Анализ механизмов старения и старости

Размещено на http://www.allbest.ru/

19

Оглавление

Введение

1. Анализ механизмов старения и старости

2. Социальная обусловленность патологических форм старения

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Изучение вопросов, связанных с заключительным этапом жизнедеятельности человека, всегда было и остается актуальной задачей любого общества. В официальной медицине старением называют биологический разрушительный процесс, ведущий к недостаточности физиологических функций и гибели клеток, ограничению адаптационных возможностей организма, снижению его надежности и развитию возрастной патологии.

Понятия старение и старость следует разграничивать. Старение - это биологический процесс, старость - возрастной период. По принятой в настоящее время классификации человек считается старым только в возрасте 75 лет.

Одной из важнейших демографических особенностей XXI в. является постарение населения многих стран мира, т.е. увеличение количества людей старших возрастных групп. Постарение населения приводит к изменениям в структуре заболеваемости, большей распространенности болезней, характерных для пожилого населения.

На продолжительность жизни особое влияние оказывают наследственные факторы, образ жизни и факторы окружающей среды. Установлено, что в семьях долгожителей дети значительно чаще достигают глубокой старости и долголетия.

Предупреждению болезней и преждевременной старости способствуют профилактические и гигиенические меры, проводимые с раннего детства в течение всей жизни.

Геронтология -- наука, изучающая процесс и историю старения с биологической, химической, физической и психологической точек зрения. Но для исследования старости мало достижений геронтологии: необходимо учитывать и социокультурную составляющую, связанную с восприятием старости в культуре.

Старение -- процесс длительный, и рано или поздно любой организм стареет. Почему же это происходит?

Цель данной работы: изучить механизмы старения и старости, охарактеризовать обусловленность патологических форм старения.

Работа состоит из введения, двух глав основной части, заключения и списка используемой литературы.

1. Анализ механизмов старения и старости

Старость -- закономерно наступающий период возрастного развития, заключительный этап онтогенеза.

Старение -- неизбежный биологический разрушительный процесс, приводящий к постепенному снижению адаптационных возможностей организма; характеризуется развитием так называемой возрастной патологии и увеличением вероятности смерти. Вследствие старения организм становится менее приспособленным к условиям окружающей среды, уменьшает и теряет свою способность бороться и противостоять болезням и травмам.

Исследованием закономерностей старения человека занимается геронтология, а изучением возрастной патологии -- гериатрия.

Старение связано с изменениями, происходящими на всех уровнях организации живой материи - молекулярном, субклеточном, клеточном, системном, целостного организма. Закономерные возрастные изменения организма называются гомеорезом. Определение гомеореза позволяет прогнозировать темп старения - естественный, ускоренный или замедленный.

Старение представляет собой результат взаимодействия ряда факторов, таких как генетические, экологические, а также образа жизни, работы и болезней (рис. 1).

Время наступления старости условно. Мужчин и женщин в возрасте от 55--60 до 75 лет считают пожилыми, с 75 лет -- старыми, с 90 лет -- долгожителями. Однако считается, что видовой предел жизни человека по данным современной науки составляет 110-120 лет. Однако средняя продолжительность жизни в разных странах с устойчивыми социально-экономическими показателями колеблется в пределах 70-75 лет, что является результатом преждевременного старения. Следовательно, биологический резерв жизни человека составляет 30-45 лет. Реализация этого биологического резерва нарушается, это связано с воздействием на организм различных неблагоприятных факторов, которые приводят к изменению экспрессии и структуры генов, что сопровождается нарушением синтеза белка и снижением функций организма.

Старение - сложный биологический процесс, и для адекватной его коррекции необходима прежде всего объективная и достаточная информация о фундаментальных механизмах исследуемых явлений на всех уровнях организации живой материи: тканевом, органном и организменном. Существуют две традиционные точки зрения на причины развития старения.

1. Старение - генетически запрограммированный процесс, результат закономерной реализации программы, заложенной в генетическом аппарате. Действие факторов окружающей и внутренней среды незначительно влияет на темп старения.

2. Старение - результат разрушения организма вследствие неизбежного повреждающего действия сдвигов, возникающих в ходе самой жизни. Это многопричинный процесс, вызываемый различными факторами, действие которых повторяется и накапливается в течение всей жизни.

