8. Реализация программы старения и смерти.

Процессы обновления многих клеток идут постоянно. Следовательно, судьба каждой из этих клетки заранее определена: когда ей отмирать и когда, соответственно, появляться новой. Это говорит о том, что клетки используют для отсчета времени своей жизни некий механизм (алгоритм), программа которая была разработана и заложен в них. И в каждый момент жизни клетка строго следует законам, продиктованным этим алгоритмом. Так, продолжительность жизни клеток составляет:

- кишечника -5 дней; Скорость замещения клеток кишечника - 1 миллион в минуту, и каждые четыре дня появляется новый орган. За год мы "изнашиваем " 90 кишечников!;

-эритроцитов -120дней; лимфоцитов – 10-12 часов, тромбоцитов – 4дня;

- печени - 480дней;

- яйцеклетка в среднем – 12 – 24 часа;

  - клетки кожного эпидермиса - 7 дней, кожи в среднем 30 дней, с возрастом этот период увеличивается до 60 дней. С этим связано, в т.ч. и старение кожи с возрастом;

- нейроны и мышечные клетки практически не обновляются. Правда, недавно было установлено, что нейроны могут восстанавливаться в небольших объёмах.

Несколько слов о самом механизме - причине старения и обновления. Как отмечается в Учебнике биохимии /2/ (Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина., 2003. 779 с.)

«После того как белки синтезированы, время их жизни регулируется протеазами. Разные белки имеют разные периоды полураспада: от нескольких часов до нескольких месяцев, а иногда и лет: Орнитиндекарбоксилаза -0,5часа; Тирозинаминотрансфераза 2часа; Карбоксикиназа фосфоенолпирувата -5; Аргиназа -96часов; Альдолаза – 118; Лактатдегидрогеназа- 144; Цитохром С -150часов.

В каждой клетке скорость расщепления белков варьирует в широких пределах. Ферменты, катализирующие регуляторные реакции метаболических путей, как правило, подвергаются быстрому расщеплению, поэтому скорость обновления этих молекул достаточно высока. Кроме того, существует мощная система защиты, обеспечивающая быстрое расщепление дефектных белков. Некоторые белки расщепляются лизосомными ферментами. В процессе аутофагии содержимое клетки, включая органеллы, окружается мембраной, сливается с лизосомой другой клетки и подвергается действию лизосомных ферментов».

В обновляющихся тканях есть пул постоянно делящихся СК, которые заменяют отработанные или погибающие клетки. Такие клетки есть в криптах кишечника, в базальном слое эпителия кожи, в костном мозге (кроветворные клетки). Стволовые клетки есть в миокарде, в головном мозге, в печени, в гипокампе, и в обонятельных луковицах и в других тканях.

Но, при постоянном обновлении клеток, при каждом обновлении вновь образующиеся клетки («новые») уже хуже своих предшественников за счёт многих факторов, в т.ч. и за счёт постоянного удлинения самого периода обновления, снижения темпов полиферации (клетка и служит дольше, и дольше, соответственно, идёт процесс расщепления её белка), и, кроме того, считается, что с течением времени в ней происходит накопление мутаций – повреждений (этого неиссякаемого, просто бездонного источника эволюционных приобретений и видообразований) и появляются сенесцентные (больные, старые, уже не подверженные делению), клетки – предшественники рака. Кроме того, уменьшается со временем и процент делящихся клеток. Это, вероятно, и связано с тем, что с каждым последующим циклом деления унипотентной стволовой клетки (из 52для фибропластов, определённых Хейфликом) в них накапливаются мутации, т.к. процесс репликации всегда идёт с ошибками из-за внутренних и внешних факторов.

Кроме того, при каждой репликации зрелой СК, клетки – предшественницы, происходит укорочение теломер (в отличие от незрелых плюрипотентных СК), что, возможно, ухудшает все процессы экспрессии при дифференцировки клетки. Это также может сказаться на ухудшении качества обновлённой клетки. По видимому, это постоянно и вызывает именно те «возрастные» изменения, которые каждый видит, глядя на свои фото в молодости. Именно поэтому, человек в 30 лет выглядит старше, чем он выглядел в 25, а в 35 старше, чем в 30 и т.д. В ходе каждого деления клетки происходит восстановление ДНК, устранение большинства мутаций, но, часть из них остаётся и накапливается. Старению подвержены и те клетки, которые вообще не делятся (мозг, сердце).

