Опубликовать статью

Информационное партнерство

Инфоресурсы

Контакты

«

ТОМ 24, СТ. 4 (стр. 44-56)   |   17 января 2023 г.   

»

Фундаментальные исследования » Экспериментальная токсикология

Теории старения, их роль в развитии геронтологии

Бажанова Е.Д. 1,2,3, Заклякова Л.В. 4 , Левитан Б.Н. 4, Теплый Д.Л. 3

1 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-клинический центр токсикологии имени академика С.Н. Голикова Федерального медико-биологического агентства»
2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова Российской академии наук
3 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Астраханский государственный университет имени В. Н. Татищева»
4 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Астраханский государственный медицинский университет»

Резюме

По прогнозам экспертов ООН, число пожилых людей во всех странах мира прогрессивно увеличивается и составит 2,1 миллиарда человек к 2050 г. Как известно, старение - это процесс угасания физиологических функций организма, связанный с накоплением повреждений на молекулярном, клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях, которые индуцируются эндогенными и экзогенными факторами и приводят к нарушениям в генетической программе развития и гомеостазе основных систем жизнеобеспечения (энергетической, адаптационной, репродуктивной и др.). Старение - это неизбежный процесс, поэтому геронтология в настоящее время развивается ускоренными темпами с целью улучшения соматического и психического состояния пожилых людей, вовлечения их в трудовую деятельность. В настоящее время насчитывается более 300 теорий, объясняющих инициацию и протекание процессов старения, в статье анализируются как теории, имеющие историческое значение, так и актуальные в XXI веке. Рассмотрены молекулярно-генетические теории (гипотеза программированного старения (Вейсман А.), теломеразная (Оловников А.М.), элевационная (Дильман В.М.), эволюционные теории, адаптационно-регуляторная теория старения (Фролькис В.В.), эпигенетическая и др.), стохастические (свободно-радикальная (Harman D.), митохондриальная и др.).


Ключевые слова

старение, теории старения, молекулярно-генетические теории, эволюционные теории, стохастические теории.

Список литературы

1. Фролькис В.В. Старение. Нейрогуморальные механизмы. Киев: Наукова думка, 1981.


2. Mc Auley M.T. DNA methylation in genes associated with the evolution of ageing and disease: A critical review. Ageing Res Rev. 2021; 72: 101488. doi: 10.1016/j.arr.2021.101488.


3. Batalha C.M.P.F., Vercesi A.E., Souza-Pinto N.C. The Many Roles Mitochondria Play in Mammalian Aging. Antioxid. Redox. Signal. 2022. doi: 10.1089/ars.2021.0074.


4. Harman D. Aging: A theory based on free radical and radiation chemistry. J. Gerontol. 1957; 2: 298-300.


5. Jebari K., Charradi K., Mahmoudi M. et al. Grape Seed Flour Extends Longevity by Improving Multi-Organ Dysfunction and Age-Associated Oxidative Stress and Inflammation in Healthy Rat. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2022; 77 (3): 443-451. doi: 10.1093/gerona/glab259.


6. Kumar P., Osahon Ob W., Sekhar R.V. GlyNAC (Glycine and N-Acetylcysteine) Supplementation in Mice Increases Length of Life by Correcting Glutathione Deficiency, Oxidative Stress, Mitochondrial Dysfunction, Abnormalities in Mitophagy and Nutrient Sensing, and Genomic Damage. Nutrients. 2022; 14 (5): 1114. doi: 10.3390/nu14051114.


7. Liu D., Ouyang Y., Chen R. et al. Nutraceutical potentials of algal ulvan for healthy aging. Int. J. Biol. Macromol. 2022; 194. P. 422-434. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.11.084.


8. Gaidamakova E.K., Sharma A., Matrosova V.Y. et al. Small-Molecule Mn Antioxidants in Caenorhabditis elegans and Deinococcus radiodurans Supplant MnSOD Enzymes during Aging and Irradiation. Mbio. 2022; 13: Issue 1 e03394-21


9. Harman D. The free radical theory of aging. Antioxid. Redox Signal. 2003; 5 (5): 557-561.


10. Duan J., Li Y., Gao J. et al. ROS-mediated photoaging pathways of nano- and micro-plastic particles under UV irradiation. Water Res. 2022; 216: 118320. doi: 10.1016/j.watres.2022.118320.


11. Ferrucci L., Fabbri E. Inflammageing: chronic inflammation in ageing, cardiovascular disease, and frailty. Nat. Rev. Cardiol. 2018; 15 (9): 505-522.


12. Beckman K.B., Ames B.N. The free radical theory of aging matures. Physiol. Res.1998; 78: 547-581.


13. Gordon C.A., Madamanchi N.R., Runge M.S., Jarstfer M.B. Effect of oxidative stress on telomere maintenance in aortic smooth muscle cells. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2022; 1868 (7): 166397. doi: 10.1016/j.bbadis.2022.166397.


