М. Канунго - Биохимия старения

Другим подходящим примером является феномен "внезапной смерти", наблюдаемый у самки осьминога [130]. Самки осьминога Octopus hummelincki откладывают яйца только один раз; высиживая их, они отказываются от пищи и погибают вскоре после вылупления молодых особей. Если после кладки у животного удаляют обе глазные железы, оно не высиживает яйца, продолжает питаться и расти и долго живет. Очевидно, в глазной железе вырабатываются определенные факторы, ответственные за высиживание и прекращение приема пищи, из-за чего наступает старость и смерть. Удаление железы или этих факторов предохраняет животное от ранней гибели. По-видимому, в процессе кладки яиц может истощиться запас каких-то веществ, способных стимулировать зрительные железы к образованию гормонов, изменяющих поведение. Было бы важно установить, сохранит ли жизнеспособность и будет ли расти самка осьминога, если ее подвергнуть стерилизации. Сходное явление наблюдается у лосося и некоторых насекомых.

Каждый вид имеет уникальный набор генов, необходимых для развития и размножения. Их последовательная активация/репрессия, начиная с оплодотворения, определяет продолжительность периода развития и начало репродуктивного периода. Продолжительность репродуктивного периода зависит от способности организма возмещать утраченные факторы и (или) предупреждать накопление некоторых других факторов. Утрачиваемые факторы могут быть необходимы для поддержания определенных генов в активном состоянии, а других — в репрессированном. Факторы, которые накапливаются, могут инициировать некоторые нежелательные гены, например гены вирусов, или воздействовать на функцию других важных генов. Результатом дисбаланса факторов и модуляторов является потеря организмом репродуктивной и других функций, т. е. старение. Последней рассмотренной теорией не предусматриваются никакие уникальные гены, которые вызывают старение. Не предполагается также, что старение запрограммировано как развитие и размножение. Тогда как периоды развития и размножения находятся под контролем уникальных генов, которые активируются или репрессируются в определенное время, в соответствии с данной моделью никакие специальные гены в процессе старения не участвуют. Следовательно, старение нельзя считать запрограммированным событием, иначе нужно допустить существование специфических генов, предназначенных для этой цели и отобранных в ходе эволюции, которые активируются в определенное время после репродуктивного периода. Предполагают, что физиологическое старение — только следствие полового созревания, причем оно реализуется и в том случае, когда размножение не осуществляется. Преждевременное старение, как видно на примерах прогерии и синдрома Вернера, является патологическим и вызывается мутациями. Оно возникает вследствие дестабилизации гомеостатического контроля генов, функционирующих в репродуктивном периоде. Отсюда следует возможность продления репродуктивного периода путем улучшения функции генома, например возмещением утраченных факторов или удалением накопившихся вредных продуктов, и действительно, у млекопитающих в ходе эволюции отмечено постепенное увеличение продолжительности жизни, в частности репродуктивного периода. Это указывает на то, что происходил отбор в пользу видов с большей продолжительностью жизни и более длинным репродуктивным периодом. Следовательно, предположение об эволюции старения так же невероятно, как предположение о программировании старения по аналогии с периодами развития и размножения. Несомненно, старение сыграло в эволюции положительную роль, так как оно способствовало избавлению популяции от неразмножающихся особей, что создавало условия для размножения более молодых; тем самым оно благоприятствовало обновлению вида. Благодаря этому появлялись особи с новыми свойствами, более перспективными для отбора и эволюции.

