Старение и биологические возможности организма - Фрольнис В.В.
Скачать (прямая ссылка):
СТАРЕНИЕ БЕЛКОВ
Белки — основа структуры и функции клетки. Благодаря их постоянному обновлению, синтезу и возможна определенная длительность жизни клетки. Используя меченые радиоактивные аминокислоты, определяют длительность жизни отдельных белков. Так, период полураспада белков плазмы — 7 суток, соматотропного гормона — 25— 30 минут, триптофан-нирролазы — 2—4 часа и т. д. Существуют длительно живущие, малообновляемые белки. К ним прежде всего следует отнести белки соединительной ткани — коллаген и эластин. Коллаген составляет до 30% всех белков организма.
По мнению ряда крупных исследователей: Ф. Верца-ра, Ф. Сайнекса и Д. Бьёркстена, Д. Холла, 3. Дейла и др., этим необновляющимся белкам соединительной ткани свойственно первичное старение. Этот процесс идет благодаря изменениям, происходящим в течение их жизни. Подобные представления современных исследователей являются прямым развитием работ А. А. Богомольца, который придавал основное значение в старении организма соединительной ткани, ее физико-химическим изменениям.
Коллаген состоит из трех цепей аминокислот. При старении увеличивается число поперечных связей между отдельными цепями. Они связывают не только спирали внутри одной молекулы коллагена, но и отдельные молекулы друг с другом, превращая тончайшие нити в грубые волокна. Эти «сшивки» изменяют важнейшие свойства колла-
106
Рис. 10. Изменения растворимости волокон коллагена при старении. За 100% принята растворимость у одномесячных животных
100
О
10
20
Месяцы
гена, делают его груоым п неэластичным в результате объединения отдельных волокон.
Коллаген подразделяется на ряд растворимых и нерастворимых фракций. Растворимые фракции нередко называют проколлагеном. Как видно на рис. 10, взятом из работы Ф. Верцара (1968), растворимость коллагеновых волокон с возрастом резко падает. По данным В. Н. Никитина (1973), ряд воздействий, замедляющих темп старения, задерживает развитие возрастных изменений структуры коллагена. Представление о перекрестном связывании, «сшивках» макромолекул поддерживают сейчас многие исследователи. По мнению автора концепции Д. Бьёркстена, подобным «сшивающим» влиянием обладают свободные радикалы, пировиноградная, лимонная, фумаровая и другие кислоты, свинец, медь, железо, марганец, аммоний. Полагают, что по такому же принципу стареет и эластин.
В механизме образования поперечных связей, «сшивок» большое значение придают накоплению химически активных промежуточных продуктов обмена.
Коллаген и эластин входят в состав стенки сосудов, стромы различных органов, связок и сухожилий. Вот почему возрастные изменения в этих белках существенно сказываются на кровоснабжении органов, существенно изменяя их обмен и функцию.
Глава IV
СТАРЕНИЕ КЛЕТОК
СТАРЕНИЕ КЛЕТОК И СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ
Более 300 лет назад, почти сразу же после изобретения микроскопа, ученые увидели клетку. Однако прошло еще 180 лет, прежде чем Шванн, Шлейден, Горянинов осмыслили это открытие и сформулировали теорию клеточного строения организма.
Клеточная теория не раз переживала трудные времена, полосы тяжелых и острых кризисов. Еще не так давно это направление подвергали странной критике: его определяли как метафизическое, механистическое, чисто аналитическое. Исследователей упрекали в том, что, исследуя деятельность клетки, они пренебрегают изучением всего организма, что развитие клеточной физиологии ведет в конечном итоге к рассмотрению организма как суммы отдельных клеток.
Сейчас каждому очевидно, что молекулярная биология, клеточная физиология не только не противоречат синтетическому подходу к изучению деятельности всего организма, а, наоборот, обосновывают его, объясняют конкретные механизмы той взаимосвязи, которая и определяет целостность организма.
Не следует путать конкретную работу исследователя с его мировоззрением. Нельзя от исследователя требовать, чтобы он в каждой своей работе поднимался до общебиологических обобщений. В этом случае может исчезнуть та громада фактов, которая и является воздухом ученого. Однако, поднимаясь до подобных обобщений, каждый исследователь должен быть на уровне того понимания сущности жизненных явлений, которое правильно отражает взаимосвязь разных уровней биологической организации и место организма в сложной эволюции живого.
И. И. Мечников одним из первых пытался установить закономерности возрастных изменений в различных кле-
108
точных структурах организма. Он писал: «В старческой атрофии мы всегда встречаем одну и ту же картину — атрофию благородных элементов тканей и замену их гипертрофированной соединительной тканью. В мозгу нервные клетки, т. е. те, которые служат для самой высокой деятельности — умственной, чувствующей, управляющей движениями и т. д., исчезают, чтобы уступить место низшим элементам под именем невроглии — рода соединительной ткани нервных центров. В печени соединительная ткань вытесняет печеночные клетки, выполняющие существенную роль в питании организма. Такая же ткань наводняет почки, она затягивает каналы, необходимые для избавления нас от множества растворимых веществ» !.
