Гипотеза о процессе преждевременного старения организма

Губанов Валерий Владимирович

E-mail: [email protected]

1.  Сущность гипотезы (А6В007)

1.1. Гипотеза относится к медицине, к гериатрии, к патогенезу преждевременного старения человека и других высших организмов. 
1.2. Предлагаемая гипотеза описывает неизвестный ранее процесс преждевременного старения человека и других высших организмов. 
1.3.Данная гипотеза основывается на теории соматических мутаций, согласно которой  развитие тех или иных возрастных патологических изменений, состояний и заболеваний и других признаков преждевременного старения, связано с накоплением мутаций в клетках организма [1, 10, 18, 30, 34] и на иммунологической теории старения, согласно которой возрастное падение эффективности иммунитета является первичным звеном в развитии данных признаков [1, 10, 16, 30, 31, 32, 33, 34, 39]. 
1.4. Исходными предпосылками к данной гипотезе являются существующие ныне представления о преждевременном старении человека и других высших организмов   и некоторые сведения из иммунологии, гериатрии и термодинамики живых организмов, имеющие отношения к явлениям, связанным с преждевременным старением данных организмов.
Известно, что большинство организмов (особей) в популяциях человека и других высших организмов, из тех, кто избежал случайной или насильственной  смерти, стареет преждевременно, т.е. не доживает до своей естественной старости [1, 3, 6, 10, 16, 18, 30, 34, 39].
Согласно существующим представлениям, под вышеназванным преждевременным старением  понимается сегодня более раннее старение, природа которого к настоящему времени строго не определена, при котором возрастные изменения развиваются в организме заведомо раньше, чем у здорового организма того же возраста, и которое характеризуется обычно следующими признаками: развитием иммунной недостаточности, или, иначе говоря, иммунодефицита, функциональных нарушений, патологических изменений, патологических состояний и известных возрастных заболеваний и сокращением продолжительности жизни организма [1, 3, 6, 10, 16, 18, 30, 34, 39]. Причем, согласно иммунологической теории старения, считается, что связанное с возрастом падение эффективности иммунитета является первичным звеном в развитии данных признаков [1, 10, 16, 30, 31, 32, 33, 34, 39]. 
1.5. Предлагаемая гипотеза признает то, что преждевременное старение связано с развитием указанных патологических признаков, а также то, что возрастное падение эффективности иммунитета является первичным звеном в развитии данных признаков. 
Однако, вместо подобной концепции, которая рассматривает преждевременное старение как более раннее старение, природа которого  строго не определена, некоторые существующие данные позволяют предложить иную концепцию преждевременного старения организма.
Рассмотрим основные положения данной концепции.
1.6. Согласно данной концепции предполагается, что в основе преждевременного старения организмов, в совокупности его признаков, в большинстве случаев его проявления у  человека и других высших организмов, включая и случаи развития у данных организмов известных возрастных заболеваний, лежит один и тот же, вполне определенный, т.е. имеющий вполне определенные: начало, причины и условия возникновения, механизмы и стадии развития, симптомы и признаки и последствия для организма – патологический процесс. 
Данный процесс представляет собой неизвестную ранее форму мутационного процесса в соматических клетках, характеризующуюся необратимостью мутационного процесса, а точнее говоря, необратимостью какой-то части протекающих в организме нестационарных переходных процессов [9], связанных с мутациями клеток и образованием мутантных клеток, и, как следствие, постоянным прогрессированием мутационного процесса (см. также A6B009), которое заключается в постепенном накоплении, посредством указанных переходов, мутаций, мутационных и других молекулярных повреждения в клетках организма  и образующихся, в результате данных мутаций, мутантных клеток в организме,  и сопровождается более быстрым, чем у здорового организма, снижением с возрастом скорости продукции энтропии dSi /dt (рис. 1, кривая b).
Данный вышеописанный процесс, который предлагается именовать необратимым мутационным процессом, или, более полно, необратимым мутационным процессом в соматических клетках,  как процесс, связанный с накоплением мутаций, мутационных и других молекулярных повреждения в клетках организма и мутантных клеток в организме,  патологичен для организма и не свойственен здоровому организму. 
Поэтому при возникновении данного процесса в организме можно говорить о поражение организма данным процессом.
1.7. Предполагается, что организмы поражаются данным процессом, т.е.  необратимым мутационным процессом в соматических клетках, преимущественно в зрелом возрасте, когда функции организма, в том числе и функции его иммунной системы, начинают постепенно, но неуклонно угасать. 
Всякое поражение организма данным процессом начинается обычно с, вызываемого теми или иными неблагоприятными факторами и старением организма, падения эффективности иммунной защиты организма от мутантных клеток  и развития иммунной недостаточности в организме, в отношении мутантных клеток и происходит при условии, если, при указанном падении и развитии иммунной недостаточности, эффективность иммунной  защиты организма от мутантных клеток,  по параметрам ее интерпретации, преодолевает  определенный порог. 
