Проведенное в работе построение математических моделей, описывающих основные механизмы старения живого организма (системное «загрязнение» организма, потеря не обновляемых элементов, накопление повреждений и деформаций, неблагоприятные изменения процессов регуляции) позволило сделать следующий ряд заключений:
- Механизм системного «загрязнения» не позволяет сам по себе объяснить наблюдающуюся у млекопитающих форму изменений жизнеспособности (смертности), хотя не исключено, что он играет определяющую роль в поздних возрастах.
- Механизмы потери не обновляемых элементов и накопления повреждений и деформаций позволяют каждый в отдельности имитировать динамику жизнеспособности в среднем и зрелом возрастах, т.е. каждого из них достаточно, чтобы получить экспоненциальный рост смертности в возрастном диапазоне, для человека соответствующем 30-80 годам. Однако, данные механизмы не позволяют сами по себе описать некоторое снижение скорости возрастания смертности в поздних возрастах.
Рисунок 3:
Возможности изменения продолжительности жизни при влиянии на четвертый глобальный механизм старения (модель)
По вертикали - количество доживших до данного возраста в % ,
По горизонтали - время в условных единицах.
1 - количество доживших при обычных условиях гибели регуляторных клеток,
2 - количество доживших при отсутствии гибели стимулирующей популяции регуляторных клеток.
- Интересный, в какой-то мере неожиданный, результат был получен при моделировании 4-го механизма старения - неблагоприятных изменений процессов регуляции с возрастом. Здесь в рамках всего одной гипотезы о механизме изменений регуляции с возрастом удалось воспроизвести динамику смертности на всем возрастном диапазоне - быстрый спад смертности в раннем возрасте, экспоненциальный подъем в средних и старших возрастах, замедление подъема в позднем старческом возрасте.
- Таким образом, результаты моделирования эффектов возрастных изменений жизнеспособности и смертности за счет реализации основных механизмов старения по отдельности показали, что, с одной стороны, все эти механизмы несомненно играют важную роль в старении организма, однако только один из них, а именно, - неблагоприятные изменения процессов регуляции с возрастом, в состоянии обусловить наблюдающуюся у млекопитающих форму динамики моделируемых показателей на всем возрастном диапазоне. Это указывает на
важность данного механизма для процессов старения, на необходимость его углубленного изучения в экспериментах на животных, на перспективность коррекции процессов регуляции для профилактики старения и увеличения продолжительности жизни человека. Доказательством данного тезиса могут служить эксперименты по увеличению продолжительности жизни животных путем пересадки гипоталамуса от молодых животных к старым и восстановления таким образом регуляторного потенциала [11].
- Рассмотрение биологического смысла основных механизмов старения приводит к очевидным выводам о том, что данные механизмы с неизбежностью взаимодействуют между собой в целостном организме. Поэтому актуальной задачей является изучение эффектов такого интегрального функционирования механизмов старения. Учитывая достаточно очевидные предположения о формах таких взаимодействий в работе построена обобщенная математическая модель старения [8], представляющая собой систему дифференциально-разностных уравнений, решение которой осуществляется с помощью специально разработанной для этой цели компьютерной системы. Имитационные эксперименты варьирования формы и интенсивности взаимодействий между механизмами старения в целостном организме выявили важную роль регуляторного механизма старения и его высокие потенциальные возможности в решении задачи увеличения продолжительности активной жизни человека.
См. также:
Введение
Общие механизмы старения: механизм 1-й - «системное «загрязнение» организма»
Общие механизмы старения: механизм 2-й - «потеря необновляемых элементов»
Общие механизмы старения: механизм 3-й - «накопление повреждений и деформаций»
Общие механизмы старения: механизм 4-й - «неблагоприятные изменения регуляции»
Взаимосвязи четырех главных механизмов старения
Литература
Обсудить на форуме
