Что является причиной старения. Старение организма-старость радость

Мало кому известно, но в XVIII веке средняя составляла всего 24 года. Через 100 лет это число увеличилось вдвое - до 48 лет. Сейчас новорожденный может в среднем прожить 76 лет. С учетом последних открытий в биологии, ученые считают, что эта цифра будет еще долго неизменна.

Введение

Сегодня поиски «молодильных яблок» и ответа на вопрос о том, почему сконцентрированы в области изучения генетической структуры клеток, и при этом все меньше обращается внимание на роль стрессов и диет в жизни людей. Желающие достичь бессмертия обращаются в антивозрастные клиники, выплачивая каждый год по 20 000 долларов за гормональную терапию, анализ ДНК и космическую хирургию. Однако эти экспериментальные методы не дают никаких гарантий бессмертия - просто специалисты обещают продлить жизнь.

Давайте вместе узнаем, когда и почему стареет человек, какие бывают признаки и причины старения и как замедлить процесс старения.

Понятие «старения»

Слово «старость» в настоящее время ассоциируется с омолаживающими косметическими средствами и хирургическими операциями. Это связано с тем, что современная наука больше нацелена на изучение космических пространств и изобретение новейших технологий. О бессмертии просто забыли.

Но доктор Джон Ленгмор, профессор университета Мичиган, и его группа «заглянули» внутрь клеток, в самую сущность человеческой жизни. В частности, он изучил молекулу ДНК и обнаружил на ее концах цепь повторяющихся пар ферментов, которые были впоследствии названы «теломерами». Они работают в качестве защитных «колпачков» на конце хромосом, которые со временем не дают возможность молекулам разделиться пополам, что и приводит к старению и умиранию человека.

Что такое «теломеры»

Ученые отмечают, что, когда человек становится старше, длина теломерных цепей уменьшается. В конце концов они становятся настолько короткими, что репликация клеток вызывает смертельные ошибки или недостающие фрагменты в последовательности ДНК, препятствуя способности клетки заменить себя. Эта точка предела, когда клетка потеряла жизненный код ДНК и не может воспроизвести себя, называется пределом Хейфлика. Это мера того, сколько раз клетка может копировать себя, прежде чем умрет.

Некоторые клетки в нашем организме имеют очень высокий предел Хейфлика. Например, клетки, которые находятся внутри нашего рта и в кишечнике, постоянно стираются и заменяются. Действительно, они появляются, чтобы иметь возможность вырастить теломеры даже в зрелом возрасте. Тогда ученые заинтересовались, почему некоторые клетки препятствуют росту теломер с возрастом, а некоторые нет.

«Запрограммированные» клетки

Доктор Ленгмор, используя физические, биохимические и генетические методы для изучения структуры и функции теломеров, разработал бесклеточную систему для восстановления функциональной модели теломеров с использованием синтетической ДНК. А также выявил механизм, с помощью которого теломеры могут «стабилизироваться», и условия, которые приводят к их нестабильности.

Белковые факторы, «ответственные» за стабилизацию концов хромосом, были клонированы и изучены. дала возможность непосредственно визуализировать структуру модели теломер. Это интересное исследование привело ко многим перспективным открытиям.

Ученые обнаружили важный фермент, который может «выключить» теломеры, чтобы молекула ДНК смогла бесконечно раздваиваться. Он называется теломераза. Но, когда мы становимся старше, количество теломераз в клетках уменьшается. Это и есть ответ на вопрос о том, почему стареет организм человека.

Пять основных теорий

Итак, ученые доказали, что смерть наступает в связи с потерей большого количества клеток. Существует несколько теорий, которые объясняют, как предел Хейфлика выражается в клетках нашего организма. Рассмотрим их подробнее:

1. Гипотеза об ошибке. Данная теория определяет ошибки, которые могут возникнуть в химических реакциях при производстве ДНК и РНК, так как метаболический механизм не является точным на 100 %. Гибель клеток может быть результатом этих неустраненных ошибок.

2. Теория свободных радикалов. Отвечает на вопрос о том, почему стареет человек, по-своему. Неконтролируемые могут повредить мембраны, которые окружают клетки и клеточные молекулы ДНК и РНК. Этот ущерб в конечном итоге приводит к гибели клетки.

В настоящее время эта теория горячо исследуется. Опыты на мышах показали, что снижение на 40 % потребления калорий приводит к удвоению их продолжительности жизни и уменьшению количества свободных радикалов. К тому же ученые выявили, что витамины Е и С хорошо их поглощают.

3. Теория сшивания утверждает, что старение живых организмов обусловлено случайным образованием (путем сшивания) «мостиков» между молекулами белка, которые затем препятствуют процессу производства РНК и ДНК. Это сшивание может быть вызвано многими химическими веществами, появляющимися обычно в клетках в результате метаболизма, а также с помощью загрязняющих веществ (например, свинца и табачного дыма).

4. Мозговая гипотеза отвечает на вопрос о том, почему люди быстро стареют, по-иному. Это происходит из-за «поломки» в гомеостазе функций организма, особенно в контроле гипоталамуса над гипофизом, который, в свою очередь, вызывает расстройство в контроле над эндокринными железами.

5. Аутоимунная теория. Она была предложена доктором Рой Валфордом в Лос-Анджелесе, который предполагает, что два типа белковых кровяных клеток иммунной системы (В и Т) теряют свою энергию из-за «нападения» бактерий, вирусов и раковых клеток. А когда В- и Т-клетки становятся неисправными, они заражают здоровые клетки организма.

Почему стареет человек: причины и признаки

В какой-то момент жизни, часто ближе к 30 годам, сигнальные признаки старения начинают быть очевидными. Их можно увидеть во всем: на коже появляются морщины, снижается прочность и гибкость костей и суставов, сердечно-сосудистая, пищеварительная и нервная системы подвергаются изменениям.

Пока никто не может точно сказать, почему стареет человек. Но определенно выявлено, что генетика, диеты, физические упражнения, болезни и другие факторы влияют на этот процесс.