Предполагается, что вначале данным процессом, т.е. необратимым мутационным процессом в соматических клетках, поражаются клеточные популяции, ответственные за иммунную защиту организма от мутантных клеток [5, 15, 27, 28, 29]. В результате указанного поражения  мутационный процесс начинает неуклонно прогрессировать в  данных популяциях. Мутации, мутационные и другие молекулярные повреждения начинают накапливаться в клетках данных популяций, а образующиеся при этом мутантные клетки начинают накапливаться в данных популяциях.
Прогрессирование мутационного процесса в клеточных популяциях, ответственных за иммунную защиту организма от мутантных клеток, ведет к ухудшению функционирования, т.е. специфических функций, клеток данных популяций, что вызывает постепенное падение эффективности иммунной защиты организма от мутантных клеток. 
Падение эффективности иммунной защиты организма от мутантных клеток приводит, рано или поздно, к развитию иммунной недостаточности в тканях организма, в отношении мутантных клеток. В результате развития иммунной недостаточности в тканях в данный процесс, т.е. необратимый мутационный процесс в соматических клетках, вовлекаются различные ткани организма, и мутационный процесс начинает неуклонно прогрессировать в тканях организма. Мутации, мутационные и другие молекулярные повреждения начинают накапливаться в клетках различных тканей, а образующиеся при этом мутантные клетки начинают накапливаться в тканях организма.
1.8. Прогрессирование мутационного процесса в тканях организма сопровождается постепенной функциональной и структурной деградацией клеток различных тканей. Т.е. у клеток различных тканей организма постепенно ухудшаются или даже  утрачиваются специфические клеточные функции, нарушаются клеточные контакты и клеточная регуляция, развиваются аномальные клеточные функции, клеточные связи и клеточная активность, появляются и накапливаются структурные нарушения. 
Поражая различные ткани организма и вызывая постепенную функциональную и структурную деградацию клеток пораженных тканей, данный процесс, т.е. необратимый мутационный процесс в соматических клетках, ведет к развитию в организме тех или иных патологических изменений и функциональных нарушений и некоторого прогрессирующего патологического состояния, в зависимости от сложившихся в организме частных условий, сопровождается развитием в организме того или иного известного возрастного заболевания или нескольких заболеваний и, в силу прогрессирования  названного состояния и заболевания и независимо от развития того или иного заболевания,  завершается преждевременной гибелью организма от несовместимого с жизнью патологического состояния. 
1.9. Если рассматривать данный процесс, или механизм развития заболеваний во времени, то в нем можно выделить три основных стадии (или этапа):
– стадию 1, которая характеризуется  прогрессированием мутационного процесса в клеточных популяциях иммунитета, ответственных за иммунную защиту организма от мутантных клеток, и развитием в организме иммунной недостаточности, в отношении мутантных клеток; 
– стадию 2, которая характеризуется прогрессированием мутационного процесса в тканях организма и развитием в организме тех или иных патологических изменений и функциональных нарушений, которые суммируются в некоторое прогрессирующее патологическое состояние;
–  стадию 3, или клиническую стадию, которая характеризуется развитием в организме частной клинической патологии, т.е. клинических признаков того или иного заболевания или нескольких заболеваний.
1.10. . Предполагается, что известные возрастные заболевания развиваются при данном мутационном процессе с высокой, но не стопроцентной вероятностью, а именно, в большинстве случаев развития данного процесса у человека и других высших организмов. Причем, независимо от развития того или иного заболевания, данный процесс завершается преждевременной, а при отсутствии предупреждающих клинических признаков заболевания, обычно внезапной, т.е. «беспричинной» гибелью организма от несовместимого с жизнью патологического состояния. Всякое заболевание, как частная клиническая патология, ускоряет развитие данного патологического состояния и, как следствие,  падение скорости продукции энтропии dSi /dt (рис. 1, кривая c) и предупреждает о возможности развития данного состояния.
1.11. Если исходить из описания патологии данного мутационного процесса (п.п. 1.7....1.9.), то можно говорить о том, что данный процесс, т.е. необратимый мутационный процесс в соматических клетках, характеризуется известными нам (п. 1.4.) признаками преждевременного старения организма, а именно: развитием иммунной недостаточности, или иначе говоря,  иммунодефицита, функциональных нарушений, патологических изменений, патологических состояний и известных возрастных заболеваний и сокращением продолжительности жизни организма. 
Это обстоятельство позволяет также рассматривать данный мутационный процесс, в совокупности его признаков, как процесс преждевременного старения организма и дает нам основание именовать данный процесс процессом преждевременного старения организма. 
1.12. Развернутая схема данного процесса и кривые изменения скорости продукции энтропии dSi /dt  при данном процессе представлены на рис.1. 

