Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы icon

Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы



НазваниеОтветы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы
Дата конвертации28.08.2012
Размер72.38 Kb.
ТипДокументы

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ В.Н. АНИСИМОВА


Вопросы:

  1. Почему организмы подвергаются прогрессирующему и необратимому уменьшению функций в последней части своей жизни?

  2. Почему ожидаемая продолжительность жизни или скорость старения различаются внутри одного вида и между видами?

  3. Почему экспериментальные воздействия, такие как ограничение калорийности питания, замедляют начало многих физиологических и патологических изменений и увеличивают среднюю и максимальную продолжительность жизни животных?

  4. ^ Влияют ли эти факторы на старение и заболевания, ассоциированные со старением, независимо друг от друга?

  5. Увеличивают ли возрастные изменения в организме подверженность болезням, или заболевания развиваются независимо и лишь затем усугубляют проявления старения?

  6. Какие вы видите возможные точки научного прорыва в исследованиях, направленные на увеличение продолжительности жизни?

  7. На каком эволюционном этапе возникло старение, или оно сопровождало явление жизни с момента ее появления?

  8. Являются ли процессы старения организма следствием старения на клеточном уровне?

  9. Какова доля генетической обусловленности процессов старения?

  10. В чем причина существования видов с «пренебрежимым» старением?

  11. Репродукция и ПЖ взаимосвязаны или независимы друг от друга?

  12. Какие еще вопросы вы считаете принципиальными для понимания механизмов старения?


Ответы:

Предлагается вариант ответов, который основывается на исходном предположении, что живая система представляет собой такой вид систем, которые перерабатывают энергию и вещество одного «уровня» в энергию и вещество другого «уровня», т.е. являются, по существу, каталитическими системами. Например из простых молекул Н2О, СО2 и азота живая система синтезирует органические соединения и полимеры. Живая система – это термодинамическая система, несмотря на то, что она использует не только энергию тепла, но и солнечного света, и химических связей. В соответствии со вторым законом термодинамики И. Пригожин подразделил термодинамические системы на три типа: открытую, закрытую и изолированную.

^ Открытая система. Через нее непрерывно проходит поток вещества и энергии. Она получает из окружающей среды энергии и вещества суммарно столько же, сколько и отдает. Открытая система бессмертна.
К такому типу систем можно отнести непрерывно делящиеся клетки – бактерии, вегетативно размножающиеся растения, перевиваемые клеточные культуры, малигнизированные ткани, постоянно растущие организмы («организмы с пренебрежимым старением»). По существу, использование глюкозы как энергетического субстрата эволюционно было предназначено для синтеза основного биополимера – белка. Непрерывно делящиеся клетки – это фабрики белка, который они продуцируют во внешнюю среду.

^ Закрытая система. Получает из окружающей среды больше, чем отдает (больше, чем расходует). Закрытые системы смертны. Они преобразуют низкоэнергетический субстрат в высокоэнергетический (например глюкозу в жирную кислоту), не отчуждая его в окружающую среду. Они существуют, пока не выработали свой ресурс, т.е. пока не произведут «положенное» количество высокоэнергетического субстрата. Такие организмы существуют как целостная структурированная для выполнения определенной функции система (феномен «структурной целостности») – одноклеточные и многоклеточные организмы с ограниченным пролиферативным потенциалом.

^ Изолированная система. Такая система не функциональна. Она разрушается под действием внешних и внутренних факторов. Это – трупы, семена, покоящиеся цисты.

Старение присуще только закрытым системам, это их свойство. Оно возникает эволюционно, когда клетка вырабатывает механизм, контролирующий синтез белка (прерывает непрерывный процесс), делающий возможным существование клетки в постмитотическом состоянии. Для многоклеточных систем – это окончание периода роста числа соматических клеток, завершение формирования структурной целостности системы. Такой механизм становится необходимым, когда система, состоящая из множества клеток, входит в стационарный режим взаимодействия с источником энергии, т.е. источник энергии (его мощность) определяет начало стационарного периода. Разные системы взаимодействуют с разными источниками энергии, но используют только два вида энергетических субстратов – глюкозу и жирные кислоты. Способ взаимодействия с источником энергии и предпочтение в использовании одного из субстратов энергии определяет, на наш взгляд, видовое разнообразие и видовую продолжительность жизни. Длительность стационарного периода определяется механизмом переработки энергии, присущим данной системе. Эволюция такого механизма движима стремлением создать систему, функционирующую с наибольшим кпд.