Поиски процессов, которые можно было бы считать специфическими для наступления старости, были основными направлениями исследований в геронтологии со времени ее зарождения как науки. Многие ученые хотели видеть в них «первопричину» старости. В настоящее время существует более 200 различных теорий, которые пытались объяснить разнообразные изменения, происходящие на разных уровнях - от целостного организма, его систем и органов до уровня клеток и молекул.

Молекулярные механизмы. Существуют свидетельства нескольких важнейших механизмов повреждения макромолекул, которые обычно действуют параллельно один другому или зависят один от другого. Вероятно, любой из этих механизмов может играть доминирующую роль при определённых обстоятельствах. Во многих из этих процессов важную роль играют (в частности свободные радикалы), набор свидетельств о их влиянии был получен достаточно давно и сейчас известен под названием «свободно-радикальная теория старения». Сегодня, тем не менее, механизмы старения намного более детализированы.

Теория соматических мутаций. Многие работы показали увеличение с возрастом числа соматических мутаций и других форм повреждения ДНК, предлагая репарацию (ремонт) ДНК в качестве важного фактора поддержки долголетия клеток. Повреждения ДНК типичны для клеток, и вызываются такими факторами как жёсткая радиация и активные формы кислорода, и потому целостность ДНК может поддерживаться только за счёт механизмов репарации. Действительно, существует зависимость между долголетием и репарацией ДНК, как это было продемонстрировано на примере фермента поли-АДФ-рибоза-полимеразы-1, важного игрока в клеточном ответе на вызванное стрессом повреждение ДНК. Более высокие уровни PARP-1 ассоциируются с большей продолжительностью жизни.

Теория накопление изменённых белков. Также важен для выживания клеток кругооборотбелков, для которого критично появление повреждённых и лишних белков. Окисленные белки являются типичным результатом влияния активных форм кислорода, которые образуются в результате многих метаболических процессов клетки и часто мешают корректной работе белка. Тем не менее, механизмы репарации не всегда могут распознать повреждённые белки и становятся менее эффективными с возрастом за счёт снижения активности протеосомы. В некоторых случаях белки являются частью статических структур, таких как клеточная стенка, которые не могут быть легко разрушены. Кругооборот белков зависит также и от белков-шаперонов, которые помогают белкам получать необходимуюконформацию. С возрастом наблюдается снижение репарирующей активности, хотя это снижение может быть результатом перегрузки шаперонов (и протоасомы) повреждёнными белками. Существуют свидетельства, что накопление повреждённых белков действительно происходит с возрастом и может отвечать за такие ассоциированные с возрастом болезни как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и катаракта.

Митохондриальная теория. Важность связи между молекулярным стрессом и старением была предположена, основываясь на наблюдениях за эффектом накопления мутаций в митохондриальной ДНК (мтДНК). Эти данные были подкреплены наблюдением увеличения с возрастом числа клеток, которым не хватает цитохром-с-оксидаза (COX), что ассоциировано с мутациями мтДНК. Такие клетки часто имеют нарушения в производстве АТФ и клеточном энергетическом балансе.

Теория утрата теломер. Во многих клетках человека утрата способности клеток к делению связана с утратой теломер на концах хромосом, которые утрачиваются после определённого количества делений. Это происходит из-за отсутствия фермента теломеразы, который обычно экспрессуется только у зародышевых и стволовых клеток. Недавно было обнаружено, что окислительный стресс (чрезмерное выделение активных форм кислорода) также может иметь влияние на утрату теломер, значительно ускоряя этот процесс в определённых тканях.

Системные и сетевые механизмы старения. На первых этапах исследования старения, многочисленные теории рассматривались как конкурирующие в пояснении эффекта старения. Тем не менее, сегодня считается, что многие механизмы повреждения клеток действуют параллельно, и клетки также должны тратить ресурсы на борьбу со многими механизмами. Для исследования взаимодействия между всеми механизмами борьбы с повреждениями был предложен системный подход к старению, который пытается одновременно принять во внимание большое количество таких механизмов. Более того, этот подход может чётко разделить механизмы, которые действуют на разных стадиях жизни организма. Например, постепенное накопление мутаций в митохондриальной ДНК часто приводит к накоплению активных форм кислорода и снижению производства энергии, что в свою очередь приводит к увеличению скорости повреждения ДНК и белков клеток.

