1

1. Журавльова Т.П. Основи геріатрії: навч. посібник для студентів закладів середовищ. проф. освіти. М: ФОРУМ: ІНФРА. М., 2003. 271 с.

2. Лобачов О.М. Біогенез мітохондрій при диференціації та старінні клітин. ВІНІТІ 19.09.85, №6756-В85 Деп., 1985, с. 28.

3. https://ua.m.wikipedia.org/wiki/Старіння_людини

4. Посібник з геронтології та геріатрії: Клінічна геріатрія / За редакцією В.М. Яригіна, А.С. Мелентьєва. М: ГЕОТАР-МЕД, 2003. 523 с.

Сьогодні існує кілька альтернативних теорій, які частково суперечать один одному, а частково доповнюють. Сучасна біологія приділяє проблемі старіння дуже багато уваги, і з кожним роком з'являються нові факти, що дозволяють глибше зрозуміти механізми цього процесу.

Молекулярно-генетичні теорії Гіпотеза, згідно з якою причиною старіння є зміни генетичного апарату клітини, є однією з найбільш визнаних у сучасній геронтології. Молекулярно-генетичні теорії поділяються на великі групи. Одні вчені розглядають вікові зміни геному як спадково запрограмовані. Інші вважають, що старіння – результат накопичення випадкових мутацій. Звідси випливає, що процес старіння може бути або закономірним результатом зростання та розвитку організму, або наслідком накопичення випадкових помилок у системі зберігання та передачі генетичної інформації.

Теорія вільних радикалів. Практично одночасно висунута Д. Харманом (1956) та Н.М. Емануелем (1958), вільнорадикальна теорія пояснює як механізм старіння, а й широке коло пов'язаних із нею патологічних процесів(Серцево-судинних захворювань, ослаблення імунітету, порушень функції мозку, катаракти, раку та деяких інших). Відповідно до цієї теорії, причиною порушення функціонування клітин є необхідні багатьом біохімічних процесів вільні радикали - активні форми кисню, синтезовані переважно у мітохондріях - енергетичних фабриках клітин. Якщо дуже агресивний, хімічно активний вільний радикал випадково залишає те місце, де він потрібен, може пошкодити і ДНК, і РНК, і білки, і ліпіди. Природа передбачила механізм захисту від надлишку вільних радикалів: крім супероксиддисмутази та деяких інших ферментів, що синтезуються в мітохондріях і клітинах, антиоксидантною дією володіють багато речовин, що надходять в організм з їжею - у тому числі вітаміни А, С і Е. Регулярне споживання овочів і фруктів і навіть кілька чашок чаю або кави на день забезпечать достатню дозу поліфенолів, які також є хорошими антиоксидантами. На жаль, надлишок антиоксидантів – наприклад, при передозуванні біологічно активних добавок- не тільки не корисний, але може навіть посилити окислювальні процеси у клітинах.

Старіння – це помилка. Гіпотеза «старіння помилково» було висунуто 1954 р. американським фізиком М. Сциллардом. Досліджуючи ефекти впливу радіації на живі організми, він показав, що дія іонізуючого випромінювання суттєво скорочує термін життя людей та тварин. Під впливом радіації відбуваються численні мутації в молекулі ДНК та ініціюються деякі симптоми старіння, такі як сивина чи ракові пухлини. Зі своїх спостережень Сцилард зробив висновок, що мутації є безпосередньою причиною старіння живих організмів. Однак він не пояснив факту старіння людей і тварин, які не зазнавали опромінення. Його послідовник Л. Оргель вважав, що мутації в генетичному апараті клітини можуть бути спонтанними, або виникати у відповідь на вплив агресивних факторів - іонізуючої радіації, ультрафіолету, впливу вірусів та токсичних (мутагенних) речовин і т.д. З часом система репарації ДНК зношується, у результаті відбувається старіння організму.

Теорія апоптозу. Академік В.П. Скулачов називає свою теорію теорією клітинного апоптозу. Апоптоз – процес запрограмованої загибелі клітини. Як дерева позбавляються частин, щоб зберегти ціле, так і кожна окрема клітина, пройшовши свій життєвий цикл, повинна відміряти і її місце повинна зайняти нова. Якщо клітина заразиться вірусом, або в ній відбудеться мутація, що веде до озлоякісності, або просто закінчиться термін її існування, то, щоб не наражати на небезпеку весь організм, вона повинна померти. На відміну від некрозу - насильницької загибелі клітин через травму, опік, отруєння, нестачу кисню внаслідок закупорювання кровоносних судині т.д., при апоптозі клітина акуратно саморозбирається на частини, і сусідні клітини використовують її фрагменти як будівельний матеріал. Самоліквідації зазнають і мітохондрії – вивчивши цей процес, Скулачов назвав його мітоптозом. Мітоптоз відбувається, якщо в мітохондріях утворюється дуже багато вільних радикалів. Коли кількість загиблих мітохондрій дуже велика, продукти їхнього розпаду отруюють клітину і призводять до її апоптозу. Старіння, з точки зору Скулачова, - результат того, що в організмі гине більше клітин, ніж народжується, а функціональні клітини, що відмирають, замінюються сполучною тканиною. Суть його роботи – пошук методів протидії руйнуванню клітинних структур вільними радикалами. На думку вченого, старість – це хвороба, яку можна і потрібно лікувати, програму старіння організму можна вивести з ладу і тим самим вимкнути механізм, який скорочує наше життя. На думку Скулачова, головна з активних форм кисню, що призводять до загибелі мітохондрій та клітин – перекис водню. В даний час під його керівництвом проходить випробування препарат SKQ, призначений для запобігання ознакам старіння.

Теорія соматичних мутацій. Багато робіт показали збільшення з віком числа соматичних мутацій та інших форм ушкодження ДНК, пропонуючи репарацію (ремонт) ДНК як важливий чинник підтримки довголіття клітин. Пошкодження ДНК типові для клітин, і викликаються такими факторами як жорстка радіація та активні форми кисню, і тому цілісність ДНК може підтримуватись лише за рахунок механізмів репарації. Справді, існує залежність між довголіттям та репарацією ДНК, як це було продемонстровано на прикладі ферменту полі-АДФ-рибоза-полімерази-1 (PARP-1), важливого гравця у клітинній відповіді на спричинене стресом пошкодження ДНК. Вищі рівні PARP-1 асоціюються з більшою тривалістю життя.

Теорія бактеріальної інтоксикації організму. Оригінальну гіпотезу висунув видатний російський біолог І.І. Мечников (1845-1916), який вважав старіння результатом інтоксикації організму продуктами обміну бактерій, що у кишковому тракті, і продуктами азотистого обміну речовин самого організму ( сечова кислота). Утворюються отруйні речовини, у тому числі - скатол, індол, фенол (карбонова кислота), крезол, кадаверин (трупна отрута), тирамін та інші токсини.

Теломірна теорія Оловнікова. У багатьох клітинах людини втрата здатності їх до поділу пов'язана з втратою теломер на кінцях хромосом після певної кількості поділів. Це відбувається через відсутність ферменту теломерази, який зазвичай експресується тільки у зародкових та стовбурових клітин. Нещодавно було виявлено, що окислювальний стрес також може вплинути на втрату теломер, значно прискорюючи цей процес у певних тканинах.

В даний час немає основної теорії старіння, всі вони займають важливе місце в науці.

Бібліографічне посилання

Меліхова Л.В., Чентієва Л.А., Лущик М.В. ОСНОВНІ ТЕОРІЇ СТАРІННЯ // Міжнародний студентський науковий вісник. - 2016. - № 4-2.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=16084 (дата звернення: 25.12.2019). Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»

Старіння є природним процесом. І тому запобігти старості та смерті неможливо, але продовжити життя - це відповідальне та благородне завдання сучасної медицини.

Знання закономірностей розвитку старіння, його механізмів необхідно лікареві для об'єктивної оцінки здоров'я, прогнозу можливої ​​тривалостіжиття та причин розвитку хвороб. Такі захворювання, як атеросклероз, артеріальна гіпертензія, ішемічна хвороба серця та мозку, діабет, рак виникають переважно у другій половині життя людини і нерідко пов'язані з процесом старіння. Саме тому найефективнішими засобами профілактики цих захворювань є впливу, створені задля темп старіння.

Витоки геронтології сягають глибокої давнини. У трактатах та навчаннях давньої медицини простежуються бажання людини продовжити життя та активно впливати на довголіття людини. Рекомендації щодо досягнення довголіття є у збірниках Гіппократа, каноні лікарської науки Авіценни, давньоіндійських Ведах. У Росії першим висвітлив ці питання у пресі лікар Фішер у книзі «Про старість, її ступені та хвороби» У XVIII столітті.

Слід суворо розмежовувати поняття старіння та старості, причину та слідство. Старість - закономірно настає заключний період вікового розвитку. Старіння - руйнівний процес, який розвивається в результаті наростаючого з віком шкідливої ​​дії екзогенних та ендогенних факторів, що веде до недостатності фізіологічних функцій організму. Старіння призводить до обмеження пристосувальних можливостей організму, зниження його надійності, розвитку вікової патології. Чинники середовища, впливаючи на біологічні процеси, впливають тривалість життя. У ході еволюції поряд зі старінням виник і процес вітаукту . Вітаукт - процес, що стабілізує життєдіяльність організму, що підвищує його надійність, спрямований на попередження пошкодження живих систем з віком та збільшення тривалості життя. Процеси старіння та вітаукту виникають разом із зародженням організму. Зміна їхнього взаємовідносини і поділяє весь індивідуальний розвиток на три періоди - прогресивний, стабільний, деградаційний.

Існують індивідуальні особливості старіння, властиві окремим людям.

Природне (фізіологічне) старінняхарактеризується певним темпом та послідовністю вікових змін, що відповідають біологічним, адаптаційно-регуляторним можливостям цієї людської популяції. Його визначають стать, вигляд, генотип. За статистикою, близько 40% довгожителів мають сприятливу спадковість.

Передчасне (прискорене) старінняхарактеризується більш раннім розвиткомвікових змін або більшою їх вираженістю в той чи інший віковий період. Передчасному старінню сприяють перенесені захворювання, несприятливі чинники довкілля, зокрема стресові ситуації, які можуть впливати різні ланки ланцюга вікових змін, прискорювати, перекручувати, посилювати звичайний їх перебіг.

Уповільнене (ретардоване)старіння, що веде до збільшення тривалості життя, довголіття. Вікові зміни у випадках наступають значно пізніше.

Старіння пов'язані з змінами, що відбуваються всіх рівнях організації живої матерії - молекулярному, субклітинному, клітинному, системному, цілісного організму.

Для розвитку старіння характерні:

- гетерохронність - Відмінність у часі настання старіння окремих органів прокуратури та тканин. Атрофія тимусу, наприклад, у людини починається у віці 13-15 років, статевих залоз – у клімактеричному періоді (48-52 роки у жінок), а деякі функції гіпофіза зберігаються на високому рівні до глибокої старості.

- гетеротопність - Виразність процесів старіння неоднакова для різних органів і різних структур одного і того ж органу (наприклад, старіння пучкової зони кіркової речовини надниркових залоз виражено менше, ніж клубочкової).

