Экология
региональное природопользование

Жизнедеятельность

Биологические перспективы продления человеческой жизни

Знание биологических основ старения организма, возможных причин сокращения продолжительности жизни под влиянием тех или иных физических или химических факторов необходимо проведения правильной экологической политики.

Все живые существа обладают совокупностью одних и тех же свойств. Сходство жизненных свойств у организмов, находящихся на разных уровнях сложности строения, обусловлено сходством их биологической организации. Клетки каждого организма помимо воды и ряда неорганических ионов содержат несколько типов макромолекул:
1) нуклеиновые кислоты (ДНК — хранение информации о структуре белков, РНК — перенос информации);
2) белки (катализаторы химических реакций или структурные компоненты клеток);
3) сахара и полисахариды (источники энергии и структурные компоненты);
4) липиды (источники энергии и структурные компоненты).

В настоящее время установлено, что центральное место в жизнедеятельности человека занимает ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), в которой записана информация обо всех потенциальных возможностях организма и программа, по которой эти возможности реализуются в процессе формировавния клеток, тканей и органов. Клетки, через которые осуществляется преемственность поколений, несут в себе только зачатки развития признаков и свойств. Эти зачатки получили название генов. Ген это фрагмент молекулы ДНК (или участок хромосомы), определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. Число генов, кодирующих синтез отдельных белков в каждой клетке или определяющих тот или иной признак организма, равно двум: один ген содержится в наборе хромосом, полученном из женской половой клетки, другой из мужской.

Хромосомы — палочкообразные переплетенные капсулы в которые входят: спиралезакрученная нить ДНК, основные (NH2) и кислотные (СООН) белки. В целом ДНК представляет собой органическое соединение, включающее азотистое основание, сахар, Пентозу и остаток фосфорной кислоты, связь в одной цепи коваЛентная, объединение цепей в молекулу осуществляется с помощью водородных связей.

Строение молекулы ДНК достаточно сложное и является предизучения биологов. Здесь мы остановимся только на основных свойствах ДНК:

  1. ДНК определяет образование и функционирование организма как на клеточном уровне, так и в целом по определенной программе.
  2. Почти все спонтанные повреждения ДНК залечиваются.
  3. ДНК реагирует на внешние химические и физические во3 действия, разрушаясь и залечиваясь, передавая при этом информацию по клеточному циклу.
  4. Необратимые разрушения ДНК могут привести в зависимо, сти от очага поражения к гибели организма.

Биологами установлено, что среди генов, составляющих геном человека, всегда есть такие, которые аналогичны по своей структуре генам онкогенных вирусов, ответственных за способность дефектов ДНК вызывать превращение нормальных клеток в раковые.

Под влиянием физических или химических канцерогенных агентов окружающей среды (иногда спонтанно при старении организма) такие «встроенные» гены могут изменяться и активироваться, что приводит к развитию раковых заболеваний. Изменения ДНК, а также структуры и функции мембран клеток, белоксинтезирующего аппарата и систем энергообеспечения, нарушения гомеостаза организма на различных уровнях — вот главные биологические основы снижения жизнеспособности организма. При этом, если нарушается нормальное потребление организмом кислорода, важную роль начинают играть активные формы кислорода, оказывающие разрушительное окислительное действие. Вмешиваясь в процессы нормального функционирования ДНК, они способствуют повреждениям ДНК токсичными продуктами метаболизма, нарушают нормальный ионный обмен, снижают функции белоксинтезирующего аппарата.

Анализ статистических данных о комбинированных эффектах действия различных химических канцерогенов (ХК) и различных видов излучений показывает, что при определенных условиях их действие усиливает друг друга. Установлено, что ХК могут так влиять на изменения ДНК, что канцерогенные эффекты, обусловленные предварительным лучевым поражением ДНК (например облучением), резко усиливаются. А именно ионизирующая радиация в сочетании с некоторыми химическими веществами загрязнителями, постоянно присутствующими в окружающей среде, усиливает риск раковых заболеваний во много раз. К числу загрязнителей относится ряд веществ природного происхождения» попадающих в пищевые продукты извне и являющихся генотоксическими веществами. Например, в пищевых продуктах могут содержаться нитрат и нитрит. Генотоксические нитросоединения накапливаются в овощах И чрезмерном применении азотных удобрений.

Вредные факторы окружающей среды целесообразно выделить четыре большие группы: физические, химические, биологичеc и социальные. Например, среди вредных физических факторов, постоянно оказывающих действие на человека и биосферу в целом, ионизирующее излучение, УФИ, излучение радиодиапазона и др. Еще более широк набор биохимических (микроорганизмы, аллергены, вакцины, токсины) и химических факторов (цолициклические ароматические углеводороды.

В общем случае при комбинированном действии вредных факторов окружающей среды наблюдается либо простая суммация эффектов (аддитивное действие), либо сенсибилизирующее действие (действие одного фактора усиливает действие второго, хотя первое вредного действия не оказывает), либо коалитивное действие (регистрируется новый биологический эффект, не присущий ни одному из воздействующих агентов в отдельности).

Наиболее критическими повреждениями ДНК при действии большинства физических и химических факторов являются двойные разрывы. Общий механизм усиления реакции ДНК на комбинированное действие различных вредных факторов называется синергизмом.

