post

Стареене и смърт

Процесите на стареене и смърт са неизменна част от жизнения цикъл на почти всеки жив организъм. Посредством тях живият свят непрекъснато се обновява и адаптира спрямо промените в околната среда.

Движещи сили на живота

Живот

Преди да определим какви са движещите сили на живота, трябва изпървом да уточним самото понятие. Живот или жива материя наричаме всяка система, независимо от нейната сложност, която може да обменя самостоятелно енергия и материя с околната среда продължително време, да се саморегулира и да се самовъзпроизвежда. Например Слънцето не може да се смята за жива система, макар да отдава енергия и материя.

Живи са растенията, животните и хората, бактериите, едноклетъчните организми и гъбите. Немъртви са вирионите, които проявяват форми на живот едва, когато попаднат в гостоприемник под формата на вируси. Животът на планетата Земя, в най-простите си форми е изграден на базата на два вида органични съединения – нуклеинови киселини и белтъци.

От топло към студено

За да обясним движещите сили на живота, трябва да тръгнем от най-ниските нива на организация на материята – атомно и молекулно.

Слънцето е единственият първичен източник на енергия за живота на Земята; снимка: NASA

Нашата планета е в обсега и в гравитацията на звездата наречена Слънце. Тя от своя страна непрекъснато бомбардира Земята с огромни количества енергия. Те се пренасят под формата на кванти (порции), носени от частици наречени фотони.

Според Втория принцип на термодинамиката, топлината преминава винаги само от топло към студено и никога обратно. Това ще рече, че частиците материя на планетата ни поглъщат енергията на фотоните. Естествено тези процеси на енергопоглъщане довеждат до увеличаване на ентропията – стремежа към хаос, защото се получават високоенергийни частици.

Те обаче от своя страна са и високореактивоспособни. Заради това, при срещата на два или повече взаимно допълващи атоми се образува химична връзка между тях, общата енергия на системата намалява, а погълнатата топлина се отделя в околната среда. Нестабилната система става стабилна, а ентропията намалява.

Какъв е  фундаментът на живота?

Трансформирането на светлинната енергия в химическа е в основата на живата материя. В началото това се е случвало в органичната супа на първичния океан. Нейното съществуване е било възможно благодарение на специфичния химичен състав на Земята, който е изключително разнообразен и съдържа свободна вода.

Появата на сложни по състава си молекули като нуклеиновите киселини и белтъците създала предпоставки за възникването на по-сложни, но по-ефективни системи за усвояване на енергията. Така се е зародил животът, който представлява в своята всеобхватност, една огромна биохимична система за трансформиране на енергия. Стотици милиарди планети нямат такава система, защото при тях не присъстват необходимите условия за нейното възникване.

стареене и смърт

в изминалите геологични епохи животът на Земята е бил коренно различен от съвременния

За да съществува тази принципно нова организация на материята, отново е необходима енергия, която за щастие на земляните все още се получава в изобилие от началния източник – Слънцето. Т.е. животът, такъв какъвто го познаваме сега, не би бил възможен без точните количества енергия. Той е възникнал благодарение на тях и при изчезването им, ще изчене в сегашния си вид.

Възможно е да възникне под друга форма или при краен катаклизъм да се върне във формата на органична супа. А може да изчезне завинаги, а планетата ни да стане като другите безжизнени пустини, но никога няма да е същата както сега.

Безсмъртие

Тъй като животът най-вероятно е възникнал от една единствена молекула нуклеинова киселина, която се е сдобила с възможността сама да се удвоява, то без проблем можем да кажем, че той като цяло е безсмъртен. Или поне докато не настъпят промените, за които споменахме по-горе в публикацията. Всички живи организми днес и всички измрели, които са съществували в миналото, са генетични копия, макар и много променени, на първата нуклеинова киселина.

В този ред на мисли, простите организми, които се размножават само чрез делене, за тях също е възможно да кажем, че на теория са безсмъртни, но вече разглеждани като индивиди. При тези видове не можем да говорим за стареене, а смъртта може да е следствие само от факторите на средата или дефект в клетката. Такива например са бактериите и едноклетъчните, чиито жизнен цикъл обхваща времето между две деления и на практика те не умират.

Подобни форми на безсмъртие може да се наблюдават при някои от по-нисшите многоклетъчни организми. Например планарията има клетки наречни необласти, които имат изключителната способност да се делят и диференцират. При тежки наранявания те могат да регенерират цели части от тялото. Освен това, този вид плоски червеи имат способността да се делят  като едноклетъчни, което също им предоставя достъп към безсмъртието.

Стареене

Многоклетъчните организми възникват като далеч по-сложни и самоорганизирани системи за по-ефективно преобразуване на енергията. При тях се наблюдава диференциация и специализация на клетките, а също организирането им в специфични нива и структури.

Нещата се усложняват крайно много в устройството на тези организми, което довежда до различни ограничения. Някои клетки се специализират необратимо и загубват способността си да се делят (еритроцити), а други се създават веднъж в живота на организма и се наричат постмитотични (неврони). Последните имат крайно ограничени регенеративни способности и не се делят.

Най-важното обаче е, че многоклетъчният организъм не е механичен сбор от всички свои клетки, а изцяло нова функционална жива система, в която ако критична част бъде повредена, няма как да се замени с друга. Работата на организма се подчинява на всички закони на природата и следователно с времето частите, които не могат да се заменят се износват и повреждат. Появява се концепцията за стареене.

Тъй като митотичните клетки в многоклетъчния организъм не могат да се делят повече от неговото съществуване, броят на техните цикли на делене се утвърждава постепенно в процеса на еволюция. Информацията за това се съхранява в генетичния код на съответния вид.

