Вопросы старения и смерти актуальны для каждого индивида и общества на протяжении всей истории. Успехи медицины в 20 и 21 веке привели к значительному увеличению продолжительности жизни по сравнению с предыдущими периодами в истории развития человечества, однако этот результат был достигнут в основном за счет повышения эффективности лечения болезней.
Что такое собственно процесс старения? Это может показаться странным, но в настоящее время по-прежнему нет единой общепринятой теории, объясняющей это явление. Биологические теории изучают преимущественно отдельные стороны этого сложного процесса и в большинстве своем не учитывают того, что он является универсальным законом и должен рассматриваться прежде всего с системной точки зрения.
Эволюция организмов с момента возникновения жизни включала две противоположности- собственно жизнь и смерть. Вопрос о том, всегда ли существовал процесс старения организма как необходимая часть развития, приводящая в конечном итоге к гибели, или он возник в процессе эволюции как побочный ее продукт, продолжает оставаться открытым.
В настоящее время существует большое количество теорий и гипотез старения организма- всего их более 300. Все существующие теории в геронтологии могут быть разделены на две большие группы.
1. Старение является результатом повреждений, которые накапливаются во время жизни организма (Стохастические теории).
2. Старение- генетически закодированный процесс (теории программированного старения).
Наиболее известной концепцией является теория, представленная Л. Хейфликом более 35 лет назад. Он выяснил, что нормальные клетки имеют ограниченную способность к делению, а также что возрастные изменения могут иметь внутриклеточную природу. Нормальные клетки смертны, потому что теломеры, принимающие непосредственное участие в клеточном делении, сокращаются при каждом делении.
Таким образом, сокращение теломер может быть генетически закодированной молекулярной основой старения. Эта теория имеет многочисленные экспериментальные подтверждения. Но некоторые работы, проведенные с использованием клеточных культур, противоречат теории предела клеточных делений Хейфлика, и их результаты различаются в значительной степени.
Глава 1.
Старение – универсальное явление живой природы
Процесс старения является общим свойством всех живых организмов. Это явление практически универсальное, и, за редкими исключениями, ему подвержены все существующие виды растений и животных. Возникает вопрос о том, на каком этапе развития живой материи этот процесс появляется и как протекает у различных видов.
Всем хорошо известно, что в окружающем пространстве нет ничего вечного: с течением времени все живые и неживые объекты разрушаются и перестают существовать.
Из повседневного опыта известно, что все объекты неживой природы подвержены постепенному разрушению. По аналогии можно предположить, что живые организмы также разрушаются с течением времени, то есть старение организма и есть разрушение, а поэтому старение- абсолютно универсальный процесс, однако при ближайшем рассмотрении становится ясно, что это не так. Нужно четко представлять, что существует огромная разница между разрушением, или износом, и старением как системным процессом. Объекты неживой природы разрушаются под действием факторов внешней среды. Чем более агрессивными являются эти факторы, тем интенсивнее происходит разрушение, и, следовательно, сокращается срок «жизни» объекта.
Термин «износ» более характерен для искусственно созданных объектов и предметов, применяемых человеком. При этом срок существования их зависит как от факторов внешней среды, так и от интенсивности их использования.
В отличие от неживой природы, в среде биологических объектов наряду с разрушением имеет место старение – явление, представляющее собой системный процесс. Термин «системный процесс» отражает то обстоятельство, что любой биологический объект представляет собой сложную динамическую систему, а старение является универсальным свойством живых организмов.
Впервые такие отличия между живой и неживой природой были определены немецким физиком Р. Клаузисом в 1865 году. Он утверждал, что в окружающем мире все процессы протекают асимметрично, однонаправленно. За счет этого в мире происходит нарастание энтропии – рассеивание энергии, а это приводит к переходу систем к состоянию хаоса. Этот фундаментальный закон называется вторым началом термодинамики. Согласно ему, для существования любой структуры необходим приток энергии извне, поскольку сама по себе энергия имеет тенденцию рассеиваться в пространстве. Живые организмы относятся к открытым термодинамическим системам: растения потребляют солнечную энергию и преобразуют ее в органические соединения, животные организмы разлагают эти соединения и таким образом обеспечивают себя энергией. При этом живые существа находятся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, постепенно отдают или рассеивают энергию.