- гетерокафтенност ь –вікові зміни організму розвиваються різноспрямовано. Наприклад, секреція статевих стероїдних гормонівзменшується, а гонадотропних гормонів гіпофіза збільшується

- гетерокінетичність – вікові зміни організму розвиваються з різною швидкістю. Наприклад, зміни опорно-рухового апарату наростають із віком повільно; зрушення у низці структур мозку виникають пізно, але швидко прогресують, порушуючи його функцію.

Однією з основних закономірностей старіння організму зниження його адаптаційно-регуляторних можливостей, тобто. надійність. Ці зміни мають етапний характер. При старінні знижується спочатку здатність адаптуватися до значних навантажень і, зрештою, змінюються рівень обміну та функції навіть у спокої.

Від середніх віків і до наших днів продовжуються пошуки коштів для омолодження та продовження життя, а люди, як і раніше, старіють і вмирають. Істотний внесок у формування сучасних уявлень про сутність старіння зробили класики вітчизняної біології - І.І. Мечніков, І.II. Павлов, А.В. Нагорний, А.А. Богомолець. Їх дослідження характеризуються пошуком фундаментальних механізмів старіння та прагненням розробити кошти, що впливають на тривалість життя.

І.І. Мечников висунув аутоінтоксикаційну теорію, яка стверджує, що старіння – результат аутоінтоксикації організму, пов'язаної з функцією кишечника. У пошуках протиотрути він побував у Болгарії, в одному селі, що славиться великою кількістю столітніх довгожителів. Він дізнався, що патріархи цієї місцевості харчуються головним чином кислим молоком. Вивчивши мікроб, що окислює молоко, він створив знамениту болгарську паличку, яка стала патентованим медичним засобом. Відкриття Мечникова отримало широке визнання в Росії, але не виявилося «еліксиром молодості».

І.П. Павлов пов'язував провідні механізми старіння із змінами нервової діяльності. Вчені його школи відкрили найважливіші закономірності вікових змін найвищої нервової діяльності.

А.А. Богомолець вважав, що провідні механізми старіння визначаються віковими змінами сполучної тканини. На основі цих уявлень він запропонував використовувати цитотоксичні сироватки для позитивного впливу на організм у старості.

А.В. Нагірний та його школа зібрали великий фактичний матеріал про особливості перебігу старіння і пов'язали цей процес із загасаючим самооновленням протоплазми.

Нині існують дві традиційні погляду причини розвитку старіння.

1. Старіння – генетично запрограмований процес, результат закономірного розвитку програми, закладеної в генетичному апараті. У цьому випадку дія факторів навколишнього та внутрішнього середовища може вплинути, але незначною мірою, на темп старіння.

2. Старіння - результат руйнування організму внаслідок неминучого ушкоджуючого дії зрушень, що виникають у ході життя, - стохастичний, імовірнісний процес. Іншими словами, старіння - руйнівний, ймовірнісний процес, що розвивається в організмі з генетично запрограмованими властивостями.

Старіння - багатопричинний процес,викликаний багатьма чинниками, дія яких повторюється і накопичується протягом усього життя. Серед них стрес, хвороби, активація вільно-радикального окислення та накопичення перекисних продуктів метаболізму, вплив ксенобіотиків (чужорідні речовини), недостатнє виведення продуктів розпаду білків, гіпоксія та ін.

Старіння - багатоосередковий процес. Він виникає у різних структурах клітини - ядрі, мітохондріях, мембранах та ін; в різних типахклітин - нервових, секреторних, імунних, печінкових та ін. Темп вікових змін визначається співвідношенням процесів старіння та вітаукту. Вітаукт означає не просто відновлення пошкоджень, що виникають у процесі старіння, це механізм підтримки надійності організму, здатності до відновлення, компенсації порушень.

Класифікації віку.

Одним із основних питань геронтології є питання віку. Існує міжнародна класифікація вікових груп:

До 45 років – молодий вік

45 – 59 років – середній вік

60 – 74 роки – літній вік

75 - 90 років старечий вік

Понад 91 рік – довгожителі.

Усі ці вікові періоди умовні, межі індивідуальні і є індивідуальне розвиток.

Запропоновано декілька визначень віку:

1. Вік- Тривалість існування організму від моменту народження до теперішнього часу в будь-якому масштабі часу.

2. Календарний(паспортний, хронологічний) – виражений у календарній шкалі, тобто вимірюється кількістю обертань навколо сонця.

3. Біологічний –ступінь справжнього здоров'я, рівень життєздатності та загального здоров'я організму, всіх його функцій.

Розрізняють кілька видів старості: хронологічну, фізіологічну, психологічнуі соціальну.Всі види старості взаємопов'язані і чинять той чи інший вплив один на одного.

Хронологічна (календарна) старість- кількість прожитих років. Думки вчених щодо календарної старості розділилися. Німецький вчений патологоанатом Л. Ашофф вважав настання старості від 65 до 85 років. Сучасні англійські фізіологи стверджують, що старість настає після 50 років. Радянські демографи С.Т. Струмілін та Б.Ц. Урланіс старість поділяли на літній вік (60-69), ранню старість (70-79), глибоку старість – після 80 років.

Фізіологічна (фізична) старістьНайважче піддається класифікації та встановлення вікових бар'єрів, тому що процес фізичного старіння багато в чому індивідуальний. В тому самому похилому віці одні люди можуть бути здорові і не старі, а інші за станом свого здоров'я як би обганяють свій вік. У однієї і тієї ж людини різні органи зношуються в різного ступенята не одночасно.

Психологічна старість.Цей вид старості можна визначити як момент у житті людини, коли він сам починає усвідомлювати себе старим. Людина може усвідомлювати це дуже рано, або занадто пізно.

Соціальна старість.Ця старість залежить від віку всього суспільства загалом. Соціальний вік корелюється середньою тривалістю життя у конкретній країні у певному відрізку часу. У Замбії, Малі, Афганістані, де середня тривалість життя 43 - 44 роки, люди похилого віку «молодші», ніж у Японії, Канаді, Швейцарії.

Старіння більшою мірою соціальний, ніж біологічний процес, відмінний різних епох і культур, представникам різних соціальних верств і груп. Що рівень старіння населення загалом, то далі відсувається індивідуальна межа старості. Настання соціальної старості залежить не тільки від демографічного старіння населення, а й від умов праці та відпочинку, санітарно-гігієнічних умов, рівня охорони здоров'я та соціального забезпечення, культури та освіти, екологічної безпеки та розвитку суспільного виробництва, задоволення матеріальних та духовних потреб. Має значення також наявність шкідливих звичокхронічних захворювань, травм, спадковості.

Тривалість життя визначається хіба що «колегією» соціально-економічних і політичних чинників.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК

Челябінськ

Уральська Академія

Федеральна державна бюджетна освітня установа

вищого професійної освіти

«Уральський державний університет

фізичної культури»

Кафедра спортивної медицини та фізичної реабілітації

А. В. Скутін

ФІЗИЧНА РЕАБІЛІТАЦІЯ У ГЕРОНТОЛОГІЇ: ОБРАНІ ЛЕКЦІЇ

Навчально-методичний посібник

для магістрантів напряму підготовки 034400.68 "Фізична культура для осіб з відхиленнями у стані здоров'я (Адаптивна фізична культура)" програма "Фізична реабілітація"

Челябінськ

методичною порадою УралГУФК

протокол № 3 від 19.11. 2014

Рецензенти:

Професор, зав. кафедрою медреабілітації та спортивної медицини ДБОУ ЮУДМУ МОЗ РФ, д.м.н. Сабір'янов А. С.

Професор кафедри спортивної медицини та фізичної реабілітації УралГУФК., д.м.н. Сабір'янова Є. С.

Скутін, А. В.

Фізична реабілітація в геронтології (обрані лекції): навч. − метод. посібник для магістрантів спрямування підготовки 034400.68 «Фізична культура для осіб з відхиленнями у стані здоров'я (Адаптивна фізична культура)» / О. В. Скутін. - Челябінськ: Уральська Академія, 2014. - 147 с.

У праці докладно викладені терміни, що найбільш вживаються в літературі з фізичної реабілітації в геронтології. Крім цього, у посібнику наводяться дані про основоположників геронтології та геріатрії, докладно викладаються різноманітні теорії старіння. Описуються основні фізіологічні та патофізіологічні процеси старіння в осіб похилого та старечого віку.

Робота структурована: у ній послідовно наводяться дані про розділи геронтології, описується клінічна та фізіологічна картина старіння людини та процесів уповільнення старіння (вітаукт), наводяться основні постулати профілактики захворювань у літньому та старечому віці, описані різноманітні сучасні геропротектори.

Навчально-методичний посібник призначений для магістрантів напряму підготовки 034400.68 «Фізична культура для осіб із відхиленнями у стані здоров'я (Адаптивна фізична культура)».

© УралГУФК, 2014

© Скутін О. В., 2014

Лекція №1.Геронтологія - наука про старість і старіння. Перспективи розвитку, розділи геронтології. Короткий історичний нарис………………………………………………………………………….........6

Лекція №2.Старіння і старість……………………………………......12

Лекція №3.Старіння та послідовність процесів онтогенезу. Конституційні особливості, належність до певної еколого-популяційної групи, вплив соціальних факторів. Біологічний вік чоловіків і жінок……………………………………14

Лекція № 4. Загальні закономірності та теорії старіння………….........21

Лекція №5. Молекулярні та клітинні механізми старіння.

Лекція №6.Медичне та соціальне значення осіб похилого та старечого віку. Основи загальної геріатрії. Старіння та хвороба.......... 36

Лекція № 7. Методи дослідження рівня здоров'я осіб похилого та старечого віку. Старіння основних функціональних системорганізму. Клінічне прояв інволюційних процесів……......... 41

Лекція №8.Догляд та реабілітація. Загальний догляд за особами похилого та старечого віку……………………………………………………….........62

Лекція №9. Фізіотерапія. Санаторно-курортне лікування……….......78

Лекція №10.Особливості застосування лікарських засобіву практиці геріатрії……………..…………………………………………........ 84

Лекція №11. Успіхи молекулярної біології та пріоритети геронтології на початку XXI століття……………………………………..........93

Лекція №12.Засоби профілактики передчасного старіння (геропротектори)…………………………………………………………….......95

Лекція №13.Старіння як психологічне явище. Прогерії, феномени запрограмованої самоліквідації, старечі психічні розлади……………………………………………………………….........100

Лекція №14.Профілактика старіння……………………………....... 111

Лекція №15.Сучасні методи дослідження в геронтології.....115

Лекція №16.Феномен довгожительства людини………....................119

Лекція №17. Лікувальна фізкультура у практиці геріатрії…….........137

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ............................146

Лекція №1.

Вступ. Геронтологія – наука про старість та старіння.
Перспективи розвитку, розділи геронтології. Короткий історичний нарис

«Хвороба є передчасно

набута старість.