Внимательно ознакомимся с признаками и причинами старения основных систем организма:

1. Клетки, органы и ткани:

Теломеры, которые находятся на концах хромосом внутри каждой клетки, со временем препятствуют раздвоению молекулы ДНК;

Накапливаются отходы в клетках;

Соединительная ткань становится более жесткой;

Максимальная функциональная способность многих

2. Сердце и кровеносные сосуды:

Стенка сердца становится толще;

Сердечные мышцы начинают работать менее эффективно, перекачивая то же количество крови;

Аорты становятся толще, жестче и менее гибкими;

Артерии медленнее снабжают кровью сердце и мозг, что является причиной того, почему стареет человек, признаки очевидны.

3. Жизненно важные функции:

Телу становится труднее контролировать температуру;

Частота сердечных сокращений занимает больше времени, чтобы вернуться к нормальному состоянию после тренировки.

4. Кости, мышцы, суставы:

Кости становятся тоньше и менее сильными;

Суставы - более жесткими и менее гибкими;

Хрящи в костях и суставах начинают ослабевать;

Мышечная ткань также теряет свою силу, это объясняет, почему стареет человек, причины данного процесса.

5. Пищеварительная система:

Желудок, печень, поджелудочная железа и тонкая кишка вырабатывают значительно меньше пищеварительных соков;

Движение пищи через пищеварительную систему замедляется.

6. Мозг и нервная система:

Число нервных клеток в головном и спинном мозге уменьшается;

В головном мозге могут образоваться аномальные структуры, такие как «бляшки» и «клубки», что приводят к ухудшению его работоспособности;

Число соединений между нервными клетками уменьшается.

7. Глаза и уши:

Сетчатка становится тоньше, а зрачки - жестче;

Линзы менее четкими;

Стены слухового прохода становятся тоньше, а барабанные перепонки - толще.

8. Кожа, ногти и волосы:

Кожа с возрастом станет тоньше и менее эластичной, что является причиной того, почему люди стареют внешне;

Потовые железы производят меньше пота;

Ногти растут медленнее;

Волосы получают серый окрас, а некоторые даже перестают расти.

Симптомы старения

Существуют общие симптомы старения, которые включают в себя такие:

Повышенная восприимчивость к инфекциям;

Незначительное снижение роста;

Повышенный риск получения теплового удара или гипотермии;

Кости легче ломаются;

Сутулость;

Замедленное движение;

Снижение общей энергии;

Запор и недержание мочи;

Незначительное замедление процесса мышления и ухудшение памяти;

Снижение координации;

Ухудшение остроты зрения и уменьшение периферического зрения;

Потеря слуха;

Провисание и сморщивание кожи;

Поседение волос;

Влияние сахара

Людям, которые любят сладкое, будет неприятно узнать, что сахар «ускоряет» нашу старость. Если вы потребляете его в большом количестве, то в скором времени быстро наберете вес, а ваше тело станет более восприимчивым к хроническим заболеваниям. Они, конечно же, будут медленно «внедряться» в жизнь человека в течение длительного времени. Однако каждое хроническое заболевание негативно влияет на все клетки в организме. Что и становится причиной того, почему человек медленно стареет.

Курение

Даже ребенку известно, что курение вредно для здоровья. В Новой Зеландии, например, ежегодно умирает 5 000 человек из-за неблагоприятных последствий курения (в том числе и пассивного). Это 13 человек в день!

Каждая выкуренная сигарета будет прибавлять морщины на вашем лице. А в сочетании с большим количеством солнечного света еще и способствовать появлению отмирающих клеток на коже.

Развод

Да, вы не ошиблись! Разрыв с тем, кого вы сильно любили, безусловно, оказывает негативное воздействие не только на ваше психологическое состояние, но и на внешность и здоровье.

В 2009 году ученые провели исследования с идентичными близнецами, в результате которых выяснилось, что разлученные пары выглядят намного старше, чем те, которые всегда были вместе.

Воздействие солнца

Солнечные лучи положительно влияют на организм человека, но до определенной степени. Они могут стать причиной появления морщин на коже, тогда станет понятно, почему одни люди стареют быстрее других.

Избыток солнца может привести к эластозу (снижению эластичности кожи) и к появлению многочисленных пигментных пятен на лице.

Фобии и стрессы

В недавних исследованиях было установлено, что личные фобии и переживания ускоряют старение и прибавляют несколько лет к вашему внешнему виду. Хронический стресс приводит к постоянному высвобождению которые оказывают негативное воздействие на внутренние органы и ткани. А также способствуют образованию свободных радикалов, что и становятся причиной того, почему люди быстро стареют.

Как замедлить биологические часы

1. Научитесь управлять своими страхами и справляться с переживаниями.

2. Ограничение потребления калорий существенно замедляет вашу старость. Предварительные результаты исследований на обезьянах показали, что рациональные диеты могут «притормозить» возрастные физиологические изменения.

3. Регулярно делайте физические упражнения. Ведь именно они способствуют выделению гормонов роста.

4. Старайтесь каждый день высыпаться. Только во время сна мы можем полностью восстановить все свои силы.

5. Расслабляйтесь. Выберите подходящий для вас способ релаксации. Возможно, это будут танцы, чтение книг, слушание музыки или просто приемы горячих ванн.

И в заключение можно сказать, что все мы будем стареть, нравится нам это или нет. Но мы теперь знаем, как замедлить этот процесс, даже на клеточном уровне. Нужно не только вести здоровый образ жизни, но и свести к минимуму все факторы, которые негативно влияют на наш организм.

Стратегия для инженерного пренебрежимого старения Обри ди Грей

В этой статье расскажу почему человек стареет, по мнению знаменитого биогеронтолога, Обри ди Грея организовавшего исследовательский фонд SENS, который призван помочь внедрить регенеративную медицину, которая, возможно, имеет наилучшие шансы для излечения болезней старения.

Доктор Обри ди Грей часто сравнивает человека и автомобиль - машина со временем работает все хуже, но может ездить гораздо дольше, чем это предполагалось производителем, когда она сходила с конвейера: из-за применения своевременного техобслуживания, ремонта и замены вышедших из строя деталей. В случае с человеком происходят подобные процессы: во время жизни накапливаются повреждения за счет обмена веществ, но ремонтные механизмы человеческого тела несовершенны и не могут устранить все повреждения, поэтому с течением времени они достигают критического уровня и человек стареет и умирает.

