На сайте хайтек я нашел подборку научных гипотез, которые рассказывают о причинах старения организма. Таких гипотез несколько, и я их вкратце изложу.
1. Старение происходит из-за токсичного воздействия свободных радикалов.
“В этом случае причиной старения является химический процесс, при котором на клеточном уровне образуются агрессивные молекулы с непарным электроном. Сталкиваясь с другими молекулами, они забирают себе недостающий электрон, становясь нейтральными, но разрушают другие молекулы.” Так объясняется это воздействие.
2. Старение из-за механизма апоптоза.
Предполагается, что в каждой клетке заложен механизм самоуничтожения клетки. Этот механизм начинает действовать через некоторое время и клетка самоуничтожается. К старости количество самоуничтожающихся клеток становится больше воспроизводящихся клеток и организм погибает.
3. Стареем из-за изменения теломеров.
Предполагается, что на концах каждой хромосомы имеются определенные теломеры, которые при каждом делении клетки сокращаются на определенную длину и при определенном укорочении этой теломеры клетка перестает делится и умирает.
4. Стареем, потому что накапливаются мутации в геноме и клетках органов и тканей, повреждается ДНК.
Вот такие модели, наверное, это не все, существуют на сегодняшнее время. Но наука не стоит на одном месте и предлагаются другие модели.
5. “Новую теорию предложили молекулярные биологи и биоинженеры в Университете Калифорнии в Сан-Диего. Они изучили клеточные процессы у дрожжей Saccharomyces cerevisiae и выяснили, что около половины клеток стареют в процессе постепенного снижения стабильности ядрышка — региона в ядерной ДНК, где происходит образование ключевых компонентов для синтеза белков. У другой половины клеток развивается дисфункция митохондрий, энергетических станций клетки.
Согласно данным исследования, клетки дрожжей встают на один из путей старения в раннем возрасте и следуют им всю жизнь. В ходе исследования эксперты обнаружили, что клетки с одинаковой ДНК и в той же среде могут стареть совсем по-разному.”
Видите, в одном случае просто стареет ядрышко, а за ним вся клетка, что ведет к старению всего организма. Во втором случае стареет митохондрия и влечет за собой старение всего организма.
Возможно среди этих гипотез существуют и верные, но проверить это сложно. Допустим радикалы еще можно как-то обнаружить, но как обнаружить в геноме место, где закодировано самоубийство клетки, совсем не понятно. Не лучшее положение и с теломерой, мы даже не знаем, как она кодируется. В общем дело пока темное.
Я хочу предложить модель старения, которую легко и дешево можно проверить. Современный инструментарий это позволяет сделать.
Кто знаком с молекулярной биологией, тот знает, что такое трансляция. Это когда на информационной РНК строится молекула того или иного белка. Считается, что некая органелла, называемая рибосомой, присоединяет к этой информационной (матричной) РНК соответствующие аминокислоты, соединяет эти аминокислоты в цепочку, образуя молекулу определенного белка. Затем эта молекула белка отсоединяется от РНК и отправляется в аппарат Гольджи для дозревания и образования различных структур.
Так вот, путь молекулы белка науке известен, а что происходит с освободившейся от белка РНК науку до сих пор не заинтересовало. И зря. Использованная РНК уже не может быть запущена в тоже самое дело, как и любая другая вещь, использованная в нашем быту. Но эта использованная РНК оказывается не подобием бумаги, которая быстро разлагается, а оказывается подобием пластика, который разлагается очень долго.
О том, что структуры РНК довольно устойчивые структуры, нам уже давно рассказал академик Александр Сергеевич Спирин. Он даже построил свой “Мир РНК". Там он рассказывает, что сохраняет РНК, что ее разлагает и тому подобное. Главное, что эта РНК не распадается определенное время относительности жизни клетки. Может быть некоторые РНК распадаются на некоторые фрагменты различной величины. Все зависит от крепости пептидных связей. Похоже, что эта РНК или некоторые ее фрагменты, по крайней мере некоторые из них, оказывается не совсем уж мертвой.
К такой РНК или ее фрагментам могут снова присоединятся транспортные РНК и сажать на ее аминокислоты, но теперь эти аминокислоты не могут образовать полноценную молекулу того или иного белка, которая могла бы образовывать третичные или четверичные структуры белка. Эти не стандартные молекулы белка не могут попасть даже в аппарат Гольджи, они не понимают энергетическое излучение этого аппарата и не влекутся к нему.
И этим гибридам, нуклеино-белковым структурам, приходится, вернее так получается, организовываться свои сообщества. Так рождаются топоизомеразы, полимеразы, хеликазы, субъединицы рибосом и множество другого мусора с различной скоростью разложения. Есть этому подтверждения? Да.
Иногда в клетках находят множество рибосом и называют это полисомой. Иногда обнаруживают много репликативных вилок и это приписывают множеству все возможных
-мераз, которые обнаруживаются при седиментации или обнаруживаются различными приборами. Наверное, можно еще кое-то найти.
Вот эти все отходы засоряют клетку и, соответственно, старят ее. Каким образом? Во-первых, все эти образования создают много ложного света, который смешивается с рабочим светом и превращает рабочие потоки энергии в не рабочие. Например, аденин перестанет узнавать тимин или, напротив, станет узнавать гуанин. И все – ДНК погибла.
Во-вторых, этот мусор может привлекать к себе, создавая ложные потоки энергии, требуемые для жизни клетки элементы. Перехватывать тот же тимин, движущийся к аденину.
В-третьих, этот мусор просто механически препятствует движению молекул. Если митохондрия запрашивает глюкозу, то молекула глюкозы в старой клетке дольше движется к этой митохондрии, нежели в молодой, а тем паче в стволовой клетке.
В общем этот мусор пакостей для клетки может сделать много, вплоть до ее убийства.
Чем хороша данная модель? Тем что ее легко проверить. Ученые произвели дифференциацию клеток на два класса: стволовые и соматические. А чем они отличаются друг от друга четко не разграничили. А разделяются они просто.
Стволовая клетка – это та клетка, в которой еще не было режима транскрипции. Она еще не синтезировала через этот режим белок, который необходим для внеклеточного строительства организма. А внутриклеточные белки синтезируются прямо на ДНК. Больше всего стволовых клеток в зародыше. Они раньше и назывались зародышевые стволовые клетки. Потом эти клетки начинают синтезировать различные белки в режиме транскрипции и понемногу засорятся. Соматические клетки тоже делятся и пока они не сильно засорены, они могут делится на стволовую клетку и соматическую клетку. А дальше происходит деление клетки на соматические клетки разной засоренности. Вот эту засоренность клеток и надо, и можно исследовать.
Понятно, что чем моложе организм, тем меньше у него сильно засоренных клеток. Но надо помнить, что стволовую клетку можно встретить и в старом организме, хоть и с много меньшей вероятностью, нежели у молодого организма.