Старість – природна хвороба»

Арістотель

«Старість – погана звичка,

для якої активні люди не мають часу»

Андре Моруа

«Старіти – нудно,

але це єдина можливість
жити довго»

«Наш вік недовгий. Нас нехитро
спокусити перелицьованим старінням. Ми віримо, ніби ми народилися. Все те, що ми від предків дізнаємось»

П. Шекспір. 123-й сонет

Зміна вікової структури населення у бік його старіння –
відмінна рисасучасної доби. З 1950 р. відносна частка людей старше 65 років у населенні економічно розвинених країн подвоїлася і
становить 13–14%, а до 2020 року вона зросте до 20%. Демографічно
старе населення XXI столітті стане типовим явищем всім країн.

Відповідно до плану дій, сформульованого Всесвітньою
асамблеєю ООН з програм старіння, що відбулася у Відні 1982 р.,
багатьох країнах світу розроблені та розробляються програми з
поліпшення стану здоров'я та якості життя людей похилого та
старечого віку. Проблема реабілітації людей похилого віку відноситься до
соціальним розділам національних програм

Говорячи про передумови реабілітації, відзначається високий рівень
самотності, туги та ізоляції у людей похилого віку. У той же час вони здатні
не лише працювати, а й навчатися та пристосовуватися до нових умов. Ця
трагічна ситуація породжує у людей похилого віку почуття марності,
посилюється в умовах сучасного індустріального суспільства,
якому існує культ молодості та зневажливе ставлення до
старості.

Здоров'я людини та сама тривалість її життя тісно пов'язані з характером старіння організму. Наука про старіння - геронтологія (від грец. Geron, рід. Gerontos - старець, старий) вивчає нормальний процесстаріння людини, її основні прояви та фактори, що впливають на характер, темпи та інтенсивність старечих змін. З геронтологією тісно пов'язана геріатрія - область медицини, що досліджує хвороби людей похилого та старечого віку. Геронтологія повинна займати важливе місце в навчальних програмахз валеології як науки про здоров'я, тим більше, що багато змін, які згодом іменуються старечими, можуть починатися досить рано – у зрілому віці чи навіть у молодості. Основу геронтології становить біологія старіння, проте проблема старіння за своєю суттю комплексна: біомедична, психологічна.

Витоки клінічної геріатрії пов'язані у Росії з ідеями С. П. Боткіна та працями його учнів, опублікованими у 90-х роках. ХІХ ст. Думки СП. Боткіна про теорію старіння людини, особливості вікових змін розвитку та перебігу атеросклерозу та деяких інших
захворювань в осіб похилого віку отримали відображення у роботах його учнів та співробітників. Термін «геріатрія було запропоновано в 1914 р. американським лікарем J. L. Nаcher, який як запропонував його, а й обгрунтувавши вимоги виділити геріатрію в самостійну спеціальність.

У нас у країні з 50-х років. минулого століття основні дослідження проводилися в інституті геронтології AMН СРСР у Києві, а також у численних НДІ та на кафедрах медичних інститутів.

Геріатрія– наука про хвороби людей похилого та старечого віку.

За аналогією з педіатрії, якщо педіатрія вивчає хвороби дитячого організму, то геріатрія – хвороби старих людей.

Основні завдання геріатрії – з'ясування на основі даних про біологію старіння людини особливостей клінічного перебігу, діагностики, лікування та профілактики передчасного старіння. A. Stormer (1983) показує, що у середньому чоловіки встановлюють 3–4 захворювання, в жінок – 5,2. Однак дійсність набагато складніша. Патологію у літньої та старої людини у багатьох випадках можна порівняти з айсбергом, понад 6/7 якого приховано під водою. Щоб виявити цю приховану частину айсберга, потрібне детальне вивчення організму хворого, гарне знання не лише вікових особливостей перебігу внутрішніх хвороб, а й симптомів основних захворювань нервової, сечостатевої систем та опорно-рухового апарату.

При обстеженні осіб похилого віку найчастіше спостерігаються діагностичні помилки. Це пов'язано з тим, що в літньому віці інша реакція організму на хворобу, наявність частих ускладнень, а також трактування симптомів хвороби, що з'явилася, самим хворим як прояв старості, а тому він не звертається своєчасно за медичною допомогою. Вся концепція "старіння" по суті відноситься до прикладної науки. Вона охоплює групу впливів, виділених нами через їхню руйнівну дію, іншими словами, тому, що вони людям не подобаються.

Деякі біологи-теоретики дійшли до повного банкрутства в цій галузі, розвиваючи філософський скептицизм щодо того, чи є старіння взагалі певною «певною сутністю». В абстрактному сенсі воно справді є анітрохи не більше, ніж хвороба. Однак ті ж самі біологи в міру наближення до сімдесяти років, безсумнівно, зіткнуться з низкою змін, які протягом деякого періоду часу повинні призвести до смерті. Оскільки біологія є не просто різновидом цікавості, її призначення полягає в тому, щоб створити шляхи для підтримки людей в активному і здоровому стані протягом більш тривалого часу, ніж це було досі, іншими словами, продовжити життя індивідуальної людини. В даний час люди справедливо розраховують, що «наука» забезпечить здійснення або, Крайній міріЗнайде шляхи для реалізації давніх прагнень людини, які наші предки безуспішно намагалися здійснити за допомогою магії, або, принаймні, знайде кошти для цього.

Під впливом досліджень, необхідні здійснення цих прагнень, змінюється характер самих прагнень, які стають реалістичними; так, у наш час більшість людей віддають перевагу довголіттю, яке можна досягти, нездійсненному фізичному безсмертю. Між іншим термін «потенційне безсмертя» зникає з біологічної літератури.

Можливо, що геронтологам доведеться неодноразово захищати правомірність постановки завдання про продовження людського життя, особливо в наш час, коли існують вчені, які прагнуть знайти етичні докази проти доцільності продовження життя людей, принаймні у тих суспільствах, до яких вони самі не належать.

Ми бачили, що старіння, говорячи біологічно, не є досить чітко визначеним поняттям. У більшості тварин воно спостерігається тільки в штучних умовах, і для більшості з нас, мабуть, було б безглуздо витрачати стільки зусиль на таку довільно вичленовану частину онтогенезу, якби з цим не було пов'язане найголовніше прагнення людей. А оскільки це так, медицина завжди вважала продовження активного життя одним із своїх найбільш очевидних завдань. Геронтологія відрізняється від інших галузей медичної біологіїтим, що, у той час як більшість медичних досліджень спрямовано на те, щоб зробити криву виживання людини прямокутною, геронтологія прагне подовжити цей прямокутник і відсунути точку перегину якнайдалі. Висловлювання таких авторів, як Фогт, цілком заслуговують на закид, кинутий Джеймсом Паркінсоном (1755–1824): «якщо населення не задоволене засобами існування, винна в цьому зовсім не природа, а невміння політиків виявляти приховані недоліки в законах про розподіл і присвоєння. Відсування термінів настання старості подібно до інших досягнень у галузі управління навколишнім середовищем має супроводжуватися відповідними перебудовами суспільства.

У запобіганні смерті у достарньому віці, безперечно, провідну роль відіграють соціальні, економічні та політичні чинники. Однак, які б проблеми не виникли у зв'язку з майбутнім збільшенням видового віку людини, медицина може дозволити собі ставитись до
всім протестам, заснованим на корисливому та неправильному
тлумаченні біології людських спільнот, з тією зневагою, на яку вони заслуговують, як суміш невігластва і лженауки.

Захоплення дослідників колишніх років магічним омолодженням не принесло користі розвитку науки, але являло собою, по крайнього заходу, цілком гуманне заняття.

Можливі соціальні наслідки довголіття, які є, мабуть, найважливіший практичний аспект, у цій книзі взагалі розглядалися. Весь перебіг еволюції свідчить про існування зв'язку між виживанням у старечому віці та наявністю суспільних формжиття.

Протягом останніх 160 років очікувана тривалість життя економічно розвинутих країнах постійно збільшувалася із середньою швидкістю три місяці на рік. Цей феномен, так само як і суттєве старіння населення економічно розвинених країн, що розвиваються, тобто збільшення в його структурі частки літніх, що стало особливо помітним в останній чверті XX століття (Schulz-Aellen, 1997; Vaupel et al., 1998; Tinker, 2002; Kalache, Gatti, 2003), викликали закономірне та значне збільшення інтересу до геронтології та, насамперед, до вивчення первинних механізмів старіння організмів та популяцій та факторів, що визначають тривалість життя.

Геронтологія (грец. geron, geront(os) – старець + logos вчення) – наука, що вивчає закономірності старіння живих істот, у тому числі людини, та похилого віку. Вперше термін було запропоновано І. І. Мечниковим в 1903 (цит. по: Мечников, 1988). У «Етюдах оптимізму» Ілля Ілліч наголошував, що вивчення старості має як великий теоретичний інтерес, а водночас і практичного значення. Сучасна геронтологія – міждисциплінарна наука, до складу якої входять біологія старіння, клінічна геронтологія (геріатрія), геронтопсихологія та соціальна геронтологія (герогігієна). Термін «геріатрія» запровадив 1909 р. Американський лікар І. Л. Нашер. У 1914 р. він опублікував першу в США книгу, під назвою «Геріатрія: хвороби похилого віку та їх лікування».

Завдання біології старіння – з'ясування первинних механізмів старіння організмів, і популяцій і чинників, визначальних тривалість життя. Вивчення біології старіння включає як експериментальні дослідженняна тваринах різних видів, так і клінічні дослідження людей у ​​різні періоди життя. Старіння населення – одна з найважливіших проблем, яка в даний час набуває величезного значення для економічної та соціальної політики не тільки розвинених, а й країн, що розвиваються. У всьому світі все більше людейдоживають до літнього (60-74 роки) та старечого віку. В даний час і в перспективі на кілька поколінь більшість людей мають достатню можливість дожити до 75 років і більше. У найближчі роки передбачається подальше поступове старіння населення з переважним збільшенням осіб похилого віку (75 років і більше).

Увага до проблем геріатрії закладів охорони здоров'я та соціального забезпечення, всіх медичних працівників та осіб, які працюють у суміжних областях, пов'язаних з наданням геріатричної допомоги, набуває все більшого значення у вирішенні як індивідуальних проблемпенсіонерів, спрямованих на збереження їх фізичного, психічного та
соціального здоров'я, і завдань, що з економікою держави, зростанням добробуту населення країни.

Існує багато проблем, які є спільними для
старших вікових контингентів та всього населення. Водночас деякі з них відбивають специфічні особливостіта потреби, характерні для осіб похилого та старечого віку.

Насамперед це питання надання медико-соціальної допомоги. Невіддільні від них проблеми продовження трудової діяльності, підготовки до переходу у пенсійний вік, визначення раціонального способу життя

Прогресуюче старіння населення розвинених країн та
пов'язані з ним проблеми на тлі досягнень біології та медицини стали стимулом до розвитку геронтології.

Геронтологія (наука про старіння) має три основні розділи.

Біологія старіння– розділ геронтології, що поєднує
вивчення процесу старіння живих організмів (вищих тварин та людини) на різних рівняхїх організації: субклітинному, клітинному, тканинному, органному та системному. Дослідження старіння цілісного організму поєднує діяльність біологів та медиків – від фахівців у галузі молекулярної біології та генетики до фахівців у галузі експериментальної та клінічної фізіології, патофізіології, патоморфології та ін. Результати їх роботи сприяють розумінню
механізмів нормального старіння тварин і людини, що розкривають причини розвитку патологічних процесів, властивих старіючого організму, особливостей перебігу. різних захворюваньу людей старших вікових груп

Геріатрія, або геріатрична медицинавчення про хвороби людей похилого та старечого віку: особливості їх клінічного перебігу, лікування, профілактики, організацію медичної та соціальної допомоги.

Геріатрична медицина вивчає захворювання, які в основному супроводжують старість: зниження пам'яті, сенильну деменцію, остеопороз, перелом стегнової кістки, аденому та рак передміхурової залози. У сфері її уваги перебувають і хвороби, характерні для інших вікових груп, але мають специфічні особливості в старості (атеросклероз з його ускладненнями, симптоми артеріальної гіпертензії, гіпертонічна хвороба, серцева недостатність, цукровий діабет, що пізно розвинувся, хронічні неспецифічні захворюваннялегень, психічна депресія, онкологічне захворюваннята ін.).

Соціальна геронтологіявивчає вплив умов життя на процес старіння людини та розробляє заходи, спрямовані на усунення негативного впливу факторів довкілля. Це вчення про взаємозв'язок між віком старіючої людини, її здоров'ям та працездатністю в умовах навколишнього середовища.

Соціальна геронтологія займається питаннями санітарної статистики, впливу фактора старіння населення на розвиток країни і, навпаки, розвитку країни на рівень забезпечення літніх людей, становища людей похилого віку в сім'ї та суспільстві, взаємини між поколіннями та інше.

Соціальна геронтологія поєднує уявлення про спосіб життя старіючої людини (праця у передпенсійному та пенсійному віці, гігієна харчування, відпочинку, режим рухової активності, особиста гігієна та інше), а також з'ясовує причини раннього професійного старіння.

1 Дайте визначення геронтології та геріатрії.

2 Назвіть основні розділи геронтології, дайте визначення.

Лекція №2

Старіння та старість

Довгий часжиття і смерть в ідеалістичній і вульгарно-
матеріалістичної філософії розглядалися як дві категорії, що заперечують одна одну. Істинне визначення їх співвідношень було дано Ф. Енгельсом: «Вже й тепер не вважають науковою ту фізіологію, яка не розглядає смерть як суттєвий момент життя, яка не розуміє, що заперечення життя по суті міститься в самому житті, тому життя завжди мислиться у співвідношенні зі своїм необхідним результатом, що полягає в ній постійно в зародку, – смерть. Діалектичне розуміння життя саме цього і зводиться».

Таким чином, у ході життя формується старіння, що заперечує врешті-решт життя, що веде до загибелі організму. Такі захворювання як атеросклероз, артеріальна гіпертензія, ішемічна хворобасерця та мозку, діабет, рак виникають в основному у другій половині життя людини і нерідко пов'язані з процесом старіння. Ось чому найбільше
ефективними засобами профілактики цих захворювань є дії, створені задля темп старіння. При різних поєднаннях та різного ступеня клінічної симптоматики спостерігаються: атеросклеротична ураження судин серця та мозку (ішемічна хвороба серця, атеросклеротична енцефалопатія), артеріальна симптоматична гіпертензія, гіпертонічна хвороба, емфізема легень, неопластичні процеси в легенях та органах харчових продуктів хронічний гастритз секреторною недостатністю, жовчнокам'яна хвороба, хронічний пієлонефрит, аденома передміхурової залози, цукровий діабет, остеохондроз хребта, артрози, часто (до 10% людей старечого віку); депресія, хвороби очей (катаракта, глаукома), тугоухість ) та ін.

Діагностування та аналіз поєднаної патології вимагають від лікаря широкого діапазону знань і не тільки вікових змін органів та систем, а й симптоматики деяких захворювань нервової системи, опорно-рухового апарату, сечостатевої сфери, особливостей перебігу хірургічних захворювань, онкологічної настороженості та ін.

Особливості клінічного перебігу хвороб. Літні та старі люди можуть страждати на хвороби, які виникли у них у молодому або зрілому віці. Головним чином, це стосується деяких запальних, обмінних процесів, стійких функціональним розладамз багаторічною хронічною течією. Як і в молодих людей, у них можуть розвиватися і гострі, у тому числі інфекційні захворювання. Однак вікові особливостіорганізму зумовлюють значні відхилення протягом цих хвороб. Найбільш характерні атиповість, ареактивність, згладженістьклінічних проявів хвороб

Для старої людини характерна схильність до повільно
наростаючим патологічним процесам, у 40–45 років відбувається процес «накопичення» хвороб. У літньому та особливо старечому віці значно змінюється структура захворюваності за рахунок зменшення числа гострих захворювань та збільшення числа хвороб, пов'язаних із прогресуванням хронічних патологічних. Клінічні спостереження за особливостями розвитку та перебігу хвороб у людей старших вікових груп свідчать, що давно встановлені схеми діагностики багатьох
внутрішніх (і онкологічних) хвороб не застосовні у геріатричній практиці. Діагностика, як і терапія, у людей старшого віку потребує іншого підходу, ніж молоді. Це спричинено рядом причин: а) повільнішим і нерідко замаскованим перебігом неопластичних процесів у внутрішніх органах, пневмоній, інфаркту міокарда, туберкульозу легень, цукрового діабету, що тісно пов'язаний з розвитком атеросклерозу та його ускладнень; б) іншим генезом і перебігом виразок шлунка, що розвиваються грунті атеросклерозу; в) впливом клінічно виражених вікових процесів у кістках та суглобах хребта, що зумовлюють як порушення кровообігу в ряді магістральних судин, так і особливу симптоматику, що нерідко є причиною помилкової діагностики захворювань серця; г) прихованим перебігом катастроф у черевній порожнині, які потребують невідкладного хірургічного втручання.

У ряді причин стоять і багато інших особливостей перебігу гострих захворювань, зумовлених новими властивостями старіючого організму людини, зміною його захисних, у тому числі імунних реакцій. Гострі захворювання часто набувають субхронічної форми; ступінь тяжкості ураження організму відповідає мало вираженої симптоматиці захворювання.

При спостереженні хворих похилого та старечого віку,
оцінки їх стану та проведення діагностики необхідно враховувати не тільки ступінь відхилення від вікових показниківнорми, а й зазвичай неоднорідність ступеня і темпів розвитку інволюції, дегенеративно-дистрофічних процесів, що спостерігається при передчасному старінні, поява нових якостей адаптаційних механізмів у різних системах організму. Серцево-судинна система в першу чергу піддається змінам; старіння органів травлення відбувається найповільнішими темпами.

Слід суворо розмежовувати поняття старіння та старості, причину та слідство.

Старість –закономірно настає заключний період вікового розвитку.

Старіння– руйнівний процес, який розвивається внаслідок наростаючої з віком ушкоджуючої дії екзогенних та ендогенних факторів, що веде до недостатності
фізіологічні функції організму. Старіння призводить до обмеження пристосувальних можливостей організму, зниження його надійності, розвитку вікової патології. Участь чинників довкілля у розвитку старіння доводить пошук оптимального життя, екологічних умов, сприяють уповільнення темпу старіння. Чинники середовища, впливаючи на біологічні процеси, впливають тривалість життя. Час настання старості. Вікові періоди не мають різких меж. Разом із збільшенням тривалості життя уявлення про час настання старості змінилися.
Так, середня тривалість життя у Стародавньому Римі становила 28–30 років, тому 40-річні люди вважалися старими, а 60-річні – депонтинусами, придатними лише жертвоприношень. Відповідно до класифікації ВООЗ, вік 45–59 років вважається середнім, 60–74 роки – літнім, людей віком 75 років і старше називають старими, а понад
90 років – довгожителі.

1 Що таке старість та старіння? Принципова їхня відмінність.

2 Які процеси притаманні старості?

3 Історичні аспекти оцінки поглядів населення на старість.

Лекція №3

Старіння та послідовність процесів онтогенезу. Конституційні особливості, належність до певної еколого-популяційної групи, вплив соціальних чинників. Біологічний вік чоловіків та жінок.

У громадській думці існує укорінене уявлення про більш раннє і швидке старіння жінок. Це знайшло відображення у перевагах, які зазвичай віддаються тим шлюбам, коли наречений старший за наречену, але не навпаки. Однак тут змішуються два явища, що не цілком збігаються між собою. за біологічним процесамЯк вважають геронтологи, жінки старіють повільніше і живуть довше на 6–8 років. Наприклад, аналогічні зміни в тканинах старих жінок і чоловіків наступають у останніх раніше на вісім років, тобто біологічне старіння жінок відбувається пізніше. Велика життєздатність жінок зберігається протягом усього життя. Спочатку закладається більше чоловічих зародків, і протягом перших років життя і навіть другого-третього десятиріч може зберігатися деяке переважання чоловіків, але вже до кінця третього десятиліття чисельність обох статей майже порівнюється, і далі зростаючими темпами посилюється чисельне переважання жінок. Серед довгожителів віком 100 років це співвідношення становить приблизно три-чотири жінки на одного чоловіка. Ймовірно, певну роль можуть грати захисна функціяжіночих статевих гормонів - естрогенів, що мають антисклеротичну дію, і загальна велика стійкість жіночого організмуяк адаптація до підвищених біологічних навантажень при дітородінні. Після клімаксу у жінок швидше розвивається атеросклероз.

З іншого боку, як уже згадувалося, у жінок більше
рано та різко припиняється дітородна функція. Це теж своєрідна адаптація, захист старіючого організму від вже непосильного для нього навантаження, пов'язаного з вагітністю та пологами. Жіноче в'янення нерідко супроводжується «маскулінізацією»: огрубіння голосу, рис обличчя, зміни фігури, ходи, жестів, поява волосся на обличчі (на підборідді, верхній губі), тенденція до полисіння.

Однак ці процеси не є обов'язковими і можуть індивідуально сильно варіювати. Зазвичай у здорових жінок клімакс протікає безболісно, ​​хоча можуть бути порушення кровообігу («припливи») і деякі захворювання. Саме на цих явищах і ґрунтується уявлення про більш раннє старіння жінок, хоча воно, як ми бачили, і не цілком адекватно загальному старінню, відображаючи просто більш раннє «відцвітання» жінок, нерідко пов'язане із втратою сексуальної привабливості.

Подібна інформація.

11 Липня 2008

Механізми старіння досить складні та різноманітні. Сьогодні існує кілька альтернативних теорій, які частково суперечать один одному, а частково доповнюють. Сучасна біологія приділяє проблемі старіння дуже багато уваги, і з кожним роком з'являються нові факти, що дозволяють глибше зрозуміти механізми цього процесу.

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНІ ТЕОРІЇ

Гіпотеза, згідно з якою причиною старіння є зміни генетичного апарату клітини, є однією з найбільш визнаних у сучасній геронтології.

Молекулярно-генетичні теорії поділяються на великі групи. Одні вчені розглядають вікові зміни геному як спадково запрограмовані. Інші вважають, що старіння – результат накопичення випадкових мутацій. Звідси випливає, що процес старіння може бути або закономірним результатом зростання та розвитку організму, або наслідком накопичення випадкових помилок у системі зберігання та передачі генетичної інформації.