Другой аспект, который делает системный подход привлекательным, это понимание разницы межу разными типами клеток и тканей организма. Например, клетки, которые активно делятся, с большей вероятностью пострадают от накопления мутаций и утраты теломер, чем дифференцированные клетки. В тоже время необходимо уточнить, что данный тезис не относится к быстро и многократно делящимся трансформированным и опухолевым клеткам, которые не утрачивают теломеры и не накапливают мутации. Дифференцированные клетки с большей вероятностью пострадают от повреждения белков, чем клетки, которые быстро делятся и "разбавляют" повреждённые белки вновь синтезированными. Даже если клетка теряет способность к пролиферации за счёт процессов старения, баланс механизмов повреждения в ней сдвигается.

Популяционный теория старения. Другим подходом к изучению старения являются исследования популяционной динамики старения. Все математические модели старения можно примерно разбить на два главных типа: модели данных и системные модели. Модели данных -- это модели, которые не используют и не пытаются пояснить какие-либо гипотезы о физических процессах в системах, для которых эти данные получены. К моделям данных относятся, в частности, и все модели математической статистики. В отличие от них, системные модели строятся преимущественно на базе физических законов и гипотез о структуре системы, главным в них является проверка предложенного механизма. Первым законом старения является закон Гомпертца, который предлагает простую количественную модель старения. Этот закон даёт возможность разделить два типа параметров процесса старения. Исследования отклонения закона старения от кривой Гомпертца могут дать дополнительную информацию относительно конкретных механизмов старения данного организма. Самый известный эффект такого отклонения -- выход смертности на плато в позднем. Для пояснения этого эффекта было предложено несколько моделей, среди которых вариации модели Стрелера-Милдвана и теории надежности. Системные модели рассматривают много отдельных факторов, событий и явлений, которые непосредственно оказывают влияние на выживание организмов и рождение потомства. Эти модели рассматривают старение как баланс и перераспределение ресурсов как в физиологическом (в течение жизни одного организма), так и эволюционном аспектах. Как правило, особенно в последнем случае, речь идёт о распределении ресурсов между непосредственными затратами на рождение потомства и затратами на выживание родителей.

Клеточная теория старение. Важным вопросом старения на уровне клеток и ткани является клеточный ответ на повреждения. Из-за стохастической природы повреждений отдельные клетки стареют, например в связи с достижением границы Хейфлика, быстрее остальных клеток. Такие клетки потенциально могут угрожать здоровью всей ткани. В наибольшей мере такая угроза проявляется среди стволовых клеток, у которых происходит быстрое деление, таких как клетки костного мозга или эпителия кишечника, в связи с большим потенциалом таких тканей в создании мутантных, возможно раковых, клеток. Известно, что именно клетки этих тканей быстро отвечают на повреждения инициацией программы апоптоза. Например, даже низкие дозы радиации (0,1 Gy) вызывают апоптоз в клетках эпителия кишечника, а даже слабый химический стресс вызывает апоптоз стволовых клеток старых мышей. Как правило, в таких тканях массовый апоптоз является признаком возрастания числа повреждений клеток. С другой стороны, в других тканях ответом на возрастание уровня повреждений может быть арест клеток на определённой стадии клеточного цикла для прекращения деления. Баланс между апоптозом и арестом повреждённых клеток наиболее важен как компромисс между старением и раком. То есть, или организм должен убить повреждённые клетки, или дать им возможность существовать, увеличивая риск возникновения рака. Таким образом, р53 и сокращение теломер, важные факторы в вызывании апоптоза клеток, могут рассматриваться как пример антигонистической плейотропии, как было указано выше.

В последние годы широкое распространение получила адаптационно-регуляторная теория старения, разработанная В.В.Фролькисом. Он обобщил и свел в одну систему механизмы старения от уровня клеточных структур и функций до сложных нейро-гуморальных регуляций гомеостаза целого организма. Согласно теории В.В.Фролькиса, болезни старения возникают в результате действия на организм эндо- и экзогенных факторов: а) прямого и б) опосредствованного через изменение экспрессии генов.

