Наследственность и факторы окружающей среды

Люди относятся к тем немногим млекопитающим, которые являются исключением из этого правила. Между утратой репродуктивной способности (примерно в 50 лет у женщир позже — у мужчин) и завершением жизненного цикла у человека проходит мне лет.

Изучение представителей разных биологических видов показало, что продолжительность жизни, характерная для каждого животного или растения, частично обусловлена наследственностью. Но для того чтобы наследственные компоненты процесса старения могли проявиться полностью, необходимо установить или стабилизировать все прочие факторы, такие как стресс, несчастные случаи и болезни. Это невозможно.

На старение могут влиять различные внешние факторы, от роковых автокатастроф до детских болезней и загрязнения воздуха. Джонс изучил некоторые постоянные и переменные внешние факторы, способные увеличивать и уменьшать среднюю продолжительность жизни. НАПРИМЕР, (сельские жители живут на 5 лет дольше городских, а состоящие в браке на 5 лет дольше тех, кто ведет холостую жизнь. Тучность неизменно негативно влияет на продолжительно» жизни, отнимая 3,6 года у тех, кто весит на 25 % выше нормы, и 15,1 лет у тех, кто весит на 67 % выше нормы.) С распространением ядерных реакторов еще одним внешним фактором старения стала радиация. Высокие дозы — как при лучевой терапии — повреждают хромосомы в ядрах клеток, что, по некоторым данным, может ускорять процесс старения.

Теории старения

Как же на самом деле происходит старение? Просто ли останавливаются гене­тические часы, или клетки и органы обязательно должны быть повреждены хими­ческими отходами износившегося организма? Если мы поймем, как происходит естественное старение, сможем ли мы замедлить его процесс? К естественному старе­нию не относятся последствия заболеваний, которые поражают не всю популяцию, а только отдельных людей.

Большинство теорий старения можно разделить на две категории — стохастические теории и теории генетически запрограммированного старения, или теории «заведенных часов».

Стохастические теории старения. Согласно стохастическим те­ориям старения, организм стареет в результате случайных повреждений, как вызываемых происходящими в нем процессами, так и наносимых окружающей средой. Эти теории, иногда называемые теориями изнашивания организма, сравнивают организм человека с механизмом, который изнашивается от постоянного использования, причем у человека к этому износу добавляется накапливание клеточных дисфункций и повреждений. Лишние вещества, особен­но жироподобное вещество липофусцин, накаплива­ются, главным образом, в клетках крови и мышц. Занимая в клетках слишком много места, эти вещества мешают нормальному протеканию внутриклеточных процес­сов, замедляя их. Но большинство геронтологов считают, что накопление ве­ществ, подобных липофусцину, является не причиной старения, а его результатом. Более популярная стохастическая теория объясняет старение действием ос­колков молекул, называемых свободными радикалами. Обычно при использовании клетками кислорода (а он необходим практически в каждом внутриклеточном про­цессе) образуются высокоактивные химические агенты, готовые соединяться с чем угодно. Эти свободные радикалы вступают в реакцию с другими внутриклеточными химическими соединениями и могут нарушать нормальное функционирование клет­ки. Обычно у клетки есть восстановительные механизмы, уменьшающие ущерб, причиненный свободными радикалами. Но после серьезного повреждения организ­ма, например в результате инфаркта или воздействия радиации, вред, наносимый свободными радикалами, становится довольно ощутимым. Пока нет доказательств того, что повышенное потребление витаминов способствует увеличению средней продолжительности жизни.

Другие стохастические теории, связывающие процессы старения с повреждением ДНК в генах. Известно, что ультрафиолетовые лучи солнца могут причинять ущерб ДНК в клетках кожи. Обычно, когда в клетке повреждены гены, клетка либо самовосстанавливается, либо погибает и заменяется другим клетками. У старых людей процесс восстановления клеток происходит менее эффективно, и повреждения остаются. Возможно, старение — это просто снижение способности клеток к самовосстановлению.

Износу подвержены также ткани и системы организма. Иногда поражается соединительная ткань или поперечные сшивки между клетками. Они частично утрачивают гибкость и становятся жесткими. При старении снижается и эффективность иммунной системы. У пожилых людей организм хуже сопротивляется болезни.

Хотя стохастические теории имеют привлекательные стороны, они ограниченно объясняют старение в целом. Например, эти теории не объясняют, почему внутренняя «ремонтная мастерская» организма, какое-то время прекрасно справляется с устранением повреждений, вызванных неблагоприятными внешними воздействиями, вдруг перестает работать. Кроме того, они не объясняют, почему физическая нагрузка, которая, казалось бы, должна способствовать износу, благоприятно действует на организм.

Теории генетически запрограммированного старения. Согласно этой теории старение определяют запрограммированные действия специфических генов.

Считается, что средняя продолжительность жизни человека определяется примерно 200 генами. Запрограммированное старение часто связывают с ходом биологических часов. Иначе говоря, предполагается существование своего его рода встроенного таймера (пружинных часов), который устанавливается на определенное время, когда должна наступить смерть.

В другой теории «заведенных часов» высказывается предположение, что нечто подобное таймеру помещается в гипоталамусе, а также в гипофизе. В коре после наступления пубертата гипофиз выделяет гормон, вызывающий начало процесса старения, который будет протекать с запрограммированной скоростью.

Создатели некоторых теорий считают, что именно со спадом в деятельности иммунной системы связаны многие возрастные явления, включая подверженность онкологическим заболеваниям и таким инфекциям, как грипп и пневмония, или изменения стенок кровеносных сосудов, ведущие к атеросклерозу.

Ни одна теория полностью не объясняет процесс старения. Для этого, вероятно необходимо объединение по крайней мере 2-3 теорий. Ученые активно исследуют процесс старения на всех уровнях, а также способы его замедления. Некоторые исследования связаны с изучением связи преждевременного старения и различных заболеваний, например раком в детстве или артритом в юношестве. Цель других: исследований — помочь людям прожить здоровую, не омраченную болезнями жизнь вплоть до конца естественного жизненного цикла.