Навигация по сайту

Навигация по сайту

Реклама

Реклама

Яндекс.Метрика

Некоторые современные теории старения


1.Свободно-радикальная теория старения.
Была предложена Харманом в 1954 году.
Свободные радикалы образуются в организме в результате его жизнедеятельности а также под влиянием различных неблагоприятных факторов эндо- и экзогенного характера. Характерный признак свободных радикалов - наличие одного или более неспаренных электронов на молекулярной или внешней атомной орбите, что определяет их высокую химическую активность. Они являются биологически активными молекулами и выполняют в организме не только отрицательную, но и положительную роль, участвуя во взаимодействии между клетками, в макрофагальных реакциях, в образовании защитной реакции физиологического воспаления и.т.д.
Свободные радикалы делятся на три группы:
1. Первичные. Образуются из молекул за счет реакции одноэлектронного восстановления. Это компоненты дыхательной цепи - радикалы убихинона, супероксидный радикал и окись азота.
2. Вторичные. Гидроксильный радикал и липидные радикалы, участвующие в реакциях цепного окисления полиненасыщенных жирных кислот липидов биологических мемебран. Они образуются из радикалообразующих молекул.
3. Третичные. Радикалы, которые образуются при действии вторичных радикалов на молекулы антиоксидантов. И других легко окисляемых соединений.
Сегодня признано, что старение организма во многом зависит от митохондрий. Митохондрия - это «энергетическая станция» клетки, где производится АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), которая является источником энергии в организме. Протекающие в митохондриях реакции нуждаются в кислороде, который является одним из сильнейших окислителей. Соответственно именно в митохондриях в большом количестве образуются первичные свободные радикалы, которые и могут вызвать в них наибольшие повреждения, при слабости антиоксидантной системы.
Для устранения отрицательного влияния свободных радикалов, образующихся в процессе жизнедеятельности, в организме существует система антиоксидантной защиты. В биологических системах антиоксидантами называют вещества, способные ингибировать процессы свободнорадикального окисления. Антиоксиданты предотвращают перекисное окисление белков, липидов и не дают свободным радикалам накапливаться в организме. Если в организме образуется большое количество свободных радикалов и с ними не справляется система антиоксидантной защиты, наступает местный или общий свободнорадикальный стресс, приводящий к целому ряду серьезных заболеваний и преждевременному старению организма. На ранних стадиях окислительного стресса первичной мишенью свободных радикалов становятся аминокислоты, содержащие легко окисляемые группы (цистеин, серии, тирозин, глютамат). При дальнейшем накоплении активных форм кислорода происходит перекисное окисление липидов мембран клеток, нарушение их проницаемости, повреждение генетического аппарата и преждевременный апоптоз.
Доказано, что свободнорадикальные реакции лежат в основе более 50 болезней. в число которых входит рак, сердечно-сосудистые заболевания, артриты, катаракта, болезнь Альцгеймера, атеросклероз, диабет и др.
Антиоксидантным эффектом обладают: аминокислоты, (глютаминовая, цистеин, метионин), группы В, Р, липоевая кислота, убихинон, аскорбиновая кислота, минеральные элементы (медь, марганец, цинк), каротиноиды, витамин Е, 2-меркаптоэтанол (протектор радиации), конэнзим Q-10, супероксид-дисмутаза, глютадион, селен-содержашие соединения, флавоноиды (вещества растительного происхождения), полифенолы (ароматические травы), танины, бетанидир (красящее вещество свеклы); кофейная кислота, резверетрол, содержащиеся в красных винах, яблоках, винограде.
Механизм антиоксидантного действия различных соединений.
Известно, что антиоксиданты разрушаются при реакции со свободными радикалами. Для того, чтобы они продолжали свою работу, необходимо присутствие восстановителей, которые будут переводить их в активное состояние.
Биофлавоноиды восстанавливают как витамин Е, так и витамин С. Такой же синергизм наблюдается между витамином E и каротиноидами, а также между витамином E и селеном.
- Витамин E (токоферол), встраиваясь в биомембраны, предохраняет ненасыщенные жирные кислоты от атак свободных радикалов.
- Аскорбиновая кислота, нейтрализует свободные радикалы, восстанавливает витамин Е, но сама при этом окисляется.
- Микроэлементы медь, марганец, селен - повышают активность супероксиддисмутазы, разрушающей супероксиданион.
- Селен восстанавливает глютадионпероксидазу, принимающую активное участие в нейтрализации окислительного стресса.
- Сера катализирует образование глютадиона.