Эта теория объясняет старение не как следствие инволюции и атрофии, а как процесс возникновения новых механизмов адаптации и регуляции. В соответствии с адаптационно-регуляторной теорией старение генетически не запрограммировано» а генетически детерминировано биологическими свойствами организма; старение - разрушительный, вероятностный процесс, развивающийся в организме с генетически запрограммированными свойствами. Согласно учению В.В. Фролькиса, старение организма связано прежде всего с нарушениями механизма саморегуляции и процессов переработки и передачи информации на разных уровнях жизнедеятельности. Особое значение в механизмах старения на клеточном уровне имеет нарушение передачи информации в системе нейрогуморальнбй регуляции.

В настоящее время, по мнению В.В.Фролькиса, важнейшие проявления старения организма являются результатом возрастных изменений мозга.

Морфо-функциональным эквивалентом старения является инволюция органов и тканей. Именно понимание механизмов инволюционного процесса лежит в основе успешной разработки геропротекторных средств.

Подводя итог отметим что, по современным представлениям, клетка стареет в результате накопления повреждений. Скорость этого накопления определяется, в первую очередь, генетически определёнными затратами на ремонт и поддержку клеточных структур, которые в свою очередь определяются организмом для удовлетворения своих экологических потребностей. Долгоживущие организмы имеют большие затраты (иногда более длительный метаболизм), что приводит к более медленному накоплению повреждений. Для борьбы с риском, который представляют собой повреждённые клетки, организм создал систему механизмов для борьбы с ними, которые часто включают второй ряд компромиссов.

2. Социальная обусловленность патологических форм старения

Преждевременное старение в отличие от физиологического (естественного) -- весьма распространенное явление в различных группах современного человечества. Понятие физиологического старения и «естественной смерти» было введено И.И.Мечниковым, хотя он подразумевал под этим, скорее, некий человеческий идеал, который реализуется довольно редко. Мерой приближения к нему можно считать характер старения в некоторых долгожительских группах. Для большинства же пожилых и старых людей характерны разные степени преждевременной старости. В этом случае биологический возраст обычно более или менее опережает хронологический, то есть, нормативы, которые ему соответствуют. Для реального разграничения этих двух типов старения предложены следующие определения:

«Физиологическое старение» подразумевает естественное начало и постепенное развитие характерных для данного вида старческих изменений, ограничивающих способность организма приспосабливаться к окружающей среде.

«Преждевременное старение» -- любое частичное или более общее ускорение темпа старения, приводящее к тому, что данное лицо опережает средний уровень старения своей возрастной группы.

Преждевременное старение может зависеть от многих причин -- как внутренних (в том числе, и наследственности), так и от влияния внешних (средовых) факторов.

Среди них можно выделить аутоинтоксикацию, воздействие свободных радикалов, аутоиммунные процессы, а также нарушения регуляторной функции головного мозга. Первая причина преждевременного старения возникает в результате малоподвижного образа жизни, неправильного питания, а также из-за постоянных стрессов, которым так часто подвергается современный человек.

Старение может способствовать клиническому проявлению болезни, быть ее непосредственной причиной или следствием. В медицинском и социально-экономическом плане наибольшее значение имеет преждевременное старение в ассоциации с возрастными болезнями, которые развиваются быстро, приводят к одряхлению и инвалидности.

Многие специалисты полагают, что атеросклероз, например, является одним из основных факторов, определяющих характер старения и его темп. Существует даже мнение, что атеросклероз не заболевание, а широко распространенные возрастные изменения сердечнососудистой системы, занимающие особое место по частоте и тяжести проявлений в пожилом возрасте. При преждевременном старении функциональное состояние сердечнососудистой системы ухудшается в большей степени, чем при физиологическом («нормальном») старении. Прогрессирующий склероз сосудов мозга по своим симптомам во многом напоминает старческое одряхление в таких признаках, как изменения осанки, кожи, волос и т. д. Проявления церебрального склероза и старения переплетаются так тесно, что первый иногда даже рассматривают в качестве возможной «модели» преждевременного старения. Обычно биологический возраст таких людей более продвинут, сравнительно с их возрастной «нормой». По отдельным показателям лица с преждевременным старением опережали норму для физиологического старения на 10-15 лет, хотя другие характеристики могут почти не затрагиваться возрастными сдвигами. У большинства обследованных центр тяжести тела был смещен кпереди, что может быть вызвано изменениями в позвоночнике. Значительно меняется эндокринная формула: так, например, у мужчин 45--55 лет с явлениями преждевременного старения понижено выделение мужских половых гормонов и повышено -- женских. Ослаблена общая иммунологическая реактивность, в крови увеличено содержание холестерина.