14. Majewski M., Klett-Mingo M., Verdasco-Martín C.M. et al. Spirulina extract improves age-induced vascular dysfunction. Pharm. Biol. 2022; 60 (1): 627-637. doi: 10.1080/13880209.2022.2047209.


15. Zhang B., Pan C., Feng C. et al. Role of mitochondrial reactive oxygen species in homeostasis regulation. Redox Rep. 2022; 27 (1): 45-52. doi: 10.1080/13510002.2022.2046423.


16. He S., Zhou M., Zheng H. et al. Resveratrol inhibits the progression of premature senescence partially by regulating v-rel avian reticuloendotheliosis viral oncogene homolog A (RELA) and sirtuin 1 (SIRT1). Ren Fail. 2022; 44 (1): 171-183. doi: 10.1080/0886022X.2022.2029488.


17. Kopalli S.R., Cha K.M., Cho J.Y. et al. Cordycepin mitigates spermatogenic and redox related expression in H2O2-exposed Leydig cells and regulates testicular oxidative apoptotic signalling in aged rats. Pharm. Biol. 2022; 60 (1): 404-416. doi: 10.1080/13880209.2022.2033275.


18. de Oliveira Zanuso B., de Oliveira Dos Santos A.R., Miola V.F.B. et al. Panax ginseng and aging related disorders: A systematic review. Exp. Gerontol. 2022; 161: 111731. doi: 10.1016/j.exger.2022.111731.


19. Ou K., Li Y., Liu L. et al. Recent developments of neuroprotective agents for degenerative retinal disorders. Neural Regen Res. 2022; 17 (9): 1919-1928. doi: 10.4103/1673-5374.335140.


20. Sadrkhanloo M., Entezari M., Orouei S. et al. Targeting Nrf2 in ischemia-reperfusion alleviation: From signaling networks to therapeutic targeting. Life Sci. 2022; 300: 120561. doi: 10.1016/j.lfs.2022.120561.


21. Rodríguez E., Radke A., Hagen T.M., Blier P.U. Supercomplex Organization of the Electron Transfer System in Marine Bivalves, a Model of Extreme Longevity. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2022; 77 (2): 283-290. doi: 10.1093/gerona/glab363.


22. Дильман В.М. Большие биологические часы. (Введение в интегральную медицину). М.: Знание, 1986.


23. Hajishengallis G., Li X., Divaris K., Chavakis T. Maladaptive trained immunity and clonal hematopoiesis as potential mechanistic links between periodontitis and inflammatory comorbidities. Periodontol. 2022; 89 (1): 215-230. doi: 10.1111/prd.12421.


24. Shimizu S., Nagao Y., Kurabayashi A. et al. Effects of losartan on bladder dysfunction due to aging-related severe hypertension in rats. Eur. J. Pharmacol. 2022; 922: 174911. doi: 10.1016/j.ejphar.2022.174911.


25. Tan D.X., Manchester L.C., Reiter R.J. CSF generation by pineal gland results in a robust melatonin circadian rhythm in the third ventricle as an unique light/dark signal. Med. Hypotheses. 2016; 86: 3-9. doi: 10.1016/j.mehy.2015.11.018.


26. Khizhkin E.A., Ilukha V.A., Vinogradova I.A. et al. Physiological and Biochemical Mechanisms of Lifespan Regulation in Rats Kept Under Various Light Conditions. Curr. Aging Sci. 2017; 10 (1): 49-55.


27. Хорошинина Л.П. Гериатрия, глава: Нейроэндокринологическая (элевационная) теория старения и формирования возрастной патологии. Гериатрия. ГЕОТАР-Медиа. 2019.


28. Frolkis V.V. Stress-age syndrome. Mech. Ageing Dev. 1993; 69 (1-2): 93-107.


29. Хейфлик Л. Смертность и бессмертие на клеточном уровне. Биохимия. 1997; 11: 1380-1393.


30. Оловников А.М. Старение есть результат укорочения «дифферотены» в теломеразе из-за концевой недорепликации. Известия АН СССР (Серия биол.). 1992; ? 4. С. 641-643.


31. Olovnikov A.M. A theory of template margin in enzimic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. J. Theoretical Biology. 1973; 1 (41): 181-190.


32. Al-Daghri N.M., Sabico S., Ansari M.G.A. et al. Endotoxemia, vitamin D and premature biological ageing in Arab adults with different metabolic states. J. Biol. Sci. 2022; 29 (6): 103276. doi: 10.1016/j.sjbs.2022.03.026.


33. Fragkiadaki P., Renieri E., Kalliantasi K. et al. Τelomerase inhibitors and activators in aging and cancer: A systematic review. Mol. Med. Rep. 2022; 25 (5): 158. doi: 10.3892/mmr.2022.12674.


