Попытки увеличения продолжительности жизни

Влияние окружающей среды

Продолжительность жизни обычно выражается в единицах времени. Хотя это и кажется логичным, такое определение иногда приводит к определённым трудностям. У холоднокровных животных скорость метаболизма (как основного обмена, так и активности), которая фактически является скоростью всех жизненных процессов организма, как правило зависит от температуры окружающей среды. Таким образом, старение, как и все прочие процессы, зависит от затрат энергии, и продолжительность жизни в результате зависит от температуры или других внешних условий, которые оказывают влияние на процесс старения. Многие данные указывают на этот факт, хотя установление точной математической зависимости, верной во всех случаях, невозможно. В результате, в определённом диапазоне температур, холоднокровные беспозвоночные живут дольше теплокровных животных. Именно этим уменьшением активности некоторые исследователи объясняют также некоторое увеличение продолжительности жизни лабораторных животных (плодовых мух, червя C. elegans, мышей и крыс), которых держали на низкокалорийной диете.

Кроме того, многие животные имеют сезонные или ежедневные периоды значительного снижения активности. Многие мелкие млекопитающие впадают в спячку, ряд членистоногих имеют в своих жизненных циклах периоды задержки развития. В обоих случаях скорость метаболизма очень низкая. В результате, сомнительно, следует ли рассчитывать эти периоды в составе продолжительности жизни отдельных организмов. Сравнение между видами, некоторые из которых имеют такие периоды низкой активности, часто проблематичны. Возможно, продолжительность жизни было бы адекватнее измерять в единицах определённых затрат энергии на грамм массы тела за жизнь, но данные для большинства организмов, необходимые для этой цели, практически полностью отсутствуют.

Особенности

Рукокрылые проводят в спячке большую часть времени, что позволяет им сохранять энергию, увеличивая продолжительность жизни.

Максимальная продолжительность жизни очень сильно различается между видами животных. Отмечено, что разница между средней и максимальной продолжительностями жизни также существенно зависит от вида, и определяется стратегией выживания.

Максимальная продолжительность жизни эмпирически зависит от нескольких характеристик животных. В первую очередь — плодовитость животного: чем больше потомства даёт животное, тем меньше оно живёт. Кроме того, продолжительность жизни зависит от размера животного, размера его мозга и метаболической активности. Например, как правило меньшие по размеру животные имеют меньшую, а большие по размеру — большую продолжительность жизни.

Лучше всего исследована зависимость продолжительности жизни от таксономической группы среди млекопитающих. Приматы, обычно, — наиболее долгоживущая группа, хотя некоторые небольшие обезьяны Нового Света имеют довольно короткую жизнь.Муриды (мышеобразные грызуны) недолговечны, тогда как скиурды (беличьи грызуны) достигают втрое дольшего возраста, чем муриды. Эмпирически, длительность жизни увеличивается с увеличением размера мозга (в результате, она также увеличивается с увеличением массы тела) и уменьшается с увеличением скорости метаболизма. Типичная зависимость нарушается в случае породсобак. Большие по размеру породы собак, хотя и достигают половой зрелости медленнее, живут значительно меньше, разница достигает около 2 раз между наибольшими и наименьшими породами. Такой именно вид зависимость имеет и для птиц, но птицы в целом живут дольше, чем млекопитающие, несмотря на более высокие температуры тела и скорости естественного обмена.

Так как продолжительность жизни сильно зависит от скорости метаболизма, полное количество энергии, произведённое в течение жизни, может быть лучшей характеристикой продолжительности жизни, чем продолжительность жизни, измеренная в единицах времени. Крупные животные с хорошо развитым мозгом, особенно приматы, производят на протяжении жизни наибольшее количество энергии. Весьма велики затраты энергии и у птиц. В отличие от них, крупные пресмыкающиеся имеют заметно большие продолжительности жизни, но скорость их естественного обмена в десятки раз меньше. В результате полные затраты энергии за жизнь у пресмыкающихся меньше, чем у млекопитающих.

Кроме того, скорость старения медленнее, а продолжительность жизни больше для животных, способных расти на протяжении всей жизни, например, многих видов рыб и пресмыкающихся.

Низкие затраты энергии и возможность постоянного роста объясняют большие продолжительности жизни некоторых позвоночных. Например, галапагосская черепаха (Geochelone nigra) способна жить до 177 лет^[40], а некоторые рыбы, например осётр, достигают возраста более чем в 150 лет^[41]. Тем не менее, продолжительность жизни и старение этих животных исследованы очень плохо.

Некоторые простейшие животные, возможно, способны к вечному или очень долгому существованию. Они избегают быстрого старения за счёт быстрого обновления клеток всех тканей всего тела, что возможно за счёт простой и децентрализованной структуры тела. Примерами таких организмов являются морские актинии и пресноводные гидры. В наиболее детальном исследовании, опубликованном в 1998 году^[2], было показано, что по морфологическим признакам и способностью к регенерации, гидра не проявляет признаков старения на протяжении всего исследования в 4 года при времени достижения половой зрелости всего около одной недели.

