Почему человек стареет?

Почему человек стареет?  

Прочитав эту статью, читатель узнает причину естественного старения человеческого организма. Он поймет, почему он обязательно когда-то постареет и из-за чего «вынужден будет» умереть. Наука, которая изучает законы старения человеческого организма, называется геронтологией. Исторические факты говорят о том, что одни люди в силу слабого наследственного аппарата стареют очень быстро и умирают по причине естественного одряхления организма в возрасте 10 лет. Другие имеют сильные наследственные механизмы, а поэтому живут до 200 лет. Японец Маммэ прожил 242 года и умер только в 1936 году. Он был крестьянином, постоянно трудился на поле и делал прижигание сигаретой и укалывание акупунктурных точек иглами. 

Почему  одни люди стареют «стремительно» быстро, а другие живут долго? Старение человека – это старение его внутренних органов (мозга, сердца, сосудов, печени и т. д.), старение органов – это  старение их клеток, старение клеток –  это старение их информационно - наследственной системы в виде огромной молекулы ДНК, содержащейся в ядрах клеток. В конечном счете, сущность старения животного и человека можно раскрыть, если узнать по какой причине стареет  ДНК клеток. Существует множество  гипотез о причинах старения ДНК  клеток. Рассмотрим радиационную модель старения ДНК. ДНК являются матрицами для синтеза всех внутриклеточных элементов, вместилищем всей наследственной информации о данном человеке. Смерть человека от старения – это ухудшение до критического уровня всех биохимических механизмов жизнедеятельности миллиардов клеток по причине структурной деградации молекул ДНК. Если углубиться в молекулярную биологию, то процесс старения «белковых молекул ДНК» можно представить следующим образом. Живой организм (человек, животное и растение) состоит из миллиардов клеток, а «организм общества» состоит из миллиардов людей и из миллиардов тонн искусственно созданных и неживых предметов: объектов потребления и производства. По причине разного состава этих материальных объектов они имеют различную причину старения. Причина старения человека состоит в радиоактивном поражении ДНК, а старение общества состоит в его растворении в бескрайнем космическом пространстве. Старение человека происходит по биохимическим причинам, а старение общества происходит по  социальным причинам. Сейчас рассмотрим на научно-популярном уровне причину старения организма человека, что относится к науке геронтологии.  

1. Клетки рождаются новые,  но организм человека стареет. Организм человека — это сложная целостная, саморегулирующаяся и самостоятельно обновляющаяся система, для которой характерна определенная организация ее структур. Основой строения и развития человека является клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого вещества. Организм человека построен из клеток и неклеточных структур, объединенных в процессе развития в ткани, органы, системы органов и целостный организм. Будучи элементарной единицей многоклеточного организма, клетка в то же время имеет очень сложную структурную и функциональную организацию. Размеры клеток колеблются от 5 - 7 до 80 - 120 мкм. Наиболее крупными являются женские половые клетки (яйцеклетки) и нервные клетки, а самыми мелкими — клетки крови — лимфоциты. Наука, изучающая развитие, строение и функции клеток, называется цитологией (греч. kytos — клетка, logos — наука). Центральное место занимает в клетке ядро, где располагается её наследственный аппарат в виде одной молекулы ДНК (ДезоксиРибонуклеиноваяКислота) или РНК (РибоНуклеиновая Кислота).

Организм  взрослого человека весом 80 килограмм  состоит из 65 миллиардов клеток. Клетки стареют, умирают, а на их место рождаются  новые. Например, клетки крови (лейкоциты, эритроциты, тромбоциты) полностью  обновляются за 5 дней. Погибают и  обновляются мышечные клетки, печени, почек, мозга. Однако, несмотря на обновление клеточного состава, человек, в конце  концов, стареет и умирает. Несмотря на постоянное рождение новых клеток, организм человека медленно стареет  и умирает в возрасте 70 – 100 лет. Человек стареет и умирает по причине старения генетической системы всех 65 миллиардов клеток одновременно.