- По способности обезвреживать гидроксил-радикалы растительные экстракты располагаются в следующем порядке: экстракт зеленого чая, экстракт коры сосны («Пикногенол»), экстракт Гингко-Билоба, смесь биофлавоноидов из фруктов.
Кожа, являющаяся основным защитным барьером для организма, испытывает наибольшие вредные воздействия окружающей среды. Именно поэтому она страдает раньше и больше других органов и систем. В ней под влиянием УФО, загрязнений, избытка кожного сала, косметики и др. образуются свободные радикалы, которые и запускают процесс ее старения. Соответственно противоядием в свете этой теории являются антиоксиданты, которые должны нейтрализовывать свободные радикалы и таким образом устранять причину старения. Современные исследования подтвердили теорию Хармана, поэтому на сегодняшний день ни одно косметическое средство наружного использования или геронтокосметологическое, для внутреннего употребления, не обходится без антиоксидантов.
Антиоксидкитния система кожи: каталаза, глютадионпероксидаза, супероксиддесмутаза, сквален, альфа-токоферол, каротиноиды.
Создавая оптимальные антиоксидантные композиции в косметических средствах и пищевых добавках можно добиться оптимальной антирадикальной защиты.
2. Теория гликации.
Основана на реакции между моносахаридами и аминогруппой белков. Связанные белки, как бы выключаются из работы организма и приводят к образованию патологических белковых структур, приводящих к образованию патологически измененных тканей, например, патологического, сшитого коллагена, приводящего к дезорганизации дермы и образованию морщин. Рекомендация пациентам избегать сладкого основывается на этой теории. Advanced Glycosilation End-Products (AGE) - сахар поврежденные протеины. Сокращение калорийности питания приводит к снижению их уровня.
3. Теория избыточного накопления.
В организме накапливаются различные вещества и откладываются в тканях. Так во многих тканях количество кальция нарастает с возрастом. В коже, под базальным слоем также накапливается кальций. В субэндотелиальном слое крупных артерий откладывается коллаген. Однако правильнее рассматривать эти явления не как причину, а как следствие процесса старения.
Вытекает из этой теории, и теория накопления «терминального токсина» - липофусцина. Липофусцин - пигмент, образующийся в клетках и являющийся прооксидантом. Слово липофусцин переводится, как темный жир, его считали безвредным балластом. Однако была обнаружена связь между накоплением в клетках липофусцина и старением организма, что и навело на мысль о причинной связи липофусцина и старения организма.
Липофусцин избыточно образуется в организме при переедании ненасыщенных жиров, стрессах, УФ-излучении, избытке ионов алюминия, железа, избытке эстрогенов. То есть на лицо элементы свободно-радикального механизма.
Липофусцин при своем образовании нуждается в кислороде, что создает гипоксию в тканях, уменьшение образования АТФ и как следствие - деградацию тканей, мутации в генетическом аппарате клеток. Липофусцин инактивирует протеолитические ферменты, чем препятствует уничтожению старых белковых молекул и созданию из их остатков новых. Кроме того, липофусцин повреждает митохондрии, приводя к их преждевременному старению, а, следовательно, и к старению клетки.
Таким образом, кислородная и энергетическая недостаточность, обезвоживание создают условия для дальнейшего накопления липофусцина, что в результате приводит к необратимым изменениям в клетках.
Снижая потребление жирных ненасыщенных кислот, железа и экзогенных эстрогенов; увеличивая потребление витамина E можно замедлить образование липофусцина. Менее всего содержит жирные ненасыщенные кислоты кокосовое масло, поэтому в свете этой теории оно является наиболее приемлемым для потребления в пищу.
4. Теория соматических мутаций.
Согласно этой теории, старение - есть следствие накопления в генах соматических клеток мутаций, возникающих под влиянием повреждающих агентов, например ионизирующей радиации. Их накопление приводит к появлению измененных (не функциониующих) белков, а в последующем - к ухудшению и утрате различных функций организма.
5. Теория сшивки макромолекул.
Между различными молекулами организма, таких как ДНК, коллаген, эластин и другие, образуются мостики, вызывая нарушения их структуры, а, следовательно, видоизменяя их свойства, что приводит к дегенеративным изменениям в тканях.
Из сказанного следует, что объяснение процесса старения не может быть сведено к какому-то одному фактору, одной теории. Во многом они перекликаются между собой, поэтому в попытках продлить период активного долголетия и молодости необходимо использовать знания всех механизмов старения, элементы всех теорий, тогда есть надежда на эффективность предпринимаемых усилий и кто знает, не увеличится ли период молодости в ближайшее десятилетие на 30-50 лет.
