Старение и смерть

Старение и смерть как биологические явления

Старение и смерть

Старость представляет собой закономерную стадию индивидуального развития, по достижении которой организм приобретает определенные изменения во внешнем виде и физическом состоянии.

Старость наступает в пострепродуктивном периоде онтогенеза, однако начало угасания репродуктивной функции и её полная потеря не могут служить нижней границей старости. Многие изменения, выраженные в старости, начинаются задолго до снижения репродуктивной активности. Это относится как к физическим признакам (поседение волос), так и к функциям отдельных органов.

Различают хронологический и биологический возраст. По современной классификации людей, хронологический возраст которых достиг 60-74 лет, называют пожилыми, 75-89 лет — старыми, свыше 90 лет — долгожителями.

Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости появляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различными темпами нарастания. Кроме того, изменения даже одного параметра, коррелирующего с возрастом, подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям.

Так, если исходить из такого показателя, как упругость кожи, то один и тот же биологический возраст достигается женщиной примерно в 30 лет, а мужчиной в 80.

Состояние старости в биологическом понимании достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Эти изменения распространяются на все биологические системы.

Суммарный их результат заключается в нарастающем с возрастом снижении жизнеспособности особи, уменьшении эффективности адаптационных, гомеостатических механизмов. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть.

Смерть представляет собой универсальный механизм от ограничения определённым пределом участия организмов в репродукции себе подобных. Без смерти не было бы смены поколений — одной из главных предпосылок эволюционного процесса.

Скорость нарастания и выраженность изменений в процессе старения находятся под генетическим контролем. В пользу этого говорит то, что продолжительность жизни является видовым признаком.

Учитывая сложный характер влияния генетических и средовых факторов на процесс старения, нелегко ответить на вопрос о том, как долго может жить человек. Разные авторы называют величины от 70 до 200 лет. По-видимому, истинная величина биологической продолжительности жизни укладывается в эти пределы.

Если основываться на статистическом анализе показателей смертности, то интересующая нас величина находится в области 90 лет. В настоящее время средняя продолжительность жизни в экономически развитых странах составляет 71,1, а в развивающихся — 52,2 года. При этом женщины живут в среднем на 10-12 лет дольше мужчин.

Как правило, после 50 лет у человека возникают стойкие внешние проявления старения кожи. Появляются рубцы, пигментные пятна, бородавки и родинки, а также морщины, которые образуются из-за потери подкожного жира. Уменьшается число потовых желез, что делает кожу более сухой и шершавой. Кожа становится дряблой (потеря коллагена).

Другие характерные признаки — выпадение или поседение волос на голове.

Изменения в пищеварительной системе заключаются в потере зубов и снижении уровня пищеварительных соков.

Примерно с 40 лет начинается прогрессивный подъём артериального давления, снижается эластичность сосудов. Как правило, наблюдается разрастание соединительной ткани.

В старости снижается интенсивность фильтрации в почечных клубочках. Дыхательная система: после 40 лет наблюдается снижение жизненной ёмкости лёгких.

Мышцы: снижается сила сокращений, быстрее наступает утомление. Мышцы становятся более расслабленными и вялыми. С возрастом заметно изменяются иммунные реакции организма.

Особенность НС высших позвоночных заключается в том, что предшественники нервных клеток прекращают своё деление в конце эмбрионального периода. Благодаря этому количество нервных клеток в течение жизни организма может только снижаться.

К функциональным изменениям, которые развиваются в процессе старения НС, относятся снижение памяти, нарушения двигательной координации (тремор) и т. д.

Органы чувств: уменьшается способность глаза к аккомодации, так как слабеют глазо-двигательные мышцы, и изменяется структура вещества хрусталика. Это приводит к старческой дальнозоркости.

У старых людей хрусталик часто мутнеет — развивается катаракта. Острота зрения падает. Снижается чувствительность органа слуха, особенно к звуковым волнам высокой частоты. Старый человек хуже различаем запах и вкус.

У него нарушается чувство равновесия.

Таким образом, в процессе старения изменяются функции всех органов, однако эти изменения развиваются в организме неравномерно. Более того, в одном и том же органе старого человека обнаруживаются клетки с разной степенью выраженности изменений или вовсе без них.

Старение сопровождается выраженными изменениями структуры и функции генетического аппарата клеток. Отмечается снижение содержания ДНК и РНК, однако химический состав их существенно не меняется. При старении повреждаются все основные молекулярно-генетические процессы: транскрипция и трансляция наследственной информации, репликация и репарация ДНК.

Накопление в старости дефектов макромолекул сказывается на функции клеток. Особо следует становиться на изменении в процессе старения способности клеток многоклеточного организма к делению. Продолжительность жизни клеточного клона ограниченна. Неограниченной способностью к пролиферации обладают лишь клетки с измененным наследственным аппаратом, например раковые.