1. Adelman R. C . In: Enzyme Induction (D. V. Parke, Ed.), 303–311, Plenum Press, New York (1975).

2. Andron L. A., II, Strehler B. L . Mech. Age. Dev., 2, 97-116 (1973).

3. Atlan H., Miquel J., Binnard R. M . J. Gerontol., 24, 1–4 (1969).

4. Arceci R. J., Senger D. R., Gross P. R . Cell, 9, 171–178 (1976).

5. Arking R . Devi. Biol., 63, 118–127 (1978).

6. Asdell S . Patterns of Mammalian Reproduction, Comstock Publishing Co., Ithaca, New York (1946).

7. Banks H. R., Mahaffy J. M . J. Theo. Biol., 74, 323–324 (1978).

8. Bemfield M. B., Maetvpac P. H . Cancer Res., 31, 684–687 (1971).

9. Bick M. D., Liebke H., Cherry J. H., Strehler B. L . Biochim. Biophys. Acta, 204, 175–182 (1970).

10. Bick M. D., Strehler B. L . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 68, 224–228 (1971).

11. Busby W., Hele P . Biochim. Biophys. Acta, 224, 413–422 (1970).

12. Caplan A. I., Ordahl C. P . Science, 201, 120–130 (1978).

13. Casarett G. W . J. Gerontol., 11, 436–439 (1956).

14. Casarett G. W . Adv. Gerontol. Res., 1, 109–163 (1961).

15. Chainy G. B. N., Kanungo M. S . Biochim. Biophys. Acta, 540, 65–72: (1978).

16. Chetsanga C. J., Boyd V., Peterson L., Rushlow K . Nature, 253, 130–131 (1976).

17. Clark A., Rubin M. A . Radiat. Res., 15, 244–248 (1961).

18. Clever V., Romball C. G . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 56, 1470–1473 (1966).

19. Crowley C, Curtis H. J . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 49, 626–628 (1963).

20. Curtis H. J . Science, 141, 686–694 (1963).

21. Curtis H. J . Fed. Proc, 23, 662–667 (1964).

22. Curtis H. J . Biological Mechanisms of Aging, Thomas, Springfield (1966),

23. Cutler R. G . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 72, 4664–4668 (1975).

24. Edelmann P., Gallant J . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 74, 3396–3398 (1977).

25. Evans G . In: The Biology of Aging (B. L. Strehler, Ed.), 170–175, Am. Inst. Biol, Sci., Washington (1960).

26. Failla G . In "The Biology of Aging" (B. L. Strehler Ed.), 170–175. Am. Inst. Biol. Sci., Washington (1960).

27. Fulder S. J., Holliday R . Cell, 6, 67–75 (1975).

28. Gartner L. P . Gerontologia, 19, 295–302 (1973).

29. Garvin R. T., Rosset R., Gorini L . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 70, 2762–2766 (1973).

30. Gershon D . Mech. Age. Dev., 9, 189–196 (1979).

31. Gershon H., Gershon D . Nature, 227, 1214–1217 (1970).

32. Gershon H., Gershon D . Mech. Age. Dev., 2, 33–41 (1973).

33. Gershon H., Gershon D . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 70, 909–913 (1973).

34. Gershon D., Reznick A., Reiss U . In: Biochemistry of Aging (N. Kharasch, Ed.), Raven Press, New York (1978).

35. Goel N. S., Yeas M. J . Theo. Biol., 55, 246–282 (1975).

36. Goldberg A. L . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 69, 422–426 (1972).

37. Goldstein S., Moerman C. J . Nature, 255, 159 (1975).

38. Goldstein S., Moerman C. J . New Eng. J. Med, 292, 1306–1309 (1975).

39. Goren R., Reznick A. Z., Reiss U., Gershon D . FEBS Lett., 84, 83–86 (1977).

40. Gupta S. K., Rothstein M . Arch. Biochem. Biophys., 174, 333–338 (1976).

41. Gupta S. K., Rothstein M . Biochim. Biophys. Acta, 445, 632–644 (1976).

42. Handler P., Fed . Proc. (Suppl. 8), 20, 46–50 (1961).

43. Hart R. W., Setlow R. B . Proc. nat. Acad. Sci, USA, 71, 2169–2173 (1974).

44. Henshaw P. S . Radiology, 69, 30–36 (1957).

45. Hill B. T., Whelan R. D. H . Gerontology, 24, 326–336 (1978)

46. Hoehn H., Bryant E. M., Johnston P., Norwood T. H., Martin G. M . Nature, 258, 608–609 (1975).

47. Hoffman O. W . J. molec. Biol, 86, 349–362 (1974).

48. Holliday R., Huschtscha L. I., Tarrant G. M., Kirkwood T. B. L . Science, 198, 366–372 (1977).

49. Holliday R., Tarrant G. M . Nature, 238, 26–30 (1972).

50. Hoofield J. J . Proc. nat. Acad. Sci., USA, 71, 4135–4139 (1974).

51. Hosbach H. A., Kubli E . Mech. Age. Dev, 10, 131–140 (1979).

52. Houben A., Remade J . Nature, 275, 59–60 (1978).

53. Ilan J., Han J., Patel N . J. biol. Chem, 245, 1275–1281 (1970).

54. James T. C., Kanungo M. S . Biochim. Biophys. Acta, 538, 205–211 (1978).

55. Kahn A., Boivin P., Vibert M., Cottrean D., Dreyfus J. C . Biochimie, 56, 1395–1407 (1974).