6. Лизосомальная теория старения Дедгова.
Повреждение лизосомальных мембран различными физическими, химическими и биологическими факторами приводит к нарушению стабильности мембран и выходу гидролитических ферментов лизосом в цитоплазму клетки, что прводит к ее гибели.
7. Генорегуляторная гипотеза.
Первичные механизмы старения клеток связывают с изменениями в их генетическом аппарате.
Из сказанного следует, что объяснение процесса старения не может быть сведено к какому-то одному фактору, одной теории. Во многом они перекликаются между собой, поэтому в попытках продлить период активного долголетия и молодости необходимо использовать знания всех механизмов старения, элементы всех теорий, четко представлять все возможные причины, провоцирующие старение.
Причин, запускающих те или иные механизмы старения множество. Все их можно разделить на две большие группы - внешние и внутренние.
1. Внешние:
- УФО и другие виды излучения,
- аллергены,
- токсические вещества,
- косметика и др.
2. Внутренние:
- Генетическая предрасположенность к раннему старению,
- стрессы,
- нарушение иммунитета,
- хронические заболевания,
- дисбаланс и заболевания эндокринной системы,
- синдром хронической усталости,
- нерациональное питание, грязная вода и др.
Старение рассматривают, как процесс прогрессивного снижения жизнедеятельности организма, который характеризуется целым рядом морфологических, функциональных и обменных сдвигов. С возрастом выраженность этих сдвигов увеличивается, что и является естественной мерой старения. Снижение уровня жизнедеятельности всех органов и систем в процессе старения связано с ослаблением нервного, гуморального и гормонального контроля над деятельностью клеток организма. В результате возникают различной степени дистрофические процессы во всех системах организма.
В каких направлениях в первую очередь происходят возрастные изменения?
1. Общие проявления:
- гиперхолестеринемия и повышение АД,
- остеопороз,
- дистрофические изменения в органах и тканях,
- отложение продуктов обмена веществ, в особенности пигментов,
- ослабление иммунитета,
- снижение метаболизма,
- увеличение содержания жировой ткани.
2. Биохимические:
- рост числа нерепарируемых повреждений молекул ДНК,
- снижение протеолиза и синтеза белков,
- уменьшаются запасы гликогена в мышцах, печени,
- растет потребность в нутриенгах (витаминах, микроэлементах, омега-3 жирных кислотах и др.),
3. Морфологические:
- избыточное развитие и склерозирование соединительной ткани,
- дистрофические изменения в клетках, органах и тканях с уменьшением их объема и клеточной массы,
- дистрофические изменения в коже со снижением ее тургора, появление морщин, гиперкератоза, дисхромий,
- истончение волос их гипопигментация
4. Функциональные:
- общее уменьшение подвижности,
- снижение остроты зрения и аккомодационной способности хрусталика,
- снижение жизненной емкости легких, гипоксия тканей,
- снижение адаптационных способностей организма к нервно-эмоциональным перегрузкам,
- утомляемость, уменьшение силы мышц.
5. Психологические:
- уменьшение способности к синтетическому мышлению, забывчивость,
- ухудшение памяти,
- эмоциональная декомпенсация, депрессия,
- скаредность, замкнутость, подозрительность,
- уменьшение круга интересов.
Основными в этих направлениях являются биохимические и морфологические изменения, так как все остальные изменения, по сути, вытекают из них. Условно признаки старения можно разделить на внешние и внутренние. Внешнее старение чаще всего иллюстрирует внутреннее.
Внутреннее старение характеризуется рядом качественных изменений в органах и тканях, в основе которых лежит процесс замедления деления клеток.
Какие же происходят изменения в органах и тканях?
Нервная система.
ЦНС является наиболее устойчивой и долгоживущей. Однако с возрастом в ней увеличивается количество глиальных клеток и уменьшается количество нейронов. В нервных клетках уменьшается количество цитоплазматической РНК. уменьшается количество гликогена, накапливается липофусцин, изменяется форма ядра (появляются инвагинации), увеличивается количество лизосом. В аксонах, дендритах, синаптическом аппарате происходят дегенеративные изменения. Наиболее выражены эти изменения в мотонейронах спинного мозга. Число генов, ответственных за синтез РНК в нервных элементах гипокампа уменьшается в старости на 40-50%. Изменяется соотношение окислительного и гликолитического фосфорилирования пентозно-го цикла. Уменьшается количество бетта-рецепторов, холинорецепторов, рецепторов к эстрогенам.