Три подхода: почему стареет человек и как этому помешать

Обри ди Грей пропагандирует инженерный подход к старению: он предлагает исправлять всего семь типов повреждений, нанесенных обменом веществ в организме во время старения, они хорошо известны и изучены. Нам совсем необязательно стараться найти метаболические пути, который их вызывают, чтобы исправить нанесенный вред. Наглядно место данного подхода можно удивить ниже на рисунке.

три подхода к проблеме старения

Этот подход находится между двумя типовыми попытками воздействия на процессы старения: геронтология старается досконально изучить процессы старения до еще до того момента, как повреждения появляться в организме и попытаться их замедлить, а гериатрия уже после того как повреждения перешли на уровень выше — появились различные патологические изменения в организме и возрастозависимые заболевания.

Регенеративная медицина по Обри ди Грею должна помочь решить проблему старения на трех уровнях:

Органы (искусственная замена)
Уровень клетки (терапия стволовыми клетками), и, или:
Молекулярный уровень (ремонт на клеточном уровне)

Почему человек стареет — семь смертельных причин старения внутри наших клеток

Человек стареет из-за семи механизмов постоянно действующих внутри организма на клеточном уровне, далее подробно опишу каждый из них, взгляните на таблицу ниже. Механизмы старения открыты уже давно, но финансирование их исследований настолько незначительно, что не позволяет сделать решительных шагов к победе над ними.Я приведу методы, позволяющие убрать данные процессы для отмены старения, по мнению, Обри ди Грея, подобные технологии возможны в ближайшие 25–30 лет - если удастся увеличить финансирование исследований данных процессов.

Семь механизмов старения, методы борьбы с ними, и год открытия

Клетки умирают и не замещаются- Замена утраченных клеток

Возрастная саркопения

Наши клетки постоянно повреждаются, различными процессами в организме при этом в организме существуют процессы позволяющие восстановить часть повреждений, но далеко не все. Те клетки которые не удалось восстановить либо уничтожаются процессом под названием и другими, или из-за несовершенства механизмов очистки остаются в организме в поврежденном состоянии. Места поврежденных клеток занимают клетки, образовавшиеся из стволовых клеток, но с возрастом эффективность этих процессов снижается.

В результате описанных выше процессов наши органы такие, как мозг, сердце, и мышцы, в которых имеются долгоживущие клетки, часть из них безвозвратно теряют, что приводит к ухудшению функционирования органов. Примером могут быть, такие возрастные заболевания, как: саркопения - потеря клеток скелетных мышц, сердечная недостаточность — отмирание клеток сердца, в мозге происходит отмирание нейронов - что выливается в ухудшение его работы, ухудшению мелкой моторики (в результате этот процесс приводит к болезни Паркинсона). Тимус - железа производящая большинство иммунных клеток с возрастом уменьшается в размерах, из-за этого люди с возрастом всем более подвержены вирусным заболеваниям - их организме не производится достаточного количества иммунных клеток.

Как это исправить? Обри ди Грей отвечает на этот вопрос:

При помощи клеток предшественников, стволовых клеток способных превращаться в клетки любого органа, сначала мы программируем их на нужную функцию в лаборатории, после чего вводим их в организм и они заменяют недостающие клетки.

Внеклеточный мусор — накопление амилоида

В межклеточном пространстве может накапливаться дефектные слипшиеся белки, которые больше не выполняют своих функций, но могут своим существованием нанести вред организму за счет связывания полезных белков. Обычно такие скопления называют - амилоид. Существует несколько видов амилоида, но наиболее известный это бета-амилоид - похожее на паутину соединение которое, образует бляшки в сосудах головного мозга у пациентов больных болезнью Альцгеймера и влияет на ухудшение когнитивных функций.

Подобные виды дефектного белка образуются так, же и в других тканях организма и способствуют возраст-зависимым заболеваниям: скопление амилоида у больных сахарным диабетом второго типа, скопление амилоида в сердце - амилоидоз сердца. Есть предположение что сердечный амилоидоз являться основной причиной смерти долгожителей переживших возраст 110 лет, так, как более чему у половины умерших после 90 лет вскрытие находит такую патологию в сердце.

Как с этим бороться? Обри ди Грей считает самым перспективным путем борьбы с проблемой накопления амилоида, активацию собственного иммунитета человека, иммунитет может эффективно расправиться с амилоидом, главное, чтобы при этом не было побочных аутоиммунных эффектов на органы человека. Сейчас над этой проблемой работают уже десятки компаний вкладывающих крупные суммы в решение этой задачи, из всех писаных механизмов старения на этот тратятся самые большие средства за счет связи его и болезни Альцгеймера. Когда будет достигнут прогресс в области лечения болезни Альцгеймера при помощи вакцин, будет легко перенести отработанную технологию и на любой другой тип амилоидоза, и окончательно расправится с ним.

Внеклеточные сшивки белков

Многие из структур внутри вашего организма построены из долгоживущих белков, которые работают от самого рождения и до момента смерти, или работают в течении десятков лет, не подвергаясь переработке или обновлению. От этих белков зависит эластичность например: внутренней стенки артерий, эластичность кожи, прозрачность хрусталик глаза. В процессе старения эти белки реагируют с молекулами глюкозы и некоторыми другими находящимися в крови (процесс называется гликирование белков), это приводит к образованию «сшивок»- два ранее независимых белка, которые могли свободно двигаться становятся связанными друг с другом, что мешает их нормальному функционированию.

процесс образования глюкозной сшивки

Когда такие сшивки поражают белки артерий они теряют возможность нормально двигаться относительно друг друга, артерии теряют эластичность, этим обусловлен постепенный рост систолического артериального давления с возрастом, с ростом артериального давления сильно увеличивается риск инсультов и других патологий. Старение кожи с возрастом тоже обусловлено образованием гликированых сшивок коллагена — основного белка в теле человека отвечающего за эластичность тканей.

Как бороться со сшивками белков? Нам уже хорошо известны химическая природа содержащих сшивки веществ, и она достаточно сильно отличается от нормальных клеток в организме. Необходимо разработать такие вещества которые их разрушать на влияя на остальные составляющие организма.