1.13. Как мы можем видеть, согласно данной схеме (рис. 1), преждевременное старение, характеризующееся развитием: иммунной  недостаточности, патологических изменений и функциональных нарушений, которые суммируются в некоторое патологическое состояние, известных возрастных заболеваний и несовместимого с жизнью патологического состояния, в совокупности его названных признаков, является общим клиническим следствием необратимого мутационного процесса. 
1.14. Существование данного мутационного процесса, который мы рассматриваем также как процесс преждевременного старения организма, естественно не исключает существование у  высших организмов, включая человека, других патофизиологических процессов, ведущих к преждевременному старению организма, к которым, например, с тем или иным допущением, можно отнести известные возрастные заболевания другого происхождения, т.е. вызываемые какими-либо другими процессами,  дегенеративные заболевания, медленные вирусные инфекции, прогерию и некоторые другие патологические процессы и заболевания, ведущие к сокращению продолжительности жизни и к преждевременной гибели данных организмов [1, 4, 6, 10, 16, 22, 24, 25, 33, 35].
Т.е. данный процесс существует у человека и других высших организмов  наравне   с  другими    патологическими процессами и заболеваниями,  ведущими к преждевременному старению и к преждевременной гибели данных организмов. 
Однако можно утверждать, что, при их одновременном существовании, данный процесс, т.е. необратимый мутационный процесс в соматических клетках, как биологически первичный, патогенетический процесс, связанный с мутациями соматических клеток и вызываемый широко распространенными неблагоприятными факторами и старением организма, намного более вероятен и встречается у высших организмов, включая человека, гораздо чаще и распространен у данных организмов гораздо шире, чем другие патологические процессы и заболевания, ведущие к преждевременному старению и к преждевременной гибели данных организмов, и, согласно этому, имеет место в большинстве случаев преждевременного старения данных организмов, включая и случаи развития у данных организмов известных возрастных заболеваний. 
Это позволяет выдвинуть предположение о том, что преждевременное старение, в совокупности всех его признаков, в большинстве случаев его проявления у человека и других высших организмов, включая и случаи развития у данных организмов рака, атеросклероза и других известных возрастных заболеваний,  является общим клиническим следствием необратимого мутационного процесса, представляющего собой неизвестную ранее форму мутационного процесса в соматических клетках, отличающуюся необратимостью, постоянным прогрессированием и патологическим характером мутационного процесса, и рассматриваемого, в силу названных обстоятельств, как процесс преждевременного старения организма. 

