.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
  • abstract.bystrickaya.ru/100-2087-gagiev-aleksandr-ruslanovich-5-60-52-49-161-spiso-k-abiturientov-viderzhavshih-vstupitelnie-ekzameni-v.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sostoyanie-i-perspektivi-ispolzovaniya-mineralno-sirevoj-bazi-ryazanskoj-oblasti.html
  • assessments.bystrickaya.ru/ekonomicheskie-celi-funkcii-i-meri-tamozhennogo-regulirovaniya.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/predpriyatiya-i-uchrezhdeniya-kak-subekti-administrativnogo-prava.html
  • reading.bystrickaya.ru/malisheva-l-voronezhskaya-oblast-konkursnaya-programma-k-dnyu-morskogo-i-rechnogo-flota-22-sostaviteli-hodkin-n.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zarabotnaya-plata.html
  • literatura.bystrickaya.ru/soderzhanie-annotaciya-programmi-programma-professionalnoj-podgotovki-po-professii-povar-shifr-16675-soglasovanie.html
  • textbook.bystrickaya.ru/gosudarstvennaya-sistema-zanyatosti-struktura-osnovnie-napravleniya-razvitiya-na-sovremennom-etape.html
  • lesson.bystrickaya.ru/nacionalnie-osobennosti-ruminskoj-kuhni.html
  • essay.bystrickaya.ru/bibliograficheskij-ukazatel-postuplenij-v-rnmb-maj-iyun-2004-g.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/skazka-o-spyashej-krasavice-v-pyati-kartinah.html
  • universitet.bystrickaya.ru/sroki-realizacii-programmi-v-techenie-1-polugodiya.html
  • control.bystrickaya.ru/demontazh-sharovih-kranov-15-instrukciya-dlya-uchastnikov-razmesheniya-zakaza-11-dlya-uchastnika-razmesheniya-zakaza.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-21-smeh-tajna-anonim-vvedenie-v-socialnuyu-epistemologiyu-yazika.html
  • testyi.bystrickaya.ru/annotaciya-rabochej-programmi-po-napravleniyu-podgotovki-38-03-02-menedzhment.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/respublika-bashkortostan-poslanie.html
  • essay.bystrickaya.ru/dzhozef-zinker.html
  • bukva.bystrickaya.ru/poyasnitelnaya-zapiska-obrazovatelnaya-programma-gou-sosh-815-na-period-2010-2013-godov-prinyata-na-zasedanii.html
  • turn.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-oop-realizuemaya-vuzom-po-specialnosti-180400-140604-65-elektroprivod-i-avtomatika-promishlennih-ustanovok-i-tehnologicheskih-kompleksov-3.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zhurnala-stranica-4.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tekushego-potenciala-rinka-strategicheskij-marketing.html
  • literatura.bystrickaya.ru/shkola-internat-licej-internat.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/vvedenie-municipalnaya-programma-energosberezhenie-v-gorodskom-okruge-kolomna-na-2010-2013-gg-prilozhenie.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-nauchno-prakticheskoj-konferencii-sahalinskij-turistskij-klaster-opit-problemi-perspektivi-sahalinskaya-oblast-g-yuzhno-sahalinsk.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uzhastova-nataliya-i-prikladnie-aspekti-inostrannih-yazikov.html
  • letter.bystrickaya.ru/obrazovatelnaya-programma-mou-vechernyaya-smennaya-obsheobrazovatelnaya-shkola-stupinskogo-municipalnogo-rajona-2010god.html
  • writing.bystrickaya.ru/instrukciya-letchiku-po-ekspluatacii-samoleta-il-2-s-motorom-m-38-m-voennoe-izdatelstvo-nko-sssr-1942-84-s-tehopisanie-samoleta-il-2-s-motorom-am-38-chast-m-voennoe-izdatelstvo-nko-sssr-1941-48-s-stranica-2.html
  • desk.bystrickaya.ru/pogruzhenie-v-imitirovannuyu-sredu-a-v-gavrilin-pervij-kadetskij-korpus-kak-gumanisticheskaya-vospitatelnaya-sistema.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/polozhenie-memoriala-pobeda.html
  • occupation.bystrickaya.ru/o-yazichestve-v-drevnej-rusi.html
  • textbook.bystrickaya.ru/istoriya-sovetskogo-ugolovnogo-prava-a-a-gercenzon-sh-s-gringauz-n-d-durmanov-m-m-isaev-b-s-utevskij-izdanie-1947-g-allpravo-ru-2003-stranica-8.html
  • credit.bystrickaya.ru/otvet-1-registrovaya-otvet-2-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-mikroprocessornie-informacionno-upravlyayushie.html
  • books.bystrickaya.ru/enciklopediya-nepoznannogo-tom-2-stranica-3.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-disciplini-upravlenie-nedropolzovaniem-i-prirodoohrannoj-deyatelnostyu-napravlenie-podgotovki-080200-menedzhment.html
  • testyi.bystrickaya.ru/a-i-grigorev-2009-g.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.