Биологические аспекты старения

Безусловно, рассмотренное выше не в полной мере раскрывает глубинные предпосылки жизни, старения и смерти. Однако человечество постоянно изучает многочисленные факторы, ускоряющие процесс старения либо управляющие им.

 

Вредные факторы окружающей среды

В современном обеспеченном мире развитых стран организму человека в меньшей степени (чем в дикой природе) угрожают серьезные травмы. К сожалению, многочисленные мелкие, порой не замеченные нами недомогания и неблагоприятные воздействия на организм, множатся в течение всей жизни. В конечном итоге, не исключено, что некоторые из них приводят к нарушениям функций органов и отмиранию клеток.

Попробуем рассмотреть ситуацию подробнее. Организм человека в течение жизни постоянно подвергается естественному воздействию окружающей среды, в том числе радиоактивных и ультрафиолетовых лучей, а также различных вредных веществ.

Основная часть наносимых ими неразличимо мелких повреждений возникает в теле при, так называемом, клеточном дыхании. Каждая клетка нашего организма нуждается в кислороде и энергии, получаемой из углеводов и жиров, поступающих в организм с пищей. Потребность в энергии возрастает, например, при усиленной работе мышц. Процесс образования энергии из питательных веществ происходит в митохондриях. Это маленькие составчасти клетки, которые содержатся в различных количествах в каждой клетке тела.

Митохондрии имеют две клеточные оболочки (мембраны), причем на внутренней поверхности оболочки расположена система так называемой дыхательной цепи.

Именно посредством ее производится богатая энергией молекула аденозинтрифосфата (АТФ) и вода. Кроме того, митохондрии обладают своим собственным наследственным материалом (ДНК), который не защищен, как в ядре клетки, оболочкой.

При осуществлении очень сложного процесса клеточного дыхания могут постоянно происходить небольшие сбои. Например, электроны попадают на молекулу кислорода и превращают ее в свободный радикал. Под термином «свободный радикал» понимают определенные, легко вступающие в реакцию и очень агрессивные атомы и молекулы. Они в поиске любого материала, с которым могут вступать в химическую реакцию, не останавливаются ни перед чем и в состоянии разрушить множество структур, встречающихся на пути.

Особую опасность представляет повреждение собственной наследственной субстанции в митохондриях.

Ведь оно ведет в конечном итоге к их гибели. И в то же время, чем меньше митохондрий, т. е. поставщиков энергии, имеет клетка, тем меньше ее возможности. Ибо именно это ускоряет процесс старения организма.

Еще хуже, когда свободные радикалы наталкиваются на накопленную в ядре клетки наследственную субстанцию, содержащуюся в хромосомах, и повреждают их. В памяти таких хромосом хранится информация о каждом компоненте клетки. И, если даже какая-то одна часть, например белок, необходимый для строительства или функционирования клетки, не сможет быть считана в хромосомах, то уже больше не удастся осуществить его формирование. В результате клетка, по всей вероятности, погибнет.

Именно это особенно фатально для клеток, в частности для нервных, которые не могут делиться. Следовательно, погибшая нервная клетка не может быть заменена посредством деления какой-либо иной.

Однако, к счастью, существует ряд защитных механизмов, которые способны обезвредить свободные радикалы. К ним относятся, например, различные ферменты организма, в том числе и супероксидкаталаза. Чтобы сохранить свою эффективность, некоторым защитным ферментам необходимо наличие витаминов А, С и Е.

Такие витамины известны как ловцы радикалов, или антиоксиданты.

Благодаря им, теоретически появляется возможность для предупреждения и лечения повреждений, наносимых свободными радикалами. Хотя на данный момент нет убедительных доказательств того, что большие дозы приведенных витаминов действительно могут оказывать благотворное влияние на организм.

Результаты некоторых научных исследований подтверждают, что при помощи больших доз витаминов можно воспрепятствовать появлению различных заболеваний или затормозить процесс старения.

В то же время появилась надежда, что можно защититься от свободных радикалов совершенно иным способом. Ныне считается доказанным, что, если различные живые существа (от насекомых и вплоть до человекообразных обезьян) принимают малокалорийную, но разнообразную пищу, то в их системе обмена веществ образуется меньше свободных радикалов.

Если когда-либо подобное будет доказано и относительно организма человека, то можно будет при помощи здоровой и малокалорийной пищи обеспечивать сохранение молодости и здоровья. К сожалению, такое замечательное предположение пока не имеет достаточного научного обоснования.

Пресловутые биологические часы

Наряду с названными выше факторами, которые скорее случайно влияют на процесс старения, на все животные организмы оказывают влияние биологические ритмы.

Например, наступление юношеского периода или, иными словами, переходного возраста в один, всегда относительно одинаковый, временной момент в жизни человека свидетельствует о том, что этими процессами управляют внутренние часы. И то, что человеческая жизнь заканчивается не позднее 120—135 лет — этого максимального возраста на данный момент не достиг почти ни один человек, обусловлено, в частности, тем, что большая часть клеток человеческого организма может делиться лишь около 60 раз.

Такое резкое прекращение способности к делению обусловлено, по меньшей мере, четырьмя различными генами, одним белковым веществом и еще одним явлением, а именно, неуклонным сокращением количества хромосом в процессе деления клеток.

В хромосомах ядра клеток содержится полная информация по всем строительным компонентам и жизненным процессам в клетках. Хромосомы состоят из двух связанных между собой канатиков, которые, по аналогии с фотографией, можно назвать позитивом и негативом. В тот момент, когда делится какая-либо клетка тела, оба хромосомных канатика отделяются друг от друга, а для обеих частей вновь образуется по второму канатику. Позитив получает новый негатив и наоборот.

Такое новообразование осуществляется при помощи фермента, который называется полимеразаДНК. Для того чтобы данный фермент мог начать действовать, он должен получить определенный сигнал. Этот сигнал возникает в силу того, что одна из молекул осаждается на конце материнского канатика, и покидает его, когда завершится процесс деления.

 

Однако данная молекула покрывает лишь небольшую! часть канатика хромосомы. Поэтому находящаяся здесь часть информации не может быть считана.' Следователь- | но, ее двойник не может быть создан, что само по себе не столь уж и страшно. Только следует иметь в виду, что каждое такое деление клетки приводит к дальнейшему укорачиванию жгутика ДНК. И в какой-то момент такое уко- ' рачивание может привести к утрате важной части информации в результате постоянного уменьшения раз-жгутика ДНК. Например, может быть утрачена информация, содержащая схему создания белка, который играет очень важную роль в жизни организма. В силу чего ¹ данный белок уже не сможет образовываться в дочерней клетке, и она, следовательно, вполне может погибнуть.

Рассмотренное — лишь один из механизмов, который: может лежать в основе процесса старения и, в конечном счете, смерти человека. Наряду с ним существует еще множество иных генетически обусловленных процессов, управляющих старением клетки.

На основании достижений научных исследований на данный момент уже кое-что известно о том, как управляется процесс старения. Хотя следует учитывать — при этом | важную роль играют как генетические факторы, так и воз- j действие окружающей среды. Однако всего рассмотренного выше пока еще недостаточно, чтобы совершенно определенно ответить на вопрос о том, почему же стареет человек.