Теломірна теорія

1961 року американський геронтолог Л. Хейфлік встановив, що людські фібробласти – клітини шкіри, здатні до поділу, – «у пробірці» можуть ділитися трохи більше 50 раз. На честь першовідкривача це явище назвали межею Хейфліка. Однак Хейфлік не запропонував жодного пояснення цього явища. У 1971 р. науковий співробітник Інституту біохімічної фізики РАН А.М. Оловніков, використовуючи дані про принципи синтезу ДНК у клітинах, запропонував гіпотезу, за якою «межа Хейфліка» пояснюється тим, що при кожному клітинному поділі хромосоми трохи коротшають. У хромосом є особливі кінцеві ділянки - теломери, які після кожного подвоєння хромосом стають трохи коротшими, і в якийсь момент коротшають настільки, що клітина вже не може ділитися. Тоді вона поступово втрачає життєздатність – саме в цьому, згідно з теломірною теорією, і полягає старіння клітин. Відкриття у 1985 р. ферменту теломерази, що добудовує укорочені теломери у статевих клітинах і клітинах пухлин, забезпечуючи їх безсмертя, стало блискучим підтвердженням теорії Оловнікова. Правда, межа в 50-60 поділів справедлива далеко не для всіх клітин: ракові і стовбурові клітини теоретично можуть ділитися нескінченно довго, в живому організмі стовбурові клітини можуть ділитися не десятки, а тисячі разів, але зв'язок старіння клітин з укороченням теломер є загальновизнаним. Цікаво, що сам автор нещодавно вирішив, що тіломірна гіпотеза не пояснює причин старіння, і висунув спочатку ще одну, редусомну, а потім і другу, не менш фантастичну – луногравітаційну. Обидві вони не отримали ні експериментального підтвердження, ні схвалення колег.

Елеваційна (онтогенетична) теорія старіння

На початку 1950-х років відомий вітчизняний геронтолог В.М. Дильман висунув і обґрунтував ідею існування єдиного регуляторного механізму, визначального закономірності вікових змін різних гомеостатичних (підтримують постійність внутрішнього середовища) систем організму. За гіпотезою Дільмана, основною ланкою механізмів як розвитку (лат. elevatio – підйом, у переносному значенні – розвиток), так і подальшого старіння організму є гіпоталамус – «диригент» ендокринної системи. Головна причинастаріння - це вікове зниження чутливості гіпоталамуса до регуляторних сигналів, що надходять від нервової системи та залоз внутрішньої секреції. Протягом 1960-80-х років. за допомогою експериментальних досліджень та клінічних спостережень було встановлено, що саме цей процес призводить до віковим змінамфункцій репродуктивної системи та гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової системи, що забезпечує необхідний рівень вироблюваних корою надниркових залоз глюкокортикоїдів – «гормонів стресу», добові коливання їх концентрації та підвищення секреції при стресі, і, в кінцевому підсумку, до розвитку стану так званого.
За концепцією Дільмана, старіння та пов'язані з ним хвороби – це побічний продукт реалізації генетичної програми онтогенезу – розвитку організму. Онтогенетична модель вікової патології відкрила нові підходи до профілактики передчасного старіння та хвороб, пов'язаних з віком і є основними причинами смерті людини: хвороб серця, злоякісних новоутворень, інсультів, метаболічної імунодепресії, атеросклерозу, цукрового діабету літніх та ожиріння, психічної депресії, аутоімунних та деяких інших захворювань. З онтогенетичної моделі випливає, що розвиток хвороб та природних старечих змін можна загальмувати, якщо стабілізувати стан гомеостазу на рівні, що досягається до закінчення розвитку організму. Якщо уповільнити швидкість старіння, те, як вважав В.М. Дильман, можна збільшити видові межі життя.

Адаптаційно-регуляторна теорія

Модель старіння, розроблена видатним українським фізіологом та геронтологом В.В. Фролькісом у 1960-70-х рр., заснована на поширеному уявленні про те, що старість і смерть генетично запрограмовані. «Родзинка» теорії Фролькіса полягає в тому, що віковий розвиток та тривалість життя визначаються балансом двох процесів: поряд з руйнівним процесом старіння розгортається процес «антистаріння», для якого Фролькіс запропонував термін «вітаукт» (лат. vita – життя, auctum – збільшувати) . Цей процес спрямовано підтримку життєздатності організму, його адаптацію, збільшення тривалості життя. Уявлення про антистаріння (вітаукт) набули широкого поширення. Так, у 1995 р. у США відбувся перший міжнародний конгресз цієї проблеми.

Істотним компонентом теорії Фролькіса є розроблена ним генорегуляторна гіпотеза, за якою первинними механізмами старіння є порушення в роботі регуляторних генів, що управляють активністю структурних генів і, в результаті, інтенсивністю синтезу білків, що закодовані в них. Вікові порушення генної регуляції можуть призвести не тільки до зміни співвідношення білків, що синтезуються, але і до експресії раніше не працювали генів, появі раніше не синтезувалися білків і, як результат, до старіння і загибелі клітин.

В.В.Фролькіс вважав, що генорегуляторні механізми старіння є основою розвитку поширених видів вікової патології – атеросклерозу, раку, діабету, хвороб Паркінсона та Альцгеймера. Залежно від активації чи придушення функцій тих чи інших генів і розвиватиметься той чи інший синдром старіння, та чи інша патологія. На основі цих уявлень було висунуто ідею генорегуляторної терапії, покликаної попереджати зрушення, що лежать в основі розвитку вікової патології.

СТОХАСТИЧНІ (МОЖЛИВІСНІ) ТЕОРІЇ

Відповідно до цієї групи теорій, старіння – результат випадкових процесів на молекулярному рівні. Про це ми говорили вище: багато дослідників вважають, що старіння – це наслідок накопичення випадкових мутацій у хромосомах внаслідок зношування механізмів репарації ДНК – виправлення помилок під час її копіювання під час поділу клітин.

Теорія вільних радикалів

Практично одночасно висунута Д. Харманом (1956) і Н. М. Емануелем (1958), вільнорадикальна теорія пояснює не тільки механізм старіння, а й широке коло пов'язаних з ним патологічних процесів (серцево-судинних захворювань, ослаблення імунітету, порушень функції мозку, катаракти , раку та деяких інших). Відповідно до цієї теорії, причиною порушення функціонування клітин є необхідні багатьом біохімічних процесів вільні радикали – активні форми кисню, синтезовані переважно у мітохондріях – енергетичних фабриках клітин.

Якщо дуже агресивний, хімічно активний вільний радикал випадково залишає те місце, де він потрібен, може пошкодити і ДНК, і РНК, і білки, і ліпіди. Природа передбачила механізм захисту від надлишку вільних радикалів: крім супероксиддисмутази та деяких інших синтезованих у мітохондріях і клітинах ферментів, антиоксидантна дія має багато речовин, що надходять в організм з їжею – в т.ч. вітаміни А, С і Е. Регулярне споживання овочів і фруктів і навіть кілька чашок чаю або кави на день забезпечать достатню дозу поліфенолів, які також є хорошими антиоксидантами. На жаль, надлишок антиоксидантів – наприклад, при передозуванні біологічно активних добавок – не тільки не корисний, а може навіть посилити окисні процеси у клітинах.

Старіння – це помилка

Гіпотеза «старіння помилково» було висунуто 1954 р. американським фізиком М. Сциллардом. Досліджуючи ефекти впливу радіації на живі організми, він показав, що дія іонізуючого випромінювання суттєво скорочує термін життя людей та тварин. Під впливом радіації відбуваються численні мутації в молекулі ДНК та ініціюються деякі симптоми старіння, такі як сивина чи ракові пухлини. Зі своїх спостережень Сцилард зробив висновок, що мутації є безпосередньою причиною старіння живих організмів. Однак він не пояснив факту старіння людей і тварин, які не зазнавали опромінення.

Його послідовник Л. Оргель вважав, що мутації в генетичному апараті клітини можуть бути спонтанними, або виникати у відповідь на вплив агресивних факторів - іонізуючої радіації, ультрафіолету, впливу вірусів і токсичних (мутагенних) речовин і т.д. З часом система репарації ДНК зношується, у результаті відбувається старіння організму.

Теорія апоптозу (самогубства клітин)

Академік В.П. Скулачов називає свою теорію теорією клітинного апоптозу. Апоптоз (грец. «Листопад») – процес запрограмованої загибелі клітини. Як дерева позбавляються частин, щоб зберегти ціле, так і кожна окрема клітина, пройшовши свій життєвий цикл, повинна відміряти і її місце повинна зайняти нова. Якщо клітина заразиться вірусом, або в ній відбудеться мутація, що веде до озлоякісності, або просто закінчиться термін її існування, то, щоб не наражати на небезпеку весь організм, вона повинна померти. На відміну від некрозу – насильницької загибелі клітин через травму, опік, отруєння, нестачу кисню внаслідок закупорювання кровоносних судин тощо, при апоптозі клітина акуратно саморозбирається на частини, і сусідні клітини використовують її фрагменти як будівельний матеріал.
Самоліквідації зазнають і мітохондрії – вивчивши цей процес, Скулачов назвав його мітоптозом. Мітоптоз відбувається, якщо в мітохондріях утворюється дуже багато вільних радикалів. Коли кількість загиблих мітохондрій дуже велика, продукти їхнього розпаду отруюють клітину і призводять до її апоптозу. Старіння, з погляду Скулачева, – результат того, що в організмі гине більше клітин, ніж народжується, а функціональні клітини, що відмирають, замінюються сполучною тканиною. Суть його – пошук методів протидії руйнації клітинних структур вільними радикалами. На думку вченого, старість – це хвороба, яку можна і потрібно лікувати, програму старіння організму можна вивести з ладу і тим самим вимкнути механізм, який скорочує наше життя.

На думку Скулачова, головна з активних форм кисню, що призводять до загибелі мітохондрій та клітин – перекис водню. В даний час під його керівництвом проходить випробування препарат SKQ, призначений для запобігання ознакам старіння.

Нині існує безліч теорій старіння, більшість яких розглядає власне механізми старіння — це, передусім теорія оксидативних ушкоджень (Harman, 1987; Sohal, Weindruch, 1996) і теломерная теорія — (Словников A.M., 1971, Hayflick,1998). Розкриваючи глибинні механізми старіння, ці теорії, тим щонайменше, не встановлюють прямих меж тривалості життя (ПЖ), оскільки визначають, у якому темпі розгортаються ці механізми і цим наскільки швидко протікають процеси старіння. Розвитку старіння у часі присвячена інша частина теорій, - насамперед теорія темпу життя (ТТЖ - Pearl, 1928, Sohal, 1986; Lints, 1989).