Согласно стохастическим гипотезам, в основе старения лежит накопление «ошибок» и повреждений, случайно (стохастическим) возникающих в процессе жизнедеятельности индивида на разных уровня его структурной организации. Разного рода повреждения в генетическом аппарате возникают вследствие «ошибок» в ходе естественных внутриклеточных процессов.

Первичные изменения на молекулярном уровне преобразуются в функциональные нарушения на более высоких структурных уровнях. Согласно программным гипотезам старение детерминировано генетически, т.е. информация о начале и содержании его представлена в геноме клеток.

В пользу запрограммированности старения говорит наличие в природе видов, у которых вслед за размножением бурно нарастают изменения, приводящие животных к гибели (тихоокеанские лососи — горбуша, нерпа — погибают после нереста).

Генетические программы старения организмов представляют собой результат эволюционного процесса. Рассмотренная гипотеза отвечает на вопрос о множественном проявлении старческих изменений на всех структурных уровнях организации.

Хотя проблема старения интересует науку давно, целенаправленные исследования в этой области начаты сравнительно недавно.

Главным стимулом работ служат настоящая демографическая ситуация и прогноз изменения возрастной структуры населения планеты на ближайшее будущее.

Смерть как биологическое понятие является выражением необратимого прекращения жизнедеятельности организма. С наступлением смерти человек превращается в мертвое тело, труп.

В зависимости от причины, ведущей к наступлению смерти, различают естественную, насильственную и смерть от болезней. Но иногда смерть поступает неожиданно, как бы среди полного здоровья — внезапна или скоропостижная смерть.

В зависимости от развития обратимых или необратимых изменений жизнедеятельности организма различают смерть клиническую и биологическую.

Клиническая смерть характеризуется остановкой дыхания и кровообращения, однако эти изменения жизнедеятельности организма в течение нескольких минут обратимы. В основе клинической смерти лежит своеобразное гипоксическое состояние в связи с прекращением кровообращения и отсутствием центральной его регуляции.

Наступлению клинической смерти предшествует агония, отражающая нескоординированную деятельность гомеостатических систем в терминальном периоде.

Поэтому агонию, которая может длиться от нескольких минут до нескольких часов, относят к так называемым терминальным состояниям, заканчивающимся клинической смертью. При терминальном состоянии и клинической смерти используют комплекс реанимационных мероприятий.

Основные закономерности угасания и восстановления жизненных функций человека изучает особый раздел медицины, называемый реаниматологией.

Биологическая смерть — необратимые изменения жизнедеятельности организма, начало аутолитических процессов. Однако гибель клеток и тканей при наступлении биологической смерти происходит не одновременно.

Первой погибает ЦНС; уже через 5-6 мин после остановки дыхания и кровообращения происходит разрушение ультраструктурных элементов паренхиматозных клеток головного и спинного мозга.

В других органах я тканях этот процесс растягивается на несколько часов и даже суток, общая структура многих органов и тканей, наблюдаемая после смерти под световым микроскопом, довольно долго сохраняется, лишь при электронно-микроскопическом исследовании отмечается деструкция ультра-структур клеток.

Поэтому патологоанатом, изучая микроскопический материал, взятый от трупа, может судить о характере патологических изменений органов и тканей. Вскоре после наступления биологической смерти и появляется ряд признаков смерти и посмертных изменений: охлаждение трупа; трупное окоченение; трупное высыхание; перераспределение крови; трупные пятна; трупное разложение.

Вопросы для самоконтроля

I. Онтогенез:

а) понятие «онтогенез» и «филогенез»;

б) типы онтогенеза: непрямой и прямой.

II. Предзиготная стадия:

а) строение и функции яйцеклеток;

б) строение и функции спермато­зоидов.

III. Оплодотворение:

а) фазы оплодотворения.

IV. Эмбриональный период:

а) дробление и его типы;

б) способы гаструляции и образования зародышевых листков;

в) гистогенез и органогенез.

V. Особенности эмбрионального развития человека. Возможные аномалии развития человека:

а) внутриутробное развитие человека;

б) нарушения эмбриогенеза у человека;

в) причины аномалий у человека;

г) критические периоды в эмбриогенезе и дальнейшем развитии человека.

https://www.youtube.com/watch?v=l5igYSlaOUI

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/17_19840_starenie-i-smert-kak-biologicheskie-yavleniya.html

Почему человек стареет и умирает?

Старение и смерть

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.

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.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ СТАВЬТЕ ЛАЙКИ И БУДЕТ МНОГО ИНТЕРЕСНОГО!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5d80b26f3d873600ad670ed4/5da7fa1986c4a900ade2cd36

Старение и смерть биологических организмов

Старение и смерть

Факультет гуманитарных и социальных наук

Кафедра социальной философии

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Основы биологии» на тему:

Старение и смерть биологических организмов.

