Элементы, необходимые для жизни

Статистика

Пользователи : 3
Статьи : 258
Просмотры материалов : 272593

Вход на сайт



Главная Изучение закономерностей естественной гибели организмов
Изучение закономерностей естественной гибели организмов PDF Печать
Автор: Administrator   
06.10.2010 20:13

Изучение закономерностей естественной гибели организмов — один из   основных подходов для различения существенных и несущественных признаков старения


 

 

Теперь мы попытаемся понять глубже связь между пределом продолжительности жизни и старением. Для этого предварительно вспомним закономерности распада радиоактивных ядер. Их продолжительность жизни тоже ограничена. Так, если в определенное время где-то было 1 г радия, то через 1627 лет его останется 0,5 г, еще через 1627 лет — 0,25 г и т. д. Это значит, что хотя каждое ядро в принципе является нестабильным, эта нестабильность, вероятность распада каждого оставшегося ядра остается неизменной. И хотя мы не знаем, какое ядро распадается в данный момент, а какое нет, известно, что в случае достаточно большого числа ядер за определенный промежуток времени количество ядер уменьшается в определенное число раз. То есть скорость распада является величиной постоянной. Иное дело — гибель организмов. Ее скорость, по крайней мере у взрослых организмов, резко увеличивается с возрастом. Это увеличение происходит закономерно.


Показатель смертности жителей многих стран удваивается примерно каждые восемь лет. Аналогичная закономерность верна и для многих животных, хотя скорость увеличения показателя со временем зависит не только от вида животных, но и от генетической конституции, от того, к какой линии животных они принадлежат: например, в случае одной из линий мышей удвоение показателя смертности происходит за три месяца.


Таким образом, в организме со временем происходит «что-то», увеличивающее вероятность его смерти. Это «что-то» мы и назовем старением. «Позвольте,— может, скажете вы, — но ведь хорошо известно, что признаки старения, которые очевидны каждому — поседение волос, их выпадание, морщины на коже и т. д.— не только не являются причиной смерти человека, но и не могут увеличить ее вероятность». Действительно, уязвимость организма к наиболее распространенным и тяжелым заболеваниям — раку, атеросклерозу и т. д. не зависит от внешних признаков старения. Но как будет показано, возрастные молекулярные изменения в клетках и межклеточном веществе  (а это два основных компонента, из которых состоит организм) — причина  и повышения уязвимости организма к заболеваниям, и развития внешних признаков старения. Все дело в том, в каких органах клетки и межклеточное вещество подвергаются этим «х-изменениям» (назовем   их сенильными,  т. е. старческими). Бели это происходит в коже, то наблюдается ее сморщивание, если в стенке сосуда — то это способствует развитию атеросклероза, если в головном мозге— может нарушиться регуляция многих функций, в том числе развиться гипертоническая болезнь и т. д. То есть наша задача состоит в том, чтобы отыскать  среди возрастных изменений те из них, которые неуклонно уменьшают жизнеспособность организма, приводят к развитию в нем различных заболеваний и, как говорилось выше,  увеличивают вероятность гибели.


Изменения клеток головного мозга можно отнести к числу тех, которые определяют течение процесса старения всего организма, определяют продолжительность его жизни. И не только потому, что даже небольшое нарушение функций нервных центров весьма существенно может сказаться на жизнедеятельности организма. Дело в том, что специализированные нервные клетки (нейроны) являются неделящимися клетками. Если гибель части клеток, например кожи или печени, может быть восполнена делением оставшихся клеток, то гибель нейрона невосполнима — почти сразу же после рождения человека или животного их нейроны теряют способность к делению. И еще до того, как закончится развитие организма, когда о старении его, казалось бы, не могло идти и речи, содержание нейронов в головном мозге и других отделах нервной системы начинает уменьшаться. О том, что это не только самый ранний, но и очень важный признак старения организма, мы можем судить на основании результатов изучения закономерностей гибели мышей и уменьшения содержания в их головном мозге нейронов.


Нетрудно увидеть, что ход кривых в обоих случаях весьма сходен. Конечно, одного сходства этих кривых недостаточно для утверждения того, что гибель нейронов является основной причиной старения организма. И привел я эти факты для того, чтобы вы познакомились с одним из основных экспериментальных подходов современной биологии к изучению старения. Пока мы можем сделать лишь предположение, правда весьма вероятное, что скорость гибели организмов, их продолжительность жизни определяются скоростью гибели нейронов.


