Не существует однозначного определения видовой продолжительности жизни. Условно под ней понимается тот возраст, до которого потенциально могут дожить примерно 80% представителей вида. Однако это не какой-то один возраст, а диапазон значений нормальной продолжительности жизни с ее крайними вариантами – скоротечностью и долгожительством.
Французский натуралист XVIII в. Ж.Бюффон считал, что продолжительность жизни должна примерно в 6–7 раз превышать длительность ростового периода, что для человека составляет 90–100 лет. В этот интервал укладывается значительная часть приводимых разными авторами оценок. При всей относительности оценок этот срок, видимо, близок к границе долголетия. Максимальная продолжительность жизни человека составляет, возможно, около 130 лет.
Индивидуальная продолжительность жизни может зависеть от конкретного генотипа. Генеалогическим методом обнаружена небольшая положительная корреляция между длительностью жизни родителей и потомков. Она наибольшая, когда оба родителя – долгожители.
Влияние половых различий на длительность жизни может определяться генетическим фактором. Более высокая надежность работы генетического аппарата у женских индивидуумов должна соответствовать большей продолжительности жизни. Однако это предположение подтверждается не для всех видов животных. С другой стороны, в соответствии с гипотезой о мужской части популяции как ее эволюционном авангарде тенденция к удлинению жизни должна быть лучше выражена у мужчин. Эта точка зрения подкрепляется фактами существования чемпионов-долгожителей, которые чаще встречаются среди мужчин.
Особый интерес для изучения проблемы старения и продолжительности жизни представляет разностороннее изучение долгожителей как людей с оптимальным состоянием важнейших физиологических функций. Долгожительскими считаются популяции, в которых отношение числа лиц старше 90 лет к числу людей старше 60 лет составляет 50–60%. Основными центрами долгожительства на территории бывшего СССР являются Северный Кавказ и Закавказье, Якутия.
Комплексное изучение групп долгожителей в Абхазии, осуществленное в совместных советско-американских исследованиях, показало, что биологический статус представителей долгожительских популяций характеризуется некоторыми особенностями: замедленными (примерно на 1,5 года) темпами соматического и полового развития и скелетного созревания, меньшей интенсивностью возрастных негативных изменений скелета, пониженным уровнем обменных процессов в периоде зрелости и др. В женской части долгожительских популяций преобладает «средний вариант» соматического развития.
Огромное значение в определении длительности жизни человека, особенно максимальной, имеют психологическая, медицинская, экономическая, экологическая сферы. Ионизирующая радиация, химические мутагены и другие повреждающие факторы приводят к снижению продолжительности жизни. В ускорении старения немаловажную роль играет стресс.
Индивидуальная продолжительность жизни является результатом взаимодействия множества факторов. Вероятно, свойственная современному человеку длительность жизни потенциально была достигнута уже в верхнем палеолите, однако в эту эпоху и даже много позже еще отсутствовали условия, необходимые для ее реализации. В среднем и верхнем палеолите, мезолите и неолите возрастной рубеж в 50 лет переходило, видимо, не более 4,5% населения. В эпоху позднего железа (раннеримское время) старческого возраста достигало 10–11% населения.
Множественность факторов и проявлений процесса старения обусловила существование большого числа гипотез о его природе и причинах. Можно выделить две основные группы концепций.
К первой группе относятся представления, группирующиеся вокруг общемолекулярной теории ошибок, рассматривающей процесс старения как результат накопления в организме поврежденных молекул, происходящий случайно. С возрастом доля «поврежденной биомассы» непрерывно нарастает, что приводит к снижению функциональных возможностей организма, и тем больше, чем интенсивнее обмен. Другая группа гипотез определяет старение как закономерный, в значительной степени генетически запрограммированный процесс, логическое следствие дифференцированного роста и созревания.
Было бы неверно противопоставлять эти две позиции: представление о старении как следствии развития и клеточной дифференцировки не только не исключает, но, напротив, предполагает возможность влияние разнообразных случайных молекулярных повреждений, которые, накапливаясь, будут порождать дальнейшие ошибки. Вообще, большая часть существующих гипотез о механизмах старения объясняет их первичными изменениями генетического аппарата клетки, будь то запрограммированный процесс снижения активности генома или накопление ошибок в системе хранения и передачи наследственной информации.
Из числа концепций, рассматривающих процессы старения на организменном уровне, следует упомянуть гипотезы о ведущей роли нейроэндокринной системы, например гипотезу «гипоталамических часов», объясняющую старение первичными изменениями в гипоталамусе.
Комплексный подход к проблеме старения предложен в адаптационно регуляторной теории. В ней ведущая роль в механизмах старения на уровне целостного организма отводится нейрогуморальной регуляции. На молекулярном уровне основное значение имеют изменения в работе регуляторных генов как активной и подвижной части генетического аппарата.
Согласно предположению Р.Катлера, свойственное человеку, как и многим видам животных вообще (например, хищным, копытным, приматам), эволюционное возрастание продолжительности жизни, обусловлено несколькими параллельно работающими механизмами: снижением скорости всех процессов старения; повышенем эффективности защитных и репаративных процессов и замедлением развития. При этом на молекулярном уровне главным ключевым механизмом, по-видимому, являются нарушения в работе регуляторных генов.
Таким образом старение – это результат естественного отбора, сдвигающего все неблагоприятные генетические эффекты к возрасту, до которого доживают лишь немногие особи. По расчетам Катлера, максимальная длительность жизни человека за последние 100 тыс. лет его существования возросла в среднем на 14 лет, а скорость старения снизилась на 20%.
В современную эпоху наибольшее значение приобретает проблема «отодвигания» развития основных заболеваний, влияющих на старение и длительность жизни, замедление процессов биологической, психологической и социальной инволюции, т.е. продление активного долголетия.
Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток. Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом. Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно даёт целой популяции. В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений со временем, с которыми организм старается бороться, а различия старения у разных организмов является результатом разной эффективности этой борьбы. Сейчас последний подход считается установленным в биологии старения. Тем не менее, некоторые исследователи всё ещё защищают эволюционный подход, а некоторые другие совсем игнорируют деление на эволюционные теории и теории повреждений. Последнее утверждение является частично результатом смены терминологии: в некоторых работах последнего времени термин «эволюционные теории» ссылается не на теории «запрограмированного старения», которые предлагают эволюционное возникновение старения как полезного явления, а на подход, который описывает почему организмы должны стареть в противоположность вопросу о биохимических и физиологических основах старения.
· Теория накопления мутаций
· Теория одноразовой сомы
· Эпигенетическая теория старения
· Митохондриальная теория
· Теория соматических мутаций
· Теория свободных радикалов
· Закон смертности Гомпертца-Мейкхама
· Эволюционно-генетический подход
Первые попытки научного объяснения старения начались в конце XIX века. В одной из первых работ Вейсман предложил теорию происхождения старения как свойства, которое возникло в результате эволюции. Согласно Вейсману, «не стареющие организмы не только не являются полезными, они вредны, потому что занимают место молодых», что, согласно Вейсману, должно было привести эволюцию к возникновению старения.
Важным шагом в исследовании старения был доклад профессора Питера Медавара перед Лондонским королевским обществом в 1951 году под названием «Нерешённая проблема биологии». В этой лекции он подчеркнул, что животные в природе редко доживают до возраста, когда старение становится заметным, таким образом эволюция не могла оказывать влияние на процесс развития старения. Эта работа положила начало целой серии новых исследований.
На протяжении следующих 25 лет исследования имели преимущественно описательный характер. Тем не менее, начиная с конца 70-х годов, возникает большое количество теорий, которые пытались объяснить старение. Например, в известном обзоре литературы по этому вопросу, опубликованом Калебом Финчем в 1990 году, насчитывалось около 4 тыс. ссылок. Только в конце 1990-х годов ситуация начала проясняться, и большинство авторов начали приходить к общим выводам.
Все теории старения можно условно разделить на две большие группы: эволюционные теории и теории, основанные на случайных повреждениях клеток. Первые считают, что старение является не необходимым свойством живых организмов, а запрограммированным процессом. Согласно им, старение развилось в результате эволюции из-за некоторых преимуществ, которые оно даёт целой популяции. В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений со временем, с которыми организм старается бороться, а различия старения у разных организмов является результатом разной эффективности этой борьбы. Сейчас последний подход считается установленным в биологии старения. Тем не менее, некоторые исследователи всё ещё защищают эволюционный подход, а некоторые другие совсем игнорируют деление на эволюционные теории и теории повреждений. Последнее утверждение является частично результатом смены терминологии: в некоторых работах последнего времени термин «эволюционные теории» ссылается не на теории «запрограмированного старения», которые предлагают эволюционное возникновение старения как полезного явления, а на подход, который описывает почему организмы должны стареть в противоположность вопросу о биохимических и физиологических основах старения.