Химик А.П. Руденко создал теорию эволюции открытых каталитических систем. Он показал, что эволюция таких систем приводит к появлению белкового катализатора. Для такой системы, чтобы обеспечить ее существование, необходимо непрерывное обновление катализатора, поэтому вырабатывается механизм синтеза белка-фермента. Живой организм возникает как каталитическая система, использующая обновляемый белковый катализатор. Фактически она была «запрограммирована» на бессмертие.

Для синтеза белка используется энергия глюкозы. Когда источник глюкозы в природе (водный раствор глюкозы) истощается, система начинает синтезировать ее самостоятельно, используя энергию солнечного света. Возникают фотосинтезирующие организмы, продуцирующие глюкозу. Затем был выработан механизм синтеза жирных кислот для обеспечения длительных запасов высокоэнергетического продукта, т.е. для создания мощного источника энергии. Появляются системы, производящие жирные кислоты и утилизирующие жир. Все эти типы систем и их каталитические механизмы архивируются в генетической программе, которая их сохраняет и воспроизводит. Поэтому генетика имеет к старению опосредованное отношение. Этапы онтогенеза контролируются не столько генным аппаратом, сколько метаболитами, образующимися в результате становления, структурирования и функционирования каталитической системы. Конечно, метаболиты и их катализаторы-белки увязаны в единый комплекс. Но все-таки тип катализаторов определяется потребностями каталитической реакции. Вот этот самый комплекс сохраняется и воспроизводится архиватором – генетическим аппаратом. Эволюция белков связана с изменчивостью генетического аппарата. На этом уровне очен нагладно реализуется антиномия «детерминированное-случайное (изменчивое)». Отбор белков, которые продуцирует изменчивая часть генома, происходит по степени их пригодности в общей системе. В конечном счете, не геном, а потребности системы задают тип белка. Закрытая система неизбежно подходит к окончанию своей функции, постепенно переходя к изолированной системе, т.е. трупу.

В целом, такую функциональную систему, как, например, организм человека, можно представить следующим образом: I этап – открытая система (деление соматических клеток, становление и структурирование системы); II этап – переход в стационарный режим функционирования, постмитотическое состояние, закрытая система; III – окончание функционирования, труп, или изолированная система.

Виды представляют собой каталитической системы, структурированные в соответствии с характером источника энергии, с которым они взаимодействуют. Каждый вид «специализируется» на своем источнике энергии. В то же время каждый источник имеет собственную область флуктуаций, которая охватывается внутривидовым разнообразием. Поэтому существуют видовая и внутривидовая продолжительность жизни. Кроме того, существуют, по-видимому, разные способы адаптации к изменению внутренней среды организма. Есть генетические флуктуации и генетические ошибки.

Мощь источника энергии напрямую связана с репродуктивным потенциалом. Эволюция направлена на то, чтобы как можно более эффективно использовать энергию источника, учитывая и сложность взаимодействия с ним (необходимые затраты энергии). Поэтому репродукция (стероидогенные ткани) включена в единый энергозатратный и энергосберегающий (жировая ткань) комплекс вместе с интеллектуальными (нервная ткань) и мышечными (мышечная ткань) тратами. Вот почему метаболические пути глюкозы, жирных кислот (энергия) и холестерина (репродукция) тесно взаимопереплетены и взаимоконтролируемы.

