А теперь конкретные инструменты как реализуется эта функция старения с точки зрения представителей теории запрограммированного старения.
И здесь тоже можно поделить теории на 2 подгруппы: первая подгруппа считает, что организм запрограммирован стареть; а вторая подгруппа считает, что мы стареем, потому что есть какой-то механизм, который запрещает нам / не дает нам чинить возникаемые поломки.
Теломерная теория старения
Одной из самых интересных и известных теорий старения является теломерная теория. Изначально ее основные положения выдвинул советский ученый Алексей Оловников в начале 1970-х годов, и только в 2009 году за ее доказанность и более точное определение механизма трем американским ученым была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии.
В чем состоит суть этой теории?
Теломеры это концевые участки хромосом, в которые упакованы наши ДНК. Теломеры можно сравнить с пластиковыми наконечниками на обувных шнурках. Если этот пластиковый наконечник на шнурке убрать, то шнурок начнет расплетаться и разлохмачиваться. Примерно то же самое происходит и с хромосами. Каждый раз при делении клеток, длина теломер укорачивается. Теломер хватает примерно на 50 делений клеток, этот предел назвали «пределом Хейфлика» в честь американского ученого Л. Хейфлика, который в 1960-х гг. обнаружил этот факт, что человеческие клетки могут делиться только ограниченное количество раз, и таким образом продолжительность их жизни «запрограммирована».
Когда теломеры укорачиваются настолько, что наступает предел Хейфлика, хромосомы начинают слипаться, ломаться, становятся более ломкими, клетки уже не могут делиться, и тогда они теряют жизнеспособность. И согласно теломерной теории, именно это и является причиной старения.
В целом теломерная теория звучит достаточно логично. Однако, некоторые факты сильно подшатывают ее возможность на то, чтобы быть ведущей теорией старения.
Во-первых, в наших клетках присутствует также фермент теломераза, который может достраивать укороченные концы хромосом теломеры. Именно за его открытие и была присуждена Нобелевская премия в 2009 году. В большинстве клеток теломераза имеет низкую активность, а ее принужденная активация медицинскими способами может приводить к повышению риска рака. Поэтому, не все так однозначно.
Во-вторых, предел в 50 делений действует не для всех видов клеток (примерно только для 1/8 от всего количества клеток). Некоторые клетки (стволовые или раковые) могут делиться бесчисленное количество раз. А большинство клеток человека вообще постмитотические т. е. они вышли из клеточного цикла и больше не обновляются или редко делятся после того, как они сформировались во время развития[21]. Постмитотические являются самые важные для организма клетки: например, нейроны не делятся совсем они с нами с самого рождения. Кардиомиоциты клетки сердечной мышцы также практически не делятся после возраста примерно в 1520 лет. Если бы клетки сердца делились и регенерировались, то было бы прекрасно и у нас не было бы инфаркта миокарда.
Постмитотическими являются и клетки большинства желез. Например, тимус (центральный орган иммунной системы) не делится, и что бы мы ни делали с теломеразой, он будет только уменьшатся с возрастом.
Кроме всего этого, скорость укорочения теломер также может существенно различаться у людей одного и того же возраста, что указывает на важность других факторов, включая генетику и образ жизни, которые могут влиять на старение. Если сравнивать разные виды организмов между собой, то некоторые виды животных с высокой продолжительностью жизни могут иметь эквивалентную или даже меньшую длину теломер по сравнению с человеком. Такое расхождение позволяет предположить, что длина теломер не является единственным фактором, определяющим продолжительность жизни.
Поэтому теломерная теория достаточно интересна, она объясняет, почему некоторые клетки делятся ограниченное количество раз. Но эта теория сама по себе не может полностью объяснить такой сложный процесс старения, потому что управление теломеразой (для продления теломер делящихся клеток) может обернуться риском развития рака, а для большинства остальных клеток этот механизм вообще не играет никакой роли, потому что они не делятся или делятся очень редко.
https://www.youtube.com/watch?v=qcj0D-bkCPM биолог о теломерной теории (видео, 5 мин)
https://ria.ru/20230819/telomery-1890440981.html статья о Элизабет Пэрриш, которая стала «нулевой пациенткой» по удлинению своих собственных теломер
Нейроэндокринная теория старения
Нейроэндокринная теория старения, предложенная Владимиром Дильманом в 1954 году, утверждает, что старение вызвано прогрессирующей потерей чувствительности рецепторов гипоталамуса к гормональному фону организма.
Гипоталамус часть мозга размером с грецкий орех, управляющая выработкой гормонов другими органами и железами. Дильман полагал, что прогрессирующая с возрастом потеря чувствительности гипоталамуса ведет к нарушению гомеостатического баланса и способности к точной регуляции, что приводит к уменьшению производства многих гормонов, вызывая болезни старения (диабет, ожирение, гипертония, климакс, атеросклероз, и т. д.).
Теория апоптоза
Эта концепция, также известная как принцип клеточного самоуничтожения, принадлежит известному академику В.П. Скулачеву. В соответствии с данной теорией, каждая клетка проходит через определенный (запрограммированный) жизненный путь, после чего умирает, освобождая пространство для новых клеток.
После того как клетка умирает, она "саморазлагается", и ее компоненты используются соседними клетками в качестве строительных блоков. Этот процесс также происходит с митохондриями, когда в них накапливается избыток свободных радикалов. Когда число умерших митохондрий становится слишком великим, продукты их распада вызывают апоптоз, то есть самоуничтожение.
В молодом возрасте количество умирающих клеток примерно равно количеству новообразующихся клеток, поэтому они просто заменяются (например, кожные клетки). Однако с течением времени число саморазрушающихся клеток становится больше, чем новых. Ткань и органы полностью не успевают восстановиться, они теряют свою функциональность, и частично начинают замещаться соединительной тканью (отсюда, в частности, фиброз легких и другие заболевания).
Иммунологическая теория старения
Данная теория предполагает, что постепенное снижение функции иммунной системы с возрастом является значительным фактором процесса старения. Эта теория основывается на наблюдении, что иммунный ответ у пожилых людей обычно слабее, чем у молодых, что приводит к увеличенной подверженности болезням и инфекциям.
Иммунная система это сложная сеть клеток, тканей и органов, которые работают вместе, чтобы защитить организм от вредных вторженцев, таких как бактерии, вирусы и другие патогены. Однако с возрастом способность иммунной системы реагировать на эти угрозы уменьшается. Это связано с уменьшением числа иммунных клеток, снижением их способности эффективно общаться, а также общим ухудшением способности иммунной системы распознавать и устранять чужеродные вещества.
В результате пожилые люди становятся более подверженными инфекциям, раку, автоиммунным заболеваниям и другим проблемам со здоровьем. Кроме того, ослабленный иммунный ответ также влияет на способность организма восстанавливать поврежденные ткани, что ускоряет процесс старения.