Выдвинуто более 300 теорий о гипотез о старении, но большинство из них носит исторический интерес. Наиболее известны из них следующие.
Эндокринная теория. Французский физиолог Ш. Броун-Секар (1818-1894) еще в конце прошлого века развил учение о том, что в процессе старения главенствующая роль принадлежит половым железам. К такому выводу он пришел на основании экспериментов, показавших, что жизненный тонус стареющих организмов повышается после инъекции вытяжек из семенников.
Сторонники эндокринной теории в 20-х годах 20 века проводили даже специальные операции “омоложения”. С.А. Воронов пересаживал семенники от молодых животных старым; человеку он пересаживал семенники обезьян. Подобные операции только временно стимулировали жизнедеятельность организма, старческие признаки быстро появлялись. Старость - процесс необратимый, а половые гормоны, стимулируя жизнедеятельность постаревшего организма, нарушали его физиологические функции, заставляли выполнять непосильную нагрузку, что ухудшало условия существования организма и ускоряло наступление смерти.
Авторы других эндокринных теорий главной причиной старости считают падение секреторной деятельности то гипофиза, то надпочечников, то щитовидной железы. Однако эти теории не могут объяснить старение, т.к. старческие изменения происходят не только в эндокринных органах, но и во всем организме.
Теория “ортобиоза” И. И.Мечникова. Согласно микробиологической теории И. И. Мечникова старость можно подразделять на физиологическую и патологическую. И. И. Мечников сделал вывод, что старость у людей обычно наступает преждевременно, т.е. является патологической. По представлению И. И. Мечникова в организме прежде всего страдают нервные клетки под влиянием интоксикации. Главным источником интоксикации он считал толстый кишечник, в котором развиваются гнилостные процессы. Для прекращения этих процессов он предложил употреблять в пищу кислое молоко, которое создавало бы неблагоприятную среду для гнилостных бактерий, и они заменились бы полезной для организма бактериальной флорой кишечника. И. И. Мечников считал, что продолжительность жизни зависит от соблюдения ряда условий, которые он объединил в учение о нормальной жизни и назвал ортобиозом (греч. orthos - правильный, bios - жизнь). В основе ортобироза лежит соблюдение правил гигиены, трудолюбивой умеренной жизни, чуждой излишеств.
Несмотря на ряд положительных сторон, теория И. И. Мечникова не раскрывала сущности явления старения, а выяснила лишь некоторые причины старения. Так более поздними исследователями было подтверждено, что систематическая интоксикация нервных клеток исходит не только от кишечника, но и вызывается продуктами азотистого обмена всего организма.
Теория жизненного темпа . Мысль о том, что высокий темп жизни сокращает ее длительность не лишена привлекательности. Но доказательств для такого заключения еще не достаточно, одни экспериментальные данные на животных указывают на то, что с повышением темпа жизни, например, при повышении температуры, при продолжительности нервного напряжения, повышается интенсивность обмена, которая обратно-пропорциональна продолжительности жизни.
И.П. Павлов в своих экспериментах на животных показал, что нервные нагрузки вызывают преждевременное старение. Он создал учение об охранительном торможении - нормальном физиологическом механизме. Теория И.П. Павлова о роли ЦНС получила широкое распространение в 30-е годы. Она имеет непосредственное отношение к проблеме старения и долголетия. Но эта теория до сих пор вызывает дискуссии и побуждает вновь проводить эксперименты на животных, так как другие опыты на животных это не подтверждают.
Теория соматических мутаций. В начале 1960-х годов появилась теория, которая породила больше экспериментальных исследований, чем какая-либо другая. Это теория соматических мутаций. Ее создатель английский генетик Сцилард (1959). Согласно этой теории для всех организмов существует одна первопричина старения. Она состоит в том, что старение обусловлено накоплением мутаций в обычных соматических клетках тела. В этой теории обращается внимание на то, что существенны в первую очередь мутации, происходящие в неделящихся, не обновляющихся клетках (нейроны, эритроциты, мышечные волокна). Менее важны мутации в клетках активно пролифирирующих тканей, таких, как эпидермис.
