.RU

Геронтология и эволюционная биология - часть 2

Зачем было природе создавать две отдельные программы для развития и старения, когда вполне можно обойтись одной? Одной - введя в нее, чтобы запустить процесс старения, лишь такую особенность, как недостаточная надежность. Очень экономный и целесообразный подход. Кстати, такой принцип - принцип изначальной общности программы - вообще довольно популярен в природе, он оказался эволюционно выигрышным. Вот два наглядных примера. Первый - принцип дифференцировки клеток. Известно, после оплодотворения генетическая программа в клетке - общая, единая, а смещение развития в сторону дальнейшего образования, скажем, нервной клетки, или мышечной, или эпителиальной обусловлено блокированием соответствующих частей этой общей, единой программы, записанной в геноме. Другой пример - детерминация пола. У ряда двуполых, в том числе у человека, пол изначально женский. Если в геноме окажется специальный блокирующий регулятор (гены Y-хромосомы), развитие плода смещается в мужскую сторону; если же такого блока нет, развитие пойдет по изначальному плану - женскому. Тот же принцип положен и в основу развития-старения: изначально программа одна. Короче, для создания разнообразия - разных типов функционирования, разных типов клеток или разных полов - порой гораздо проще модифицировать общее, чем всякий раз заново лепить отдельные формы.

Итак: специальной программы старения нет - есть программа развития и функционирования, которая, в силу своей не абсолютной надежности, предопределяет возможность постепенного накопления с возрастом различных дефектов, что и приводит к изнашиванию, одряхлению организма. Чтобы наступила старость, этого, несомненно, вполне достаточно.

1. Бессмертие - пройденный этап

Начнем с феноменов. Разные клеточные популяции нашего организма обладают различной интенсивностью пролиферации, то есть различной скоростью роста и обновления. Если в какой-то ткани все клетки пролиферируют очень быстро, то в процентном отношении поврежденных клеток тут будет не так уж много. Тем более, что клетки с дефектами, скорее всего, "все делают хуже" и в силу конкуренции и отбора отмирают. Отсюда следует, что ткани, в которых скорость пролиферации превышает скорость накопления дефектов, должны стареть медленнее (гипотеза российского геронтолога А.Н.Хохлова). В самом деле, это так: например, в быстро заменяющихся клетках кишечного эпителия повреждения ДНК с возрастом не накапливаются, а вот в нейронах, клетках печени, мышц, где делений нет или они редки, такое накопление происходит. Поэтому кишечный эпителий действительно стареет много медленнее, чем та же печень, и стареет, вероятно, по той причине, что обновление клеточных элементов несколько замедляется с возрастом.

Однако из основной идеи - идеи соотношения скоростей пролиферации и накопления повреждений - прямо выводится, что при некоем сверхблагоприятном для нас соотношении этих скоростей клеточная популяция вообще не будет стареть, оставаясь вечно молодой и... бессмертной. Фантастика? Нет. Такие феномены известны, это - злокачественные опухоли. Самый яркий пример: "бессмертная" линия клеток человека, которую культивируют многие годы в лабораториях всего мира, первично взята из раковой опухоли шейки матки давно умершей женщины. Существуют и другие опухоли, также долгоживущие в искусственных условиях, и клетки таких опухолей не стареют. Кошмарное, но бессмертие!

Опухоль, рак - короче, патология, а в норме, в живой, цветущей природе подобное есть? Вне всякого сомнения. Хотя и с определенной оговоркой.

Из школьного курса зоологии всем известна пресноводная гидра - величиной около двух сантиметров хищный полип, обитающий в водоемах. По-видимому, впервые на гидру как бессмертный организм указал французский биолог П.Бриан в конце 60-х годов нашего столетия. С тех пор это животное прочно вошло в геронтологическую литературу и, став своеобразным общим местом, пребывает там в гордом одиночестве: другого подобного примера не найдено. Действительно, в оптимальных условиях гидра живет неограниченно долго, никак не меняясь, не старея. Иначе говоря, она - бессмертна. В чем же дело?

В верхней части тела гидры, чуть ниже щупалец, находится зона, где особенно много постоянно делящихся клеток. Отсюда новые клетки "сползают" к концам тела, где дифференцируются (в покровные, нервные, стрекательные и так далее), однако через некоторое время их вытесняют новые молодые клетки, приходящие из зоны интенсивной пролиферации. И так - неостановимо, без конца. Но при одном непременном условии: благоприятной внешней среде. Стоит случиться незначительному природному катаклизму - изменению температуры или состава воды - и деление клеток замедляется, гидра стареет и гибнет. Поэтому гидра бессмертна лишь потенциально. А точнее, сама по себе - как биологический объект - она абсолютно бессмертна, однако при взаимодействии с внешней средой (a без этого жизнь невозможна) абсолютное бессмертие становится относительным. И связано это с тем, что в отличие от млекопитающих, в том числе человека, зависимость гидры от условий среды чрезвычайно велика, поскольку крайне слаба регуляция ее организма, узка норма реакции. Вот опять принцип рифмы: вне среды - совершенство, бессмертие; плюс среда - подверженность любой напасти, старение, смерть.