34. Li P., Wang Z.Y., Li Y. et al. Bsu polymerase-mediated fluorescence coding for rapid and sensitive detection of 8-oxo-7,8-dihydroguanine in telomeres of cancer cells. Talanta. 2022; 243: 123340. doi: 10.1016/j.talanta.2022.123340.


35. Phillippe M. Telomeres, Oxidative Stress and Timing for Spontaneous Term and Preterm Labor. Am. J. Obstet. Gynecol. 2022; S0002-9378(22)00303-9. doi: 10.1016/j.ajog.2022.04.024.


36. Оловников А.М. Первопричина старения заключается в укорочении редумер - перихромосомных линейных молекул ДНК, а вовсе не теломер - «линеек» биологического времени. Феномен и ноумен времени. 2005; 2: 294-316.


37. Джагаров Д.Э. Эпигенетика старения: прорывное направление геронтологии? Успехи геронтол. 2018; 31 (5): 628-631.


38. Gonzalo S. Epigenetic alterations in aging. J. applied Physiol. 2010; 109 (2): 586-597. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2928596/.


39. Смирнов В.В., Леонов Г.Е. Эпигенетика: теоретические аспекты и практическое значение. Лечащий врач. 2016; 12.


40. Teschendorff A.E., J. West, S. Beck. Age-associated epigenetic drift: implications, and a case of epigenetic thrift? Hum. Mol. Genet. 2013; 22 (R1): R7-R15. doi: 10.1093/hmg/ddt375


41. Вейсман А. Лекции по эволюционной теории, читанные в Университете во Фрейбурге (в Брейсгау) проф. Августом Вейсманом. Пг., 1918.


42. Скулачeв В.П. Феноптоз: запрограммированная смерть организма. Биохимия. 1999; 64 (12): 1418-1426.


43. Ямпольский Л.И., Галимов Я.Р. Эволюционная теория старения у Daphnia. Ж. общей биологии. 2005; 66 (5): 416-424.


44. E.D. Bazhanova, V.N. Anisimov. Participation of FAS- and TNF-Dependent Pathways in Apoptosis Mechanisms in Hypothalamus in Physiological and Pathological Aging. Advances in Gerontology. 2020; 10 (4): 382-387. DOI: 10.1134/S2079057020040037


45. Kim S.H., Kang Y.J., Sung B. et al. MHY-449, a novel dihydrobenzofuro[4,5-b][1,8]naphthyridin-6-one derivative, mediates oxidative stress-induced apoptosis in AGS human gastric cancer cells. Oncol. Rep. 2015; 34: 288-294. https://doi.org/10.3892/or.2015.3984


46. Matsui Y. Pathological state or cause of sarcopenia. Clin. Calcium. 2017; 27: 45-52. https://doi.org/10.CliCa17014552


47. Bazhanova E.D., Teply D.L., Khuzhakhmetova L.K., Anisimov V.N. AKT, ERK and NFKB Signaling Pathways in Neurons of Hypothalamic Supraoptic and Paraventricular Nuclei in Aging Transgenic Mice with HER2/neu Overexpression. J. Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2020; 56: 499-508.


48. Kameda M., Mikawa T., Yokode M. et al. Senescence research from historical theory to future clinical application. Geriatr. Gerontol. Int. 2021; 21 (2): 125-130. doi: 10.1111/ggi.14121.


49. Абдыев В.К., Дашинимаев Э.Б., Неклюдова И.В. и др. Современные технологии получения первичных половых клеток человека in vitro. Биохимия. 2019; 84 (3): 330 - 342.


50. Бигильдеев А.Е., Пилунов А.М., Сац Н.В. и др. Клональный состав мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток человека: применение генетических штрих-кодов для исследования. Биохимия. 2019; 84 (3): 365-379.


51. Рыбцов С.А., Лагарькова М.А. Развитие гемопоэтических клеток в раннем эмбрионе млекопитающих. Биохимия. 2019; 84. ?3. С. 297-313.


52. Kim W., Gwon Y., Park S. et al. Therapeutic strategies of three-dimensional stem cell spheroids and organoids for tissue repair and regeneration. Bioact. Mater. 2022; 19: 50-74. doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.03.039.


53. Zheng A., Bilbao M., Sookram J. et al. Epigenetic drugs induce the potency of classic chemotherapy, suppress post-treatment re-growth of breast cancer, but preserve the wound healing ability of stem cells. Cancer Biol. Ther. 2022; 23 (1): 254-264. doi: 10.1080/15384047.2022.2052540.


54. Каплун Д.С., Фок Р.Э., Коростина В.С. и др. Увеличение эффективности соматического репрограммирования при нокауте гена Kaiso. Биохимия. 2019; 84 (3): 404 -412.

Журнал основан 16 ноября 2000г.
Выдано Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций

(c) Перепечатка материалов сайта Medline.Ru возможна только с письменного разрешения редакции