Як концепція, що найбільш адекватно відображає накопичений запас знань про механізми старіння, Останніми рокамидедалі частіше виступає теорія оксидативних ушкоджень (Harman, 1987; Fleming et ai, 1992; Sohal, Weindruch, 1996; Orr, 1996; Жижина і Блюхтерова, 1999). Ця теорія стверджує, що причиною старіння є виробництво оксидантів, що вражають структури організму, причому тривалість життя організмів з однаковим темпом метаболізму повинна корелювати з рівнем їх антиоксидантного захисту»(Fleming et ai, 1992). В даний час встановлено тісний зв'язокміж ТТЖ та теорією оксидативних ушкоджень: «Теорія темпу життя у старінні може бути виражена як теорія вільних радикалів, заснована на тому, що вільні радикали виникають як нормальний продуктметаболізму» (Parsons, 1996).

Усе сучасні теоріїстаріння тією чи іншою мірою пов'язані з концепцією гомеостазу організму. У генетичних дослідженнях виявлено глибинні зв'язки між ПЗ та здібностями організму (Tatar, 1999). У теоретичній геронтології концепція гомеостазу розглядається у ширшому контексті, ніж у її класичному розумінні (Arking, 1991; Holliday, 1995). У фізіології гомеостаз сприймається як підтримка сталості хімічного складурідин тіла (Cannon, 1932; Саркісів, 1981; Новосельцев, 1978). Фізіологічні механізмигомеостазу забезпечує при цьому доставку кисню (кровообіг, дихання) і поживних речовин (травна система), і навіть елімінацію продуктів життєдіяльності (видільні системи). Для геронтології інтерес представляє сталість клітинних структур — соматичний гомеостаз, який підтримується молекулярно-генетичними і клітинними механізмами (Sohal, Weindruch, 1996; Tatar, 1999).

Фізіологічні механізми гомеостазу працюють у швидшому масштабі часу, ніж соматичні, що для теоретичної геронтології є кардинально. важливим фактом. Людина швидкий масштаб часу охоплюють діапазон від кількох секунд за кілька годин (наприклад, у цьому діапазоні включаються послідовні механізми у системі кровообігу — Guyton, 1982). Повільний масштаб часу відбиває вікові зміни соматичних механізмів гомеостазу (Комфорт, 1967; Фролькіс, Мурадян, 1992).

Важливим аспектом гомеостатичного підходу до старіння є концепція природної смерті як смерті від старості. «Медична модель хвороби… вважає, що смерть завжди є результатом розвитку хвороби; якби не було хвороби, не було б і смерті» (Fries, 1980; Hyflik, 1998). Насправді з певного віку здатність організму підтримувати гомеостаз зменшується, і в якийсь момент навіть слабкі обурення унеможливлюють його відновлення. "Неминучим результатом є природна смерть, що настає навіть без хвороби" (Fries, 1980, с. 131). Втім, природна смерть від старості внаслідок виснаження гомеостатичних ресурсів стає помітною причиною смерті лише в тому випадку, коли індивіди повністю захищені від впливів середовища. Сьогодні це справедливо лише для експериментальних популяцій тварин, зокрема комах.

На основі сучасного варіанта теорії темпу життя розроблена гомеостатична модель старіння, в якій фізіологічне старіння пов'язується з накопиченням в організмі оксидативних ушкоджень у рамках загальнобіологічних уявлень про гомеостаз організму (Новосельців з співавт., 1997, Новоселцев et al, 2000

У життєвий цикл доросла комаха входить з гомеостатичними механізмами (їх потужність So визначається генотипом) і механізмом антиоксидантного захисту (схильність організму до дії оксидантів також визначається його генотипом, який і задає віковий патерн його «оксидативної вразливості» B).

Життєві процеси пов'язані зі споживанням кисню (темп споживання якого описується тимчасовим патерном Wz). Пропорційно до споживання кисню в організмі виробляються оксиданти і накопичуються оксидативні пошкодження, що призводить до вікового зниження величини S. В результаті доставка кисню в організм поступово падає, а поточний квазістаціонарний рівень кисню, що позначається символом Х, повільно знижується, в деякому віці падаючи гранично. допустимого рівня XD При досягненні цього рівня настає смерть.

Таким чином, старіння представляється як вікове зниження гомеостатичних здібностей організму, а швидкість старіння визначається двома факторами - темпом споживання кисню (з побічним результатом у вигляді виробництва оксидантів) та ефективністю антиоксидантного захисту.

2 ОСНОВНІ СУЧАСНІ ТЕОРІЙ СТАРІННЯ ЖИВОГО ОРГАНІЗМУ

Усі теорії старіння можна умовно розділити на великі групи: еволюційні теорії та теорії, засновані на випадкових ушкодженнях клітин. Перші вважають, що старіння не є необхідною властивістю живих організмів, а запрограмованим процесом. Згідно з ними, старіння розвинулося в результаті еволюції через деякі переваги, які воно дає цілій популяції. На відміну від них теорії ушкодження припускають, що старіння є результатом природного процесу накопичення пошкоджень з часом, з якими організм намагається боротися, а відмінності старіння у різних організмів є результатом різної ефективності цієї боротьби. Нині останній підхід вважається встановленим у біології старіння. Тим не менш, деякі дослідники все ще захищають еволюційний підхід, а деякі інші зовсім ігнорують поділ на еволюційні теорії та теорії ушкоджень. Останнє твердження є частково результатом зміни термінології: у деяких роботах останнього часу термін «еволюційні теорії» посилається не на теорії «запрограмованого старіння», які пропонують еволюційне виникнення старіння як корисного явища, а на підхід, який описує, чому організми повинні старіти в протилежність до питання про біохімічних та фізіологічних засадах старіння. Гормонально-генетичний підхід полягає в тому, що в процесі життя людини, починаючи з народження, йде підвищення порога чутливості гіпоталамуса, що врешті-решт після 40 років призводить до гормонального дисбалансу та прогресуючого порушення всіх видів обміну в тому числі гіперхолестеринемії. Тому лікування хвороб старості необхідно починати з покращення чутливості гіпоталамуса.

Теорія апоптозу (самогубства клітин).Академік В.П. Скулачов називає свою теорію теорією клітинного апоптозу. Апоптоз (грец. «Листопад») – процес запрограмованої загибелі клітини. Як дерева позбавляються частин, щоб зберегти ціле, так і кожна окрема клітина, пройшовши свій життєвий цикл, повинна відміряти і її місце повинна зайняти нова. Якщо клітина заразиться вірусом, або в ній відбудеться мутація, що веде до озлоякісності, або просто закінчиться термін її існування, то, щоб не наражати на небезпеку весь організм, вона повинна померти. На відміну від некрозу – насильницької загибелі клітин через травму, опік, отруєння, нестачу кисню внаслідок закупорювання кровоносних судин тощо, при апоптозі клітина акуратно саморозбирається на частини, і сусідні клітини використовують її фрагменти як будівельний матеріал.
Самоліквідації зазнають і мітохондрії – вивчивши цей процес, Скулачов назвав його мітоптозом. Мітоптоз відбувається, якщо в мітохондріях утворюється дуже багато вільних радикалів. Коли кількість загиблих мітохондрій дуже велика, продукти їхнього розпаду отруюють клітину і призводять до її апоптозу. Старіння, з погляду Скулачева, – результат того, що в організмі гине більше клітин, ніж народжується, а функціональні клітини, що відмирають, замінюються сполучною тканиною. Суть його – пошук методів протидії руйнації клітинних структур вільними радикалами. На думку вченого, старість – це хвороба, яку можна і потрібно лікувати, програму старіння організму можна вивести з ладу і тим самим вимкнути механізм, який скорочує наше життя.

На думку Скулачова, головна з активних форм кисню, що призводять до загибелі мітохондрій та клітин – перекис водню. В даний час під його керівництвом проходить випробування препарат SKQ, призначений для запобігання ознакам старіння.

Теорія вільних радикалів.Практично одночасно висунута Д. Харманом (1956) і Н. М. Емануелем (1958), вільнорадикальна теорія пояснює не тільки механізм старіння, а й широке коло пов'язаних з ним патологічних процесів (серцево-судинних захворювань, ослаблення імунітету, порушень функції мозку, катаракти , раку та деяких інших). Відповідно до цієї теорії, причиною порушення функціонування клітин є необхідні багатьом біохімічних процесів вільні радикали – активні форми кисню, синтезовані переважно у мітохондріях – енергетичних фабриках клітин.

Якщо дуже агресивний, хімічно активний вільний радикал випадково залишає те місце, де він потрібен, може пошкодити і ДНК, і РНК, і білки, і ліпіди. Природа передбачила механізм захисту від надлишку вільних радикалів: крім супероксиддисмутази та деяких інших синтезованих у мітохондріях і клітинах ферментів, антиоксидантна дія має багато речовин, що надходять в організм з їжею – в т.ч. вітаміни А, С і Е. Регулярне споживання овочів і фруктів і навіть кілька чашок чаю або кави на день забезпечать достатню дозу поліфенолів, які також є хорошими антиоксидантами. На жаль, надлишок антиоксидантів – наприклад, при передозуванні біологічно активних добавок – не тільки не корисний, а може навіть посилити окисні процеси у клітинах.

Адаптаційно-регуляторна теорія.Модель старіння, розроблена видатним українським фізіологом та геронтологом В.В. Фролькісом у 1960-70-х рр., заснована на поширеному уявленні про те, що старість і смерть генетично запрограмовані. «Родзинка» теорії Фролькіса полягає в тому, що віковий розвиток та тривалість життя визначаються балансом двох процесів: поряд з руйнівним процесом старіння розгортається процес «антистаріння», для якого Фролькіс запропонував термін «вітаукт» (лат. vita – життя, auctum – збільшувати) . Цей процес спрямовано підтримку життєздатності організму, його адаптацію, збільшення тривалості життя. Уявлення про антистаріння (вітаукт) набули широкого поширення. Так було в 1995 р. США відбувся перший міжнародний конгрес з цієї проблеми.

Істотним компонентом теорії Фролькіса є розроблена ним генорегуляторна гіпотеза, за якою первинними механізмами старіння є порушення в роботі регуляторних генів, що управляють активністю структурних генів і, в результаті, інтенсивністю синтезу білків, що закодовані в них. Вікові порушення генної регуляції можуть призвести не тільки до зміни співвідношення білків, що синтезуються, але і до експресії раніше не працювали генів, появі раніше не синтезувалися білків і, як результат, до старіння і загибелі клітин.

В.В.Фролькіс вважав, що генорегуляторні механізми старіння є основою розвитку поширених видів вікової патології – атеросклерозу, раку, діабету, хвороб Паркінсона та Альцгеймера. Залежно від активації чи придушення функцій тих чи інших генів і розвиватиметься той чи інший синдром старіння, та чи інша патологія. На основі цих уявлень було висунуто ідею генорегуляторної терапії, покликаної попереджати зрушення, що лежать в основі розвитку вікової патології.