Теория соматических мутаций возникла из наблюдений, что воздействие ионизирующей радиации - это очень мощный мутагенный фактор и служит самым эффективным способом сокращения жизни подопытных животных. Но вопрос о точном соотношении между дозой облучения и степенью сокращения жизни не вполне ясен, поэтому теория соматических мутаций теперь уже не так популярна, как раньше.
Аутоиммунная теория старения. Суть этой теории заключается в том, что с возрастом наблюдается снижение эффективности иммунной системы. Предполагается, что с возрастом иммунная система становится неэффективной и возрастает вероятность взаимодействия иммунокомпетентных клеток с компонентами собственного организма. Самый важный факт - это повышение уровня антител к крови нормальных, здоровых людей при старении. Антител именно против своих тканей, а количество антител против наружной инфекции снижается.
Теория возрастных изменений соединительной ткани. Сформулирована в 30-е годы XX века А.А. Богомольцем (1881 – 1946). Автор этой теории считал, что физиологическую активность организма обеспечивает соединительная ткань (костная ткань, хрящевая, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань), и что изменения коллоидного состояния клеток, потеря их тургора и т.д. определяют возрастные изменения организмов. Современные данные указывают на значение накопления кальция в соединительных тканях, т.к. он способствует потери ее упругости, а также уплотнению сосудов.
Теория свободных радикалов Хартман. Свободными радикалами называют химические частицы, имеющие неспаренные электроны на внешней орбите. Этот неспаренный электрон делает их чрезвычайно реакционными. Они образуются в качестве постоянных промежуточных продуктов нормального метаболизма, например, при окислительных процессах в митохондриях. Свободные радикалы могут вызывать значительные повреждения, т.к. они взаимодействуют с такими важными молекулами, как ДНК белки, липиды. Свободные радикалы могут взаимодействовать с белками и ДНК и создавать в них внутри- или межмолекулярные поперечные сшивки. Особенно чувствительны к свободно-радикальным повреждениям внутриклеточные мембраны, т.к. они содержат в большом количестве ненасыщенные жирные кислоты. Свободные радикалы вызывают пероксидацию последних, и это может влиять на функционирование мембран. Конечным продуктом повреждения мембран является липофусцин - вещество, которое не может полностью метаболизироваться клетками
Если возрастные повреждения связаны с повреждением мембран и других компонентов клетки свободными радикалами, то можно ожидать увеличения жизни клеток и животных под влиянием веществ, взаимодействующих с такими радикалами. Некоторые данные подтверждают это предположение. Так добавление витамина Е в корм мышей или дрозофилы в некоторых случаях приводило к продлению жизни.
Покер и Смит (1974) нашли, что добавление витамина Е к культуре фибробластов, которая прошла 45 генераций и в нормальных условиях погибает после 65 генераций, удлиняет ее жизнь до 100 и более генераций.
Таким образом, эти опыты действительно позволяют предположить, что определенную роль в гибели фибробластов играет повреждение мембран и, значит, свободно-радикальные реакции могут быть одной из причин старения клеток.
Гипотеза о катастрофе ошибок. В 1940 году А.В. Нагорный выдвинул теорию согласно которой старение - это результат затухающего самообновления белков.
В 1963 году Оргель также выдвинул мысль, что одним из факторов, способствующих старению клеток, может быть прогрессирующее снижение точности белкового синтеза. Он указал на неизбежность метаболических ошибок и на то, что в конце концов в клетке может накопиться так много дефектных молекул, что она уже не может нормально функционировать.
Проверка теории ошибок дала неоднозначные результаты.
