ЧТО ТАКОЕ СТАРЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ БИОФИЗИКИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ
Халявкин А. В.
Институт биохимической физики РАН, 117977 Москва
Поскольку реакции организма
во многом являются откликами на внешние воздействия первопричина
старения может быть связана с нежелательным дрейфом ряда физиологических
параметров (напр., порогов чувствительности гипоталамических структур)
из-за неадекватного взаимодействия "среда-организм",
выводящего управление организмом из режима полного самоподдержания
уровня его общей резистентности. Снижение этого уровня является
интегральным следствием старения, приводящим к возрастному увеличению
риска гибели. Поэтому когорта стареющих особей отличается от когорты
гипотетических нестареющих индивидов тем, что в первой сила
смертности с возрастом растет, а во второй она постоянна.
Это происходит потому, что нестареющие особи функционируют в режиме
полного самоподдержания резистентности, свойственной молодому
организму. Но такой режим не может осуществляться в любых условиях.
Утверждая, что ферменты, органеллы, клетки и т.п. способны выполнять
некую функцию, подразумевают условия функционирования, от которых
зависит его эффективность. Изменения этих условий в ту или иную
сторону от оптимума скажется на эффективности. Простейший пример
- колоколообразная зависимость активности ферментов от температуры,
pH, и т.п. Сходные закономерности есть и на других уровнях организации
живой материи. Поэтому можно принять, что эффективность систем
самоподдержания тоже является колоколообразной функцией совокупности
внешних условий (давления среды) и зависит не только от структурно-функциональных
особенностей организмов, но опосредована и модальным давлением
среды, в которой протекает их жизнедеятельность. И полное самоподдержание,
даже если оно осуществимо, возможно лишь при некоторых модальных
давлениях среды, лежащих в эволюционно-целесообразной для каждого
вида зоне. Но и в этой зоне, за счет доли флуктуаций давления
среды, превышающих максимальную резистентность организмов, всегда
имеется фоновая смертность и соответствующий ей средний срок жизни.
Поэтому стремление организмов занять в экологической нише позицию
с наименьшим из возможных модальных давлений среды, хотя и увеличивает
средний срок жизни за счет начального снижения доли "смертельных"
флуктуаций, но выводит организмы из оптимальной зоны. Это приводит
к неполному их самоподдержанию и старению. При этом относительная
скорость роста силы смертности, характеризующая темп старения,
будет тем больше, чем меньше модальное давление среды в сравнении
с нижней границей оптимальной зоны, а начальная сила смертности -
наоборот.