Удаление старых дефектных клеток

В наших организмах с течением времени клетки отработавшие свою функцию зачастую являются балластом, который больше не нужен организму, с возрастом очищение от этих клеток организме замедляется, это не раковые клетки — они не растут и не делятся, но в тоже время они мешают организму нормально обновляться.

Примеры таких клеток:

Классические стареющие (сенесцентные) клетки
клетки жировой ткани
иммунные клетки

Как можно избавить организм от стареющих клеток? Обри ди Грей говорит, что при помощи специальных препаратов можно вызывать самоубийство стареющих клеток (апоптоз), исследования подобных препаратов ведутся сейчас большим числом компаний. В начале 2016 года в исследовании на лабораторных мышах удалось провести успешный эксперимент- животные жили на 17-36% процентов дольше, чем мыши которым не давали препарат.

Мутации митохондриальной ДНК

Ох уж эти митохондрии, последнее время про исследования в этой области новости выходят очень часто. Митохондрии обеспечивают энергией наши организмы, являясь своеобразными миниатюрными батарейками внутри наших клеток. Митохондрии преобразуют питательные вещества в энергию — АТФ, которая участвует во всех биохимических реакциях в организме.

В митохондриях есть своя, отличная от основной, расположенной в ядре клетки цепь ДНК, во время генерации энергии происходит постоянный выброс отходов — высокоактивных молекул свободных радикалов, которые со временем повреждают внутреннюю ДНК митохондрий так, как она расположена очень близко, в ДНК происходят мутации. Из-за этих процессов митохондрии перестают нормально функционировать и давать необходимое количество энергии, что вызывает множественные старческие болезни, и снижение общей энергетики.

Чтобы защитить митохондриальную ДНК от повреждений предлагается скопировать ее внутрь ядра клетки, вместе к основной ДНК, при этом она будет выполнять все положенные ей функции но будет защищена от повреждений свободными радикалами — говорит др. ди Грей.

Внутриклеточный мусор

Внутри наших клеток могут скапливаться продукты жизнедеятельности — различные элементы белковых структур, которые были повреждены в процессе жизни клети, или выполнили свою функцию и больше не нужны. В клетке существует встроенный механизм очищения — его я описывал в статье «клеточная » механизм эффективный, но даже он иногда дает сбой в этом случае лизосомы не могут переварить весь скопившийся в них мусор, если это происходит, то аутофагосома может чрезмерно увеличить свои размеры и в итоге разорваться — это приведет к гибели клетки, или к катастрофическим повреждениям из-за, которых будет нарушена ее работа. С течением времени таких клеток все больше в организме — это еще одна причина того, почему стареет человек.

Эпимутации в ядре — образование раковых клеток

Во время старения в нашем организме накапливаются два типа изменений мутационные и эпимутационные: мутации повреждают саму ДНК находящюся в ядре клетки, а эпимутации нарушают «каркас» ДНК отвечающий за процесс то, когда и какие именно гены становятся активными. В итоге оба этих процесса нарушают правильную работу клеток организма и что может привести к неконтролируемому делению и росту клеток — раку. Недавно появилась информация, что соединение возможно может исправлять мутации ДНК, если это так, то это огромный шаг на пути к победе над старением!

Какие способы предлагает SENS для борьбы с раком? Иммунотерапия видится наиболее перспективным способом борьбы в ближайшей перспективе — организм может без труда справиться с раковыми клетками если сможет их найти. Нам нужно лишь направить в нужную сторону. Обри ди Грей предлагает еще более радикальный метод для того, чтобы рак вообще не мог возникать в наших клетках: удалить ген теломеразы из наших клеток, чтобы запретить деление клеток организма как таковое. При этом восстанавливать ткани которые требуют постоянного обновления путем регулярного ввода извне стволовых клеток. Подробно с этим подходом можно ознакомиться в его книге «Отменить старение», которую можно скачать в разделе «книги».

Так все таки, Почему человек стареет?

Я описал семь известных механизмов вызывающих старение, вы не поверите, но существует нескольких десятков теорий старения, которые пытаются объяснять процессы вызывающие эти механизмы! На некоторых сайтах в интернете безапелляционно пишут, что старение вызывают радиационное воздействие, или свободные радикалы, но правда в том, что нет единого мнения на механизмы вызывающие старение, в этом вопросе слишком много противоречивых моментов. Все теории очень интересны если их изучать, и разбираться, на блоге я обязательно опишу самые популярные из них. Но инженерный подход Обри ди Грея, хотя до конца и не говорит о том, почему стареет человек, но может помочь исправить повреждения организма от старения даже не полностью понимая фундаментальные процессы, и это выглядит гораздо более перспективным.

Вопрос, почему человек стареет, является сегодня одним из самых актуальных. Это естественный процесс, который ведет к постепенному снижению адаптационных возможностей организма и функций всех его органов и систем. С древних времен люди старались постичь суть этого процесса, замедлить его, достичь бессмертия. Многие загадки возрастного угасания уже решены, но еще больше их остается не разгаданными.

Что такое старение

Это естественный биологический процесс разрушительного характера. Он постепенно приводит к нарушению работы организма, его выживания в окружающей среде. Снижение работы всех органов и систем приводит к ограничению общих возможностей организма, появлению возрастных хронических заболеваний и нарастанию риска возможности умереть.

Исторически так сложилось, что сущность жизни, старческого угасания и смерти рассматривается не только в биологическом, но и в философском аспекте. В отличие от животных деградация и смерть человека связаны не только с биологическими, но и с социально-экономическими процессами, а также с сохранением умственных способностей.

Факторы, влияющие на скорость угасания и продолжительность жизни: наследственность, состояние внутренних органов и систем, социально-экономическое положение и степень заинтересованности человека в сохранении бодрости и здоровья. Поэтому биологический возраст человека не всегда совпадает с прожитыми годами. По рекомендации ВОЗ выделяют следующие возрастные категории:

45 – 59 лет – средний возраст;
60 – 74 года – пожилой;
75 – 90 лет – старческий;
свыше 90 лет – долгожители.

Наука, занимающаяся старением, называется , а отрасль медицины, изучающая заболевания людей пожилого и старческого возраста – гериатрией.

Возможно ли бессмертие?