Многие исследователи, включая самого Оргеля отдают сейчас предпочтение более обобщенным теориям о роли ошибок в старении. Погрешности при синтезе белка -это возможно, лишь частичный случай молекулярных повреждений, которые могут порождать дальнейшие ошибки. Мутации в ядерной или митохондриальной ДНК, повреждение мембран свободными радикалами, усиление связи ДНК клеток, образование поперечных сшивок в нуклеопротеидах и т.д. - все эти явления могут таким же образом приводить к катастрофическому накоплению ошибок и дефектов.
Теория апоптоза объясняет старение организмов запрограммированной гибелью клеток: гибелью клеток, выполняющих свою функцию, и клеток с поврежденным геномом. При апоптозе цитоплазма клеток уплотняется, конденсируется хроматин, фрагментируется ДНК. На заключительных этапах апоптоза клетки распадаются на части, фагоцитируемые макрофагами и гранулоцитами. Так активация при апоптозе Fas/Apa – 1 приводит к гибели лимфоидных клеток, экспрессирующих этот рецептор. В клетках с поврежденной ДНК апоптозу предшествует экспрессия протоонкогенов fas, myc и p53.
Известна также гипотеза, в соответствии с которой старение является результатом изменения митохондриального метаболизма с последующим нарушением функций ферментов.
Ряд исследователей придают большое значение освобождающимся после распада лизосом гидролазам, которые разрушают клетки.
Как видно из всего сказанного, относительно причины или причин старения единого мнения не существует. Есть много различных идей о том, как и почему организм стареет, но нет такой теории, которая могла бы объяснить все известные факты. И все же, хотя единой теории старения еще не создано, причина старения связана с возрастными изменениями в течение всей жизни на всех уровнях организации. Можно лишь предположить, что старение связано с накоплением повреждений и что на скорость этого накопления могут влиять как генетические факторы, так и факторы окружающей среды.
Согласно программным гипотезам старение определено генетически. Эти гипотезы основываются на том, что в организме функционируют своеобразные “часы”, в соответствии с которыми осуществляются своеобразные изменения, механизм которых не совсем ясен.
Оглавление темы "Этапы развития иммунологии. Теории иммунитета.":Выявление роли патогенных микроорганизмов в развитии инфекционных болезней, возможность искусственного создания невосприимчивости подтолкнули к изучению факторов защиты организма от инфекционных агентов .
Пастер предложил теорию исчерпанной силы ; согласно этой теории «невосприимчивость» представляет состояние, при котором организм человека (как питательная среда) не поддерживает развитие микробов.
Однако автор быстро понял, что его теория не может объяснить ряд наблюдений. В частности, Пастер показал, что если заразить курицу сибирской язвой и держать её ноги в холодной воде, то у неё развивается заболевание (в обычных условиях куры невосприимчивы к сибирской язве). Развитие феномена обусловливало снижение температуры тела на 1-2 °С, то есть ни о каком исчерпывании питательной среды в организме речь идти не могла.
Фагоцитарная теория иммунитета. И.И. Мечников
В 1883 г. появилась теория иммунитета , опирающаяся на эволюционное учение Чарлза Дарвина и основанная на изучении пищеварения у животных, располагающихся на разных ступенях биологического развития. Автор новой теории, И.И. Мечников, обнаружил сходство внутриклеточного переваривания веществ у амёб, клеток энтодермы кишечнополостных и некоторых клеток мезенхимного происхождения (моноцитов крови, тканевых макрофагов). Мечников ввёл термин «фагоциты» ]от греч. phages, поедать, + kytos, клетка], а позднее предложил разделять их на микрофаги и макрофаги. Такому разделению способствовали и достижения П. Эрлиха, дифференцировавшего посредством окраски несколько типов лейкоцитов. В классических работах по сравнительной патологии воспаления И.И. Мечников доказал роль фагоцитирующих клеток в элиминации патогенов. В 1901 г. в Париже вышел его монументальный итоговый труд «Невосприимчивость в инфекционных болезнях».