Старение биологических организмов.

Старение — это закономерный, нарастающий во времени процесс, ведущий к снижению приспособительных возможностей организма и увеличению вероятности смерти. Нет единого мнения по вопросу о том, с какого момента онтогенеза начинается старение. Согласно одной из крайних точек зрения, старение начинается с момента образования зиготы.

Согласно другой точке зрения, важным показателем старения является прекращение функции размножения. Очевидно, что старение начинается еще в период устойчивого функционирования всех систем организма, в том числе и половой. Есть мнение, что снижение некоторых функций начинается по окончании периода роста организма, что для человека соответствует возрасту 20—30 лет.

Проявления старения достаточно очевидны и разнообразны. На организменном уровне это поседение волос, снижение эластичности кожи и сократительной способности мышц, уменьшение дыхательного объема легких, снижение функций пищеварительных, щитовидной и половых желез, остроты зрения и слуха, работоспособности нервных центров.

Наряду со снижением ряда показателей некоторые функции не изменяются, а интенсивность отдельных даже повышается. Важнейшие показатели внутренней среды, такие как уровень сахара в крови, кислотно-щелочное равновесие, состав клеток крови, заметно не изменяются, но при функциональных нагрузках проявляется неспособность организма к быстрому их восстановлению.

холестерина в крови, например, с возрастом повышается. Таким образом, при старении наблюдаются разнонаправленные изменения органов и систем. Время проявления и скорость нарастания этих изменений также неодинаковы. Так, вилочковая железа начинает атрофироваться после достижения половой зрелости, а половые железы у женщин — в 48—52 года.

Некоторые люди седеют постепенно начиная с 25—27 лет, а другие довольно быстро, но в более старшем возрасте. В процессе старения отмечается уменьшение количества клеток в обновляющихся тканях, таких как кожный эпителий и кровеносная ткань. Уменьшается также число клеток, образующих антитела, вследствие чего страдает иммунологическая защита организма.

В клетках многих тканей и органов снижается уровень энергетических и пластических процессов. В тканях, сохраняющих способность к делению клеток, сокращается количество митозов. В клетках, утративших способность к делению, например нервных, накапливается пигмент «изнашивания» липофусцин.

Процесс старения происходит не только на организ-менном и клеточном уровне, но и на молекулярном. Изменяются в неблагоприятную сторону физико-химические свойства белков, что нередко снижает их ферментативную активность. Можно думать, что с некоторых генов перестает считываться информация, падает интенсивность синтеза РНК.

Стареющая клетка хуже отвечает на регулирующие воздействия внешнего окружения. Очень интересно, что в большинстве клеток, тканей и органов проявления старения носят мозаичный характер. Наряду с измененными органеллами и клетками всегда встречаются такие, строение и функции которых совершенно нормальны.

Благодаря этому даже в глубокой старости многие жизненно важные функции протекают на достаточном для поддержания жизни уровне.

В связи с многообразием возрастных изменений к настоящему времени высказано более 200 различных гипотез старения, но ни одна из них пока не стала общепризнанной теорией.

Тем не менее все больше исследователей склоняется к признанию первичности изменений в наследственном аппарате клеток. Вместе с тем признается также немалая роль в старении и условий среды. Следует помнить, однако, что в самом онтогенезе кроется биологическая необходимость смерти, которая реализуется через старение.

После выполнения функции размножения, обеспечивающей смену поколений и поддержания жизни на видовом и более высоких уровнях организации жизни, организм закономерно стареет, что сопровождается нарастанием несоответствия между его структурно-функциональными возможностями и теми требованиями, которые к нему предъявляются средой обитания. В некоторый момент это несоответствие оказывается настолько значительным, что организм погибает.

С проблемой старения тесно связан вопрос о продолжительности жизни. Установлено, что каждый вид организмов характеризуется своей, типично видовой средней продолжительностью жизни. Типично видовую продолжительность жизни определяют возрастом, до которого доживает 20% представителей данного вида. Наряду с этим в пределах каждого вида организмы различаются по продолжительности жизни, т.

е. существует диапазон долголетия особей внутри вида. Диапазон долголетия определяют как отношение максимальной продолжительности жизни к типично видовой. Максимальной продолжительностью жизни называют предельный возраст, достигаемый отдельными организмами — долгожителями (рис. 49). Обращает на себя внимание, что диапазон долголетия у разных видов достаточно сходен.

Таким образом, различия в продолжительности жизни особей внутри вида менее выражены, чем различия в продолжительности жизни организмов разных видов млекопитающих. Это свидетельствует о генетическом контроле продолжительности жизни. Подтверждают это и другие примеры.

