Почему человек стареет и умирает

Почему человек стареет и умирает?
Почему живые организмы стареют и умирают?
Что такое старение?
Почему люди стареют?
В чем причина старения?

Давайте сначала ответим на вторую часть вопроса (Почему человек умирает?). Она очень простая.

Человек умирает из-за нарушений в работе организма, не совместимых с жизнью. Например, сердце остановилось.

И эти нарушения вполне могут произойти из-за старения. Старое дряхлое сердце вполне может остановиться, не так ли?

Самое интересное - почему происходит это старение. Давайте подумаем:

Человек стареет потому что стареют клетки из которых он состоит?

Не совсем.

Человек действительно состоит из клеток. И клетки действительно стареют и умирают. Однако, клетки, из которых состоит организм человека живут от нескольких дней до нескольких лет. Человек же живет гораздо дольше. Просто клетки - постоянно делятся и обновляются. На место отмерших клеток приходят новые, и человек живет себе дальше. Подобно как человеческое общество живет не смотря на постоянную смерть людей.

Человек стареет потому что клетки перестают делиться?

Не совсем.

Действительно, новые клетки в организме (в основном) появляются за счет деления. И действительно, клетки, из которых сделаны органы и ткани человека, (по программе ДНК) могут делиться не более 50-60 раз.

Если углубиться в дебри - то можно выяснить, что после каждого деления конечные участки хромосом ДНК - теломеры - сокращаются в длине. Причем, они становятся меньше и у клетки-мамы, и у клетки-дочки. Когда они совсем стираются - и клетка-мама и клетка-дочка не могут больше делиться.

Итак, допустим, у нас есть орган, который состоит из тысячи клеток. Сначала клетки делятся и новых клеток гораздо больше, чем умирающих. Новые клетки замещают отмершие, избавляются от трупов - орган растет. Но потом клетки перестают делиться и умирающих становится больше, чем рождающихся. Заменять отмершие клетки некому, избавляться от трупов - некому. Орган стареет.

Жуткая картина. Но на самом деле все не так плохо. Дело в том, что каждый орган постоянно (вместе с кровью) получает новые клетки. Это стволовые клетки, которые производятся в костном мозге (и еще кое-где). Они могут превращаться в клетки всех органов и тканей организма.

Так что не смотря на ограничение, наложенное ДНК на количество делений клетки, органы получают новые клетки для роста и восстановления.

И ещё, есть клетки, которые точно копируют себя при делении и у них теломеры не сокращаются в длине. С одной стороны это даёт надежду на вечную молодость, но с другой - это клетки раковые, которые образуют опухоль, убивающую организм....

И, кстати, если клонировать организм животного или человека, например человека 40 лет. Можно вырастить клон человека, который будет маленьким ребёнком, развивающимся во взрослого человека. Но, самое страшное при этом, это то, что данному ребёнку изначально достанутся клетки с уменьшенными теломерами, и жить ему останется по биологическому времени столько же, сколько и сорокалетнему человеку, от которого был клонирован ребёнок. И это пока основная проблема клонирования...

Человек стареет, потому что старение заложено в программу ДНК?

Не совсем.

Действительно, программа ДНК, заложенная в каждой клетке организма ограничивает количество ее делений, и следовательно, подвергает каждый орган (и организм в целом) риску старения. Однако это - необходимая мера безопасности для избежания рака (неконтролируемого деления клеток).

Программа ДНК человека - это результат миллионов лет эволюции, и в результате этой эволюции ДНК изменялась таким образом, чтобы обеспечить организму более долгую жизнь. Именно носители наиболее живучей ДНК выживали и давали потомство.

Программа ДНК, превращает одну маленькую яйцеклетку во взрослого разумного человека. И потом эта же программа должна поддерживать баланс в организме - чтобы все органы и системы работали как надо.

Поддержание баланса - это еще более сложная задача, чем рост. Когда организм растет - нужно просто генерировать больше энергии и строительных материалов (стволовых клеток). Этот избыток позволяет легко справиться с болезнями и травмами.

Но расти бесконечно организм не может. Он просто не сможет себя прокормить. Динозавры, которые росли всю жизнь, умирали либо от голода, либо от сердечной недостаточности. Поэтому рост организма останавливается. А в организме, который не растет, избыток стволовых клеток - может привести к раку. И программа ДНК, после прекращения роста, должна очень точно поддерживать баланс стволовых клеток в организме.

Но человеческий организм - это довольно сложная система. Например, нужно регулировать не только количество стволовых клеток в крови, но и количество гормонов, которые нужны для их преобразования в специализированные клетки органов и тканей (в частности, гормон роста). Нужно поддерживать баланс между состоянием всех органов, т.к. развитие одного может привести к увяданию другого и наоборот. Некоторые организмы в природе, например гидра, устроены гораздо проще. Поэтому ее ДНК может обеспечить жизнь аж до 400 лет.

Но чтобы долго поддерживать баланс в таком сложном организме, как у человека - нужна очень гениальная программа ДНК. И хотя (без сомнения) ДНК человека - это шедевр природы, ее возможности не безграничны. Если учесть то, что окружающая среда воздействует на организм человека миллионами факторов, да еще и сам человек постоянно попадает в какие-нибудь неприятности - становится очевидным, что никакая программа ДНК не может поддерживать идеальную работу организма бесконечно долго.

Поэтому, после достижения точки максимального роста, программа ДНК рассчитана не на бесконечно-долгое регулирование количество производимых стволовых клеток, а на то, чтобы постепенно снижать их производство, минимизируя вероятность возникновения рака.

При этом, любые микроповреждения тканей и органов уже не могут с избытком компенсироваться притоком новых клеток, и приводят к ускорению старения.

Как именно происходит старение?

Рассмотрим, что происходит в любом органе после достижения максимального роста. Мы знаем, что количество клеток в нем теперь будет постепенно снижаться, потому что будет снижаться количество поступающих в него стволовых клеток. И в идеальном случае, этот орган бы просто уменьшался, оставаясь молодым.

Но в реальности, в любом органе происходят микроповреждения, вызванные инфекциями или травмами, которые убивают часть клеток и создают участки соединительной ткани (из мертвых клеток, и фагоцитов, которые умерли при их эвакуации). Т.е. постепенно функциональные ткани органа замещаются соединительной тканью. Поэтому, хотя размер органа не уменьшается, он становится менее живым - старым.

Но проблемы на этом не заканчиваются, ведь все органы в организме взаимосвязаны. И из-за того, что окружающие органы тоже стареют, наш орган оказывается во все худших условиях. Кровь все хуже доставляет питательные вещества и кислород, и все хуже отводит шлаки, имунные клетки все хуже справляются с инфекциями, а мышцы все хуже защищают и поддерживают.

Таким образом, из-за микроповреждений и общего ухудшения состояния организма, скорость старения каждого органа возрастает. Вероятно, именно микроповреждения, в конечном итоге, и являются главным фактором, определяющим срок жизни организма.