Гипоталямус.
Метаболические, структурные и функциональные изменения в Г. приводят к изменению белкового, жирового и углеводного обмена. Наступает, так называемая «гипоталямическая дезинформация» за счет неодинакового изменения чувствительности различных нервных образований к сигналам гуморальной и нервной обратной связи. Это создает неверный образ состояния внутренней среды организма и вызывает неадекватную информацию, неадекватный регуляторный сдвиг.
Иммунная система.
Снижается клеточный и гуморальный ответ на экзогенные антигены и повышается частота и выраженность аутоиммунных реакций. В цитоплазме Т-лимфоцитов увеличивается количество лизосом и уменьшается количество митохондрий.
Сердечно-сосудистая система.
Наступают разнонаправленные изменения различных структур гемодинамического центра. Ослабляется адренергический и холинэргический нервный контроль над сердцем и сосудами, ослабляются рефлексы с механорецепторов. Возрастает чувствительность сердечно-сосудистой системы к медиаторам и гормонам, растет чувствительность хеморецепторов к физиологически активным веществам.
Миокард.
До 90 лет масса сердца увеличивается за счет гипертрофии миокардиальных волокон и накопления подэпикардиального жира. Дале происходит атрофия и дистрофия миокардиальных клеток, увеличение количества соединительной ткани. В проводящей системе также происходят дистрофические изменения: увеличивается количество ретикулиновых, коллагеновых волокон. В нейронах интракардиальной нервной системы уменьшается количество клеток в них накапливается липофусцин и нарастают дистрофические изменения.
Печень.
Известно, что гепатоциты, вследствие низкого темпа деления, живут долго. Однако с возрастом величина их увеличивается (объем ядра, цитоплазмы). Это объясняется нарастанием количества не разделившихся клеток. Митохондрии также увеличиваются в размере, но общее их количество снижается.
Кора надпочечников.
Резко снижается уровень минералокортикоидов (альдостерона), продукция глюкокортикоидов сохраняется длительно.
Поджелудочная железа.
Количество островков Лангерганса нарастает, их размеры увеличиваются, количество А и В инсулоцитов возрастает. Соотношение А и В клеток изменяется в сторону преобладания А клеток.
Половые железы.
Функциональная активность секреторной ткани гонад имеет выраженную возрастную динамику к снижению. С возрастом, после 30-35 лет начинается постепенное снижение некоторых гормонов в крови человека. Так, например, суммарное количество эстрогенных гормонов после 40-45 лет снижается по сравнению со средними значениями в норме примерно в 13 раз, 17 бетта-эстрадиола - приблизительно в 8 раз, дегидроэпиандростерона - ориентировочно в 5 раз.
Щитовидная железа.
Снижается секреторная активность щитовидной железы, но растет чувствительность ее клеток к тиреотропному гормону. Уменьшается количество связанного тироксина, но растет чувствительность тканей к тиреоидным гормонам.
Опорно-двигательный аппарат также претерпевает дистрофические изменения. Мышцы становятся тоньше и длиннее, из костей вымывается кальций, возникает остеопороз. связочный аппарат ослабевает, суставы деформируются. Все это приводит к нарушению осанки, деформации фигуры, дистрофическим изменения в суставах. Наряду с изменениями во внутренних органах все эти трасформации укладываются в картину возрастных изменений внешности человека.
Внешнее старение в большей степени связано с метеорологическими и другими неблагоприятными факторами внешней среды, которые ускоряют процессы внутреннего старения. Среди агрессивных факторов внешней среды на первое место можно поставить солнечное излучение. Степень влияния солнечного излучения возросла не только в связи с тем. что люди стали неумеренно пользоваться солнцем и соляриями, но и в связи с истончением озонового слоя в земной атмосфере, появлением «озоновых дыр». Жесткие солнечные лучи, особенно спектра А и В, проникая в кожу, повреждают клетки первого уровня иммунной защиты (клетки Лангерганса), что приводит к снижению иммунитета кожи. Кроме того, из атомарного кислорода воздуха образуются свободные радикалы, которые вызывают перекисное окисление мембранных структур, повреждают генетический аппарат клеток организма, действуя на ДНК. Все это усугубляет дистрофические процессы, происходящие под влиянием внутреннего старения. Поскольку кожа-орган, который первым принимает на себя удар, связанный с неблагоприятным воздействием внешней среды, именно на ней отражаются первые признаки внешнего старения.