Будущее общество через миллионы лет будет состоять из 65 миллиардов людей. Внутри общества роль клеток играют люди, которые стареют и умирают, а так же рождаются новые. Но в целом «живая система» в виде общества стареет и приближается к моменту своей естественной гибели. Конечно, механизм старения живого организма (человека) не похож на механизм старения общества (цивилизации). Но аналогия состоит в том, что, несмотря, на рождения новых элементов, составляющих данную живую систему (клетка, человек, общество), процесс старения упорно протекает и приводит живой организм к смерти. 

2. Радиоактивный фон вокруг  нас. Радиоактивное облучение действует отрицательно на организм человека. Чернобыльская авария подвергла сильному радиоактивному облучению миллионы людей. В итоге это проявилось повышением смертности в раза в ближайших к городу Чернобылю регионах. Повышенная радиоактивность окружающей среды приводит к образованию у человека различных онкологических заболеваний, снижает иммунитет, ускоряет процесс склероза сосудов и ускоряет процесс старения человека. Итак, радиоактивное облучение – это враг здоровья! Людям надо учитывать факт того, что радиоактивный фон окружающей среды в городе в 2 раза выше, чем в сельской местности. Смертельная доза излучения для человека составляет 400 радиан в сутки. Тысячная доля (0,001) радиана – обозначается как милли-радиан или млрад. В каждом предмете, скальной породе или живом существе содержится какие-то количество радиоактивных элементов (лёгких – углерод, азот, сера, фосфор, или тяжёлых – радий, уран, стронций, полоний и так далее). Атмосфера современных городов имеет радиоактивный фон (в среднем) 85 млрад \ в год, а в сельской местности максимальная радиоактивность атмосферы 18 млрад \ в год, то есть фон более чем в 4 раза меньший. Городские дома строятся из бетона и кирпича. Бетон имеет радиоактивный фон 250 млрад \ в год, кирпич – 50 млрад \ в год. Деревенские дома строятся из брёвен различных сортов деревьев, радиоактивный фон  которых не превышает 7 млрад \ в год, то есть в деревне человек, находясь в помещении, облучается в десятки раз слабее. Мрамор излучает всего 180 млрад \ в год. Гранит относится к самым прочным и одновременно к самым радиоактивным строительным материалам, так как излучает в окружающую среду до 500 млрад \ в год. По химическому составу кристаллы графита содержат достаточно высокую концентрацию таких тяжёлых радиоактивных элементов как уран, полоний, радиоактивный калий, торий, радий и другие. Когда человек посещает метро или дворцы, обложенные гранитными плитами, он получает огромную дозу облучения. От асфальтированной дороге исходит радиоактивный фон в 90 млрад \ в год, но источник радиации дороги – в основном гранитные камушки и гравий, который закладывается под асфальт. Деревенские луга и поля, по которым чаше всего ходят сельские жители, имеют радиоактивный фон всего в 9 млрад \ в год, то есть в 10 раз меньший, чем асфальтные дороги в городе. Горожане чаще пользуются воздушным транспортом (самолётами). Хорошо известно, что космическое радиоактивное излучение поглощается атмосферой Земли, иначе радиация уничтожила бы жизнь на планете. Если на высоте 100 метров радиоактивный фон равен 15 млрад \ в год, то на высоте 10 километров он будет облучать пассажиров (в основном через стеклянные иллюминаторы) с интенсивностью в 65 млрад \ в год (в период спокойного Солнца). К 2500 году вся поверхность Земли будет застроена высотными домами, и всё население планеты станет городским населением.  

