Теории старения кожи Человечество всегда интересовали причины и

Теории старения кожи Человечество всегда интересовали причины и механизмы старения. Это связано с естественным стремлением людей сохранить свое здоровье и молодость как можно дольше. В современной науке нет единого мнения по проблеме старения. Сегодня предлагается сразу несколько теорий, которые порой могут противоречить другу, а порой дополнять. Вновь открываемые научные факты с каждым годом позволяют все глубже проникнуть в суть процесса старения.

• • Теломерная теория Л. Хейфликом в 1961 году было сделано открытие в области изучения деления клеток. В ходе экспериментов Хейфлик пришел к выводу, что фибробласты (клетки соединительной ткани, отвечающие за формирование коллагена) в лабораторных условиях способны к делению не более 50 раз. По автору это явление получило название «предела Хейфлика» . Тогда научного объяснения данному открытию предложено не было. Спустя 10 лет, в 1971 году советский биохимик А. М. Оловников предположил, что «предел Хейфлика» можно объяснить укорочением теломеров – концов хромосом при каждом делении. Теломеры укорачиваются после каждого удвоения хромосомы, и в определенный момент наступает предел их укорочения. Не имея возможности делиться, клетка постепенно утрачивает свою жизнеспособность. Именно этим обстоятельством объясняет старение клеток теломерная теория. Открытие в 1985 году особого фермента теломеразы, способного достраивать концы хромосом половых и опухолевых клеток и обеспечивать их бесконечное деление, подтвердило теломерную теорию Оловникова. Предельное количество делений неодинаково у разных клеток: например, стволовые клетки в живом организме способны делиться десятки тысяч раз. Однако прямая зависимость старения клеток от укорочения теломеров сегодня общепризнана.

• • Теломе ры (от др. -греч. τέλος — конец и μέρος — часть) — концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию. Термин «теломера» предложил Г. Мёллер в 1932 г У большинства эукариот теломеры состоят из специализированной линейной хромосомной ДНК, состоящей из коротких тандемных повторов. В теломерных участках хромосом ДНК вместе со специфически связывающимися с теломерными ДНК-повторами белками образует нуклеопротеидный комплекс — конститутивный (структурный) теломерный гетерохроматин. Теломерные повторы — весьма консервативные последовательности, например повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых — TTAGG, повторы большинства растений — TTTAGGG. Учёные из университета Кардиффа установили, что критическая длина человеческой теломеры, при которой хромосомы начинают соединяться друг с другом, составляет 12, 8 теломерных повторов.

Теломерная теория • Фибробласты руки новорожденного человека способны к делению 50 раз, для 40 -летнего человека предел деления клеток составляет 40 раз, а для 90 -летнего – 30 раз. Между тем, чем больше средняя продолжительность жизни того или иного биологического вида, тем больше предел деления клеток. Так, для галапагосской черепахи, живущей около 175 лет, предел Хейфлика равен 130. • Предел Хейфлика доказывает верность теломерной теории. Однако, возраст наступления фактической биологической смерти на практике оказывается гораздо ниже возраста, теоретически обоснованного теломерной теорией. Согласно теории, в последний, 50 -й раз клетки человека должны делиться в возрасте 250 -300 лет, но до этого возраста не дожил еще ни один человек. • Дальнейшие поиски ответа на вопрос о причине старения, привели Оловникова к выдвижению еще нескольких теорий старения – редусомной и луногравитационной, однако на сегодняшний день ни одна из них не получила ни экспериментального обоснования, ни одобрения ученых.

• В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Она в состоянии лишь добавлять нуклеотиды к уже существующей 3’гидроксильной группе. • По этой причине ДНК-полимераза нуждается в праймере, к которому она могла бы добавить первый нуклеотид. Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одним из важнейших факторов биологического старения. • Тем не менее, вследствие этого явления теломеры должны укорачиваться весьма медленно — по несколько (3 -6) нуклеотидов за клеточный цикл, то есть за количество делений, соответствующее пределу Хейфлика, они укоротятся всего на 150— 300 нуклеотидов. • В настоящее время предложена эпигенетическая теория старения, которая предполагает, что эрозия теломер ускоряется в десятки и сотни раз из-за рекомбинаций в их ДНК, вызванных функционированием клеточных систем репарации ДНК. Активность данных систем инициируется повреждением ДНК, обусловленным прежде всего дерепрессирующимися с возрастом мобильными элементами генома, что и предопределяет старение как биологический феномен.

