На протяжении многих веков люди пытались выяснить причины старения, безрезультатно искали эликсир молодости. Но и в наши дни биология и химия процесса старения мало изучены. Учёные разных стран проводят эксперименты по увеличению продолжительности человеческой жизни [3].
В «Программе ООН по исследованиям старения в ХXI столетии», принятой Второй Всемирной ассамблеей ООН, отмечается [4] увеличение продолжительности жизни во всём мире и ставится задача обеспечения активной, здоровой, продуктивной жизни пожилых людей. Значимыми направлениями в геронтологии [1] являются генетические молекулярно-биологические исследования, проблемы нейрогеронтологии и возрастная иммунология. Лидирующее место занимают антиоксиданты, гормоны и нейромедиаторы, а также генная инженерия и генотерапия, воздействующая на генетический аппарат клетки. С этими направлениями геронтологи связывают надежды на раскрытие механизмов старения и возможность разработки средств, влияющих на продолжительность жизни.
Клеточное старение. Метилирование – модификация молекулы ДНК за счёт присоединения метильных групп СН3- [5] – влияет на жизнедеятельность организмов. Во время старения степень метилированности ДНК падает, содержание метилазы в ДНК снижается. Ген Sir2 в последнее время стали называть «геном молодости» или «геном, замедляющим старение». Исследования гена Sir2 направлены на борьбу с онкологическими заболеваниями и старостью. При его отключении продолжительность жизни увеличивается. Однако он необходим для нормального развития плода. Исследованиями, проводимыми в КубГТУ, установлено, что полизамещенные амиды бутановой кислоты, оксазолидины на их основе и аммониевые соли обладают различными видами биологической активности, в том числе направленной на сохранение здоровья и продление жизни человека [2,7,8,10]. Причинами старения [1], являются: изменяющаяся с возрастом модификация белка, прогрессивное и неоднородное изменение структуры хромосом, прогрессивное и неоднородное нарушение функций систем старения в клетках. Стволовые клетки [9] не только вырабатываются организмом на протяжении всей жизни, но и могут распознавать повреждения и превращаться в клетки многих видов тканей. Кроветворные стволовые клетки дают начало миллиардам клеток крови, продолжительность жизни которых около недели. С возрастом их количество уменьшается и организм деградирует. Успешно проведена трансплантации стволовых клеток при заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем [1]. Открыты механизмы регуляции скорости деления и передвижения стволовых клеток в тканях мозга, использование которых позволит решить проблему старения.
Молекулярная биология старения. Происходящая в молекулярной биологии технологическая революция открывает возможности для изучения генетических основ старения. Старение является результатом взаимодействия различных наследственных структур с генетическим материалом клетки и накопления случайных мутаций в геноме клетки [5]. Возрастные изменения в структуре и функции ДНК – показатель естественного старения. Биологические свойства синтетического аналога тимидина – 5- бромо-2'-дезоксиуридин (БДУ) – позволяют предполагать, что этот агент служит средством для изучения роли избирательного повреждения ДНК в процессах старения. Присутствие БДУ в питательной среде укорачивает продолжительность жизни организмов.
Заслуживает внимания свободно-радикальная теория старения [6]. Свободные радикалы – это атомы и молекулы с неспаренным электроном. Они образуются в результате обмена веществ или под влиянием внешних факторов. Они нестабильны, легко вступают в химические реакции и способны вывести из строя большое количество клеток, что влечёт за собой нарушение функций того или иного органа и приводит к болезни. Свободные радикалы являются причиной старения клеток. Организм с возрастом накапливает окисленные продукты ДНК, в частности негативно действующие и на эпидермис. К ним относятся «активные формы кислорода»: продукты распада перекиси водорода, оксиды азота, супероксид-анион радикал. Свободным радикалам, негативно действующим на клетку, противостоят антиоксиданты – активные биологические добавки – БАДы, способные их нейтрализовать. Антиоксиданты – молекулы, предотвращающие окисление в клетке и задерживающие старение: витамин С действует внутри клетки, В-каротин стабилизирует уровень кислорода, витамин Е защищает клеточную мембрану. Антиоксиданты нейтрализуют электрический заряд свободных радикалов, способствуют обновлению клеток, оздоровлению и очищению организма, омоложению кожи. Антиоксиданты не только уменьшают риск развития многих заболеваний, но и замедляют процессы старения.
Биогеронтология предлагает эффективные способы борьбы со старением.
Свидетельством тому являлся конгресс Международной ассоциации биомедицинской геронтологии, где рассматривались существующие теории старения. В 2016 г. ООН опубликовала доклад о демографических тенденциях в современном мире [4]. Особое место в докладе уделено проблеме старения населения. Общая численность населения в 2050 году, по прогнозам ООН, достигнет 6,6 млрд. человек, количество людей старше шестидесяти лет составит 2,5 млд. Следовательно, значимость геронтологических исследований возрастает, роль геронтологии становится актуальной в решении важных социальных вопросов.