Характеристика біологічних теорій старіння

 

1. Поняття старіння і виникнення перших біологічних теорій старіння

2. Характеристика біологічних теорій старіння

Список використаної літератури

 

 

Старіння – це процес поступового руйнування і втрати важливих функцій організму або його частин, зокрема здатності до розмноження і регенерації. Внаслідок цього організм стає менш пристосованим до умов навколишнього середовища, зменшує свою здатність боротися із хижаками та хворобами. Явище старіння у тій чи іншій мірі спостерігається практично у всіх живих організмів. Термін «старіння» також може використовуватися, і для опису руйнування неживих систем, і для опису соціальних ефектів старіння людини. Наука, що вивчає старіння, називається геронтологією, її галузь, що має справу з біологічними ефектами старіння – біогеронтологією.

Перші спроби наукового пояснення старіння почалися наприкінці 19 століття. У одній з перших робіт Вейсман запропонував теорію походження старіння як риси, що виникла в результаті еволюції. Згідно ньому, «старіючі організми не тільки не є корисними, вони шкідливі, тому що займають місце молодих», що, згідно Вайсману, повинно було привести еволюцію до виникнення старіння.

Важливим кроком у дослідженні старіння була доповідь професора Пітера Медавара перед Лондонським королівським товариством в 1951 році під назвою «Нерозв'язана проблема біології». У цій лекції від підкреслив, що тварини в природі рідко доживають до віку, коли старіння стає помітним, таким чином еволюція не могла впливати на процес розвитку старіння. Ця робота поклала початок цілій серії нових досліджень.

Протягом наступних 25 років дослідження мали переважно описовий характер. Проте, починаючи з кінця 70-х років, виникає велика кількість теорій, які намагалися пояснити старіння. Наприклад, у відомому огляді, опублікованому Калебом Фінчем в 1990 році, нараховувалося біля 4 тис. посилань. І лише у кінці 1990-х років стуація почала прояснюватися, і більшість авторів почали приходити до спільних висновків.

Всі теорії старіння можливо умовно поділити на дві великі групи: еволюційні теорії та теорії, засновані на випадкових пошкодженнях клітин. Перші вважають, що старіння є не необхідною рисою живих організмів, а запрограмованим процесом. Згідно з ними, старіння розвинулося в результаті еволюції через деякі переваги, які воно надає цілій популяції. На відміну від них, теорії пошкодження пропонують, що старіння є результатом природного процесу накопичення пошкоджень з часом, з якою організм намагається боротися, а відмінності старіння між організмами є результатом різної ефективності цієї боротьби.

На сьогодні останній підхід вважається пріоритетним в біології старіння. Проте деякі дослідники все ще захищають еволюційний підхід, а деякі інші зовсім відкидають поділ на еволюційні теорії та теорії пошкоджень. Останнє ствердження є частково результатом зміни термінології: у деяких роботах останнього часу термін «еволюційні теорії» посилається не на теорії «запрограмованого старіння», що пропонують еволюційне виникнення старіння як корисного явища, а на підхід, що описує чому організми повинні старіти у протилежність питанню про біохімічні та фізіологічні основи старіння.

 

 

Еволюційно-генетичний підхід. Перша ідея, яка лягла в основу генетичного підходу, була запропонована Пітером Медаваром в 1952 році і відома зараз як «теорія накопичення мутацій». Медавар відмітив, що тварини в природі дуже рідко доживають до віку, коли старіння стає помітним. Згідно його ідеї, алелі генів, які проявляються протягом пізніх періодів життя, і виникають в результаті мутацій зародкових клітин, піддаються слабкому еволюційному тиску проти себе, навіть якщо в результаті них страждають такі риси, як виживання і розмноження. Таким чином, ці мутації можуть накопичуватися в геномі протягом багатьох поколінь. Проте, будь-яка особина, яка зуміла уникнути смерті протягом довгого часу, випробовує на собі їх дію, яка проявляється як старіння, при цьому це ж припущення справджується і для тварин у захищених умовах.

У 1957 році Д. Вільямс запропонував існування плейотропних генів, які мають різний ефект впливу на виживання організмів протягом різних періодів життя, тобто корисні у молодому віці, коли ефект природного відбору сильний, та шкідливі пізніше, коли ефект природного відбору слабкий. Ця ідея сьогодні відома як «антагоністична плейотропія».

Разом ці дві теорії складають основу сучасних уяв про генетику старіння, проте ідентифікація відповідних генів мала лише обмежений успіх. Свідченя про накопичення мутацій залишаються спірними, тоді як свідчення наявності плейотропних генів сильніші, але й вони потребують детальніших досліджень. Прикладами плейотропних генів можна назвати теломеразу у еукаріотів та сігма-фактор σ70 у бактерій. Хоча відомо багато генів, які впливають на тривалість життя різних організмів, інших чітких прикладів плейотропних генів все ще немає.

Еволюційно-фізіологічний підхід. Хоча і відомо кілька специфічних генів, запропонованих теоріями накопичення мутацій та антагоністичної плейотропії, безпосереднього їх зв'язку зі старінням показано не було, тим більше не було показано, що ефект цих генів є типивим для всіх організмів і відповідає за всі аспекти старіння. Тобто, ці гени можуть розглядатися лише як кандидати на роль генів, передбачених теорією. З іншого боку, ряд фізіологічних ефектів, передбачених в роботі Вільямса 1957 року про антагоністичну плейотропію, показані без визначення генів, які відповідають за них. На сьогодні вченими часто дискутуються питання про компроміси, аналогічні передбаченим цією теорією, без чіткого визачення генів, від яких вони залежать. Фізіологічна основа таких