Значительный вклад в распространение фагоцитарной теории внесли работы Э. Ру и учеников И.И. Мечникова (A.M. Безрёдка, И.Г. Савченко, Л.А. Тарасёвич, Ф.Я. Чистович, В.И. Исаев).
Сейчас мало кто помнит, что слово «геронтология» - то есть наука о старости и путях ее преодоления - введено в научный обиход Ильей Ильичом Мечниковым.
Мечников был прелюбопытной личностью. Сын гвардейского офицера и дочери известного еврейского публициста, сделавший стремительную научную карьеру, лауреат Нобелевской премии 1908 года.
Вклад Мечникова в геронтологию значителен, но противоречив. Он был одним из авторов научной теории старения, согласно которой старость вызывается ядами, отравляющими организм. А именно: дряхление проистекает от токсинов, выделяемых микробами толстого кишечника.
Кстати, они действительно выделяют токсины, другой вопрос, что старение сейчас объясняют иными причинами. Но в то время «теория задницы» выглядела довольно убедительной.
Например, Лев Толстой, ознакомившись с новомодным учением, записал в дневнике: «Мечников придумывает, как посредством вырезания кишки, ковыряния в заднице, обезвредить старость и смерть».
Сказать «старость — не радость» не исчерпывается наше отношение к этой теме. Кроме того, в обществе упоминания об этом жизненном этапе часто игнорируется и табу. Старость рассматривается в непосредственной близости от смерти. Так как это заключительный этап жизни, проблема старости и старения всегда будет иметь свое значение.
Теория старения Мечникова: насыщение жизни и смерти, инстинкт
Начало научного изучения старости, заложил в XIX веке Мечников. Он разработал теорию ортобиоза, в которой проанализировал проблему естественного, физиологического и преждевременного, патологического старения. Ученый интересовался жизнью и механизмами процессов старения, которые он описал в своей книге «Учение оптимизма» и «Природа человека».
Мечникову часто приписывают заявление, что возраст — это болезнь. На самом деле, он сказал, что большинство людей умирают от болезней, а не от старости как таковой. Степень старения выделяется в зависимости от насыщенности жизни.
Он приходит к интересному выводу о смысле и цели жизни в старости.
«Люди, особенно те, кто жил долгое время, не задают себе вопрос, зачем живет человек в мире. Причиной этого является инстинктивное желание жить, что связано, в то же время с самым сильным страхом смерти» , — сказал ученый.
Теория первой половины ХХ века
В первой половине ХХ века, возник ряд теорий старения. Во-первых, молекулярную теорию старения разработали А. Pictet, В. Алпатов, О. Nastyukova, К. Parhon и другие ученые. В этой группе теория старения рассматривается как следствие накопления с возрастом неблагоприятных для метаболизма оптических изомеров белков.
Вторая теория, считает старение результатом изменений в генетическом аппарате клеток.
Третья теория автоматического опьянения — разрушение иммунных свойств и контроля тканей в организме.
Старение и теория стресса
Мы не можем игнорировать теорию известного ученого Ганса Селье — отец стресса. Селье считал, что стресс представляет собой скорость износа человеческого организма в процессе жизни и соответствует интенсивности жизни. По мнению Селье старение сильно связано с механизмами адаптации. «Гибкость — одно из наиболее выдающихся особенностей жизни», — сказал он.
Таким образом, стресс является механизмом адаптации к окружающей среде, но до тех пор, пока нет износа внутреннего человеческого ресурса. Существуют пределы не только индивидуальные, но и адаптивность видов. Многие ученые согласны с выводами Ганса Селье, что резкое увеличение сердечно-сосудистых заболеваний и рака — результат истощения адаптации.
Адаптивная-нормативная теория старения
В восьмидесятые годы ХХ века стали изучать глубинные процессы старения. Ученые делали довольно оптимистичные прогнозы замедления старения и увеличения продолжительности жизни видов. Прогнозы были сделаны по существу в конце ХХ века (плюс еще двадцать лет). Доминирующее положение занимала адаптивно-нормативная теория старения, разработанная В. Фролькис и его школой.
