В случае признания относительной автономии работы отдельных генов и отсутствия аппарата (на всех уровнях организации) централизованного управления онтогенезом многоклеточного организма для объяснения процессов онтогенеза остается одно: указать на такую особенность функционирования генетического аппарата клетки, которая имеет место в течение всего онтогенеза и которая одна является причиной и дифференцировки клеток в раннем эмбриогенезе, и их изменений в постнатальном развитии организма, и в процессе его последующего старения. Это должно быть какое-то одно свойство, некий единый процесс, какая-то одна и та же характеристика (параметр) генома на протяжении всего онтогенеза.
При этом саморазвитие организма есть следствие ауторегуляторных механизмов взаимодействия между его относительно автономными элементами (от молекул до клеток, тканей и органов) на каждом этапе развития.
Другими словами, если при изучении стареющего организма мы обнаружили некоторый процесс, которого нет на начальных этапах онтогенеза, то этот процесс, конечно, характеризует старение, но, не являясь общим механизмом онтогенеза, не может лежать в основе теории онто- и геронтогенеза.
Поэтому выявляемые биохимические, биофизические или структурные изменения, которые обнаруживаются только в позднем онтогенезе на молекулярном, клеточном или надклеточном уровнях, но которые отсутствуют на ранней стадии развития, не могут объяснить нам механизм онтогенеза в целом, а, следовательно, не могут установить природу старения. Даже изменения наследственного аппарата с возрастом являются следствием, а не причиной старения [132].
Все 200 (согласно другим авторам - 500) известных «теорий» старения многоклеточного организма представляют собой 200-500 характеристик метаболических процессов и морфологических изменений, которые в совокупности рисуют нам картину старческой инволюции человеческого организма, но ни одна из них не объясняет процесс онтогенеза в целом от эмбриогенеза до его конечной фазы - геронтогенеза. Мы хорошо знаем, что такое старик, не имея представления о старении.
А между тем, при изучении старения любых многоклеточных организмов вцепи передачи информации от ДНК -> к РНК -> к белкам -> к другим метаболитам клетки в старческой инволюции решающее значение имеют молекулярно-генетические механизмы онтогенеза. Решающее значение генетических факторов для продолжительности жизни становится очевидным хотя бы из того, что для различных биологических видов - мышь, собака, лошадь, человек - характерна различная максимальная продолжительность жизни - 3, 20, 40 и 110 лет, соответственно, хотя живут они, по существу, в сходных условиях окружающей среды, имея почти одинаковые механизмы метаболизма.
Для человека отмечена положительная корреляция между продолжительностью жизни родителей и детей; монозиготные близнецы чаще конкордантны по продолжительности жизни, чем дизиготные, а причины смерти первых оказываются сходными в два раза чаще.
- - * - -
Мы рассматриваем старение в согласии с концепцией А.В. Нагорного. В.П. Никитина, И.Н. Буланкмна (1963)[133] как результат возрастного развития. Т.е. признаем, что о модели старения можно говорить только в том случае, если она является частным случаем общей теории онтогенеза.
Известные на сегодня многочисленные теории геронтогенеза, как уже сказано, не являются теориями онтогенеза. Например, объяснения старения организма накоплением ошибок в метаболизме иди накоплением мутаций в генетическом аппарате клеток, накоплением или снижением количества каких-то веществ или образованием свободных радикалов, объяснение старения качественными и количественными изменениями химических, физико-химических и структурных особенностей протоплазмы и ядра, как и объяснения на основе термодинамических закономерностей, не могут одновременно объяснить сущности, скажем, начальных этапов онтогенеза многоклеточного организма, - его эмбриогенеза.
С нашей позиции все подобные изменения при старческой инволюции должны быть следствием изначально (с раннего эмбриогенеза) идущих в генетическом аппарате клетки одних и тех же процессов (или одного и того же процесса) онтогенеза, которые продолжаются на всем протяжении онтогенеза, включая и его терминальную стадию - геронтогенез.
По нашему мнению, установить правильность любой теории старения нетрудно. Если предполагаемая теория объясняет геронтогенез, то надо посмотреть, приложима ли она к эмбриогенезу и может ли обосновать постнатальное созревание организма.
Большинство из имеющихся к настоящему времени теорий старения лишь констатируют явления и регистрируют факты, возникающие в результате старения, но не приложимы к начальным этапам развития организма.
Если говорить, например, о теории накопления вредных мутаций с возрастом, то в селекционных экспериментах на молодых и старых линиях дрозофил было показано, что старение не связано с накоплением вредных мутаций [134].
Что же касается теории, объясняющей старение накоплением ошибок метаболизма с возрастом, то оказывается, что в процессе старения происходит увеличение концентрации повреждённых белков из-за замедления скорости их обновления, которое, в свою очередь, связано с уменьшением концентрации рибосом. И получается, таким образом, что старение и продолжительность жизни отчасти определяются концентрацией рибосом [135].
Кстати говоря, сегодня к существующим теориям старения можно добавить ещё одну. Как известно на сегодняшний день, эукариотическая клетка имеет две основные системы деградации белков. Первая - это лизосомы, содержащие набор кислых протеаз и других гидролаз. Однако лизосомы участвуют только в разрушении белков, ассоциированных с мембранами, и чужеродных белков, захваченных во время эндоцитоза. Вторая система, как уже говорилось, - это гидролиз белков по АТР- и убиквитин-зависимому протеолитическому пути, основным действующим элементом которого является мультисубъединичный белковый комплекс, называемый 26S-пpoтеасомой. Данный комплекс необходим для нормальной жизнедеятельности клетки. Регуляция клеточного метаболизма происходит не только на двух уровнях - на уровне синтеза ферментов и на уровне изменения их активности. Исследованиями последнего десятилетия показано, что эффективная регуляция концентрации белка в клетке зависит также и от процессов, определяющих деградацию белков [32]. И эта сторона, - особенность внутриклеточных процессов, как это традиционно принято, может стать основой ещё одной «протеасомной» теорией геронтогенеза, что явится очередным добавлением к многочисленным теориям старения, но, по нашему мнению, не могущей объяснить процесс онтогенеза в целом. Хотя активация гидролиза белков, например, под действием гидрофобных пептидов, возможно, и способствовала бы замедлению процессов старения.
Повторим: с нашей позиции общая теория онтогенеза должна отвечать требованию, по которому в её основе лежали бы протекающие на протяжении всей индивидуальной жизни (от зачатия и до старости), возможно, и на протяжении некоторых этапов эволюции, естественные изначальные определённые, постоянно идущие, одни и те же процессы метаболизма.
См. также:
Введение
Биоорганизмы как большие системы
Основные положения теории онтогенеза
Основной движительный фактор онтогенеза
Дифференциальная репрессия генетического аппарата в онтогенезе
Репрессия генома гистонами происходит на всем протяжении онтогенеза
Информационный и энтропийный аспект геронтогенеза
Не существует генов старения
К вопросу о теломерной (теломеразной) теории старения
Обсудить на форуме