У долгожителей, проживших 80 лет и более, и родители чаще были долгожителями, чем у людей, умерших до достижения ими 80 лет. Продолжительность жизни у однояйцовых близнецов, как и многие другие признаки, различается гораздо меньше, чем у двуяйцовых. В различных районах мира, у разных народов средняя продолжительность жизни мужчин ниже, чем женщин.

Таким образом, роль наследственности в определении продолжительности жизни и развитии возрастных изменений несомненна. Вместе с тем нет оснований Думать о существовании особых генов долголетия. В соответствии с генетическими особенностями вида для человека возраст, когда начинается интенсивное старение, колеблется в пределах ±15 лет.

Эти колебания в некоторой степени зависят от условий и образа жизни. Значение условий жизни подтверждается тем, что средняя продолжительность жизни людей в далеком (палеолит и неолит, Древняя Греция, Римская империи) и даже менее отдаленном (XIII и XIV века нашей эры) прошлом составляла 20—40 лет.

В развивающихся странах средняя продолжительность жизни составляет 40— 50 лет, что значительно ниже, чем в развитых странах (67—77 лет). Существенный скачок, увеличивший среднюю продолжительность жизни до 73—75 лет, связан с научно-техническим прогрессом XX века. Главными причинами этого является предотвращение эпидемий особо опасных инфекций и снижение детской смертности.

В наши дни наиболее частые причины смерти — это сердечно-сосудистые заболевания и злокачественные опухоли, свойственные старшим возрастам, а также травмы.

Возрастной состав человечества сдвигается к более старшему возрасту, «население стареет». По данным на 1980 г., доля населения в возрасте 60 лет и старше во многих развитых в экономическом отношении странах достигла 20%.

Вместе с тем темп роста продолжительности жизни стал замедляться. По мнению некоторых исследователей, это означает, что человечество приблизилось к порогу типично видовой продолжительности жизни. Считают, что даже устранение сердечно-сосудистых и опухолевых заболеваний прибавит не более 10 лет.

Делается вывод о том, что реальная продолжительность жизни человека как вида составляет 80— 100 лет. В литературе описаны «рекорды» долголетия. Так, английский крестьянин Томас Парр родился в XV в., а умер в XVII, прожив свыше 152 лет. После смерти его вскрыл великий Гарвей, у которого возраст Парра не вызвал сомнений. Семейная жизнь венгров Джона и Сарры Равель длилась 147 лет: жена умерла в возрасте 164 лет, муж — 172 лет.

В связи с увеличением в общей структуре населения развитых стран доли людей преклонного возраста перед правительствами и медициной ставятся важные задачи. Необходимо, чтобы стареющие и старые люди как можно дольше сохраняли способность к активной жизни и могли приносить обществу посильную пользу.

Вот почему у нас в стране сейчас уделяется все больше внимания разработке методов лечения, а главное способов профилактики преждевременного старения и заболеваний, сопутствующих старости.

Многочисленные эксперименты на животных, а также наблюдения на человеке показывают, что среда обитания и образ жизни влияют на продолжительность жизни отдельных особей в пределах типично видовой продолжительности. Высокая температура, частая смена климатических условий, ионизирующее облучение, переедание, гиподинамия и безделье укорачивают жизнь.

Напротив, снижение температуры тела, систематическая мышечная тренировка, разумно ограниченное питание, активная психическая и интеллектуальная деятельность увеличивают продолжительность жизни. Такие вредные привычки, как курение и употребление алкоголя, неблагоприятно влияют на обмен веществ, на функции клеток и органов, способствуют более быстрому старению.

В нашей стране ведется большая просветительная и организационная работа, направленная на повышение общей культуры населения и создание всех необходимых условий для производительного труда и культурного отдыха. Грандиозные социальные мероприятия направлены на охрану здоровья престарелых людей и инвалидов, особенно инвалидов Великой Отечественной войны.

Смерть — необратимое прекращение всех проявлений жизнедеятельности организма. Она неизбежно завершает индивидуальное развитие любой особи. Правда, одноклеточные организмы могут заканчивать свое существование делением, т. е. образованием новых, дочерних, клеток. Для многоклеточных организмов смерть заключается в нарушении взаимосогласованности процессов синтеза и распада и превращении в труп.

Остановка дыхания и сердечной деятельности, считавшиеся ранее необратимыми признаками смерти, в настоящее время могут быть устранены с помощью методов оживления организма. Опыты показали, что остановка сердца и дыхания не сопровождается прекращением всех процессов жизнедеятельности организма.

Это состояние, о котором можно сказать, что оно «уже не жизнь, но еще не смерть», получило название клинической смерти. Истинная, биологическая, смерть наступает при необратимом поражении клеток головного мозга. Клетки коры головного мозга погибают через 4—С мин после прекращения кровообращения.