Если на клетку при этом действует другой агент (например, мутаген X), то экспозиция клеток агентом X будет приводить к возникновению однонитевых разрывов ДНК и двунитевых разрывов. Если клетка облучена в дозе О при одновременном воздействии агента X, то дополнительное количество двунитевых разрывов ДНК, образующихся в результате взаимодействия однонитевых разрывов, сформированных разными агентами.

К счастью, наряду с генотоксическими и канцерогенными торами на человека воздействуют и факторы, обладающие противоположными свойствами (антиоксидантные фактоjj). Например, в определенных овощах (морковь, капуста, петика, укроп) содержатся каротин и хлорофилл, обладающие анутагенными, радиозащитными и антиканцерогенными свойствами. В частности, реакция активных форм кислорода резко тормозится каротином, а также витамином Е и соединениями седеяа. Причем антиканцерогенные свойства соединений селена (например, селенметионина), установленные медиками США, достаточно эффективны, но нужна строгая дозировка их употребления, поскольку большие концентрации селена токсичны для организма. Пока речь может идти об употреблении в пищу продуктов, обогащенных селеном, например творога. Результаты иссле, дований показали, что, оптимизируя содержание селена в крови, можно существенно уменьшить риск развития не только злокачественных заболеваний, но и болезней сердца.
Справедливости ради следует отметить, что испытания с селеном были начаты в 1912 г. в России. Работая в хирургическом отделении, проф. А. Вассерман заинтересовался вопросом о жизнеспособности свежеоперированных раковых опухолей в кровяной сыворотке, полученной от здоровых людей и от больных раком. Для отличия живых клеток от пораженных проф. А. Вассерман пользовался селенокислым и теллуровокислым натрием: эти соли в при» сутствии раковых клеток восстанавливаются и дают в случае теллУра черный осадок, а в случае селена — красный. При проведении опытов А. Вассерман заметил, что селен и теллур особенно сильно осаждаются на наиболее жизнеспособных элементах раковых опухолей. Эти клетки, участвуя в восстановлении солей селена и Теллура, сами также претерпевали существенные изменения. В Четности, при введении растворов названных солей в различные Раковые опухоли было обнаружено, что в большинстве случаев твердые опухоли весьма быстро размягчались и рассасывались и
ередко достигалось полное излечение подопытного животного проводились на мышах).

Возвращаясь к природным антиоксид антам, заметим, что яьным антиканцерогенным биологическим действием обладает каротин. Причем ркаротин в организме частично превращается в витамин А, а частично накапливается, выполняя защитные функции. Таким образом, умеренное и регулярное употребление чистой красной моркови и свежеприготовленного сока, а также щавеля и тыквы можно рекомендовать в фактора, снижающего риск развития преждевременного старели и опухолей. Естественно, что положительный эффект дают овощи собранные только с незагрязненных угодий.

Предупредить развитие опухолевых заболеваний можно, гая таких воздействий на организм, которые бы перегружали за, щитные механизмы. Например, чтобы не перегружать возможность восстановления ДНК, нужно избегать действия факторов способных усилить спонтанную нестабильность ДНК или вызвать дополнительное число повреждений ДНК. В 1985 г. в НИИ противоракового центра в Токио обнаружили, что дым одной сигареты индуцирует в ДНК клеток человека 104 разрывов в расчете на каждую клетку. Это число разрывов эквивалентно числу повреждений, индуцируемых уоблучением большой дозы, причем эти механизмы сходны с теми, по которым проходят спонтанные повреждения ДНК, накапливаемые с возрастом при естественном старении.

Опухолевый рост начинается с повреждения ДНК, индуцирующего трансформацию нормальной клетки в злокачественную, За этой стадией следует стадия развития. Предотвратить зарождение опухоли можно, только сохраняя целостность ДНК. Стадию зарождения опухоли тормозят антиоксиданты, витамины С и Е; стадию развития — витамины Е, селен, антиоксиданты.

Несколько меньшую зависимость от экологической ситуации, чем онкологические заболевания, имеют сердечнососудистые заболевания, и в частности атеросклероз, обусловленный высоким уровнем холестерина в крови. Понизить и стабилизировать уровень холестерина можно с помощью правильной диеты. Этот уровень можно снизить на 10—15 %, причем, по оценкам кардиологов, снижение уровня холестерина на 1 % понижает вероятность сердечного приступа на 2 %. Оптимальной считается такая диета, в которой ежедневное содержание жиров по калорийности не превышает 30 %. По оценкам американских исследователей, вслеДР1^ вие изменения диеты, приведшей к уменьшению потребления *° лестерина с пищей, в США за последние 10 лет спасено пример 200 тыс. жизней. Кроме этого установлено, что при умеренных систематических физических нагрузках нормализуется обмен лестерина, уменьшается риск отложения его в сосудистой стеВ и, следовательно, снижается риск развития атеросклероза. В наше время в России получены данные об усилении синтеза ферментов и вывода излишнего холестерина из организма ф изменении условий жизни людей, в частности при периодической адаптации к горной гипоксии (циклы климатотерапии в усовиях среднегорья не выше 2000 м). Условия уменьшения развития болезней века просты:
• проживание в экологически здоровой местности;
• умеренные физические нагрузки и питание;
• достаточное содержание в пище природных антиоксидантов;
• установка на доброжелательность.

<Современные представления о возникновении жизни на Земле
Главная   |   Поля   |   Жизнедеятельность   |   Природопользование   |   Безопасность   |   Карта сайта
2008-2015 © p0d.ru, E-mail:info@p0d.ru