Признаки преждевременного старения замечены и при некоторых других хронических заболеваниях, как, например, туберкулезе, язвенной болезни, сахарном диабете взрослых, психических травмах и другое. Проявляются они и при иммунной недостаточности. Особую роль играют психический и эмоциональный стресс, недоедание, ионизирующая радиация.

Моделью ускоренного старения некоторые геронтологи считают и так называемый синдром хронической усталости. Особенно часто он наблюдается у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС, у лиц из экологически неблагополучных районов, у послеоперационных больных с последующей химио- и лучевой терапией, у больных хроническими воспалительными заболеваниями, бизнесменов с чрезмерными психо-эмоциональными нагрузками.

На начальных стадиях не выявляется соматических изменений. Лечение этого синдрома обычно комплексное: нормализация режима труда и отдыха, диета, витаминотерапия, водные процедуры, лечебная физкультура, иммунокоррекция и другое.

К синдрому преждевременной старости, таким образом, могут привести многие внешние и внутренние факторы.

Особое место по раннему проявлению занимают синдромы преждевременного старения наследственной природы, представляющие уже явную патологию. Это так называемые прогерии. Различают прогерию детей и взрослых. Прогерия у детей встречается очень редко. В некоторых случаях она проявляется уже в 5--8 месяцев, в других -- в 3--4 года. В раннем детстве развитие ребенка протекает нормально, но затем наступает резкое замедление роста и физического развития, и развивается карликовость. Ребенок приобретает старческий облик. Отмечены такие типичные признаки старения, как поседение, облысение, морщинистость кожи, атеросклероз, повышенные холестерин и артериальное давление, кифоз грудного отдела позвоночника. Околощитовидные железы рудиментарны или отсутствуют. Но все же при этом синдроме обычно выражены не все признаки естественного старения, а лишь некоторые. Средняя продолжительность жизни таких больных 13 лет, смерть обычно наступает до 30 лет от коронарной болезни. геронтология старение

Прогерия у взрослых наступает позже, обычно на третьем-четвертом десятилетиях, чаще у мужчин. Рост в это время уже полностью или частично закончен, но есть ряд черт, общих с детской прогерией. Характерны низкорослость, облысение, поседение, тонкая сухая кожа, резкие черты лица, а также остеопороз, обызвествление сосудов, нарушение полового развития, слабо выраженный диабет взрослых; изменены функции щитовидной и околощитовидных желез. Но в целом состояние организма меньше отклоняется от нормы, чем при детской прогерии. Продолжительность жизни редко превышает 40 лет.

К числу болезней человека наследственной природы, с признаками ускоренного старения относятся и синдромы Тернера (ХО) и Дауна, при которых может быть даже больше признаков старения, чем при других заболеваниях, в том числе и прогерии. При синдроме Тернера такие признаки появляются уже в 15--17 лет, продолжительность жизни тоже уменьшена.

В литературе описаны также случаи «внезапного старения» у взрослых людей. Они встречаются редко и, как полагают, представляют собой нейро-эндокринную реакцию на тяжелый эмоциональный шок (испуг, страх) или несчастный случай. Эти проявления имеют лишь внешнее сходство с прогерией, они не обусловлены наследственно и могут быть обратимыми. Так, волосы могут выпасть за сутки, а на их месте вырастают седые. К числу известных случаев относятся, например, внезапное постарение одного железнодорожника, который упал с паровоза и перенес травму головы, или полицейского, испытавшего шок при внезапном взрыве газа.