Разработка мероприятий, направленных на сохранение жизнедеятельности нервных клеток, восстановление кровообращения и дыхания, составляют содержание науки реанимации.

При изменениях условий внешней среды в неблагоприятную сторону (высыхание, понижение температуры) организмы могут впадать в состояние анабиоза, при котором видимые проявления жизни отсутствуют. В отличие от смерти в состоянии анабиоза процессы обмена веществ не разрегулированы и не прекращены, хотя и очень замедленны. Анабиоз — явление обратимое, и при восстановлении нормальных условий жизнедеятельность организма полностью нормализуется.

Современные теории старения. Теории старения Медавара и Захера.

Согласно Медавару, старение возникло в процессе эволюции в результате постепенной отсрочки действия вредных генов, отодвигания этого действия в пострепродуктивный период, откуда естественный отбор уже не может их устранить. Такая отсрочка времени действия повреждающих генов равноценна их удалению, уничтожению.

Поэтому Медавар предполагает, что естественный отбор благоприятствует этой отсрочке. Он приводит пример процесса отсрочки, перенесения вредного действия генов в пострепродуктивный период, который происходит в настоящее время.

Заболевание хорея Гунтингтона, выражающееся в непрестанном дрожании конечностей или головы (пляска святого Витта), наследственно и проявляется чаще всего в возрасте 35— 39 лет, причем у мужчин позднее, чем у женщин. Время наступления этого заболевания колеблется, и это колебание также генетически обусловлено.

Естественный отбор должен действовать в отношении этого заболевания таким образом, чтобы отодвигать время его проявления, так как те особи, у которых оно начнется позднее, будут иметь возможность произвести большее потомство, чем те, у которых оно проявится рано. Это и происходит на наших глазах. Оно выражается в следующем.

Поскольку продолжительность репродуктивного периода у мужчин больше, чем у женщин, сила естественного отбора с возрастом у мужчин падает меньше, чем у женщин. Вот почему у мужчин отсрочка начала заболевания хореей Гунтингтона зашла дальше, чем у женщин.

Захер берет под защиту взгляды Вейсмана на эволюционное происхождение старения, заявляя, что возражения в адрес теории Вейсмана возникли не потому, что его аргументы порочны, а скорее потому, что он привнес) в свою терминологию «двусмысленные эмоционально окрашенные слова и фразы, взятые из обыденного языка».

Захер выделяет два смысла термина «старение», которые имел в виду Вейсман. Во-первых, старение как «неотвратимый аккомпанемент существования живой материи», выражающийся скорее в случайной, чем в генетически регулируемой деградации жизненно важных макромолекул, в мутационных и инволюционных процессах. Захер называет этот вид старения облигатным.

Вторым компонентом старения, который рассматривал Вейсман, являются все генетически обусловленные деградационные процессы, которые вносят вклад в процесс терминации жизнедеятельности организма. Этот генетически детерминированный процесс Захер называет инструментальным старением.

По Захеру, именно инструментальное старение, присущее всем Metazoa, имел в виду Вейсман, когда говорил, что старение адаптивно и вырабатывается под влиянием положительного действия естественного отбора. Захер пишет: «Инструментальное старение — более широкое понятие, чем запрограммированное (programmed) старение, как понимают его Медавар и Комфорт.

Последний термин, собственно, применим лишь для некоторых специфичных механизмов терминации жизни. Примером таких механизмов являются процессы смерти у моли (сатурниды), исследованные Блестом.

Альтернатива (запрограммированному старению), названная «истощением» (running out) программы, определена Медаваром и Комфортом как прогрессивная потеря генетического контроля над процессом жизнедеятельности организма, которая возникает вследствие неконтролируемого отбором накопления повреждающих мутаций, проявляющихся после окончания репродуктивного периода.

Фенотипическое проявление старения у млекопитающих хорошо описывается «истощением» программы, но это не обязательно доказывает неспособность естественного отбора воздействовать на вредные гены.

Более легко объяснить его (старение млекопитающих) как инструментальный процесс старения, протекающий под контролем генотипа, так как большая часть процесса старения определенно падает на начальный период жизни.

«Истощение» генетической программы может быть случаем инструментального старения, если параметры процессов «истощения программы» генетически контролируются и подвергаются изменению под действием естественного отбора. Отрицание Медаваром и Комфортом запрограммированного старения связано с их отрицанием облигатного старения как необходимого физического ограничения, присущего живой материи. Отбор по признакам, проявляющимся в пострепродуктивном периоде, может совершаться по классическим механизмам популяционной генетики, описанным Холденом в 1932 г. в его дискуссии относительно отбора на альтруизм и способность совершать криминальные поступки».

Теории старения Шмальгаузен и Биддера. Проблемы сравнительной геронтологии.

Биддер и И. И. Шмальгаузен связывают возникновение старения с приобретением организмами определенного размера и формы. Старение, согласно взглядам этих авторов, является результатом побочного действия аппарата, определяющего размер и форму организма.

Биддер пишет: «Гигантские деревья, культуры клеток цыпленка и Paramecium, измерения камбалы и губок — все это говорит о том, что в этих случаях нормален неограниченный рост. Галилей показал, что для быстро движущихся наземных животных он был бы роковым.

Следовательно, быстро движущиеся млекопитающие и птицы были невозможны, пока их предки не выработали механизмов сохранения специфических размеров в пределах ошибки, не нарушающей адекватной эффективности». Остановка роста в момент достижения специфических размеров осуществляется эволюционно выработанным механизмом регуляции.

«Можно предполагать, что старение — результат продолжающегося действия регулятора, после того как рост закончен». Существующие представления о механизмах эволюционного возникновения процессов старения, несмотря на ценность содержащихся в них идей, еще мало фактически обоснованы и как следствие этого — страдают односторонностью.

Авторы высказанных гипотез не освещают многие стороны механизмов возникновения и эволюционного изменения процессов старения организмов, не учитывают влияние особенностей развития особей данного вида на сложнейший процесс возникновения старения, значения факторов роста и дифференцировки клеток, связь между старением и размножением, эволюционное значение нострепродуктивного периода у видов, воспитывающих потомство, и многое другое. Видимо, дело обстоит не так просто, как предполагают авторы существующих гипотез. Построение удовлетворительной теории возникновения и эволюции механизмов старения — сложная задача, трудоемкое и длительное дело. Оно требует большой предварительной работы, накопления достаточного количества фактов, которые позволили бы решить кардинальные проблемы сравнительной геронтологии.

Среди этих кардинальных проблем сравнительной геронтологии назовем следующие.

1. Изучение биологии и жизненных циклов возможно большего числа представителей животного и растительного мира. Разработка точных методов определения возраста основных представителей животного и растительного мира, нахождение критериев старения у изучаемых видов.

2. Выявление стареющих и нестареющих видов животных, растений и микроорганизмов. Выяснение причин отсутствия признаков старости у многих диких видов (или потому, что они не стареют, или потому, что они умирают раньше, чем у них разовьются заметные старческие изменения).

3. Изучение механизмов старения у стареющих видов. Определение зависимости процессов старения от особенностей индивидуального развития, размножения и роста организмов. Изучение эволюции конкретных проявлений процессов старения у определенных групп животных. Выявление связи между работой генетического аппарата живых существ различной высоты организации и процессами старения.

4. Исследование общих и видовоспецифических механизмов старения у организмов, стоящих на различных ступенях эволюционной лестницы.

Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Источник: https://privetstudent.com/referaty/biologiya-referaty/1744-starenie-i-smert-biologicheskih-organizmov.html

Старость и старение. Смерть как биологическое явление

Старение и смерть

Старость — это неизбежный, наступающий на смену зрелости период жизни человека и животных, характеризующийся снижением компенсаторных возможностей и реактивности организма. Старость является результатом динамического процесса — старения.

Старение — длительный биологический процесс возрастных изменений организма, начинающийся задолго до старости и неизбежно приводящий к постепенно нарастающему ограничению приспособительных возможностей организма и увеличению вероятности смерти.

Возрастные изменения, происходящие на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях, в разных органах и системах развиваются с неодинаковой скоростью и неравномерно.

Старение внутренне противоречиво. Наряду со снижением, ослаблением одних процессов происходит усиление других. Благодаря этому развиваются новые компенсаторные механизмы, способные, однако, лишь в малой степени заменить имевшиеся ранее механизмы компенсации.

Различают два вида старения — физиологическое, о котором говорилось выше, и патологическое (преждевременное).

Преждевременное, или патологическое, старение возникает в относительно молодом возрасте в результате длительного действия на организм человека некоторых вредных факторов внешней и внутренней среды (болезни, травмы, тяжелые бытовые и производственные условия, алкоголизм, неблагоприятная наследственность и пр.), ускоряющих ход нормального, физиологического старения.

Старость представляет собой стадию индивидуального развития, по достижении которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде, эмоциональной сфере.

Старческие изменения становятся очевидными и нарастают в пострепродуктивном периоде онтогенеза. Однако начало угасания репродуктивной функции или даже ее полная утрата не могут служить нижней границей старости.

Действительно, менопауза у женщин, заключающаяся в прекращении выхода зрелых яйцеклеток из яичника и соответственно прекращении месячных кровотечений, определяет окончание репродуктивного периода жизни.

