Биологические основы старения и долголетия

Виленчик Михаил Маркович

«Биологические основы старения и долголетия»

Издание 2-е переработанное и дополненное

Об авторе

Автор М. М. Виленчик, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института биологической физики АН СССР. Специалист в области радиационной биофизики, биогеронтологии и радиационного старения и канцерогенеза. Автор монографий по этим вопросам: "Молекулярные механизмы старения"; "Радиобиологические эффекты и окружающая среда" и других книг.

Предисловие

В проблемах, рассматриваемых в этой книге, есть аспекты, которые представляют общебиологический интерес и даже имеют мировоззренческое значение. Яркий пример этому — вопросы нестабильности генетического вещества. Именно исходя из анализа молекулярных механизмов старения, автор впервые пришел к заключению, теперь подтвержденному, что гены нестабильные структуры. Поэтому читатель настоящей книги, знакомясь с популярным изложением современного состояния этого вопроса, получит новые знания не только о биологических основах старения и долголетия, но и об одном из фундаментальных свойств биологических систем. Но это с одной стороны.

С другой — из данных, представленных в книге, вытекает связь проблемы биологии долголетия с различными другими практически важными вопросами, в частности с вопросами о механизмах устойчивости организма к химическим веществам, загрязняющим окружающую среду (в том числе канцерогенам), и к излучениям.

Большой профессиональный опыт автора не только как биогеронтолога, но и как радиобиолога и специалиста по механизмам генетического действия химических мутагенов помог ему глубоко аргументированно и в то же время достаточно доступно изложить рассматриваемые вопросы.

О связи этих вопросов с проблемами экологии человека и в то же время о высоком уровне исследований автора свидетельствует следующее. Недавно опубликован доклад Научного комитета по биологическому действию атомной радиации, предназначенный для широких кругов биологов и для Генеральной Ассамблеи ООН. Из этого доклада следует: если, как мы надеемся, не произойдет ядерной катастрофы, то природный фон излучений сам по себе не будет причиной ускоренного старения. Но сочетанное действие на организм фоновых излучений и химических веществ, загрязняющих окружающую среду, может быть причиной ускорения развития болезней, связанных со старением.

Аналогичные заключения были сделаны ранее и автором этой книги. Примечательно, что эксперты Комитета ООН в упомянутом Докладе Генеральной Ассамблеи ООН подчеркнули фундаментальность результатов теоретических исследований автора и экспериментальных данных, полученных им и другими советскими исследователями. Это свидетельствует о том, что теоретическая концепция нестабильности ДНК и вытекающая из нее гипотеза автора о роли репарации ДНК в долголетии (о которых он подробно рассказывает в этой книге) уже получили признание ученых как концепции, помогающие понимать механизмы и естественного старения, и старения, ускоренного внешними факторами, в частности радиацией.

Необходимость исследований биологических основ старения, значение таких исследований для сохранения общественного здоровья были, пожалуй, впервые обоснованы в трудах И. И. Мечникова, причем эти труды были написаны языком, понятным широкому кругу биологов и даже небиологов. Настоящая книга, по-моему, продолжает эту одну из традиций отечественной науки, давая возможность широкому кругу читателей составить цельное представление о биологических основах старения и долголетия.

Но конечно, сегодня проблемы старения и долголетия стали очень широкими. Понимая это, автор книги сосредоточил свое внимание на физико-химических и клеточных аспектах. При этом там, где возможно, он убедительно разъясняет и причины снижения функциональной способности органов, и причины увеличения предрасположенности организма к различным болезням при старении. Эти заключения будут интересны как специалистам, изучающим механизмы старения, основы жизнестойкости организма, так и читателям-небиологам, интересующимся проблемами этой области науки. Ее содержание я охарактеризовал бы не только как популярное изложение современного состояния знаний о биологии старения и долголетия, но и как оригинальное исследование, которое поможет и творческой молодежи, и зрелым ученым в познании механизмов преждевременного старения, защитных механизмов, средств предупреждения распространенных болезней, в поиске средств защиты от преждевременного старения, обусловленного неблагоприятным воздействием на организм факторов окружающей среды.

Член-корреспондент АН СССР А. М. Кузин

От автора

Из всех дисгармоний человеческой природы самая главная есть несоответствие краткости жизни с потребностью жить гораздо больше… наука еще далеко не сказала последнего слова в нашей борьбе за продление жизни…

И. И. Мечников

Выдающийся наш биолог И. И. Мечников писал: "Продление жизни должно идти рука об руку с сохранением сил и способности к труду". И как бы принимая эстафету, сегодня ученые-геронтологи развивают мысль о том, что одна из целей науки состоит в сохранении у человека трудоспособности на значительно больший срок, чем тот, на который он мог рассчитывать ранее. "Рука об руку" с этим, конечно же, "должно идти" и сохранение духовной бодрости, социальной активности, потребности быть полезным людям.

Чтобы разработать эффективные меры преодоления старения, нужно знать, какие же изменения, происходящие в организме с возрастом, постепенно приводят его к одряхлению. Познание механизмов этих изменений будет способствовать тому, что мы научимся замедлять, а может быть, и предотвращать или даже обращать вспять процессы старения.

В настоящей книге речь главным образом пойдет о молекулярно-клеточных основах возрастных физиологических изменений, снижающих жизнеспособность организма и увеличивающих его уязвимость к наиболее опасным и распространенным заболеваниям пожилого возраста и старости. Автор видел свою задачу прежде всего в том, чтобы рассказать о старении на различных уровнях биологической организации: от молекул до организма. Ибо попытаться понять, что же такое старение, можно лишь ознакомившись с процессами, охватывающими практически все структуры организма.

Из предисловия к первому изданию

* * *

За 10-летие, прошедшее после первого издания этой книги, наши знания о молекулярных основах жизнеспособности организма и механизмах ее снижения с возрастом (при старении) или под влиянием экстремальных факторов окружающей среды значительно расширились и углубились. Получены принципиально новые данные о физико-химических основах жизнедеятельности: о закономерностях организации и функционирования генетического аппарата, о роли специальных белков (рецепторов) и некоторых низкомолекулярных веществ в регуляции биохимических процессов. Что касается специальных знаний, то отмечу результаты изучения значения генетических изменений и нарушений регуляции биофизических и биохимических процессов в старении, а естественных (природных) молекулярно-клеточных защитных механизмов и факторов — в долголетии. Теперь есть веские основания полагать, что в зависимости от того, какие гены повреждаются с возрастом, в каких клетках и органах это происходит, возрастные молекулярные генетические изменения могут приводить, например, либо к гибели неделящихся нервных клеток и к увеличению предрасположенности к тяжелому заболеванию центральной нервной системы, либо к нарушению регуляции деления других клеток, активации в них так называемых онкогенов и увеличению вероятности развития опухолевого заболевания. Но механизмы повреждения генов во всех этих случаях, оказывается, имеют общие звенья. Следовательно, удалось обнаружить общие начальные (пусковые) механизмы старения и гибели клеток, а также развития самых тяжелых и распространенных болезней, предрасположенность к которым увеличивается по мере старения организма.