Вопрос, почему люди стареют и умирают, интересовал людей на протяжении всей истории. Мифы о философском камне и чаше Грааля веками будоражили воображение человека, заставляя искать эти источники бессмертия и бессмертной души.

Ответ на вопрос о бессмертии дала наука генетика. Ученые установили, что генетически жизнь человека запрограммирована не более чем на 150 лет. Теперь перед наукой стоит задача не только продления жизни, но и улучшения ее качества. Генетики и гериатры считают, что добиться этого вполне реально.

Почему организм стареет – научные теории

Основные научные теории возрастной деградации организма стали появляться начиная с XIX века.

И.И. Мечников считал, что этот процесс вызван накоплением в организме токсических продуктов обмена веществ, что приводит к разрыву связи между клетками. Согласно теории А.А. Богомольца причины старения человека связаны с изменением коллоидно-химического состояния и структуры белков соединительной ткани. Теория А.В. Нагорного предполагает, что в основе биологии деградации организма лежит затухание самообновления цитоплазмы клеток. Все эти теории не смогли объяснить сущность угасания, но послужили основой дальнейшего изучения основных аспектов старения.

Сегодня самыми известными теориями старения организма являются:

Теория накопления мутаций английского биолога П. Медавара и антагонистическая плейотропия Д. Вильямса , разработанные в 50-х годах прошлого века. Они основаны на способности генов изменяться (мутировать), накапливая эти изменения на протяжении жизни. А так как каждый ген отвечает за несколько признаков (плейотропия), мутационные изменения влекут за собой изменения в физиологии человека. Мутации могут происходить, как спонтанно (без причин), так и при воздействии различных факторов внешней среды (стрессов, инфекционных возбудителей и т.д.). Механизм действует на разных стадиях угасания. При накоплении большого количества мутаций человек умирает.
Теория, связанная с токсическим воздействием свободных радикалов. В результате химических реакций на клеточном уровне образуются агрессивные молекулы с непарным электроном. Сталкиваясь с другими молекулами, они забирают себе недостающий электрон, становясь нейтральными, но разрушая другие молекулы и «заражая» их своей агрессивностью. Причины старения человека связаны с избытком свободных радикалов. Ученые выявили фермент, нейтрализующий свободные радикалы (супероксиддисмутаза – СОД), от количества которого зависит скорость возрастной деградации. Эта теория хорошо обоснована. Но ученые уверены, что свободные радикалы не единственная причина угасания.
Теория апоптоза. Согласно этой теории в молодом организме все виды клеток обновляются быстро и полностью заменяют погибшие (в каждой клетке заложен механизм апоптоза – самоуничтожения через определенное время). На стадии угасания этот механизм дает сбой и вновь образованных клеток в организме становится все меньше, чем погибших, что и приводит к общей деградации организма. Апоптоз может ускоряться при повреждении клеток. Так, при повреждении быстро делящихся стволовых клеток (в том числе клеток костного мозга) воздействием радиации увеличивается риск развития злокачественных опухолей.
Теория теломеров. Сущность теории: в ядре каждой клетке содержится 23 пары хромосом, которые представляют собой закрученные спирали с небольшими наконечниками на концах – теломерами. Согласно этой теории теломеры точнее всего определяют биологический возраст человека, так как сокращаются при каждом делении клеток. Чем короче теломеры, тем большее время отделяет его от первичной материнской клетки. Эта теория очень достоверна, но она не объясняет, почему нервные и мышечные клетки зрелого организма не делятся, теломеры в них не изменяют своего уровня, но клетки стареют так же, как все остальные.
Нейроэндокринная теория. С возрастом головной мозг постепенно утрачивает свои функции из-за скопления токсических продуктов обмена веществ. В результате страдает не только нервная, но и эндокринная система, так как ее центр находится в головном мозге и регулируется его корой. Дефицит гормонов, регулирующих все функции организма, приводит к угасанию.

Причины и механизм старения (видео)

Что происходит в организме

Различают биологический и календарный (по дате рождения) возраст человека. Биологический возраст зависит от скорости угасания, физиологического состояния всех органов и систем и степени адаптации личности в окружающей среде. Чтобы определить биологический возраст, нужно провести полное обследование и выяснить в каком состоянии находятся органы и насколько правильно они функционируют, в том числе насколько они способны адаптироваться к различным нагрузкам.

Различают следующие виды старения:

физиологическое или естественное старение – организм угасает в соответствии с генетическим «планом»; это медленный невосстановимый процесс, который позволяет личности адаптироваться и вести достойный образ жизни;
патологический вид – связан с имеющимися хроническими заболеваниями, присоединением возрастных болезней или скрыто протекающих патологических (в том числе генетических) процессов; это преждевременная деградация, она протекает значительно быстрее.

Биология старения связана с нарушениями кровообращения и обмена веществ. В старости стенки кровеносных сосудов теряют свой тонус, иногда суживается их просвет (при атеросклерозе). Это приводит к нарушению циркуляции крови и кровоснабжению различных органов и тканей. Дефицит питательных веществ и кислорода, сопутствующий таким нарушениям, приводит к изменениям в клеточном обмене веществ и появлению следующих изменений и сопутствующих им признаков старения человека:

снижению скорости обмена веществ, приводящее к дефициту энергии; симптомы: вялость, слабость, снижение работоспособности;
снижению адаптационных возможностей человеческого организма, резкому снижению иммунитета в ответ на внешние воздействия; симптомы: переохлаждения, стрессы высокие нагрузки приводят к повышенной заболеваемости;
снижению функции сердечной мышцы (миокарда); сердце с трудом перекачивает кровь в сосуды; симптомы: одышка при физической нагрузке, а затем и в покое, появление отеков на ногах;
нарушению работы органов пищеварения; пища усваивается не полностью из-за дефицита пищеварительных ферментов; нарушение тонуса гладкой мускулатуры кишечника приводит к развитию запоров и повторному всасываю токсических продуктов из кишечника в кровь;
нарушению обмена веществ в клетках печени и почек: эти процессы приводят к повышению содержания в крови токсических веществ; симптомы: усиливающаяся слабость, отсутствие аппетита, иногда небольшое повышение температуры тела, приступы тошноты, рвоты;
уменьшению содержания в тканях гиалуроновой кислоты, притягивающей к себе воду; характерные черты: кожа становится сухой, формируются морщины, беспокоит сухость во рту, сухость и раздражение глаз, сухость в области половых органов; раздражение слизистых приводит к проникновению инфекции, развитию острых и хронических заболеваний (циститов, вагинитов, кератитов и т.д.);
нарушению циркуляции крови в малом тазу; это способствует развитию хронических простатитов и аденомы предстательной железы у мужчин; симптомы: нарушения мочеиспускания и боли;
нарушению обмена кальция, его вымываю из костей и повышению содержания в крови; симптомы: кости становятся хрупкими, появляются частые переломы; избыток кальция в крови может приводить к развитию судорог конечностей;
нарушению обмена веществ в хрящевой и костной ткани; приводит к развитию остеохондрозов и остеоартрозов – обменных поражений позвоночника и суставов
снижению тонуса скелетных мышц; характерные черты: нарушается осанка, дряблые мышцы не могут поддерживать позвоночник; симптомы: усиливаются признаки остеохондроза, походка становится неуверенной;
нарушению состояния нейроэндокринной системы; угасает половая функция, снижается функция щитовидной железы; симптомы: из-за снижения функции щитовидной железы появляется лишний вес, усиливается сухость покровов; нарушения со стороны нервной системы приводит к снижению интеллекта; снижается половая функция, у женщин наступает менопауза.

Поэтапное угасание

Естественное старение продолжается в течение десятилетий. Этапы старения соответствуют возрастным категориям. Имеет значение, с какого возраста стареет человек: процесс запускается сразу после прекращения роста.

После 30 лет

Первые его признаки можно заметить уже после 30.

В течение последующих 15 лет можно увидеть следующие изменения:

появляется лишний вес, что говорит о снижении энергетических затрат и отложении жира в виде стратегических запасов энергии; но если человек ведет здоровый образ жизни, от лишнего жира легко избавиться;
кожа становится более сухой, чем была еще несколько лет назад; при внимательном осмотре на лице можно увидеть первые намечающиеся морщинки, которые становятся особенно заметными к 40 годам;
снижаются репродуктивные возможности мужчин и женщин; чаще развивается бесплодие; у женщин в возрасте после 35 лет повышается риск невынашивания беременности;
у мужчин постепенно снижается секреция мужских половых гормонов, появляются первые сбои в сексуальной жизни; но часто после 30 лет у мужчин все еще поддерживается высокая гормональная активность, что приводит к облысению.

45 — 60 лет

Следующий этап — 45 – 60 лет:

постепенно снижаются функциональные способности эндокринной системы; это приводит к внешним изменениям (стабильному повышению веса, усилению сухости кожи) и снижению репродуктивных способностей; репродуктивные способности женщин угасают;
снижаются сексуальные и репродуктивные возможности мужчин, появляются первые симптомы поражения предстательной железы и связанных с этим нарушений мочеиспускания;
нарастающий вес способствует появлению усталости и снижению работоспособности;
кожа становится сухой, морщинистой, из-за снижения ее тонуса появляются мешки под глазами;
у лиц, работа которых связана с постоянным напряжением зрения, появляется сухость глаз;
развиваются нарушения работы сердечно-сосудистой системы: повышение артериального давления (АД), сильные кратковременные боли в сердце (приступы стенокардии на фоне атеросклероза);
ближе к 60 годам нарушаются функции других органов и систем: появляются нарушения пищеварения, циститы и вагиниты у женщин; у мужчин уретриты и простатиты;
нарушается зрение: у большинства развивается дальнозоркость.

60 – 75 лет

Как стареют пожилые (60 – 75 лет):

тело стареет, мышцы истончаются; внешние проявления: нарушения осанки, признаки остеохондроза и остеоартроза;
нарастают изменения зрения и слуха; появляются нарушения координации движений, частые головокружения;
постепенно снижаются функции пищеварения, кровообращения, печени и почек; но в этом возрасте они не всегда бывают заметными;
развивается остеопороз – кости становятся хрупкими из-за утраты кальция, характерны частые переломы;
снижается иммунитет, повышается риск развития опухолей и инфекций;
нарушения обмена нервных клеток приводит к некоторому снижению интеллектуального уровня, в том числе памяти, особенно, краткосрочной; все, что было в прошлом, человек хорошо помнит, но новые знания усваивает с трудом.

75 лет и старше

Старческий возраст (75 – 90 лет) и долгожители:

биологическое и интеллектуальное угасание лиц старческого возраста нарастает медленно, но необратимо и приводит к естественной смерти; скорость угасания индивидуальна.

Стадии возрастной деградации:

первая: сохранение профессиональных и культурных интересов личности;
вторая: все интересы ограничены бытом;
третья: все разговоры сводятся к состоянию здоровья и болезням;
четвертая: резко ограничен круг общения, максимальное ограничение контактов с внешним миром;
пятая: полная утрата потребностей в общении и новых впечатлениях; жизнь ограничивается сном и едой.

В чем особенность старения женщин

Возрастное угасание женщин тесно связано с функцией репродуктивной системы. Общие, едва заметные признаки биологического угасания (небольшая сухость кожи и склонность к наращиванию веса) у них появляются после 30 и легко компенсируются правильным питанием, двигательной активностью и правильным уходом за кожей.

После 40-45 лет начинает изменяться гормональный фон женщины: снижается функция системы гипоталамус – гипофиз – яичники, обеспечивающей гормональное сопровождение детородной функции.

Дефицит женских половых гормонов эстрогенов приводит к невозможности зачатия. Если зачатие все же происходит, то повышается риск невынашивания беременности.

После 45 – 50 у многих женщин появляются признаки климакса, связанные с дефицитом эстрогенов:

нарушается менструальный цикл: длительность месячных укорачивается, промежутки между ними увеличиваются; но иногда месячные могут стать более продолжительными с большими кровопотерями; внезапное прекращение менструаций встречается редко;
в 50 – 52 наступает менопауза (последняя менструация);
матка и яичники уменьшаются в объеме;
после 60 значительно снижается тонус мышц малого таза, что может приводить к опущению и даже выпадению внутренних половых органов;
снижение иммунитета и истончение слизистых половых органов способствует развитию инфекций мочеполовых органов – вульвовагинитов и циститов;
эстрогены поддерживали нормальный минеральный обмен в организме женщины; при их дефиците из-за вымывания кальция из костей развивается остеопороз и частые переломы;
нарушения иммунитета способствуют развитию опухолевых и аутоиммунных (с аллергией на собственные ткани) процессов.