Клетка и многоклеточный организм – разные системы. В организме клетка унифицируется, специализируясь на выполнении отведенной ей функции, «забывая» о том, что вне многоклеточного организма она вполне может существовать как автономная система. Белок – непрерывно обновляемый компонент каталитической системы, а клетка – непрерывно обновляемый элемент многоклеточного организма. Клетка стареет потому, что она не делится, т.е. не является открытой системой. Но стареющие клетки в системе многоклеточного организма обновляются. Однако обновление клеток, как и обновление белка, не является условием бессмертия. Катализаторы и клетки могут обновляться и в закрытой системе. Многоклеточный организм как закрытая система стареет вместе со всем своим содержимым независимо от темпа старения своих элементов в силу своих внутренних закономерностей. Эти внутренние закономерности изменяют внутреннюю среду организма (внешнюю по отношению к соматическим клеткам), а клетки начинают адаптироваться к измененным условиям существования. Один из механизмов адаптации – превращение в закрытую систему (подобно образованию цист), т.е. отсутствие взаимодействия с окружающей средой: клетка становится «глухой» к внешним сигналам. «Глухота» клеток – причина отмирания сигнальной системы на уровне организм. Организм становится нефункциональным и также преобразуется в закрытую систему – труп. Таким образом, старение организма можно рассматривать не как старение структуры, когда изнашиваются ее элементы, а как старение системы, при котором рвутся связи между элементами.

Возрастные изменения, происходящие в закрытой системе, являются причиной заболеваний. У человека все ассоциированные с возрастом заболевания однотипны. В большинстве случаев они обусловлены изменением метаболических связей, поддерживающих гомеостаз глюкозы, жирных кислот и холестерина, т.е. являются следствием сбоя в функционировании энергетической самовоспроизводящейся системы. Это – атеросклероз и его осложнения, инсулинорезистентность и диабет 2-го типа. Возможно, этим обусловлена и частота встречаемости некоторых видов рака, например рака молочной железы и рака предстательной железы. Подобные метаболические нарушения лежат в основе гендерных различий в продолжительности жизни.

Ограничение калорийности питания (ОКП) – не что иное как снижение мощности источника энергии, с которым взаимодействует организм и к которому данная система была эволюционно адаптирована. Тот факт, что энергия тесно сопряжена с репродукцией, доказывается бесплодием животный, выращенный в условиях ОКП. Система, работающая на низком энергообеспечении, способна продлить срок своего существования просто в силу того, что она выполняет «заложенную» в ней функцию в более длительные сроки.

Что касается летаргического сна и спячки, то их можно рассматривать как периоды длительного голодания, тогда как ОКП – это сниженный поток энергии, проходящий через систему постоянно или в период роста (становления каталитической системы). Поэтому спячка не влияет на продолжительность жизни.

Я пока не вижу точек прорыва. Вижу только направления исследований.




Похожие:

Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconОтветы на вопросы с сайта
Начал свою работу сайт, посвященный Новой Системе Оплаты Труда в сфере образования Республики Башкортостан. Ответы на вопросы по...
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconDypsoft@yandex ru ответы на следующие вопросы: Ваше имя (Фамилия, Отчество)
Привет, если ты хочешь войти в наш клуб, ты должен отослать по адресу dypsoft@yandex ru ответы на следующие вопросы
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconКонтрольная работа по дисциплине «Философия»
Философские вопросы – это вопросы не об объектах, будто природных или созданных людьми, а вопросы об отношении к ним человека. Философские...
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconДокументы
1. /Билеты и вопросы экзаменов по пожарке/3/БИЛЕТЫ ТО АПС-прав.ответы.doc
2.
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconМировая политика и международные отношения (Ответы на вопросы аттестации.)
Курс: Мировая политика и международные отношения (Ответы на вопросы аттестации.)
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconДокументы
1. /Kursovik.doc
2. /Вопросы,билеты по водоотведению/Бил_водоотведения.doc
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconПассажиры, матросы, вопросы, ответы, улыбки

Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconДокументы
1. /Kursovik.doc
2. /Вопросы,билеты по водоотведению/Бил_водоотведения.doc
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconАнкета выпускника школы Администрация школы предлагает Вам принять участие в экспертной оценке качества
Ваши ответы помогут нам составить объективную картину состояния данного вопроса в школе. Ответы на вопросы должны быть конкретными...
Ответы на вопросы в. Н. Анисимова вопросы iconКак купол Храма Христа На все твои вопросы ответы

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов