Первые этапы в развитии экспериментальной и комплексной науки о биологии старения человека связаны с именем И. И. Мечникова. Изучая иммунитет человека к тем или иным инфекциям, он открыл в крови фагоциты — клетки, способные захватывать и переваривать микробы и другие чуждые организму тела. В зависимости от величины клеток он назвал их макрофагами и микрофагами, показав, что микрофаги в основном пожирают микробов, а макрофаги уничтожают клетки не только чужеродных тканей, но при определенных условиях могут бороться и с тканями собственного организма. Ученый установил, что поседение волос у стариков и хрупкость костной ткани зависят от деятельности макрофагов, разрушающих пигмент волос, костную и нервно-мозговую ткань. Важность этого открытия сохраняется и поныне.
Специфика механизма старения, по И. И. Мечникову, заключается в «атрофии благородных и специфических элементов тканей и замене их гипертрофированной соединительной тканью». Он считал старость проявлением болезни. Как при воспалительном процессе активизируется деятельность лимфоцитов, так она оживляется и при старении. Реакции фагоцитоза тканей (то есть поглощения фагоцитами) связаны с отравлением организма ядами, вырабатываемыми микробами толстого кишечника, где разлагаются остатки продуктов. Для борьбы с кишечными токсинами (ядовитыми белковыми веществами) Мечников предложил простоквашу, полученную на чистых культурах молочнокислых бактерий, которые подавляют процессы гниения.
И. И. Мечников также углублял и разрабатывал идею о двух типах старения — естественном, когда возрастные изменения наступают постепенно, и патологическом, сопровождающемся ранней перестройкой организма, вызванной болезнями, травмами и другими причинами. Сейчас известны и различные случаи передающихся по наследству синдромов преждевременного старения, когда такие внешние признаки, как поседение волос, облысение, атрофия кожи и ее морщинистость, наступают в возрасте между 15 и 29 годами, иногда и раньше. Так, при врожденной болезни, называемой синдромом Гетчинсона — Гилфорда, признаки старения начинают развиваться к годовалому возрасту и к трем годам уже заметно выражены.
Изучение двух типов старения привело к обоснованию такого понятия, как биологический возраст, то есть соответствие состояния различных органов и систем человека величинам, характерным для его календарного возраста. По расхождениям в их показателях можно судить об интенсивности процесса старения.
Ученый впервые обобщил данные о видовой продолжительности жизни отдельных растений, животных и человека. Он пришел к выводу, что человек, в основном, не исчерпывает запасы, характерные для его вида. Предельность жизни, по мнению И. И. Мечникова, равна 125, а то и 150 годам, но ее достигают пока немногие.
На первых порах развития геронтологии делались попытки установить общие закономерности между интенсивностью роста, особенностями строения организма, его наследственностью и продолжительностью жизни. Предлагались определенные индексы для подсчета предстоящей жизни у представителей разных биологических видов. Так, было доказано, что жизненный период дольше у тех животных, период роста которых более продолжительный. Но особо высокая положительная зависимость была выявлена между продолжительностью жизни и развитием мозга.
С открытием желез внутренней секреции и гормонов была отмечена важная их роль в регуляции жизнедеятельности организма. И как один из методов борьбы со старостью опробовалась пересадка желез или введение их вытяжки. Первым сенсационные опыты по лечению старости экстрактом половых желез проделал на себе семидесятилетний французский физиолог Шарль Броун-Секар. В 1889 году он сообщил Парижской академии наук о результатах эксперимента. После нескольких инъекций водной вытяжки половых желез морской свинки он почувствовал прилив энергии и работоспособности. Но это «омоложение» было непродолжительным, после чего процессы старения ускорились и в возрасте 76 лет ученый умер. Однако вера в чудодейственную силу желез от неудачного исхода опыта не поколебалась.
В разных странах предпринимались попытки приостановить наступление старости путем пересадки желез и введения гормональных препаратов. Эти манипуляции не давали значительных результатов и часто приводили к трагикомическим случаям, когда вместе с пересаженным органом от обезьян переносилась та или иная болезнь. Но, независимо от результатов, человеческую мысль уже нельзя было остановить. Уж очень заманчива цель — отдалить старость.
В связи с достижениями естественных наук и медицины рисовались радужные перспективы о том, что человеческую жизнь можно продлить до 150, 200 и более лет. Но экспериментальные данные поколебали веру в безграничные возможности долголетия. В 1961 году американский геронтолог Лонард Хейфлих, наблюдая человеческие клетки, размножающиеся отдельно от организма (то есть в культурах), пришел к выводу, что при самых благоприятных для их существования условиях они способны делиться и воспроизводить себя 50 ±10 раз. А если клетки были взяты от человека старшего возраста, то пропорционально уменьшалось и число делений, предшествующих гибели клетки. Ученый сделал вывод о том, что наследственные возможности клеточных структур организма позволяют продлить человеческую жизнь до 130 лет. Но категоричность его утверждений была опровергнута наблюдением над долгожителями, среди которых встречались лица, прожившие 150 и более лет.
Системный анализ развития механизмов старения показал, что не все ткани и органы стареют в одинаковой степени. Кроме того, у каждого человека одни и те же органы и ткани поражаются в разное время, в зависимости от особенностей наследственности, условий жизни и труда. Генетические и биологические процессы индивидуальны для каждого человека, и если для одних пределом жизни может быть 130 лет, то для других — 70 или 170. Среди причин, способствующих преждевременному старению, можно выделить гипертоническую болезнь и атеросклероз и вызываемую ими сердечно-сосудистую недостаточность, ожирение и сахарный диабет, онкологические заболевания.
Известно, что в человеческом организме центральная нервная система оказывает регулирующее и координирующее влияние на деятельность внутренних органов: сердца, легких, желудка, почек, кишечника и других. Посредством ее человек приспосабливается и к условиям внешней среды, повышается его жизнеспособность. Истощение центральной нервной системы, нарушение ее функций становится ведущим фактором в старении организма.
За годы разработки научных подходов сменилось около 300 гипотез, объясняющих этот процесс, ибо он изучается на различных уровнях: организменном, клеточном, тканевом, молекулярном и других. И множественность точек зрения, по мнению советских специалистов по биологии старения, объясняется не отсутствием точных данных, а многообразием отклонений в организме. Доказано, что продолжительность жизни связана с совершенством работы мозга, оптимальным обменом веществ без нарушений системы обезвреживания токсических продуктов обмена, со своевременным и бесперебойным восстановлением генетического аппарата клетки.
А. В. Нагорный отмечал: «Процессы разрушения и созидания в живом организме неотделимы и взаимно обусловливают друг друга».
Поэтому все многообразие теорий о причинах старения объединяют в несколько основных групп.
Гипотеза ошибок. В нашем организме действуют тонкие механизмы восстановления клеток органов и тканей. Специальные ферменты распознают износившуюся или поврежденную клетку и либо удаляют, либо «ремонтируют» ее, в зависимости от степени повреждения. Однако нарушения в работе этой системы приводят к накапливанию в организме невосстанавливающихся повреждений. Кроме того, неблагоприятные условия внешней среды — радиация, химические вещества — могут поражать молекулы рибонуклеиновой, дезоксирибонуклеиновой кислоты, которые играют ведущую роль в биосинтезе белка и передаче наследственных признаков и свойств организмов. С такого рода неисправностями организм функционирует до определенного порога, затем в нем меняются все биохимические процессы и возрастные изменения становятся заметными.