Иногда климакс сопровождается рядом психических, вегетососудистых и обменных нарушений. В таких случаях говорят о климактерическом синдроме, основными признаками которого являются:

изменения психики – переменчивое настроение, плаксивость, чередующаяся с агрессивностью, плохое настроение, сменяющееся восторженностью, повышенная тревожность и т.д.;
вегетососудистые нарушения – ощущение жара и приливы крови к верхней половине туловища, лицу и шее; перепады АД, приступы сильных сердцебиений и болей в сердце;
обменные нарушения: сухость кожи и слизистых, развитие остеопороза.

При дефиците эстрогенов снижается содержание витамина А и функция сальных желез кожи. Кожа начинает быстро стареть.

Социально-экономические факторы

К факторам, влияющим на продолжительность жизни и ее качество, относятся социальные и экономические условия. Установлено, что чем выше образовательный уровень лиц пожилого возраста и лучше их экономическое положение, тем благополучнее протекает естественное угасание. Это связано с лучшей информативностью о здоровом образе жизни, стремлением постоянно повышать качество своей жизни. Также научно установлено, что у стариков с хорошим финансовым положением длиннее теломеры.

Социальным потрясением для лиц пожилого возраста может быть выход на пенсию. Резкий переход от высокой активности к отсутствию необходимости работать может сопровождаться значительными стрессами и спровоцировать развитие неврозов, в том числе тяжелых депрессий.

В таких случаях большое значение имеет психология: поддержка старых людей родственниками, детьми и внуками. Одиноким старикам справиться с ситуацией поможет увлечение каким-то делом или творчеством. Если этого не произойдет, стресс может значительно ускорить процесс деградации и развития различных возрастных болезней. Социальное старение – это ускорение процессов угасания на фоне отсутствия социальной среды, необходимой для нормальной жизни.

Большое значение имеет старение населения. Выделяют два типа этого процесса: за счет увеличения продолжительности жизни и за счет снижения рождаемости. Преобладание первого типа характерно для цивилизованного общества.

Преждевременное старение

Все особенности патологического или преждевременного старения полностью не изучены. Оно развивается по разным причинам как внутренним, так и внешним. К внутренним причинам относятся наследственность и различные хронические заболевания. Чаще всего ускоряют деградацию обменные заболевания: атеросклероз, ожирение, сахарный диабет. На фоне этой патологии развивается новый этап: многочисленные осложнения, негативно влияющие на обмен веществ, что и сказывается на скорости угасания.

К внешним аспектам, способствующим преждевременному угасанию и сокращению жизни человека, относятся:

неправильное неполноценное или нерегулярное питание;
малоподвижный образ жизни;
вредные привычки: курение, злоупотребление спиртными напитками, психотропными веществами;
постоянные переутомления и стрессы;
психология отношений.

Преждевременное старение (прогерия) может быть и чисто наследственным заболеванием, которое проявляется в детском возрасте или у взрослых. Дети с прогерией доживают в среднем до 13 лет. Прогерия взрослых проявляется после 30 лет, у больных быстро развиваются все фазы возрастной деградации, развиваются заболевания, связанные с атеросклерозом, злокачественные опухоли, от которых они и погибают.

Старение в нестандартных условиях

Четкого подтверждения тому, что в нестандартных условиях старение замедляется или ускоряется, нет. Проведенное НАСА исследование старения близнецов, один из которых провел год в космосе, выявило следующие особенности:

у близнеца, побывавшего в космосе, увеличилась длина теломер – самый верный признак приостановки деградации;
через некоторое время после приземления длина теломер космонавта уменьшилась до такой же, как у брата.

Так что точных доказательств приостановки процессов угасания в космосе пока нет, но НАСА продолжает свои исследования.

На вопрос, почему люди стареют медленнее во время летаргического сна или в коме, можно ответить так:

Процессы старения могут замедляться за счет того, что энергия расходуется только на поддержание жизнедеятельности в покое; сэкономленная на социальной деятельности энергия позволяет полностью покрыть все потребности организма; после выхода из этого состояния и восстановления двигательной активности энергетические затраты возрастают, способность стареть восстанавливается.

Возрастное угасание организма, приводящее к смерти – это генетически заложенный процесс, который при определенных условиях может быть ускорен или замедлен. Полностью все типы и закономерности этого процесса еще не удалось объяснить, но то, что уже известно, дает надежду на значительное улучшение качества жизни в пожилом возрасте.

Процесс старения - это процесс деградации частей и систем организма, медленного нарушения и потери жизненно важных функций организма или отдельных его частей, например способности к регенерации и размножению. При старении организма ухудшается его приспособляемость к внешней среде, уменьшается способность противостоять болезням и травмам.

Изучением процесса старения занимается наука геронтология .

Старение происходит у всех живых организмов, за исключением некоторых с пренебрежимым старением(темп старения, который трудно статистически отличить от нуля в масштабах исследования, то есть очень медленное старение или его отсутствие ). У людей в возрасте около 100 лет также наблюдается явление пренебрежимого старения.

Процесс старения, в первую очередь проявляются в угасании биологических функций и способности адаптироваться к метаболическому стрессу, ухудшении здоровья. Человек в старческом возрасте характеризуется уязвимостью к болезням, многие из которых связаны с ослаблением эффективности иммунной системы в пожилом возрасте.

Болезни пожилого возраста — это комбинация симптомов болезней и старения, которым организм не в состоянии сопротивляться. Молодые организмы, например, могут легко восстановиться после пневмонии, а для пожилого человека эта же болезнь может стать смертельной. Кроме того в процессе старения снижается эффективность работы многих органов (мозг, сердце, лёгкие, почки). Это происходит в результате гибели клеток этих органов и уменьшения возможностей их восстановления в случаях необходимости. К тому же, клетки пожилого человека выполняют свои функции не так эффективно, как у молодого. Некоторые клеточные ферменты тоже снижают свою эффективность, таким образом процесс старения проявляется на всех уровнях.

