Старение и биологические возможности организма - Фрольнис В.В.
Скачать (прямая ссылка):
В обстановке четкого разграничения связи между старением и делением клеток сильное впечатление произвела серия работ американского исследователя Л. Хейфлика.
Еще в начале нашего века А. Максимов в России, Л. Каррель во Франции провели интересные опыты. Они брали клетки из разных органов теплокровных и переносили на специальную питательную среду. Оказалось, что при регулярной смене среды клетки, взятые из организма, обретали способность безгранично делиться. Казалось бы, это подтверждало, что деление в оптимальных условиях освобождает клетку от возрастных изменений и что старение связано только с условиями жизни клетки в организме.
Хейфлик усмотрел методические ошибки в опытах Карреля и Максимова. Он показал, что делящиеся клетки (это были фиброласты легких) делятся в условиях культуры ткани примерно 50—60 раз, а затем деление прекращается. Безгранично делятся переродившиеся, ненормальные клетки. Клетки, взятые из старого организма, делятся меньшее число раз, чем взятые из молодого. В клетке существует определенная «память» развития программы. Замороженная, а потом через некоторое время оттаявшая клетка произведет столько же делений, сколько бы она произвела без этой манипуляции. Следовательно, по Хейфлику, программа, ограничивающая продолжительность возможной жизни, заложена в делящейся клетке.
135
Опыты и взгляды Хейфлика имеют много сторонников и немало противников. Результаты его опытов особенно активно оспариваются группой английских ученых во главе с Л. Франксом. Они не нашли различий в продолжительности жизни культур клеток, взятых от 3-дневных и старых мышей. Перевивая клетки из организма в организм, они показали, что количество делений может быть значительно больше лимита Хейфлика, практически не имея предела. Одноклеточные могут делиться бесконечно. Клетка, вырванная из организма и перенесенная на культуру ткани, обладает, по Хейфлику, ограниченной способностью к делению. Следовательно, среда организма, регуляторные связи в организме решающим образом преобразует фундаментальные свойства клетки, и от этого влияния клетка не может уйти даже вне организма.
Для обсуждения проблемы последовательности старения клеток важен вывод, который сделал Хейфлик в докладе на 9-м Международном конгрессе геронтологов в 1972 г. в г. Киеве: «Вероятность того, что животные стареют вследствие того, что одна или больше важных клеточных популяций теряет способность к размножению, очень мала. Более вероятно, что в выраженности возрастных изменений большую роль играют те сдвиги, которые предвещают исчезновение способности к делению задолго до того, как клетки перестают делиться»3. В подобном изложении концепция Хейфлика не противоречит утверждению о роли постмитотических, неделящихся клеток в механизме старения организма.
Анализируя эти очень интересные представления о связи возрастных изменений со специализацией клеток, с их способностью к делению, следует иметь в виду ряд важных обстоятельств. Дифференцированные клетки обрели в эволюции способность к высокому уровню самообновления, к совершенно сбалансированному обмену веществ и энергии. Это дает возможность клеткам нервной системы существовать 80—100 лет и выполнять специфическую для них функцию.
Напомним, что если бы клетки нервной системы быстро делились и сменяли друг друга, то, вероятно, функция высшей нервной деятельности, связанная с перехо-
3 Хейфлик Л. Старение клеток в организме н культуре тканей.— В кн.: 9-й Международный конгресс геронтологов, т. 2. Киев, 1972, стр. 79.
136
дом временных связей в постоянные, с памятью и т. д., вообще не была бы возможна. Здесь ограниченная способность к делению связана с самым высоким проявлением деятельности живой системы на Земле.
Следует подчеркнуть, что известно много организмов с низкодифференцированными клеточными элементами. Вместе с тем продолжительность их жизни значительно меньше, чем у организмов с высокой специализацией клеток.
Нельзя забывать и то, что вместе со специализацией, дифференциацией клеток совершенствуются механизмы приспособления организма к среде, растет его жизнеспособность.
В сложном организме ведущее значение в жизнедеятельности начинают приобретать механизмы взаимосвязи, объединения клеток друг с другом. Межклеточные механизмы старения связаны с путями регуляции, взаимосвязи, сосуществования клеточных элементов. К ним следует отнести механизмы нейрогуморалыюй регуляции, накопление и обмен продуктов жизнедеятельности, кровоснабжение клеток.
Старение представляет собой сплав из клеточных и межклеточных механизмов, сплав собственных обменных отклонений в клетках и сдвигов в нейрогуморальной регуляции.
При анализе любых возрастных изменений решающее значение имеет выяснение того, в какой мере они связаны с межклеточными, регуляторными сдвигами и с первичными изменениями. Благодаря межклеточным механизмам возрастные сдвиги в одних системах (например, в нервной, сердечно-сосудистой) могут привести к вторичным сдвигам в данных тканях.
Иными словами, следует рассматривать старение клетки во взаимосвязи с привычными условиями ее существования, с событиями, происходящими во всей клеточной популяции. С этих позиций можно было бы выделить три типа клеток по соотношению различпых механизмов их старения: а) клетки, которым свойственно первичное старение; б) клетки, у которых старение является сплавом собственных возрастных изменений и влияний регулятор-ных, трофических, связанных с первичным старением других клеток; в) клетки, у которых в естественных условиях существования старение в основном вторично.
