Старение и биологические возможности организма - Фрольнис В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Сторонники гипотез первой группы полагают, что старение так же контролируется генами, как и все другие этапы развития организма. Сторонники второй группы гипотез упорно ищут один или несколько факторов, которые, накапливаясь в ходе жизнедеятельности, приводят к повреждению генетического аппарата. По мнению исследователей, эти повреждающие факторы ведут к соматическим мутациям, ошибкам в генетическом аппарате и на их основе — к старению клетки, ткани, органа. Предполагается, что соматические мутации, ведущие к потере клеткой физиологических свойств, т. е. к ее гибели, могут возникать под влиянием различных продуктов жизнедеятельности клетки, температурных вспышек, ионизирующего облучения. Среди повреждающих факторов особое зпачение придается свободным радикалам. Они, являясь промежуточными продуктами окислительных процессов, очень активны и могут повреждать макромолекулы — белки, ДНК. Предполагается, что свободные радикалы, как и некоторые другие активные вещества в клетке, приводят к образованию перекрестных связей, «сшивок» молекул друг с другом. Несколько «сшитых» таким образом молекул образуют неактивный комп-
80
леке, нарушают состояние белков и нуклеиновых кислот. В этом многие исследователи видят принцип старения.
Представления о роли соматических мутаций, развиваемые особенно активно американскими исследователями Л. Сциллардом (1959) и X. Куртисом (1969), встречают сейчас много возражений. Прямо показано, что дозы ионизирующей радиации, химических веществ, необходимые для мутагенеза, меньше тех, которые необходимы для сокращения продолжительности жизни. Отсутствие параллелизма между частотой мутаций и старением — серьезный аргумент против теории соматических мутаций.
Известный американский геронтолог Б. Стрелер (1972) считает, что старение определяется как недостатками организации самой живой системы, так и постоянными микроповреждениями, неминуемо возникающими в течение всей жизни. Мы давно уже утверждаем, что запрограммированные изменения в процессе старения несомненно создают «уязвимые места», «мишени» в структуре и метаболизме клеток, на которые и могут действовать метаболиты, свободные радикалы и другие факторы, вторично возникающие в процессе старения. Накопление метаболитов на определенном этапе развития организма — это скорее следствие, чем причина старения. Однако, возникнув и накопившись, они сами по себе усугубляют нарушение обмена в ходе старения, определяя важные его механизмы.
В общем плане идея о связи старения с самоотравлением организма имеет связь с классическими работами И. И. Мечникова. До сих пор в спорах обсуждалась только одна сторона проблемы: накапливаются ли продукты жизнедеятельности при старении? Нами в лаборатории физиологии Института геронтологии АМН СССР была показана другая сторона: в старости клетки и ткани становятся более чувствительными к метаболитам, продуктам жизнедеятельности, которые могут влиять, изменять и повреждать, не накапливаясь в больших количествах. Так, у старых крыс продукты распада белков (фенол, гуаниднн) вызывают изменения дыхания, ритмической деятельности сердца, электрической активности мозга в дозах 0,2—0,7 и 3,0—5,0 мг на 100 г веса крысы, а у молодых крыс в больших дозах — 1,0— 1,5 и 12,0—15,0 мг на 100 г.
81
Известно, что некоторые гербициды, а также четы-рсххлористый углерод образуют стойкие свободные радикалы в организме. У старых животных меньшие дозы этих веществ нарушают обменные процессы. Следовательно, возрастные изменения создают предпосылки для повреждающего действия многих факторов. Признание первичной роли запрограммированных изменений подтверждаются и тем, что не найдено прямой зависимости между продолжительностью жизни, темпом старения животных различных видов и накоплением тех или иных метаболитов.
Итак, программа старения в широком смысле этого слова — закономерное, последовательное изменение во времени всех уровней жизнедеятельности организма при первичных сдвигах в генетическом аппарате. Если действие какого-либо фактора, например определенного продукта жизнедеятельности организма, постоянно и закономерно, то оно также становится звеном этой программы.
Одним из крупнейших достижений естествознания в последние десятилетия стало раскрытие механизмов передачи генетической информации, биосинтеза белка. Основной вклад в эту область знания сделали Ф. Крик, Д. Уотсон, А. Корнберг, А. Мирский, А. Н. Белозерский, А. С. Спирин и др. Биосинтез белка в клетке идет в направлении ДНК-^РНК-^белок. В последние годы доказана возможность передачи информации с РНК на
ДНК.
Генетический код, заключенный в молекуле ДНК,— система расположения в ней пар нуклеотидов, контролирующих последовательность расположения аминокислот в молекуле белка и определяющих его структуру. В ходе жизнедеятельности на молекуле ДНК, как на матрице, синтезируется информационная РНК (иРНК), обладающая тем же кодом, что и участок ДНК, на котором она образуется. Процесс считывания информации с определенного гена называется транскрипцией. Передача информации, полученной от ДНК синтезируемым белком, получила название процесса трансляции.