Пища и вода, которые мы потребляем каждый день, имеют радиоактивность  0,7 – 1,5 млрад \ в год, а самыми радиоактивными являются кости (6 млрад \ в год) человека и животного, так как в них «осаждаются» все тяжёлые радиоактивные элементы (стронций, уран, радий), которые попадают в желудочно-кишечный тракт с пищей при жизни организма. Мясо коровы (говядина) имеет радиоактивный фон в 1,5 млрад \ в год, яблоки – 0,2 млрад \ в год. Итак, даже питьевая вода, растения и животные, которые человек потребляет как мясо в пищу, содержат радиоактивные вещества в виде радия, плутония, тория, радиоактивного калия, йода, кобальта, хрома. Вот почему самым опасным источником радиоактивного излучения для внутренних органов человека является пища, так как при переваривании в желудочно-кишечном тракте она всасывается в кровь, а с кровью радиоактивные вещества поступают внутрь органов, касаясь непосредственно наших клеток. Далее клетки всасывают в протоплазму молекулы пищи, в составе которых содержатся многие радиоактивные ионы и атомы. Таким образом, радиоактивные вещества проникают непосредственно внутрь клеток нашего организма. Даже воздух в лесу, которым мы дышим, имеет небольшой процент радиоактивного азота, кислорода, углерода, аргона и водорода (дейтерий и тритий) 0,001 млрад \ в год. Запыленный и загазованный воздух в городах имеет в 100 раз больше пылевых частиц, а поэтому имеет более повышенный радиоактивный фон 0,1 млрад \ в год, чем лесной воздух. Источниками элементарных частиц является Солнце и другие звезды, космическое пространство, атмосфера с ее вторичным фоном излучения, кора Земли, где содержатся радиоактивные элементы, окружающие предметы – стены, камни, металлические изделия, где содержатся микродозы тяжелых радиоактивных элементов. На поверхности Земли тело человека за одну секунду пронизывают миллионы элементарных частиц в виде вторичного космического излучения. Если космонавт выходит в скафандре из стального космического корабля в «открытый» космос, то доза облучения космическими лучами увеличивается в 600 раз по сравнению с поверхностью Земли! Атмосфера Земли спасает растения и животных от губительного действия космического излучения, уменьшая этот поток в 600 раз. 

3. Механизм воздействия  радиации на органические молекулы  внутри клетки. Организм каждого человека подвержен воздействию «ионизирующего излучения». Каждую секунду внутрь нашего организма на различную глубину проникают миллиарды элементарных частиц: электроны, позитроны, нейтроны, гамма – лучи, альфа – лучи, рентгеновские лучи, нейтрино, радиоволны и десятки других элементарных частиц. Элементарные частицы вылетают из радиоактивного атома с огромной скоростью, часто со скоростью света. Все элементарные частицы имеют «вредное для живых тканей свойство» пронизывать человеческий организм насквозь и при этом сталкиваться на своем пути с длинными органическими цепочками ДНК, белков, жиров и углеводов, которые разрываются на две части этим излучением. В зависимости от скорости полета и массы, элементарная частица может разорвать на две части от 5 (электрон) до 200 (альфа - частица) молекул жиров, белков, углеводов, ДНК, воды, которые исполняют определенные и очень нужные функции в клетках. Разрыв длинных органических молекул (белков, жиров и углеводов) происходит так же от ядерных реакций, например, от радиоактивного превращения атома углерода, который входит в состав длинной цепочки органического вещества, в атом азота. Радиоактивные элементы могут образовываться внутри клетки под действием радиоактивного облучения из внешней среды. Например, в ядро одного из атомов углерода (₆ C ¹²), входящий в состав ДНК, влетает один протон (₁p⁺¹). Тогда атом углерода превращается в радиоактивный атом азота (₆ C ¹²  + ₁p⁺¹ =  ₇ N¹³). От этого превращения (C → радиоактивный N) сплошная цепочка длинной молекулы ДНК разрывается на две части. Внутри клетки радиоактивные атомы начинают излучать элементарные частицы высоких энергий (электроны, позитроны, альфа - частицы, нейтрино, гамма - кванты и многие другие).