• Существует специальный фермент — теломераза, который при помощи собственной РНК-матрицы достраивает теломерные повторы и удлиняет теломеры. • В большинстве дифференцированных клеток теломераза заблокирована, однако активна в стволовых и половых клетках. • За открытие защитных механизмов хромосом от концевой недорепликации с помощью теломер и теломеразы в 2009 году присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине австралийке, работающей в США, Элизабет Блекберн, американке Кэрол Грейдер и её соотечественнику Джеку Шостаку.

Элевационная (онтогенетическая) теория старения • • • На рубеже 1950 -х г. г. ленинградским профессором- геронтологом В. М. Дильманом была высказана и обоснована гипотеза о едином механизме регуляции процессов возрастного старения, происходящих в организме. Дильман назвал гипоталамус, регулирующий деятельность эндокринной системы, главным «дирижером» развития и старения организма. Теория Дильмана получила название элевационной (от лат. elevatio – подъем, развитие). Главная причина старения - понижение реактивности гипоталамуса к сигналам нервной и эндокринной систем. Это было подтверждено результатами в ходе проводившихся в 1960 -1980 -х годах лабораторных экспериментов и клинических исследований. Снижение регулятивной роли гипоталамуса ведет к возрастному угнетению функций гипоталамогипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС). ГГНС контролирует выработку корой надпочечников глюкокортикоидных гормонов, называемых «гормонами стресса» . Постоянное нарастание этих гормонов в крови заставляет организм постепенно адаптироваться к состоянию стресса. Это состояние Дильман назвал «гиперадаптозом» или «болезнью старения» . Процесс старения и возникающие в связи с ним заболевания – это издержки развития организма – онтогенеза.

Элевационная теория • Открытие Дильмана позволило по-новому взглянуть на вопросы старения и профилактики возрастных заболеваний, являющихся главными причинами смерти пожилых людей: сердечно-сосудистой патологии, злокачественных опухолей, инсультов, атеросклероза, сахарного диабета и ожирения, психической депрессии, аутоиммунных заболеваний и т. д. • Таким образом, из элевационной (онтогенетической) теории следует вывод, что естественное старение и связанные с ним болезни можно отсрочить, если на определенном уровне онтогенеза стабилизировать саморегуляцию организма (гомеостаз). По мнению В. М. Дильмана, замедлив процессы старения, можно увеличить видовую продолжительность жизни.

• • • Теория апоптоза (самоубийства клеток) Рассматривает гибель клеток как неизбежный, запрограммированный процесс. Чтобы сохранить целостность организма, каждая клетка, утратив свою жизнеспособность, должна погибнуть и уступить место новой. Заражение вирусом или мутации, вызывающие болезни и озлакочествление, становятся сигналом к «самоубийству» клеток, чтобы не подвергать опасности гибели весь организм. В отличие от насильственной смерти клеток в результате ожогов, травм, гипоксии, отравлений и т. д. при апоптозе пораженные клетки самостоятельно распадаются на структурные фрагменты и используются другими клетками в качестве строительного материала. Процесс самоликвидации митохондрий (органоида, обеспечивающего дыхание клеток) В. П. Скулачев назвал митоптозом. Он происходит в том случае, если в митохондриях накапливается большое количество свободных радикалов. Продукты распада погибших митохондрий могут отравлять клетку и приводить к ее гибели (апоптозу). Процесс старения по В. П. Скулачеву происходит тогда, когда в организме количество отмерших клеток превышает количество вновь образованных, и погибшие клетки замещаются соединительной тканью. Выход состоит в предотвращении разрушения клеток свободными радикалами. То есть, он рассматривает старость как излечимую болезнь, если отменить запрограммированное старение организма. В. П. Скулачев считает, что наиболее губительным действием на клетки и митоходрии обладают активные формы кислорода, в частности перекись водорода. В качестве лекарства от старения организма академик разработал и предложил препарат SKQ, клинические испытания которого еще не завершены.

Апоптоз • Апоптоз (от греч. απόπτωσις — отделение лепестков от цветов, листопад) — особый генетически запрограммированный и регулируемый тип гибели клетки путем разделения её на части

Кстати… • Ежедневно у здорового человека возникает от 50 до 70 миллиардов новых клеток, и такое же количество их гибнет, в основном за счёт апоптоза. За год обновляется столько клеток, что их общий вес равен весу тела.