Вместе с тем к моменту достижения менопаузы большинство функций и внешних признаков далеко не достигают состояния, характерного для старых людей. С другой стороны, многие изменения, которые мы связываем со старостью, начинаются до снижения репродуктивной функции.

Это относится как к физическим признакам (поседение волос, развитие дальнозоркости), так и к функциям различных органов. К примеру, у мужчин снижение выделения мужских половых гормонов половыми железами и повышение выделения гонадотропных гормонов гипофизом, что характерно для старого организма, начинается примерно от 25 лет.

https://www.youtube.com/watch?v=S1SblWx9hJ0

Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст. Согласно современной классификации, основанной на оценке многих средних показателей состояния организма, людей, хронологический возраст которых достиг 60—74 лет, называют пожилыми, 75—89 лет —старыми, свыше 90 лет —долгожителями.

Точное определение биологического возрастазатруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям.

Состояние старости достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Этот процесс захватывает все уровни структурной организации особи — молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный.

Суммарный результат многочисленных частных проявлений старения на уровне целостного организма заключается в нарастающем с возрастомснижении жизнеспособности особи, уменьшении эффективности приспособительных, гомеостатических механизмов.

Показано, например, что молодые крысы после погружения в ледяную воду на 3 мин восстанавливают температуру тела примерно за 1 ч. Животным среднего возраста на это требуется 1,5 ч, а старым — около 2 ч.

В целом старение приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма1.

Последняя же представляет собой универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении2.

Без смерти не было бы смены поколений — одного из главных условий эволюционного процесса.

Возрастные изменения в процессе старения не во всех случаях заключаются в снижении приспособляемости организма. У человека и высших позвоночных в процессе жизни приобретается опыт, вырабатывается умение избегать потенциально опасных ситуаций.

Интересна в этом плане и система иммунитета.

Хотя ее эффективность после достижения организмом состояния зрелости в целом снижается, благодаря «иммунологической памяти» по отношению к некоторым инфекциям старые особи могут оказаться более защищенными, чем молодые.

Смерть = это естественный этап онтогенеза всех организмов.без смерти не было бы смены поколений и биологической эволюции организмов на Земле. Различают биологическую и клиническую смерть. Без смерти не было бы смены поколений – одного из главных условий эволюционного процесса.

Наступлению биологической смерти нередко предшествует состояние клинической смерти, при котором клетки и ткани сохраняют достаточный уровень жизнеспособности, чтобы организм с помощью определённых воздействий мог быть возвращен к жизни – реанимация. Биологическая смерть необратима.

Она состоит в полном прекращении функционирования всех органов и систем организма.Клиническая смерть выражается в потере сознания, остановке сердечной деятельности, дыхания, в то время как большинство клеток и тканей организма остаются живыми: некоторое время происходит самообновление клеток, перистальтика кишечника и др.

Клиническая смерть является обратимой: при восстановлении сердечной и дыхательной деятельности возможно «возвращение» организма к жизни. В этом заключается цель реанимационных мероприятий.

Однако способность восстановления нормальной функции у разных клеток неодинакова: первой (через 5 мин) гибнет кора головного мозга, затем — клетки кишечника, легких, печени, мышц и сердца.

Общее понятие о гомеостазе.

Гомеостаз– постоянство внутренней среды живых организмов, которое они поддерживают, несмотря на изменение условий окружающей среды.

Гомеостаз в живом организме проявляется в относительном постоянстве таких показателей, как рН, осмотическое давление, химический состав крови, артериальное давление, температура, постоянстве биологических структур.

Необходимость гомеостаза объясняется тем, что все биохимические реакции могут протекать в строго определенных условиях (температура, рН, давление). Французский ученый Клод Бернар писал: «Постоянство внутренней среды – условие независимого существования организма».

Гомеостаз на уровне целостного организма может быть функциональным (постоянство функций) и структурным (постоянство структур).Постоянство показателей внутренней среды организма носит относительный характер, т.к. всегда имеются небольшие отклонения от нормы.

Эти колебания необходимы для того, чтобы служить сигналами для включения регуляторных механизмов. Механизмы регуляции гомеостаза имеют место на всех уровнях биологической организации: от молекулярно-генетического до организменного. Они многообразны, однако работают слаженно, т.к.

контролируются регуляторными системами: нервной, эндокринной, иммунной. Таким образом, механизмы регуляции гомеостаза носят системный характер. В основе любого заболевания лежит нарушение гомеостаза, а лечение – его восстановление.

Кибернетика –наука, устанавливающая общие принципы управления саморегулирующимися системами. Живые организмы также являются саморегулирующимися системами, и поэтому к ним применимы все кибернетические понятия и принципы регуляции. 5564777

В основе работы кибернетической системы лежит процесс передачи и обработки информации.