Согласно этой теории, старение — естественный этап существования живого организма. То есть, право смотреть на период, который начинается как процесс старения — заложил еще на уровне эмбриона. Каждая живая система саморегулируется, так что вид способен адаптироваться к меняющимся условиям
Адаптация контроллер, характеризуется автором как анти-старение. Vitaukta — то, что определяет устойчивость и продолжительность живой системы и помогает поддерживать адаптивность. С точки зрения теории человеческая жизнь не может быть связана со скоростью и темпом разрушения организма, его старением, как это предполагалось раньше.
Средняя продолжительность жизни, в соответствии с Фролькис, более правильно различать механизмы для поддержания надежности организма, способность компенсировать нарушения.
Старение — это, в первую очередь, биологический процесс. Но человек стареет не только биологически. Человек — единственный из всех живых существ, осознающий свою смертность. Для изучения старости надо учитывать социально-культурную составляющую, связанную с восприятием старости в культуре.
В течение второй половины XIX века врачами и биологами того времени активно исследовалась роль патогенных микроорганизмов в процессе развития инфекционных болезней, а также возможность формировать искусственную невосприимчивость к ним. Эти исследования привели к изучению фактов о естественной защите организма от инфекций. Пастер предложил научному сообществу идею так называемой "исчерпанной силы". Согласно этой теории, вирусная невосприимчивость является таким состоянием, при котором человеческий организм не является благотворной питательной средой для инфекционных агентов. Однако эта идея не могла объяснить целый ряд практических наблюдений.
Мечников: клеточная теория иммунитета
Эта теория появилась в 1883 году. Создатель клеточной теории иммунитета опирался на учение Чарльза Дарвина и основывался на изучении процессов пищеварения у животных, которые располагаются на различных ступенях эволюционного развития. Автор новоявленной теории обнаружил некое сходство во внутриклеточном переваривании веществ у клеток энтодермы, амеб, тканевых макрофагов и моноцитов. Собственно, иммунитета создал известнейший русский биолог Илья Мечников. Его работы в этой области продолжались достаточно долго. Начало им было положено еще в итальянском городе Мессина, в котором микробиолог наблюдал за поведением и личинок
Патолог обнаружил, что блуждающие клетки наблюдаемых созданий чужеродные тела окружают, а затем поглощают их. Кроме того, они рассасывают и следом уничтожают те ткани, которые не нужны организму более. Он приложил немало усилий для разработки своей концепции. Создатель клеточной теории иммунитета ввел, собственно, понятие «фагоциты», выведенное от греческих слов «фагес» - поедать и «китос» - клетка. То есть новый термин буквально означал процесс поедания клеток. К идее таких фагоцитов ученый пришел несколько ранее, когда изучал внутриклеточное пищеварение в различных клетках соединительной ткани у беспозвоночных: губок, амеб и прочих.
У представителей высшего животного мира самыми типичными фагоцитами могут быть названы белые кровяные тельца, то есть лейкоциты. Позднее создатель клеточной теории иммунитета предложил разделять такие клетки на макрофаги и микрофаги. Правильность такого разделения подтверждали достижения ученого П. Эрлиха, который дифференцировал разные типы лейкоцитов посредством окраски. В своих классических работах, посвященных патологии воспаления, создатель клеточной теории иммунитета сумел доказать роль фагоцитирующих клеток в процессе элиминации патогенов. Уже в 1901 году вышел в мир его фундаментальный труд о невосприимчивости к инфекционным болезням. Кроме самого Ильи Мечникова, значительный вклад в развитие и распространение теории фагоцитарного иммунитета внесли И.Г. Савченко, Ф.Я. Чистович, Л.А. Тарасевич, А.М. Березка, В.И. Исаев и ряд других исследователей.