Почему люди стареют. Причины старения.Теории старения.

Есть несколько мнений на эту тему.

Эволюционно-генетический подход к процессу старения

В основу генетического подхода легла гипотеза, которая известна как «теория накопления мутаций» . Она была предложена английским биологом Питером Медаваром в 1952. Он заметил, что животные в природе очень редко доживают до старости, т.к. гибнут от других причин. Согласно его теории, аллели (различные формы одного и того же гена, которые расположены в одинаковых участках гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака) , которые проявляются в течение поздних периодов жизни и которые появляются в следствие мутаций зародышевых клеток, подвергаются недостаточному эволюционному давлению, несмотря на то, что в результате их действия страдают такие свойства организма, как выживание и размножение. Поэтому, эти мутации могут накапливаться в геноме на протяжении многих поколений. В результате, любое животное, которое сумело выжить на протяжении долгого времени, испытывает на себе действие этих мутаций, что проявляется как старение . Это же происходит и с животными, которые живут в защищенных условиях.

Чуть позже, в 1957 году американский биолог Джордж Вильямс выдвинул идею «антагонистической плейотропии» . Он предположил существование плейотропных генов (плейотропи́я (от греч. - «больше» и «поворачивать, превращать») - явление множественного действия гена. Выражается в способности одного гена влиять сразу на несколько признаков) , которые играют разную роль для выживания организмов на для разных периодов жизни, то есть они полезны в молодом возрасте, когда естественный отбор проявляется сильно, но вредны позднее, когда эффект естественного отбора слабый.

Эти две теории лежат в основе современных представлений о генетике старения. При этом, идентификация ответственных за старение генов имела лишь ограниченный успех. Известно много генов, которые влияют на продолжительность жизни различных организмов.

Свидетельства о накоплении мутаций остаются спорными, тогда как свидетельства наличия плейотропных генов сильнее, но и они недостаточно обоснованы.

Эволюционно-физиологический подход

Некоторые физиологические эффекты происходят без определения генов, ответственных за них. Зачастую можно говорить лишь о компромиссах, которые аналогичны предсказанным теорией антагонистической плейотропии. Четкого определения генов, от которых они зависят нет. Физиологическая основа таких компромиссов заложена в так называемой «теории одноразовой сомы» . Эта теория рассматривает вопрос, как организм распоряжается своими ресурсами для поддержки и ремонтом сомы и другими функциями, необходимыми для выживания. Необходимость компромисса возникает из-за ограниченности ресурсов или необходимости выбора лучшего пути их использования.

Поддержание тела должно осуществляться только настолько, насколько это необходимо на протяжении обычного времени выживания в природе. Например, поскольку 90 % диких мышей умирает на протяжении первого года жизни, преимущественно от холода, инвестиции ресурсов в выживание на протяжении большего времени будут касаться только 10 % популяции. Таким образом, трёхлетняя продолжительность жизни мышей полностью достаточна для всех потребностей в природе, а с точки зрения эволюции, ресурсы следует тратить, например, на улучшение сохранения тепла или размножения, вместо борьбы со старостью. Таким образом, продолжительность жизни мыши наилучшим образом отвечает экологическим условиям её жизни.

Изменения организма во время старения. Физиология старения

Лучше всего изучены изменения, происходящие в организмах млекопитающих, потому что они более схожи с организмом человека. Кроме того у млекопитающих наиболее четко выражены признаки старения.

У млекопитающих старение протекает относительно медленно и затрагивает все системы организма. Сюда входит:

снижение основной массы тела (живых клеток и костей)
возрастание общей массы (за счёт возрастания количества жировых отложений и содержания воды)
снижение уровня метаболической активности

Старение клеток

На клеточном уровне старение проявляется в замедлении деления клеток. Частично этот эффект является результатом так называемого предела Хейфлика(граница количества делений соматических клеток. Клетки человека, делящиеся в клеточной культуре, умирают приблизительно после 50 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе) . Эта граница связана с отсутствием активной теломеразы, из-за чего теломеры — конечные участки хромосом, сокращаются при каждом делении.

Соматическая клетка человека может делиться около 52 раз, после чего теломеры исчезают, и в клетках запускается программа апоптоза — “самоубийства” клеток.Даже стволовые клетки, в которых граница Хейфлика отсутствует, становятся менее активными, замедляют своё деление и не так часто превращаются в соматические клетки.

Посмотрите замечательное видео об этом. Создатели этого мультфильма умеют объяснять просто о сложном.

Старение кожи и соединительной ткани

В процессе старения увеличивается жесткость соединительной ткани. Это происходит из-за кальцификации стенок сосудов и гладких мышц, а также из-за формирования перекрестных связей между моллекулами коллагена. В костях при это происходит обратный процесс — декальцификация, из-за этого кости становятся тоньше и менее крепкими. Становятся тоньше хрящи позвоночника, что приводит к уменьшению длины тела.

Старение нервной системы

Во всех тканях происходит атрофия клеток и даже целых структур, это особенно заметно в тех тканях, которые медленно восстанавливаются, особенно центральной нервной системы. Больше всего страдают клетки коры головного мозга. Потеря нейронов и снижение поступления кислорода - главная причина снижения когнитивных способностей пожилых людей. Кроме этого происходит накопление прионподобных белковых скоплений, приводящих к деменции у человека, а также болезням Паркинсона и Альцгеймера.

Накопление вредных веществ

В процессе старения для многих тканей характерны отложения потенциально опасных и инертных веществ. Например, пигмент липофусцин, отсутствующий в молодости, в старости составляет до 3 % массы сердечной мышцы. Распространены отложения в кровеносных сосудах - атеросклероз.
Кроме этого происходят изменения в эндокринной системе, из-за чего замедляется ответ на изменения внешней среды, организм становится более чувствительным к неблагоприятным факторам и стрессу.

Старение иммунной системы

Из-за старения иммунной системы увеличивается вероятность аутоиммунных реакций при этом снижается активность тимус-зависимой подсистемы (Ти́мус (ви́лочковая железа) - орган, в котором происходит созревание, дифференцировка и иммунологическое «обучение» T-клеток иммунной системы) . В результате увеличивается риск аутоиммунных заболеваний, растет вероятность развития онкологических процессов.