теломерни участъци на хромозома отговорни за стареене на клетките

Например при човека, копирането на генетичния код при репликацията е сложен и несъвършен процес. За неговото улесняване, в края на всяка хромозома има теломер – участък с безсмислени идентични кодони. При всяко копиране техния брой намалява, което de facto отразява стареенето на клетката.

Когато теломерният участък стане прекалено къс, клетката се счита за остаряла и загубва възможността си да се дели. Изключение има при половите и туморните клетки, при които теломерът непрекъснато се удължава с помощта на ензима теломераза.

Смърт

Ако отделният индивид не стане жертва на целенасочения или случайния характер на естествения отбор, то той постепенно остарява и достига до момент, в който тялото му започва да губи нормалната си функционалност. Стъпка по стъпка отказват да работят различни тъкани, органи или цели системи и съществуването на индивида става нецелесъобразно.

Когато една или няколко ключови системи откажат да функционират, организмът умира. Продължителността на живота и моментът на смъртта на повечето видове са предопределени от генетичния им код, който се е утвърдил в процеса на еволюция. Различни фактори на средата могат да удължат или скъсят живота. Но не е възможно индивид, който трябва да живее приблизително 60 години да сполучи да достигне 200.

Смъртта е закономерен изход за всеки сложен многоклетъчен организъм, но тя дава възможност за възраждане на живота. Материята и енергията на загиналия индивид навлизат в кръговрата на веществата и в енергийния поток в природата и могат да се използват отново и отново за създаването на нов живот.

Факт е, че в процеса на еволюция неефективните ситеми и безполезните белези винаги отпадат, за да дадат път на новите. Смъртта осигурява нужната за това органична материя. И всъщност така се постига безсмъртието на целия живот… или поне докато Слънцето осигурява необходимата за целта енергия.

Стареене и смърт при хората

Напредъкът на съвременната медицината дава възможност на повечето хора да увеличат продължителността на живота си. В миналото хората рядко са доживявали до старост, а средната продължителност на живота е била 25 години. Но все пак е имало и случаи, когато отделни индивиди са достигали 80-90 години.

Това обаче не означава, че след като средната продължителност на живота се е повишила в нашето съвремие, ще се повиши и процентът на хората достигнали 90 години и повече. На практика днес много хора доживяват до 60 години, но средната след тази възраст не се е повишила много в сравнение с преди.

Независимо от всичко направено от медицината и науката, старостта наляга хората в същата степен и по същия начин, както винаги е било. Ако изключим случайните фактори, заразните и раковите заболявания, както при всички машини, така и при хората движещите се части се повреждат първи.

Износване на кръвоносната система

Кръвоносната система се износва и сърцето и артериите отслабват. На болести на кръвообращението се дължат повече от половината смъртни случаи в развитите страни, касаещи преждевременната смърт. От всички тези смъртоностни заболявания атеросклерозата държи водеща позиция с 25% смъртност.

Тя се характеризира със зърноподобни мастни отлагания по вътрешната повърхност на артериите. Повишава се съпротивлението при движението на кръвта, а от там се повишава и натоварването на сърцето. Кръвното налягане се увеличава и се създава опасност от спукване на малките кръвоностни съдове. Ако това се случи в мозъка, се наблюдава мозъчен кръвоизлив или наричан още удар. Понякога спукването е незначително и незабележимо, но друг път масивното разкъсване на съдове води до парализа или смърт.

Загрубяването и стесняването на артериите води до повишено триене на кръвта с вътрешната им повърхност. Така се създава опасност от образуване на съсиреци и тромбоза (блокиране на кръвния поток). Ако тромбозата е в коронарната артерия на сърцето се наблюдава почти моментална смърт.

Холестерол

Един от главните виновници за отлаганията по стените от артериите е холестеролът. Концентрацията му е особено висока при хора с наднормено тегло и при страдащи от атеросклероза. Хората с наднормено тегло са по-податливи към атеросклероза от слабите. Същото важи и за диабетиците. От друга страна дебелите са по-податливи и към диабет.

Не случайно хората, които достигат напреднала възраст, са често слаби и дребни. Животинските мазнини са особено богати на холестерол, а растителните мазнини – бедни. Нещо повече, ненаситените растителни мазнини, имат свойството да противодействат на отлагането на холестерола. Много хора избягват консумацията на храни с голямо съдържание на холестерол, без да знаят, че холестеролът в кръвта не идва от храната. Организмът може и си произвежда много лесно холестерол, независимо от това какво ядете.

стареене и смърт

символика, която е недвусмислена когато става дума за стареене и смърт

И в крайна сметка

С или без атеросклероза, хората остаряват неизбежно. Костите стават крехки, мускулите отслабват, ставите се износват, рефлексите се забавят, зрението се влошава и т.н. С известна неточност може да се каже, че бозайниците живеят най-много толкова, колкото е необходимо на сърцето им да извърши 1 милиард удара.

Човешкото сърце обаче в това отношение превъзхожда сърцата на останалите бозайници и може да отброи средно до 2,5 милиарда удара, а понякога и повече. Независимо от всичко накрая остаряваме и умираме. Каква е причината за старостта напълно не може да се каже. Ясно е, че по някакъв начин е резултат от комплексното действие на факторите на средата, генетичните заложби на вида и износването на организма.

До сега не са открити механизми, които да възпрепятстват механизмите на стареенето. Също така не са открити и начини за съживяване на вече мъртви организми. Единственият път към безсмъртие, който е известен до днес е чрез възпроизвеждане и размножаване на организмите. Това позволява запазване на вида, но изисква загиване на старите индивиди. Безсмъртието на старите индивиди би попречило на появата на нови генотипове, което от своя страна ще намали еволюционната адаптивност на вида като цяло и ще го обрече на изчезване и гибел.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *