Рост и развитие - неотъемлемые части жизни. Они всегда регулируются генетической программой, которая реализуется обычно взаимодействием 2-х компонентов на уровне регуляторных центров: стимулирующего и ингибирующего.
Известны два основных механизма программного регулирования на этапе формирования организма:
- гибель (программная, апоптоз) cупрессорных клеток (S) ведете к растормаживанию функции стимулирующих (H) клеток, продуцирующих регуляторный фактор (F),
- постоянный водитель ритма взаимодействует с изменяющимся водителем ритма.
Нервные регуляторные клетки (Н и S) сосредоточены в гипоталамусе, в ядрах которого наблюдается с возрастом гибель до 80% этих клеток. Растормаживание стимулирующих клеток дает постоянный растущий градиент регулирующего фактора с максимумом при полной гибели ингибирующей популяции. Такой градиент, например, половых гормонов (конечных реализующих регуляцию факторов для данной функции) ведет к включению полового созревания.
Если предположить, что регуляторные клетки с возрастом изнашиваются, гибнут случайным, вероятностным, образом и не возобновляются, то легко видеть, что возрастная динамика этих клеток и регуляторного фактора F будет описываться системой линейных дифференциальных уравнений (4):
где H,S - стимулирующие и ингибирующие клетки; F - регуляторный фактор, выделяемый стимулирующими клетками; kf - коэффициент пропорцио
нальности; С - константа; ks, kh - коэффициенты вероятностной гибели клеток.
Рисунок 2. Четвертый глобальный механизм старения
По вертикали - приведенные значения параметров,
По горизонтали - время в условных единицах.
1 - количество клеток-стимуляторов (h) для начального h = 100 при спонтанной гибели 1% клеток за единицу времени,
2 - количество клеток-ингибиторов (s) для начального i=100 при спонтанной гибели 5% клеток за единицу времени,
3 - содержание регуляторного фактора (F = h - s),
4 - логарифм смертности: (LgМ=Lg(1/(F+с)* 100)150) при с=10).
Если считать регуляторный фактор F, обеспечивающий интегральное функционирование организма как системы, главным фактором жизнеспособности (тогда смертность ? = k/F, где k - коэффициент) и предположить, что ингибирующие клетки быстрее разрушаются с возрастом (их функция исчерпывается периодом развития), то, интегрируя систему уравнений (4), получим динамику моделируемых переменных, показывающую очень хорошее качественное соответствие реальной кривой смертности у млекопитающих и человека (рис. 2).
Воспроизводятся все три главные качественные характеристики графика смертности: быстрый спад в раннем возрасте, экспоненциальный подъем в средних и старших возрастах, замедление подъема в позднем старческом возрасте. Это может указывать на определяющую роль процессов регуляции для старения человека. Важнейшим фактором, определяющим старение в этом случае, является скорость гибели H клеток. Учитывая тот факт, что в организме имеются достаточно длительно живущие неделящиеся нервные клетки в других отделах мозга, можно говорить о принципиальной возможности резкого замедления старения путем замены (трансплантации) быстро гибнущих регуляторных клеток длительно живущими, либо молодыми.
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»
Взаимосвязи четырех главных механизмов старения
Заключение
Литература
Обсудить на форуме
