пройти сходный путь.
Основные направления его уже определены идеями русских биологов Гуревича, Любищева и Беклемишева, которые представляют огромное по значимости интеллектуальное достижение, намного опередившие свое время.
Суть их мыслей в следующем:
1. Гены дуалистичны – они вещество и поле одновременно.
2. Полевые эквиваленты хромосом размечают пространство-время организма и тем самым управляют развитием биосистем.
3. Гены обладают эстетически-образной и речевой регуляторными функциями.
Насущная задача геронтологии состоит в разработке указанных концепций в контексте современных знаний, а также в изучении возможностей использования механизмов и технических средств для волновой коррекции биосистем.
В классическом представлении о совокупности сложных молекулярных биохимических процессов в биосистеме не учитывается ключевой, для понимания самой природы живого, аспект.
С новой точки зрения сущность его выражается в том, что для синтеза энзимов требуются не только их "центры зарождения" и "строительный материал", но специальные внутриклеточные поля, активирующие и прецизионно конфигурирующие этот сложнейший процесс.
Точнее, архитектура биологических тканей такова, что в их среде возникает определенная, уникальная для всего живого, специфичное энергетическое сопровождение биохимических реакций. И именно благодаря этой специфике и возможен внутри тканей живой системы интенсивный процесс синтеза физиологических регуляторов.
О природе, форме и сущности таких, тонко организованных, активирующих синтез энзимов и управляющих этим синтезом полей можно сказать, что из ныне бытующих понятий этой внутриклеточной энергии, по ее функциональному значению, наиболее уместно сопоставить санскритский термин - прана - жизненная энергия или первооснова жизненности.
А.П. Иванов (г. Димитровград), обозначает активирующую синтез ферментов энергию символом W и условно говорит о некотором эффективном параметре интенсивности такой энергии, как о ее амплитуде. Энергия W очень эффективно резонирует в тканях молодого организма, достигая весьма большой амплитуды, что приводит к синтезу всего необходимого для полноценной жизнедеятельности спектра энзимов. Падение амплитуды энергии W , имеющее место при старении, приводит к сужению спектра и концентрации, синтезируемых под активирующим воздействием W , ферментов. Так как, энергия W непрерывно расходуется на синтез ферментов, то существуют естественные механизмы подкачки поля W в резонирующую его среду живой ткани.
По мере жизни организма в его тканях, вследствие чисто энтропийных процессов, накапливаются определенные, не идентифицируемые в теории построенной биологами и биохимиками, довольно замаскированные структурные дефекты, о характере которых автор умалчивает. Концентрация подобных дефектов, которые он обозначать знаком h , фактически, и является адекватной количественной характеристикой степени старения тканей организма. Все же остальные дефекты и повреждения, явно наблюдаемые в состарившихся клетках, являются уже не определяющими факторами старения, а следствиями нарушения обмена веществ, вызываемого падением амплитуды энергии W, обусловленным необратимым (в естественных условиях развития организма) ростом концентрации дефектов-h.
Суть, предлагаемого в его проект технологии полного омоложения (ТПО), решения геронтологической проблемы состоит в создании специальных технических генераторов энергии W, и направлении потоков данной активирующей энергии в организм человека. Это обеспечит внешнюю для организма, дополнительную подкачку этой энергии с целью достижения внутри организма такой результирующей амплитуды энергии W, при которой скорость исправления h-дефектов организма будет значительно превышать скорость их естественного накопления.
Иначе говоря, восстановление этого исходного порядка в организме будет осуществляться опосредовано через действие биологических, выработанных эволюцией механизмов, работу которых будет значительно интенсифицировать искусственно генерируемое, дополнительное поле W. Действие в среде организма высокоинтенсивного поля W сразу приведет к синтезу всех требуемых для полноценной жизнедеятельности ферментов в нужных концентрациях.
А.П. Иванов, указывая на известные экспериментальные данные, согласно которым клетки способны делиться только 50 раз (предел Хэйфлика), считает, что в действительности это число делений не есть жесткая константа (модельно связываемая с ложной концепцией генетической программируемости продолжительности жизни), а является значением функции баланса скоростей абсолютного старения и омолаживающего процесса, характерного для живых тканей, в среде которых растут изучаемые клетки.
Предполагается, что специальные физические воздействия, на которых базируется предлагаемый им проект технологии полного омоложения, могут в широких пределах менять величину такого баланса. И эти воздействия будут, за сравнительно короткое время, возвращать ткань живого организма к исходному - не состаренному состоянию, что, при периодическом проведении процедуры омолаживания, позволит (теоретически - в рамках модели баланса скоростей абсолютного старения и естественного омолаживающего процесса), клеткам организма правильно делиться до бесконечности!
Автор при этом оговаривается, что на практике, по всей видимости, возникнут новые ограничения на предельное количество делений клеток, но они будут определяться иными факторами, начинающими действовать только когда количество делений клеток, подвергаемых воздействиям ТПО, многократно превысит предел Хэйфлика.
Итог первый.
Выбор между альтернативным видением теоретических и практических проблем старения, в т.ч. в вопросе о существовании предела продолжительности жизни, имеет не только академическое значение.
Дискуссии, ведущиеся на различных симпозиумах, конгрессах сегодня дают лишнее подтверждением тому, что консенсус не достигнут по вопросам геронтологии, которые имеют фундаментальное значение. В частности:
-существует ли внутренне присущий биологическим организмам и характерный для каждого вида предел долголетия (определяемый, например, длиной теломер или лимитом числа клеточных делений), который можно отодвинуть?
-какое отношение к практическим аспектам проблемы старения и долголетия человека имеют исследования лимита Хейфлика и теломеразы?
- какими должны быть критерии эффективности мер направленных на замедление старения и повышение продолжительности жизни?
Остается без ответа и самый главный вопрос:
-что вообще в этой области может считаться реально достижимым и, стало быть, заслуживает поддержки, в том числе и финансовой?
(Продолжение следует)
Интернет-обзор,
подготовил Владимир Зорев
 
 

Партнеры: Портал радиолюбителей, Схемы, Файлы, Форум радиолюбителей, Техническая библиотека