И получается, что мы, которым не дано бессмертия ни абсолютного, ни относительного, не хуже гидры, а много лучше. Единственное, в чем она нас действительно превосходит, так это в удивительной устойчивости к механическим повреждениям: способность гидры к регенерации уникальна - тут ей вообще нет равных в природе, что, между прочим, и послужило поводом для мифологического имени, которое она носит.

Как видите, еще на заре эволюции природа честно пыталась создать бессмертный организм, но ничего путного у нее не вышло - получилась "нежить". Тогда был испробован подход прямо противоположный - создать нечто, пусть не бессмертное в принципе, зато более надежное в сути, а именно: организм из ограниченного числа жестко специализированных и незаменяемых клеток. Получились насекомые. И надо признать, этот подход в определенном, биологическом смысле оказался удачным: насекомые и сегодня - самая многочисленная и процветающая группа животных, если иметь в виду их видовое разнообразие и повсеместное распространение. Однако не только о бессмертии - об относительном долгожительстве тут нет и речи! Причина? У жестко специализированных клеток, из которых состоят насекомые, срок службы крайне ограничен, а резерва для их замены природа в данном случае не предусмотрела. То есть по сравнению с гидрой надежность повысилась, но все-таки явно недостаточно - если, конечно, держать в уме замысел создания не только самовоспроизводящегося, но и долгоживущего организма, - в общем, пусть относительного, а совершенства.

Короче говоря, нужен был третий путь. Естественно, природа, с одной стороны, использовала свой прошлый положительный опыт (принцип жесткой специализации клеток), а с другой - исправила допущенную там же ошибку: многократно продублировала клетки, которые незаменяемы, это раз, и создала резерв для тех клеток, которые заменить можно, это два. Вот в этих-то "раз и два" и состояла великая новация, ибо таким способом была действительно отлажена система высокой надежности организма. И как следствие этой надежности - возможность жить достаточно долго, хотя ни о каком бессмертии речь, понятно, уже не шла.

Получились высшие животные. В том числе и люди. Мы, как известно, не только одни из самых долгоживущих на Земле, но и одни из самых устойчивых к всевозможным воздействиям, хотя бы к радиации. И если мерить не абсолютной, а относительной шкалой (конкретно шкалой именно эволюционной), то, признаем, организм человека отлажен прекрасно.

Теперь ясно, в чем наше преимущество. Конечно, в существенно более совершенной регуляции и возможности поддерживать постоянство внутренней среды организма в ответ на воздействия внешних факторов. Короче, в более совершенном гомеостазе, а именно он, как заметил Клод Бернар, есть условие свободы. Вот такой свободой (в биологическом понимании, конечно) мы и обладаем - в достаточно широких пределах и достаточно долгое время, в среднем лет 60-70. Именно это - наиболее ценное эволюционное приобретение, давшее нам, в смысле экологической независимости, значительно больше, чем Декларация прав человека - в смысле политическом. Поэтому смертный человек даже в не слишком комфортных реалиях каменного века жил в десятки раз дольше "бессмертной" гидры.

И все-таки продолжительность нашей жизни - точней, стабильность жизнедеятельности, - что-то ограничивает. Если воспользоваться терминологией, принятой в математике, принципиально возможны два уровня ограничений - сверху и снизу. Так вот, отбор ограничивает именно снизу - задает минимум, то есть ту продолжительность жизни, которая достаточна для воспроизводства потомства. А что ограничивает сверху? О первом из ограничений речь уже шла: это не доведенная до абсолюта защита клеток от повреждающих факторов, внутренних и внешних. Второе ограничение, а по сути, может быть, первое, связано, как ни парадоксально, еще с одним упомянутым выше колоссальным эволюционным приобретением высших организмов - дифференцировкой и жесткой специализацией клеток.

Чем сложнее организм, тем специализация более выражена - этим достигается эффективность функционирования в целом. Разделение труда клеток абсолютно, и даже по внешнему виду функционально разные зрелые клетки совершенно не похожи друг на друга; нейрон никогда не спутать с гепатоцитом (то есть печеночной клеткой), а последнюю - с мышечной. Такому разделению, предельной специализации клеточных функций, сложный организм и обязан своим совершенством.