Нервная регуляция: высокая скорость наступления ответной реакции; реакция кратковременная; реакция носит локальный характер.

Гуморальная регуляция (обеспечивается выделением в кровь гормонов): реакция наступает медленно; реакция длительна; реакция носит разлитой характер.

Таким образом, обе системы в целостном организме дополняют друг друга. В основе функционирования нервной и эндокринной систем лежит принцип действия отрицательной обратной связи.

Рассмотрим работу нервной системы на примере регуляции рН крови:

Рассмотрим примеры работы эндокринной системы

Взаимодействие нервной и эндокринной систем можно рассмотреть на примере стрессовой реакции организма (реакции на сильный или длительный по времени действия раздражитель):



Источник: https://infopedia.su/10x7c48.html

старость и старение. смерть как биологическое явление

Старение и смерть

Старость представляет собой стадию индивидуального развития, по достижении которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде, эмоциональной сфере.

Старческие изменения становятся очевидными и нарастают в пострепродуктивном периоде онтогенеза. Однако начало угасания репродуктивной функции или даже ее полная утрата не могут служить нижней границей старости.

Действительно, менопауза у женщин, заключающаяся в прекращении выхода зрелых яйцеклеток из яичника (овуляция) и, соответственно, прекращении месячных кровотечений, определяет окончание репродуктивного периода жизни.

Вместе с тем к моменту достижения менопаузы большинство функций и внешних признаков далеко не достигают состояния, характерного для старых людей. С другой стороны, многие изменения, которые мы связываем со старостью, начинаются до снижения репродуктивной функции.

Это относится как к физическим признакам (поседение волос, развитие дальнозоркости), так и к функциям различных органов. К примеру, у мужчин снижение выделения мужских половых гормонов половыми железами и повышение выделения гонадотропных гормонов гипофизом, что характерно для старого организма, начинается примерно с 25 лет.

https://www.youtube.com/watch?v=S1SblWx9hJ0

Различают хронологический и биологический (физиологический) возраст.

Согласно современной классификации, основанной на оценке многих средних показателей состояния организма, людей, хронологический (паспортный, календарный) возраст которых достиг 60-74 лет, называют пожилыми, 75-89 лет – старыми, свыше 90 лет – долгожителями.

Точное определение биологического возраста затруднено тем, что отдельные признаки старости проявляются в разном хронологическом возрасте и характеризуются различной скоростью нарастания. Кроме того, возрастные изменения даже одного признака подвержены значительным половым и индивидуальным колебаниям.

Рассмотрим такой признак, как упругость (эластичность) кожи. Тот биологический возраст (первые признаки потери упругости), который в этом случае женщина достигает примерно в 30 лет, мужчина достигает значительно позже.

Именно поэтому прежде всего женщинам необходим грамотный и постоянный уход за кожей.

С целью определения биологического возраста, что необходимо для суждения о скорости старения, используют батареи тестов, проводя совокупную оценку одновременно многих признаков, закономерно изменяющихся в процессе жизни.

Основу таких батарей составляют сложные функциональные показатели, состояние которых зависит от согласованной деятельности нескольких систем организма. Простые тесты обычно бывают менее информативными.

Например, скорость распространения нервного импульса, которая зависит от состояния нервного волокна, снижается в возрастном интервале 20-90 лет на 10\%, тогда как жизненная емкость легких, определяемая координированной работой дыхательной, нервной и мышечной систем, – на 50\%.

Состояние старости достигается благодаря изменениям, составляющим содержание процесса старения. Этот процесс захватывает все уровни структурной организации организма – молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный.

Суммарный результат многочисленных частных проявлений старения на уровне целостного организма заключается в нарастающем с возрастом снижении жизнеспособности особи, уменьшении эффективности приспособительных, гомеостатических механизмов.

Показано, например, что молодые крысы после погружения в ледяную воду на 3 мин восстанавливают температуру тела примерно за 1 ч. Животным среднего возраста на это требуется 1,5 ч, а старым – около 2 ч.

В целом старение приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма1.

Последняя же представляет собой универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении2.

Без смерти не было бы смены поколений – одного из главных условий эволюционного процесса.

Возрастные изменения в процессе старения не во всех случаях заключаются в снижении приспособляемости организма. У человека и высших позвоночных в процессе жизни приобретается опыт, вырабатывается умение избегать потенциально опасных ситуаций.

Интересна в этом плане и система иммунитета.

Хотя ее эффективность после достижения организмом состояния зрелости в целом снижается, благодаря «иммунологической памяти» по отношению к некоторым инфекциям старые особи могут оказаться более защищенными, чем молодые.

Источник: https://yamedik.org/biologiya/bio_yar_1/starost_y_starenye_smert_kak_byologycheskoe_javlenye/

Book for ucheba
Добавить комментарий