Но верно ли это и в отношении человека? Отвечая на этот вопрос, нельзя не вспомнить об одной популярной статье, посвященной проблеме старения человека. Она напечатана в форме беседы с английским геронтологом Айрин Гор в 1974 году в одном из ведущих научно-популярных периодических изданий на Западе — журнале «Нью сайентист» (Лондон). Дэвид Коуэн, записавший беседу, подчеркивает ироническое замечание Айрин Гор относительно предположения об уменьшении с возрастом в мозгу человека числа нервных клеток, что оно, дескать, основано на ненадежных результатах исследований, которые были проведены в 1919 и 1928 годах... Однако после этих работ были проведены многие другие (например, Натан Шок, 1961, С. М. Далакишвили, 1967, А. Лиив, 1974), убедительно подтвердившие прежний вывод о том, что по мере старения человека в его головном мозге количество нейронов уменьшается. Более того, было установлено, что этот процесс в одних отделах мозга начинается позже, в других—раньше. В коре мозга, например, он начинается с 30 лет (С. Броди, 1955).


Особое значение гибели нейронов состоит в том, что от их количества (но, разумеется, не только от этого) зависит устойчивость, надежность организма. А в старости, когда функция нервных центров снижается, тогда не только резкие изменения внешней среды (ее температуры и т. д.), но и колебания внутренних, физиологических параметров организма (например, концентрации в крови водородных ионов, давления крови, отклонение от равновесных значений концентрации в клетках кислорода и т. д.) становятся для организма опасными.


Чтобы понять, как это может происходить, давайте посмотрим на организм как на кибернетическую систему, состоящую из 30 триллионов элементов (клеток), согласованное функционирование которых происходит благодаря регулирующему воздействию центральных элементов (нейронов) головного мозга. Разумеется, в регуляции функций принимает участие и эндокринная система, и элементы периферической нервной системы и т. д. Однако твердо установлено, что центральными элементами в регуляции являются центры головного мозга, составляющие их нейроны. Поэтому «мозг — это та повозка, на которой едет все» (Уорд Холстэд). Хорошо известно также, что одним из основных путей увеличения надежности кибернетической системы является достаточная избыточность элементов, выполняющих одну и ту же функцию. Причем избыточность регулирующих элементов может обеспечить не только надежность (долговечность) функционирования системы, но и ее эффективность. Ведь и в технической системе и в организме, кроме функционально значимых (полезных) сигналов, осуществляющих прямые и обратные связи между центральными (регулирующими) и регулируемыми элементами системы, возникают и так называемые шумы, т. е. сигналы, не несущие никакой информации. Следовательно, с уменьшением числа нейронов в головном мозге должно уменьшаться отношение амплитуды сигнала к амплитуде шума. Это действительно наблюдается при старении человека, причем не только в головном мозге, но и в других органах и тканях. Например, содержание различных метаболитов (веществ, образующихся в процессе нормальной жизнедеятельности) в крови людей пожилого и старческого возраста изначительно менее постоянно, чем в крови молодых людей.


Но для организма, по-видимому, страшнее другое: уменьшение числа нейронов и снижение эффективности функционирования оставшихся клеток приводит к тому, что устойчивость организма к этим шумам уменьшается. Колебания физико-химических и физиологических параметров организма, которые для молодого организма были бы совершенно безвредны, для старого организма могут быть причиной развития патологических процессов и смерти.  Если линии, изображающие верхний и нижний пределы допустимых колебаний физико-химических и физиологических параметров организма, мы представим себе как рельсы, то сказанное о снижении с возрастом диапазона этих колебаний находит удивительно точное выражение в словах хорошо известной всем песни: «А рельсы-то, как водится, у горизонта сходятся...»


Отдельные «шумовые» процессы могут быть «своевременно» погашены сигналами из регулирующих центров. Но скорость передачи импульсов и в центральной и в периферической нервной системе в процессе старения уменьшается. Кроме того, уменьшается порог чувствительности к периферическим сигналам, по крайней мере основного регулирующего центра головного мозга — гипоталамуса (это очень важное открытие сделано ленинградским эндокринологом В. М. Дильманом и его сотрудниками). Следовательно, с возрастом промежуток времени, в течение которого «шумовые» процессы протекают в организме, до того как они будут погашены или скомпенсированы, должен возрастать. Это значит, что должна возрастать вероятность развития обратимых процессов в необратимые, старческие изменения.

Обновлено 06.01.2011 12:23
 
Каталог@MAIL.RU - каталог ресурсов интернет Rambler's Top100

Основы старения