2. Значение гипотезы

Если говорить о научном значении гипотезы, то можно отметить, по меньшей мере, четыре особенности, отличающие предлагаемую гипотезу от существующих ныне концепций и представлений о преждевременном старении организмов. 
Во-первых, в отличие от существующих ныне концепций и представлений, предлагаемая гипотеза позволяет говорить о существовании у человека и других высших организмов вполне определенного процесса преждевременного старения организма, каковым является необратимый мутационный процесс в соматических клетках.
Во-вторых, данная гипотеза указывает на существование у человека и других высших организмов первичных и единых для возрастных патологических изменений, состояний и заболеваний патогенетических механизмов, этиологических факторов и патологических признаков, ведущих к преждевременному старению и к преждевременной гибели данных организмов.
В-третьих, предлагаемая гипотеза, рассматривает необратимый мутационный процесс, как причину необратимости и неуклонного прогрессирования признаков преждевременного старения у человека и других высших организмов. 
И наконец, в-четвертых, что является очень важным обстоятельством, предлагаемая гипотеза указывает на необратимый мутационный процесс как на основную причину преждевременной, в том числе внезапной, т.е. «беспричинной»  гибели организма, при преждевременном старении организмов.
В практическом плане предлагаемая гипотеза указывает на заведомую недостаточность и на необходимость перестройки существующих ныне подходов к  диагностике, лечению и профилактике возрастных патологий и профилактике  преждевременного старения организма. 
Если следовать предлагаемой гипотезе, то, осуществляя сегодня диагностические, лечебные и профилактические мероприятия в отношении тех или иных возрастных патологий, включая и известные возрастные заболевания, мы боремся, прежде всего, с клиническими следствиями необратимого мутационного процесса. При этом мы не оказываем сегодня каких-либо целенаправленных диагностических, лечебных и профилактических действий  в отношении данного мутационного процесса и вызываемого им патологического состояния, оставляя, тем самым, в организме патологическую основу для рецидива или развития того или иного патологического процесса или заболевания и преждевременной гибели организма. 
Естественно полагать, что подобный подход не может привести к коренному улучшению ситуации с возрастными патологиями и преждевременным старением организма и, следовательно, не может привести к значительному увеличению продолжительности жизни людей, как бы мы не совершенствовали существующие диагностические, лечебные и профилактические мероприятия в данном направлении.
Всякая борьба с возрастными патологиями и преждевременным старением организма  и, может быть более успешной, если, осуществляя диагностические, лечебные и профилактические мероприятия в отношении данных патологий, мы будем бороться не только с их выраженными клиническими признаками, но и с патологией необратимого мутационного процесса. При этом, в целях профилактики преждевременного старения организма, мы должны вести данную борьбу не только при наличии у человека выраженных клинических признаков того или иного известного патологического процесса или заболевания, но и при отсутствии указанных  признаков, так как отсутствие данных признаков вовсе не исключает существования у человека развитого необратимого мутационного процесса и развитого патологического состояния. 
Лишь применяя подобные подходы к борьбе с возрастными патологиями и преждевременным старением организмов, мы сможем добиться более серьезных успехов в борьбе за повышение продолжительности жизни людей.