Тіломірна теорія. 1961 року американський геронтолог Л. Хейфлік встановив, що людські фібробласти – клітини шкіри, здатні до поділу, – «у пробірці» можуть ділитися трохи більше 50 раз. На честь першовідкривача це явище назвали межею Хейфліка. Однак Хейфлік не запропонував жодного пояснення цього явища. У 1971 р. науковий співробітник Інституту біохімічної фізики РАН А.М. Оловніков, використовуючи дані про принципи синтезу ДНК у клітинах, запропонував гіпотезу, за якою «межа Хейфліка» пояснюється тим, що при кожному клітинному поділі хромосоми трохи коротшають. У хромосом є особливі кінцеві ділянки - теломери, які після кожного подвоєння хромосом стають трохи коротшими, і в якийсь момент коротшають настільки, що клітина вже не може ділитися. Тоді вона поступово втрачає життєздатність – саме в цьому, згідно з теломірною теорією, і полягає старіння клітин. Відкриття у 1985 р. ферменту теломерази, що добудовує укорочені теломери у статевих клітинах і клітинах пухлин, забезпечуючи їх безсмертя, стало блискучим підтвердженням теорії Оловнікова. Правда, межа в 50-60 поділів справедлива далеко не для всіх клітин: ракові і стовбурові клітини теоретично можуть ділитися нескінченно довго, в живому організмі стовбурові клітини можуть ділитися не десятки, а тисячі разів, але зв'язок старіння клітин з укороченням теломер є загальновизнаним. Цікаво, що сам автор нещодавно вирішив, що тіломірна гіпотеза не пояснює причин старіння, і висунув спочатку ще одну, редусомну, а потім і другу, не менш фантастичну – луногравітаційну. Обидві вони не отримали ні експериментального підтвердження, ні схвалення колег.

Елеваційна (онтогенетична) теорія старіння.На початку 1950-х років відомий вітчизняний геронтолог В.М. Дильман висунув і обґрунтував ідею існування єдиного регуляторного механізму, визначального закономірності вікових змін різних гомеостатичних (підтримують постійність внутрішнього середовища) систем організму. За гіпотезою Дільмана, основною ланкою механізмів як розвитку (лат. elevatio – підйом, у переносному значенні – розвиток), так і подальшого старіння організму є гіпоталамус – «диригент» ендокринної системи. Головна причина старіння - це вікове зниження чутливості гіпоталамуса до регуляторних сигналів, що надходять від нервової системи та залоз внутрішньої секреції. Протягом 1960-80-х років. за допомогою експериментальних досліджень та клінічних спостережень було встановлено, що саме цей процес призводить до вікових змін функцій репродуктивної системи та гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової системи, що забезпечує необхідний рівень вироблених корою надниркових залоз глюкокортикоїдів – «гормонів стресу», добові коливання їх концентрації та підвищення стресі, і, зрештою, до розвитку стану так званого «гіперадаптозу».

За концепцією Дільмана, старіння та пов'язані з ним хвороби – це побічний продукт реалізації генетичної програми онтогенезу – розвитку організму. Онтогенетична модель вікової патології відкрила нові підходи до профілактики передчасного старіння та хвороб, пов'язаних з віком і є основними причинами смерті людини: хвороб серця, злоякісних новоутворень, інсультів, метаболічної імунодепресії, атеросклерозу, цукрового діабету літніх та ожиріння захворювань. З онтогенетичної моделі випливає, що розвиток хвороб та природних старечих змін можна загальмувати, якщо стабілізувати стан гомеостазу на рівні, що досягається до закінчення розвитку організму. Якщо уповільнити швидкість старіння, те, як вважав В.М. Дильман, можна збільшити видові межі життя.

Теорія накопичення мутацій(англ. Mutations accumulation theory) – еволюційно-генетична теорія виникнення старіння, запропонована Пітером Медаваром у 1952 році. Ця теорія розглядає старіння як побічний продукт природного добору (як і, наприклад, еволюційне пояснення розвитку сліпоти у печерних і підземних тварин).

Імовірність розмноження індивідуума залежить від його віку, зростаючи від нульової в момент народження, і досягаючи піку у молодих дорослих організмів (відразу після досягнення статевої зрілості), після чого вона зменшується через збільшення ймовірності смерті від зовнішніх (хижаки, хвороби, нещасні випадки) та внутрішніх (старіння) причин. При цьому в природних умоворганізми дуже рідко доживають до віку, коли старіння стає помітним, тобто смертність майже залежить від зовнішніх причин, куди старіння немає ніякого впливу. Проти шкідливих мутацій в алелях, що виявляються в молодому віцітаким чином діє дуже сильний еволюційний тиск, оскільки вони мають сильний вплив на ймовірність розмноження. З іншого боку, шкідливі мутації, які проявляються пізно в житті, у віці, до якого більша частина популяції не доживає, зазнають значно меншого еволюційного тиску, тому що їх носії вже передали свої гени наступному поколінню та зменшення кількості спадкоємців через ці мутації. незначно.

Мутації можуть впливати на успіх організму як безпосередньо, і побічно. Наприклад, гіпотетична мутація, що збільшує ризик переломів у зв'язку зі зниженням фіксації кальцію, є меншою мірою шкідливою, ніж мутація, яка вражає яйця в матці. З погляду еволюції не має значення, чому знижується здатність організму до розмноження. Важливо, що індивідууми, які мають шкідливу мутацію, мають менше можливостей для розмноження, якщо шкідливий ефект цієї мутації проявляється раніше у житті. Наприклад, люди, які хворіють на прогерію (генетична хвороба з симптомами передчасного старіння) живуть лише 15-20 років, і практично не можуть передати свої мутантні гени наступному поколінню (вважаючи мутацію домінантною). У таких умовах прогерія виникає лише внаслідок нових мутацій, а чи не від генів батьків. На відміну від них люди з іншого генетичною хворобою, хворобою Альцгеймера, яка проявляється пізно, встигають залишити потомство до її прояву. Таким чином, хвороба передається новим поколінням та є випадковою. Інакше кажучи, теорія накопичення мутацій передбачає збільшення із віком частоти генетичних мутацій, які у генофонді.

Теорія накопичення мутацій дозволяє дослідникам зробити кілька прогнозів, що перевіряються. Зокрема, ця теорія передбачає, що залежність максимальної тривалості життя популяції потомства від максимальної тривалості життя материнського організму не повинна бути лінійною, як це спостерігається для будь-якої іншої кількісної ознаки, що демонструє спадковість (наприклад, висоти тіла). Це означає, що ця залежність повинна мати незвичайну нелінійну форму, зі збільшенням нахилу для залежності діапазону життя потомства від материнської тривалості життя серед батьків, що довго живуть. Цей прогноз випливає безпосередньо з ключового твердження теорії, що рівноважна частота генів, де можлива шкідлива мутація, повинна збільшуватися з віком через слабкий еволюційний тиск проти цих мутацій (Рівноважна частота генів означає незалежну від часу частоту генів, яка визначає баланс між виникненням мутацій і еволюційним тиском проти них).

Згідно з теорією накопичення мутацій очікується зростання генетичних змін максимальної тривалості життя з віком. Таким чином, у гетерогенній популяції, така ж зміна у фенотипі відповідає великому числу змін у генотипі. Передбачене збільшення адитивної генетичної варіації може бути виявлено щодо співвідношення генетичних змін за умови аналогічних фенотипічних змін. Це співвідношення, так звана спадковість тривалості життя у вузькому значенні, може бути оцінено як подвоєний нахил лінії регресії залежно від тривалості життя нащадків від материнської тривалості життя. Тому, якщо вік на момент смерті дійсно визначається накопиченням шкідливих мутацій уповільненої дії, очікується, що цей нахил стане крутішим із збільшенням віку материнського організму на момент смерті. Цей прогноз було перевірено аналізом генеалогічних даних спадковості у європейських королівських та знатних сім'ях, які дуже добре задокументовані. Виявили, що нахил лінії регресії нащадків справді зростає з максимальним віком предків, як і передбачається теорією накопичення мутацій. Аналогічні результати були отримані за допомогою досліджень іншихмодельних організмів, наприклад, плодової мушки Drosophila melanogaster

Сьогодні теорія накопичення мутацій не підтверджена на прикладі конкретних генів і залишається гіпотезою, яка вимагає подальшого підтвердження.

Теорія одноразової соми, іноді теорія соми, що витрачається (англ. Disposable soma theory) - еволюційно-фізіологічна модель, яка намагається пояснити еволюційне походження процесу старіння. Теорія була запропонована у 1977 році Томасом Кірквудом, на той час співробітником Британського. Національного інститутубіологічних стандартів та контролю, у його оглядовій статті. Ця теорія задається питанням, як організм повинен розпорядитися своїми ресурсами (у першому варіанті теорії йшлося тільки про енергію) між підтримкою та ремонтом соми та іншими функціями, необхідними для виживання. Необхідність компромісу у використанні цих ресурсів виникає у зв'язку з обмеженістю ресурсів та необхідністю вибору кращого шляху їх використання.

Ця теорія була запропонована у спробі створити еволюційну структуру для розуміння існування та варіацій в універсальному для всіх живих організмів процесі старіння. Вона передбачає, що індивідууми повинні інвестувати на підтримку та ремонт своєї соми (периферійних частин тіла) відповідно до своїх очікувань щодо майбутньої тривалості життя та можливостей для розмноження. Однак очікування індивіда майбутніх перспектив життєзабезпечення та ймовірності розмноження не постійні. Для різних видів, а іноді навіть для різних індивідуумів у межах виду, таким чином необхідно підтримувати свою сому протягом різних проміжків часу. Теорія одноразової соми передбачає, що види та популяції, які в середньому мають невелику кількість зовнішніх загроз та низьку швидкістьрозмноження, повинні інвестувати набагато більше в захист своєї соми, ніж види та популяції, які очікують коротку тривалість життя та швидке розмноження. Коли організми потрапляють у захищені умови та звільняються від природного відбору, відмінності у ремонті та підтримці соми виявляються у вигляді міжвидових та міжпопуляційних відмінностей у швидкості старіння та максимальної тривалості життя.

На підтримку теорії свідчить результат спостереження за популяціями диких тварин у природі, який показує, що кількість та активність хижаків впливають на стратегію виживання популяції. Наприклад, дослідження популяцій гуппі показали еволюцію тривалості життя, що дуже швидко проявляється у відповідь на зміни у смертності. Представники популяції гуппі, яка росте в умовах збільшеної смертності, менше за розміром, зростають швидше, розмножуються в більш ранньому віці і виділяють більше ресурсів для розмноження, ніж гуппі, які живуть в умовах низької смертності. Крім того, було зроблено припущення, що однією з причин того, що птахи і летючі мишіживуть довше, ніж наземні тварини аналогічного розміру, є те, що завдяки можливості літати вони були звільнені від значної частини еволюційного тиску з боку хижаків, яких зазнають наземні тварини. Ще одне дослідження, яке підтвердило деякі з основ теорії, було проведено на двох популяціях віргінських опосумів. Одна популяція опосумів, знайдена на острові Сапело (Джорджія) немає природних наземних хижаків, інша, знайдена у материковій частині штату, переслідується пумами, лисицями і рудими рисями. В результаті було виявлено, що острівна популяція народжує менше дитинчат, ніж континентальна група, і в цілому виживає до другого сезону розмноження, отримуючи другу можливість розмноження. Представники цієї групи менші за розміром, мають на 25% більшу середню тривалість життя і на 50% більшу максимальну тривалість життя, ніж континентальна група.