Ферменты  или белки несут в клетках  какую-то свою биохимическую функцию. Одни ферменты способствуют окислительным  процессам и совершают процесс  внутриклеточного дыхания, другие совершенно необходимы для усвоения вещества организмом, третьи служат катализаторами (ускоряют химические реакции) и их называют коферментами в биохимическом цикле Кребса и так далее. Разорванные молекулы перестают осуществлять биохимические  реакции, отказываются «работать», перестают  функционировать. Организм немедленно направляет их в «печку полного химического  уничтожения» - в митохондрию, где  происходит расщепление органических молекул на простые составляющие. На место разорванных радиацией  молекул в клетке тотчас начинаются синтезироваться новые ферменты, коферменты, белки, жиры и другие химические вещества клетки. Информацией о том, какой вид должна иметь каждая новая молекула внутри данной клети, какое должно быть их количество, сохраняется в ДНК клетки (или в РНК вируса). Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – это  очень длинная молекула, внутри которой сохраняется наследственная информация о правилах синтеза всех молекул для данной клетки. Поэтому можно считать, что радиация для организма человека не страшна, так как клетка быстро восстанавливает все утраченные молекулы (разорванные и «искалеченные» радиацией ферменты, коферменты, жиры, белки и углеводы). Но полное восстановление утраченных органических молекул может осуществить ДНК клетки, которая сама не подверглась бомбардировки радиоактивным излучением. Разрыв молекулы ДНК радиацией так же восстанавливается, но с химическими ошибками. И вот с этого момента начинается процесс биохимического «старения ДНК и клетки». 

4. Биохимический механизм  старения человека. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) всегда располагается в центре клетки, в её ядре, то есть, (как и плод ребёнка у матери) ДНК располагается как можно дальше от всевозможных внешних воздействий на клетку. ДНК является матрицей для синтеза всех внутриклеточных элементов, вместилищем всей наследственной информации о данном человеке. Возникшие внутри клетки «разрубленные» на несколько частей молекулы белка, жира или углевода сначала утилизируются, уничтожаются, а на их место ДНК без труда синтезирует новые, полноценные белки, жиры и углеводы для замены утраченных. Ионизирующее излучение не является «смертельным явлением» для клетки до тех пор, пока не будет поражена радиацией сама ДНК. Процесс старения начинается с того момента, когда элементарная частица разрывает молекулу ДНК. «Переварить» внутри митохондрии и удалить молекулу ДНК из клетки – нельзя, так как она единственная и незаменимая! Утилизация ДНК приведёт к гибели клетки. Синтезировать новую ДНК внутри клетки также невозможно! Легче заменить всю клетку целиком, чем ее ДНК. Поэтому после тысяч радиационных разрывов ДНК клетки процесс синтеза органических молекул будет уничтожен, утрачен. Такая клетка отмирает, а на её месте возникает новая клетка со здоровой, не повреждённой радиацией ДНК. Вот почему в организме человека, животного и растения происходит непрерывный процесс синтеза новых клеток и утилизация старых клеток, у которой ДНК была полностью разрушена радиацией.   

Мудрая  природа нашла выход, и окружило каждую ДНК клетки специфическими молекулами, которые быстро находят разрыв и  «сшивают конец в конец» молекулу ДНК, разорванную ионизирующим излучением. Но несовершенство живой материи состоит в том, что «ремонт» ДНК всегда происходит с «химическими ошибками». Дело в том, что одновременно с разрывом длинной цепочки ДНК, элементарная  частица разрывает прикасающиеся с ДНК (в данный момент) молекулы воды, белка, глюкозу, оторвав от неё часть молекулы, а «ампутированная» часть молекулы тут же присоединяется к ДНК. Смотрите рисунок 1. 

Рисунок   1. Механизм разрушения нормальной химической структуры ДНК ионизирующим излучением. 