3. Библиография

 1.  Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения. – СПб.: Наука, 2003. – 468 с.
2.  Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды – АМН СССР. – М.: Медицина, 1989. – 272 с.
3.  Виленчик М.М. Биологические основы старения и долголетия. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Знание, 1987. – 224 с.
4.  Внутренние болезни / Под.ред. Ф.И. Комарова, В.Г. Кукеса, А.С. Сметнева. - 2-е изд., доп. – М.: Медицина, 1990. – 688 с.
5.  Галактионов В.Г. Иммунология. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр "Академия", 2004. – 528 с.
6.  Демографический ежегодник России – 2007г. – М.: Росстат. 2007. 551 с.
7.  Жданов И.А. Адаптация и прогнозирование деятельности.– Казань.: Изд. Казанского университета, 1991.–256 с.
8.  Жербин Е.А., Комар В.Е., Хансон К.П., Чухлович А.Б. Радиация, молекулы и клетки – М.: Знание, 1984. – 160 с.
9.  Зотин А.И. Термодинамическая основа реакций организмов на внешние и внутренние факторы – М.: Наука, 1988. – 272 с.
10. Котельников Г.П., Яковлев О.Г., Захарова Н.О. Геронтология и гериатрия - М., Самара: Самар. Дом печати,1997. – 800 с., ил. 
11. Марчук Г.И. Математические модели в иммунологии. Вычислительные методы и эксперименты. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Наука. 1991. – 304 с.
12. Общая онкология / Под ред. Н.П. Напалкова. – Л.: Медицина, 1989. – С.119 - 142. 
13. Общая патология человека. В 2-х т. Т1. / Под ред. А.И. Струкова,  В.В. Серова,  Д.С. Саркисова. 2-е  изд.  перераб. и доп. – АМН СССР. – М.: Медицина, 1990. – 448 с.
14. Общая патология человека. В 2-х т. Т2. / Под ред. А.И. Струкова, В.В. Серова, Д.С. Саркисова. 2-е изд. перераб. и доп. – АМН СССР. – М.: Медицина, 1990. – 416 с.
15. Петров Р.В. Иммунология. – 2-е изд. – М.: Медицина, 1987. – 416 с.
16. Патологическая физиология / Под ред. Н.Н. Зайко и Ю.В. Быця. – 2-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2004. – 640 с.; ил.
17. Репин В.С. Атеросклероз человека: клеточные и молекулярные механизмы // Успехи современной биологии. 1990. – Т.109. – С. 120 – 129.
18. Руководство по гериатрии / Под ред. Д.Ф. Чеботарева, Н.Б. Маньковского. - М.: Медицина, 1982. – 544 c.
19. Сейц И.Ф., Князев П.Г. Молекулярная онкология: Руководство для врачей. – Л.: Медицина, 1986. – 352 с.
20. Струков А.И., Серов В.В. Патологическая анатомия – 3-е изд. перераб . и доп.– М.: Медицина, 1993.– 688 с.
21. Терещенко И.П., Кашулина А.П. Патофизиологические аспекты злокачественного роста. – М.: Медицина, 1983. – 256 с.
22. Бирман Э.Л. Атеросклероз и другие формы артериосклероза // Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 5. Пер. с англ. / Под ред. Е. Браунвальда, К.Дж. Иссельбахера, Р. Г. Петерсдорфа и др. – М.: Медицина, 1995. – С. 361 – 384.
23. Буйа Л.М. Основные патологические процессы в миокарде. Связь с микрокардиопатиями // Физиология и патофизиология сердца. В 2-х т. Т1. Пер. с англ./ Под ред. Н.Сперелакиса. – 2-е изд., испр. – М.: Медицина, 1990. – С. 67 – 89.
24. Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 5. Пер. с англ./ Под ред. Е. Браунвальда, К.Дж. Иссельбахера, Р.Г. Петерсдорфа и др. – М.: Медицина, 1995. – 448 с.
25. Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 7. Пер. с англ./ Под ред. Е. Браунвальда, К.Дж. Иссельбахера, Р.Г. Петерсдорфа и др. – М.: Медицина, 1996. – 720 с.
26. Герц С.Д., Курган А. Патогенез атеросклероза коронарных сосудов // Физиология и патофизиология сердца. В 2-х т.Т2. Пер. с англ. / Под ред. Н. Сперелакиса. – 2-е изд. испр. – М.: Медицина, 1990. – С. 399 – 428.
27. Иммунология. В 3-х т. Т1. Пер. с англ. / Под ред. У.  Пола. – М.: Мир, 1987– 1988.– 476 с.
28. Иммунология. В 3-х т. Т2. Пер. с англ. / Под ред. У.  Пола. – М.: Мир, 1987– 1988.– 456 с.
29. Иммунология. В 3-х т. Т3. Пер. с англ. / Под ред. У. Пола. – М.: Мир, 1987 – 1989.– 360 с.
30. Канунго М.С. Биохимия старения. Пер. с англ. – М.: Мир, 1982. – С. 10 – 27.
31. Клиническая иммунология и аллергология. В 3-х т. Т1. Пер. с нем. / Под ред. Л. Йегера. – 2-е изд., перераб и доп. – М.: Медицина, 1990. – 528 с.
32. Клиническая иммунология и аллергология. В 3-х т. Т2. Пер. с нем. / Под ред. Л. Йегера. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1990. – 560 с.
33. Клиническая иммунология и аллергология. В 3-х т. Т3. Пер. с нем. / Под ред. Л. Йегера. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1990. – 528 с.
34. Лемб М. Биология старения. Пер. с англ. – М.: Мир, 1980. – 208 с.
35. Мендельсон Д. Основы неоплазии // Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 2. Пер.с англ. / Под ред. Е. Браунвальда, К.Дж. Иссельбахера, Р.Г. Петерсдорфа и др. – М.: Медицина, 1993. – С. 458 – 482.
36. Ньюмен Эллиот В., Оглсби Пол, Блюменталь Сидни, Бринкхауз Кеннет М. и др. Атеросклероз. Пер. с англ. Богословского В.А. – М.: Медицина, 1975. – 276 с.
37. Радиация. Дозы, эффекты, риск. Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 79 с. 
38. Терци М. Генетика и животная клетка. Пер. с англ. – М.: Мир, 1977. – С. 157 – 187.
39. Хаззард В.Р. Биология старения // Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 2. Пер.с англ. / Под ред. Е. Браунвальда, К.Дж. Иссельбахера, Р.Г. Петерсдорфа и др. – М.: Медицина, 1993. –  С. 519 – 527.

© В.В. Губанов, 2010