Кроме того, старость - один из самых противоречивых периодов, связанный с тем, что вопросы о «правильности» прожитой жизни встают перед человеком все более явно. Это обусловлено тем, что наряду с пониманием смысла жизни и накоплением жизненного опыта приходит невозможность активно воплотить и реализовать все понимаемое.

Старение - неизбежный биологический факт, тем не менее, социально-культурная среда, в которой оно происходит, оказывает на него свое влияние.

С возрастом снижается социальная активность и социальные связи человека. Это обусловлено как прекращением профессиональной деятельности, вследствие чего обновляются системы социальных контактов, так и тем, что возрастная кагорта пожилого человека постоянно сокращается.

Поэтому процесс старения следует рассматривать как комплексное явление, включающее личностные, социальные, экономические аспекты. Часто вынужденное безделье пожилых людей создает много психологических трудностей и становится патогенным фактором в соматическом и психологическом отношении, поэтому многие стараются оставаться работоспособными и приносить посильную пользу обществу.

Во многом душевное здоровье пожилого человека определяется его вовлеченностью в общение. Сокращение общения вызывает у стариков эмоциональные изменения: пессимизм, страх перед будущим. В связи с этим обостряется проблема одиночества, приходит осознание социального отчуждения от последующих поколений. Пожилые люди часто предпочитают добровольное затворничество, не желая становиться обузой и испытывать на себе презрение молодых. Эти переживания могут стать причиной старческих суицидов. Чтобы уменьшить болезненность этого периода, обществу необходимо социально поддерживать старость, сократить ощущение ненужности, обесцененности и невостребованности пожилых людей.

Заключение

Старость или старение - неизбежный процесс, сущность которого сводится к появлению признаков усталости как отдельных органов и тканей, так и организма в целом.

Старость - это закономерно наступающий заключительный период возрастного развития человека. Старение не является болезнью, это один из этапов развития организма. Старение - это биологический разрушительный процесс, неизбежно развивающийся с возрастом. Старение приводит к ограничению приспособительных возможностей организма, снижению его надежности, развитию возрастной патологии, то есть к старости.

Существует старение естественное (физиологическое), преждевременное (патологическое). Для естественного старения характерно постепенное появление старческих изменений, развивающихся в определенной последовательности в соответствии с возрастом. При преждевременном старении эти изменения наступают раньше и выражены ярче, чем у здоровых людей соответствующего возраста. Ускоренному старению способствуют перенесенные заболевания, неблагоприятные факторы окружающей среды, стрессы, вредные привычки.

Процесс старения начинается в разных органах и тканях не одновременно и протекает с разной интенсивностью. Во многом интенсивность старения зависит от врожденных, генетически детерминированных свойств тканей.

Старение - процесс разрушительный. Он приводит к уменьшению адаптационных возможностей организма. Причиной снижения адаптации стареющего организма является ослабление функций всех систем - нервной, эндокринной, иммунной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и др., и дискуссия может вестись только о механизмах, последовательности их изменений и причинно-следственных связях. В конечном итоге все процессы, происходящие на молекулярном, надмолекулярном, ультраструктурном уровнях вносят свой «вклад» в строение организма, изменяя функцию клеток.

Началом старости у человека условно считают возраст после 75 лет -- это так называемая физиологическая старость. Но и при этом состоянии могут сохраняться умственные и физические силы, определенная работоспособность, общественная или социальная активность и интерес к окружающему миру.

Список используемой литературы

1. Василенко Н.Ю. Социальная геронтология / Н.Ю.Василенко. - Владивосток: ДВГУ, 2003. - 140 с.

2. Квеско Р.Б. Геронтология: учебное пособие / Р.Б.Квеско, О.Б.Шульгина. - Томск: ТПУ, 2005. - 104 с.

3. Психология здоровья: учебник для вузов / под ред. Г.С. Никифорова. - СПб.: Питер, 2006. - 607 с.

4. Психология старости и старения: Хрестоматия: Учеб. пособие / Сост. О.В. Краснова, А.Г. Лидере. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 416 с.

5. Сурнина О.Е. Геронтология (медико-биологический и психологический аспекты): учеб. пособие / О.Е.Сурнина. - Екатеринбург: Изд-во ФГАОУ ВПО «Росс.гос. проф.-пед. ун-т», 2009. - 234 с.

Размещено на Allbest.ru