doklad-o-deyatelnosti-upolnomochennogo-po-pravam-cheloveka-stranica-2.html
doklad-o-polozhenii-detej-v-g-petrozavodske-v-2001-godu-stranica-16.html
doklad-o-poseshenii-tretyakovskoj-galeree.html
doklad-o-razvitii-chukotskogo-municipalnogo-rajona-za-period-2008-2010-godi-podgotovlen-na-osnovanii-ocenki-sostoyaniya-ekonomiki-baziruyushejsya-na-analize-itogov-razvitiya-rajona-za-2008-2010-godi-stranica-4.html
doklad-o-rezultatah-i-osnovnih-napravleniyah-deyatelnosti-stranica-19.html
doklad-o-rezultatah-i-osnovnih-napravleniyah-deyatelnosti-stranica-6.html
  • lecture.bystrickaya.ru/75-ispitaniya-elektricheskoj-chasti-pravila-ustrojstva-i-bezopasnoj-ekspluatacii-elektricheskih-kotlov-i-elektrokotelnih.html
  • student.bystrickaya.ru/132-srok-osvoeniya-oop-bakalavriata-po-napravleniyu-podgotovki-030300-psihologiya-profil-psihologicheskoe-konsultirovanie.html
  • institut.bystrickaya.ru/tema-tvorchestvo-a-spushkina-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-istoriya-russkoj-literaturi-xix-veka.html
  • abstract.bystrickaya.ru/-14-rossijskij-parlament-levandovskij-a-a-shetinov-yu-a-rossiya-v-xx-veke-ucheb-dlya-10-11-kl-obsheobrazovat-uchrezhdenij.html
  • control.bystrickaya.ru/cerkovnaya-zhizn-polozhenie-klira-v-pervie-veka-vzaimootnosheniya-pomestnih-cerkvej.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/mezhdunarodnie-organizacii.html
  • znanie.bystrickaya.ru/a-b-biryukova-povsednevnaya-zhizn-povolzhskih-gorodov-pervoj-polovini-xix-v.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/2-fizika-v-srednie-veka-i-epohu-vozrozhdeniya-referat-na-temu.html
  • crib.bystrickaya.ru/k-municipalnomu-kontraktu-stranica-7.html
  • lesson.bystrickaya.ru/richard-dokins-protiv-bogosloviya-v-shkole.html
  • znanie.bystrickaya.ru/5-deyatelnost-po-ohrane-i-ukrepleniyu-zdorovya-psihologo-pedagogicheskomu-soprovozhdeniyu.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-xxxvi-zhizn-devida-kopperfilda-rasskazannaya-im-samim-glavi-xxx-lxiv.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prilozhenie-institut-narodnohozyajstvennogo-prognozirovaniya.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/44vivodi-a-f-zavalnyuk-zav-kafedroj-prof-d-t-n.html
  • writing.bystrickaya.ru/geologiya-kak-odna-iz-fundamentalnih-estestvennih-nauk.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/v-dokumentacionnoj-sluzhbe-organizacii-o-tipovih-pravilah-dokumentirovaniya-i-upravleniya-dokumentaciej-v-gosudarstvennih.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-matematike-5-klass-stranica-4.html
  • thescience.bystrickaya.ru/igra-na-dengi-itogi-andrej-kamakin-08072008-028-str-18-20-zakonopritvorchestvo-21.html
  • assessments.bystrickaya.ru/e-l-rodionova-redakcionnayakollegiya.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/pochemu-potrebitel-sovershaet-pokupku-upravlenie-kulturoj.html
  • shpora.bystrickaya.ru/vremya-prohozhdeniya-proizvodstvennoj-praktiki-s-200-g-po-200-g-vitebsk-2009-g.html
  • desk.bystrickaya.ru/organizaciya-i-provedenie-seminarskih-zanyatij-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-sociologiya-upravleniya-ogd-f-10.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-4-pravoe-i-levoe-gegelyanstvo-zapadnaya-filosofiya-ot-istokov-do-nashih-dnej.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-istoriografiya-otechestvennoj-istorii.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/prilozhenie-2-rabota-na-temu-uchet-raschetov-po-socialnomu-strahovaniyu-i-obespecheniyu.html
  • predmet.bystrickaya.ru/reglament-podgotovki-nauchnih-i-nauchno-pedagogicheskih-kadrov-visshej-kvalifikacii.html
  • learn.bystrickaya.ru/formi-tekushego-promezhutochnogo-rubezhnogo-i-itogovogo-kontrolya-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-fizicheskaya.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/vhodyashie-mobilnij-telefon-zte-evolution-cdma-1x-evdo-instrukciya-po-ekspluatacii.html
  • textbook.bystrickaya.ru/informacionnij-vek-ili-informaciya-k-razmishleniyu.html
  • college.bystrickaya.ru/33-razvitie-fizicheskoj-kulturi-i-sporta-koncepciya-dolgosrochnogo-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-rossijskoj-federacii-moskva.html
  • assessments.bystrickaya.ru/dopolnitelnaya-obrazovatelnaya-programma-poeticheskie-vechera-srok-realizacii-2010-2011-gg-dopolnitelnaya-obrazovatelnaya-programma.html
  • studies.bystrickaya.ru/den-gospoden-v-svyashennom-pisanii-vethogo-i-novogo-zaveta.html
  • bukva.bystrickaya.ru/prilozhenie-2-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-020400-biologiya.html
  • testyi.bystrickaya.ru/7-zaklyuchenie-gosudarstvennogo-kontrakta-kontrakta-chelyabinskij-radiozavod-polyot.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zheke-tlani-akcioner-shn-ati-zhnn-zhsn-zheke-basin-kulandiratin-zhat-derektern-ataui-seriyasi-men-nmr-berlgen-kn-zhatti-bergen-organ-mekenzhaji.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.