Элементарная  частица, например, разрывает и полностью  «отрезает» кислород (O) от молекулы воды H₂O, которая соприкасается с ДНК. Почти сразу осколок воды – кислород, который химически очень активный, прикрепляется одной валентностью к длинной цепочке ДНК, а другой – к находящейся рядом молекуле фенола. Смотрите рисунок 1. Мало того, что радиация разорвала единую цепь ДНК, она ещё и изменила химический состав наследственного аппарата: соединила ДНК через кислород с молекулой фенола. При радиоактивном поражении ДНК из воды может образоваться ион гидроокисла (ОН) и соединиться в самом неподходящем месте с ДНК. Из углекислого газа может образоваться активный в химическом отношении окись углерода (CO -), а при попадании альфа-частицы в аммиак может образовать ион этого соединения (NH₂  =).  Если эти молекулы в момент расщепления соприкасались с ДНК, то они вступят в химическое соединение с этой длинной молекулой. Разрывы ДНК будут сшиты «конец в конец», но в месте разрыва присоединится лишний «осколок, ненужный фрагмент» какой-нибудь молекулы, например, глюкозы, находившейся рядом в момент радиационного разрыва.

Итак, при воздействии  радиации могут возникнуть нежелательные  химические изменения ДНК. «Здоровая» ДНК быстро и качественно синтезирует для клетки ферменты, белки, углеводы, уничтоженные радиацией, то есть – хорошо справляются со своей репарационной функцией. А «старая» ДНК, с тысячами химических ошибок, эту функцию уже не исполняет. «Вредные и ненужные химические дополнения» к здоровой молекуле ДНК ухудшают ее репарационные (восстановительные, регенеративные) функции. Если за год ДНК какой-то клетки разрывалась радиацией тысячу раз, то за 10 лет возникает 10000 «химических ошибок» в её длинной цепочке. С возрастом человека (животного и даже дерева) количество «химических ошибок» накапливается в молекулах ДНК клетки. У старого человека останавливается процесс замены старых клеток на новые, которые имеют здоровый наследственный аппарат в виде здоровой молекулы ДНК. Количество старых клеток в старом организме медленно накапливается. Синтез новых органических молекул копирует матрицу старой ДНК, где существуют опасные химические ошибки. Синтезируемые на матрице повреждённой ДНК новые ферменты, будут также с химическими ошибками, и их деятельность будет не такая хорошая, как деятельность прежних "молодых и здоровых" молекул, которые синтезировались несколько лет назад, когда ДНК была молодая и не имела "ошибочно присоединённых к ней радикалов". Если углубиться в молекулярную биологию, то процесс старения «молекул ДНК» надо понимать как нарушение её химической структуры. Благодаря наследственным качествам, у одних людей происходит восстановление целостности ДНК почти без химических ошибок, и они стареют очень медленно. У людей с «хорошим восстановительным механизмом» сшивание разрывов ДНК происходит быстро и с меньшим количеством химических ошибок, поэтому они живут более 100 лет. А у других людей восстановление целостности ДНК происходит медленно и с грубыми  химическими ошибками, и они стареют очень быстро. У лиц с «плохим восстановительным механизмом» количество химических ошибок в молекуле ДНК быстро увеличивается, поэтому они быстро стареют и умирают в 40 лет (от чрезмерного старения сосудов, нервных клеток, от старения аппарата, генерирующего электричество внутри сердца и так далее). Причины быстрого и медленного старения человека находятся на молекулярном уровне. Вот «радиационно-химическим поражениям ДНК» и почему одни люди стареют быстро и умирают естественной смертью в возрасте 35 – 40 лет, а другие живут долго, и умирают в возрасте 150 – 170 лет? Старение человека – это старение его внутренних органов (мозга, сердца, печени, сосудов, нервных клеток и т. д.). Старение органов – это старение их клеток.  Старение клеток – это старение их информационно - наследственной системы в виде огромной молекулы ДНК. Сущность старения животного и человека можно раскрыть, если узнать по какой причине стареет ДНК клетки. Смерть человека от старости – это ухудшение до критического уровня всех биохимических механизмов жизнедеятельности миллиардов клеток по причине структурной деградации молекул ДНК, что является главной причиной возникновения плохого химического качества клеточных ферментов и белков.