Теломеры укорачиваются у разных людей с разной скоростью, в зависимости от стрессов и других условий. Замечено, что у людей, страдающих синдромом преждевременного старения теломеры маленькие, гораздо меньше нормы. И, наоборот: недавно было установлено, что при введении гена теломеразы в легкие фибробластов человека, которые в норме делятся лишь 75-80 раз, они способны поделиться 280 раз без каких-либо признаков старения и патологии! При этом, полученные данные свидетельствуют о том, что экспрессия теломеразы в культуре клеток человека совсем не обязательно вызывает развитие рака.

Теломераза активна в зародышевых и эмбриональных тканях, в стволовых и пролиферирующих клетках. Ее обнаруживают в 90% раковых опухолей, что обеспечивает неудержимое размножение раковых клеток. В настоящее время среди препаратов, которые используют для лечения рака, есть и ингибитор теломеразы. Но в большинстве соматических клеток взрослого организма теломераза не активна.

Интернет: «Но, в то же время обновляющиеся ткани подвержены гиперпролиферации, что ведет к образованию опухолей, в том числе — злокачественных. Это происходит из-за нарушений регуляции деления клеток и повышенной частоты мутагенеза в активно делящихся клетках. По современным представлениям, чтобы клетка приобрела свойство злокачественности, ей необходимо 4–6 мутаций*. Мутации возникают редко, и для того, чтобы клетка стала раковой — это подсчитано для фибробластов человека — должно произойти около 100 делений (такое число делений обычно происходит у человека примерно в возрасте 40 лет».

Известно, что с возрастом учащаются случаи различных инфекционных заболеваний, аутоиммунных процессов и опухолей. Очевидно и то, что уменьшение сопротивляемости организма в старости частично обусловлено возрастными дефектами иммунной системы. Связь столь широкого круга связанных с возрастом патологических процессов с дефектами иммунной системы привела к появлению предположения, что старение иммунной системы может также ограничивать продолжительность жизни. Несомненно, что и этот процесс, также приводит к болезням, старению и смерти. Опыты по стимулированию В – лимфоцитов в Германии дали для фибропластов результат в 370 делений!

Т.о., программа старения заложена, в основном, в самой процедуре деления клеток при их непрерывном обновлении (при этом одновременно «стареет» сама «новая» клетка), а программа смерти - в пределе деления клеток, когда планомерно уменьшается отпущенное, запрограммированное в теломерах, фиксированное количество допустимых делений. Эти два процесса идут параллельно и смерть является логическим и естественным концом длительного процесса старения.

Парадокс! Источником всех клеток являются стволовые клетки. Они не имеют предела делений. Но, хотя сам источник «неисчерпаем», его производные клетки – предшественники соматических, такой предел имеют. И он заложен Творцом изначально в механизме деления и обновления клетки, в механизме уменьшения тепломерных концов. И у каждого вида это свои пределы у своих СК! Как же эволюция и тут не подвела, быстренько скорректировала и эти все параметры. Просто молодец этот естественный отбор!

Видимо, нет механизма уменьшения теломер у мелких медуз «Turritopsis Nutricula, которые бессмертны. Они способны в моменты опасности переходить в зародышевую стадию и развиваться снова и снова, до взрослой особи и этот процесс бесконечен». А что значит «переходить»? А это значит, и это очевидно, что там, в геноме, записана соответствующая программа!!!

Т.о., фактически все этапы онтогенеза во многом совмещены и идут практически параллельно: с процессом формирования и пропорционального роста особи идут и процессы обновления клеток. Мало того, в это время идут и все, а их тысячи, процессы жизнедеятельности особи. Кто за это отвечает и кто так чётко и уверенно управляет одновременно (!) всеми этими сверхсложными процессами, всеми миллиардами клеток и миллионами процессов? Кто осуществляет контроль? Об этом в р.10.