Попытки увеличения продолжительности жизни

Крупной отраслью исследований по геронтологии являются попытки увеличения продолжительности жизни, особенно человека. Хотя уже сегодня удаётся заметно увеличить среднюю продолжительность жизни человека с помощью таких факторов, как общее улучшение медицинского обслуживания, важным вопросом остаётся увеличение максимальной продолжительности жизни, чего можно достигнуть только оказывая влияние на скорость процесса старения. Исследователи достигли некоторых успехов на животных моделях: с помощью таких факторов как калорийность диеты, генетические изменения или введение гормонов, удалось увеличить или уменьшить продолжительность жизни нескольких модельных организмов. Продолжить жизнь человека, тем не менее, всё ещё не удалось, хотя достижения геронтологии уже позволили лечить несколько болезней, которые характеризуются ускоренным старением.

Самым простым методом влияния на продолжительность жизни некоторых животных является ограничения калорийности диеты при поддержке её полноценности. С помощью снижения калорийности на 40-60 % в диете крыс, мышей и хомяков, начиная диету до достижения половой зрелости, средняя продолжительность жизни увеличивается на 65 %, а максимальная — на 50 %^[47]. В случае плодовых мух^[48] и нематод Caenorhabditis elegans, эффект замедления старения и увеличения продолжительности жизни достигается немедленно, независимо от возраста животного.

Некоторое влияние на продолжительность жизни имеют антиоксиданты. Добавление антиоксидантов к диете млекопитающих увеличивает среднюю продолжительность жизни до 30 %, но без изменений в максимальной продолжительности жизни. Наибольшее влияние антиоксиданты имеют на животных с высокой вероятностью рака(например, грызунов) и животных с патологически низкой продолжительностью жизни в результате влияния радиации или химических веществ с мутагенным эффектом. Возможно, влияние антиоксидантов ограничивается уменьшением вероятности некоторых болезней, а не изменениями скорости старения всего организма.

Много работ также сделано в направлении генетических изменений, которые оказывают влияние на продолжительность жизни модельных организмов. Если сначала исследователи пытались найти биохимические основы влияния ограниченной калорийности на продолжительность жизни, позднее было найдено много новых генов, которые имеют подобный эффект. Сегодня существует несколько линий мышей, с продолжительностями жизни больше мышей дикого типа. Идея генетических изменений развилась позднее в новый подход — стратегии конструирования незначительного старения (англ. Strategies for Engineering Negligible Senescence, SENS), в котором исследователи пытаются сконструировать генетически изменённый организм со значительно большей продолжительностью жизни. Один из первых сторонников этого подхода — Обри ди Грей — основал Мышиный приз Мафусаила (англ. Methuselah Mouse Prize или M-prize), который достанется тому, кто сможет значительно увеличить продолжительность жизни мыши.

(19.) Секрет вічної молодості. Відомо, що тривалість життя різних організмів неоднакова. Наприклад, гідра потенційно безсмертна, а окуні можуть жити понад 200 років. Поясніть, якими механізмами обмежується термін життя ссавців порівняно з тваринами «довгожителями». Многочисленные современные варианты первоначальной теории износа, возрастание энтропии, накопление генетических дефектов и повреждений, запрограммированность лимита существования (эффект Хейфлика), различного для каждого вида, смерть как вероятностное событие при взаимодействии с окружающей средой или как результат естественного отбора признаков (генов), обладающих одновременно полезными и повреждающими свойствами, — вот перечень ключевых воззрений на причины естественной смерти, возникающие на основе фундаментальных наук, в частности экологии, генетики, молекулярной биологии и онтогенеза [1, 2].

Теломерная теория старения и пути к продлению жизни основаны на изучении человеческой теломеразы, а соответственно, на попытках генетического омоложения человека.

Человечеству была бы нужна активная теломераза — «волшебный фермент молодости». Один из железных способов продлить жизнь — это принцип калорийно­ограниченного питания. Но эта пожизненная диета не ведет к увеличению средней и максимальной продолжительности жизни [3].

Теломеры — это маленькие участки на концах наших хромосом, и когда наши клетки делятся, ДНК в хромосомах должна копироваться, и во время этого процесса последняя маленькая частичка молекулярной цепи — кончик теломеры — не копируется, на протяжении нашей жизни теломеры постепенно укорачиваются. Это явление принято называть проблемой репликации концов хромосом, но которую следует назвать проблемой, запланированной заранее [4].

По мере укорочения теломер клетки стареют, хуже функционируют и реже начинают делиться, а стволовые клетки реже производят новые копии, а к какому­то моменту их совсем перестают производить. В результате этого человека подводит зрение, наша кожа теряет эластичность, хуже работает иммунная система и начинает происходить ряд других изменений, связанных со старением, и при этом нельзя изменить скорость возникновения главных болезней — патологии сердца и сосудов, злокачественных опухолей, цереброваскулярных болезней, гриппа и пневмонии (инфекционные болезни), атеросклероза, сахарного диабета, бронхита, бронхиальной астмы, нефрита, цирроза печени, если не удастся добиться замедления скорости старения. При этом старение — это своего рода болезнь, и задача геронтологии заключается не столько в продлении жизни, сколько в замедлении скорости старения, а значит, и прогрессирования главных болезней [5, 6].

Дата добавления: 2015-12-01