Важливо відзначити, що оскільки теорія одноразової соми розглядає лише еволюційні аспекти старіння, зв'язок між споживанням, розмноженням і старінням розглядається в термінах кінцевого результату, а чи не конкретних механізмів. Якщо індивідуальна тварина має можливість розмноження, вона не може очікувати біологічного безсмертя, оскільки їй необхідно підтримувати свою сому тільки до такого рівня, щоб середній індивід у межах популяції міг вижити не протягом часу, необхідного для отримання необхідної кількості потомства. Однак відсутність можливості для розмноження може мати позитивний ефект на старіння та тривалість життя. Це не означає наявність зв'язку між передчуттям життєзабезпечення, розмноженням, підтримкою соми та довголіттям, теорія одноразової соми передбачає лише компроміс між підтримкою соми та розмноженням, посередником у якому є процес розподілу ресурсів. Теорія передбачає дві причини зміни організмів. По-перше, збільшення в очікуванні смертності у дорослому стані має призводити до зменшення підтримки соми. Якщо організм не очікує жити довго, він має меншу потребу захищати себе. По-друге, збільшення в очікуванні швидкості розмноження повинно призводити до зменшення підтримки соми, оскільки індивідууми передбачають недостачу необхідних для розмноження ресурсів.

Теорія одноразової соми не постулює жодних специфічних механізмів підтримки соми, і тому сумісна з більшістю механістичних моделей старіння, таких як накопичення соматичних мутацій, змінених білків, мітохондріальна теорія, вільно-радикальна теорія тощо. Крім того, види, які мають найбільше низькі рівнісмертності від зовнішніх причин та низькі темпи розмноження, також мають найкращий захиствід окислювального стресуі, в результаті, мутацій та пошкоджень білків. Наприклад, репарація (ремонт) ДНК набагато гірша у гризунів, ніж у приматів, а соматичні клітини мишей значно більш чутливі до окислювального стресу, викликаного хімічними способами, ніж клітини ссавців, що довго живуть. Епітеліальні клітини нирок щодо довговічних птахів також більш стійкі до хімічних та радіаційних ушкоджень, ніж відповідні клітини мишей.

У цілому нині теорія одноразової сомы забезпечує корисну еволюційну структуру розуміння процесу старіння. Велика кількість непрямих свідчень підтримують цю теорію, але детальні експериментальні дослідження все ж таки відсутні.

Мітохондріальна теорія.Важливість зв'язку між молекулярним стресом та старінням була припущена, ґрунтуючись на спостереженнях за ефектом накопичення мутацій у мітохондріальній ДНК (мтДНК). Ці дані були підкріплені спостереженням збільшення з віком числа клітин, яким не вистачає цитохром-оксидази (COX), що асоційовано з мутаціями мтДНК. Такі клітини часто мають порушення у виробництві АТФ та клітинному енергетичному балансі.

Теорія соматичних мутацій.Багато робіт показали збільшення з віком числа соматичних мутацій та інших форм ушкодження ДНК, пропонуючи репарацію (ремонт) ДНК як важливий чинник підтримки довголіття клітин. Пошкодження ДНК типові для клітин, і викликаються такими факторами як жорстка радіація та активні форми кисню, і тому цілісність ДНК може підтримуватись лише за рахунок механізмів репарації. Справді, існує залежність між довголіттям та репарацією ДНК, як це було продемонстровано на прикладі ферменту полі-АДФ-рибоза-полімерази-1 (PARP-1), важливого гравця у клітинній відповіді на спричинене стресом пошкодження ДНК. Вищі рівні PARP-1 асоціюються з більшою тривалістю життя.

Закон смертності Гомпертця – Мейкхама(Іноді просто Закон Гомпертця, Розподіл Гомпертця) – статистичний розподіл, який описує смертність людини та більшості багатоплідних тварин. Відповідно до закону Гомпертца - Мейкхама, смертність є сумою незалежного віку компонента (члена Мейкхама) і компонента, залежного від віку (функція Гомпертца), який експоненційно зростає з віком і описує старіння організму. У захищених середовищах, де зовнішні причини смерті відсутні (у лабораторних умовах, у зоопарках або для людей у ​​розвинених країнах), незалежний від віку компонент часто стає малим, і формула спрощується до функції Гомпертца. Розподіл було отримано та опубліковано актуарієм та математиком Бенджаміном Гомпертцем у 1832 році.

Відповідно до закону Гомпертца – Мейкхама, ймовірність смерті за фіксований короткий проміжок часу після досягнення віку x становить:

p = a + bx,

де x - вік,

p - відносна ймовірність смерті за певний проміжок часу,

a та b - коефіцієнти.

Таким чином, розмір популяції знижується з віком подвоєної експоненти:

s(x) = exp[ − m(bx + c)].

Закон смертності Гомпертца - Мейкхама найкраще визначає динаміку смертності людини у діапазоні віку 30-80 років. В області більшого віку смертність не зростає так швидко, як передбачається цим Законом смертності.

Історично смертність людини до 1950-х років була більшою мірою викликана незалежним від часу компонентом закону смертності (членом або параметром Мейкхама), тоді як залежний від віку компонент (функція Гомпертца) майже не змінювалася. Після 1950-х років картина змінилася, що призвело до зниження смертності в пізньому віці та так званої «деректангуляризації» (згладжування) кривої виживання.

У термінах теорії надійності закон смертності Гомпертца - Мейкхама є закон невдач, де норма ризику - комбінація незалежних від віку невдач і невдач, пов'язаних зі старінням, з експоненційним збільшенням у нормі цих невдач.

Закон Гомпертца є окремим випадком розподілу Фішера - Типпетта для негативного віку.

Епігенетична теорія старіння.Клітини з часом повільно втрачають маркери репресованого хроматину, що може бути пов'язане з диференціюванням клітин в організмі. Втрата маркерів репресії рано чи пізно повинна призводити до дерепресії дрімучих транспозонів, відповідно до зростання кількості спричинених ними ушкоджень ДНК з подальшою активацією клітинних систем репарації ДНК. Останні, крім участі у відновленні ДНК, викликають і несанкціоновані рекомбінації у тіломірах. Також не виключено, що рекомбінази транспозонів можуть ініціювати подібні рекомбінації. В результаті протяжні ділянки теломерної ДНК перетворюються на кільця і ​​губляться, а теломери коротшають на довжину втраченої кільцевої ДНК. Цей процес прискорює втрату теломерної ДНК у десятки разів, а наступний апоптоз більшості клітин і визначає старіння як біологічне явище. Запропонована теорія є альтернативою гіпотезі про генетично запрограмоване старіння та гіпотезу про старіння як наслідок накопичення помилок та пошкоджень, пояснює механізм прискорення втрати теломер у разі окислювального стресу та пошкоджень ДНК, а також взаємозв'язок старіння та виникнення пухлин.

Еволюційно-генетичний підхід.Гіпотеза, яка лягла в основу генетичного підходу, була запропонована Пітером Медаваром у 1952 році і відома зараз як «теорія накопичення мутацій» (англ. Mutations accumulation theory). Медавар зазначив, що тварини в природі дуже рідко доживають до віку, коли старіння стає помітним. Відповідно до його ідеї, алелі, які проявляються протягом пізніх періодів життя і які виникають в результаті мутацій зародкових клітин, зазнають досить слабкого еволюційного тиску, навіть якщо в результаті їх дії страждають такі властивості, як виживання та розмноження. Таким чином, ці мутації можуть накопичуватися в геном протягом багатьох поколінь. Тим не менш, будь-яка особина, яка зуміла уникнути смерті протягом тривалого часу, відчуває на собі їхню дію, що проявляється як старіння. Те саме вірно і для тварин у захищених умовах.

Надалі, 1957 року Д. Вільямс припустив існування плейотропних генів, які мають різний ефект для виживання організмів протягом різних періодівжиття, тобто вони корисні у молодому віці, коли ефект природного відбору сильний, але шкідливі пізніше, коли ефект природного відбору слабкий. Ця ідея зараз відома як «антагоністична плейотропія» (англ. Antagonistic pleiotropy).

Водночас ці дві теорії складають основу сучасних уявлень про генетику старіння. Тим не менш, ідентифікація відповідальних генів мала лише обмежений успіх. Свідчення про накопичення мутацій залишаються спірними, тоді як свідчення наявності плейотропних генів сильніші, але вони недостатньо обгрунтовані. Прикладами плейотропних генів можна назвати ген теломерази у еукаріотів та сигма-фактор-70 у бактерій. Хоча відомо багато генів, які впливають тривалість життя різних організмів, інших точних прикладів плейотропних генів досі виявлено.

Еволюційно-фізіологічний підхід.Теорія антагоністичної плейотропії передбачає, що мають існувати гени з плейотропним ефектом, природний відбіряких і призводить до старіння. Декілька генів з плейотропним ефектом на різних стадіях життя дійсно знайдені - сигма-70 у E. coli, теломераза у еукаріотів, але безпосереднього зв'язку зі старінням показано не було, тим більше не було показано, що це типове явище для всіх організмів, відповідальне за все старіння ефекти. Тобто ці гени можуть розглядатися лише як кандидати на роль генів, передбачених теорією. З іншого боку, ряд фізіологічних ефектів показано без визначення генів, відповідальних них. Часто ми можемо говорити про компроміси, аналогічні передбаченим теорією антагоністичної плейотропії, без чіткого визначення генів, від яких вони залежать. Фізіологічна основатаких компромісів закладено у так званій «теорії одноразової соми» (англ. Disposable soma theory). Ця теорія задається питанням, як організм повинен розпорядитися своїми ресурсами (у першому варіанті теорії йшлося лише про енергію) між підтримкою та ремонтом соми та іншими функціями, необхідними для виживання. Необхідність компромісу виникає через обмеженість ресурсів чи необхідність вибору кращого шляху їх використання.

Підтримка тіла повинна здійснюватись лише настільки, наскільки це необхідно протягом звичайного часу виживання у природі. Наприклад, оскільки 90% диких мишей помирає протягом першого року життя, переважно від холоду, інвестиції ресурсів у виживання протягом тривалого часу стосуватимуться лише 10% населення. Отже, трирічна тривалість життя мишей цілком достатня всім потреб у природі, а з погляду еволюції, ресурси слід витрачати, наприклад, поліпшення збереження тепла чи розмноження, замість боротьби з старістю. Таким чином, тривалість життя миші найкраще відповідає екологічним умовам її життя.

Теорія «одноразового тіла» робить кілька припущень, які стосуються фізіологи процесу старіння. Відповідно до цієї теорії, старіння виникає в результаті неідеальних функцій ремонту та підтримки соматичних клітин, які адаптовані для задоволення екологічних потреб. Ушкодження, своєю чергою, є результатом стохастичних процесів, що з життєдіяльністю клітин. Довголіття контролюється рахунок контролю генів, які відповідають за ці функції, а безсмертя генеративних клітин, на відміну від соматичних, є результатом великих витрат ресурсів і, можливо, відсутності деяких джерел пошкоджень.ТЕОРІЯ ОПАРИНА-ХЕЙЛДЕНА ПРО ПОХОДЖЕННЯ ЖИТТЯ СИСТЕМНО-СТРУКТУРНА ОРГАНІЗАЦІЯ ТА САМООРГАНІЗАЦІЯ У ЖИВІЙ ПРИРОДІ Вуглеводи