Доклад о схеме СССЧ (HASD) на IX Международном симпозиуме "Биологические механизмы старения"

Submitted by Валерия Прайд on Ср, 26/05/2010 - 20:29
27 мая 2010 года Анна Валерьевна Кременцова представила наш проект постерным докладом "Схема старения" на IX Международном симпозиуме "Биологические механизмы старения" в г. Харьков (Украина).

Мы были рады узнать мнение ведущих ученых разных стран о текущей версии схемы, о нашей методологии и возможностях дальнейшей совместной работы. 
Предлагаем Вашему вниманию доклад А. В. Кременцовой. 

Системная схема старения человека

Координатор проекта: 1Медведев Д.А.,

Автор доклада: 2Кременцова А.В.,

Авторский коллектив: 3Москалев А.А., 4Кауров Б.А., 5Артюхов И.В., 2Мамаев В.Б.

       Старение – это  процесс постепенного снижения основных физиологических функций организма, протекающий во времени и приводящий к увеличению вероятности гибели организма с возрастом. В этом проекте мы сосредоточили наше внимание именно на описании процесса, а точнее - на совокупности взаимосвязанных процессов старения человека. Понятно, что любой процесс, в том числе и процесс старения человека, можно описывать различными способами. Например, с помощью описания изменений карты метаболических путей или с помощью описания возрастной динамики набора биологических маркеров старения.

В настоящее время уже существует схема старения разработанная Joun D. Furber. Это схема описывает движения и превращение метаболитов, так или иначе связанных со старением. Также в ней отражено накопление вредных метаболитов, таких, например, как липофусцин или АФК. Т.е., наибольшее внимание в этой схеме уделяется именно клеточным повреждениям. В этой схеме присутствуют как стрелки переноса веществ, так и стрелки причинно-следственных связей.

В нашем проекте старение описывается как совокупность процессов, начиная (вверху) от первопричин (естественные процессы, лежащие в основе процессов старения), через нарушения нормальной работы клетки, снижение различных функциональных параметров тканей и органов и заканчивая патологиями и гибелью организма (внизу). Таким образом, наша схема старения является, во-первых, системной, а во- вторых, - процессной. Т. е., её базовыми элементами являются различные процессы, связанные с возрастными изменениями в организме. Постоянные процессы, такие как, например, «пищеварение» не включаются, но могут быть включены такие процессы, как «нарушение выработки желудочного сока» (т. к. этот процесс ограничен во времени и связан с изменением). Элементы соединены причинно-следственными связями.

Следует отметить, что наша схема описывает старения именно человека, поэтому мы не включали в неё процессы, характерные для других биологических видов.

В настоящее время не существует единой теории старения. В данном проекте мы попытались свести воедино все общепринятые к настоящему моменту времени механизмы старения, начиная от молекулярного уровня и до организменного.

Старение – это сложный процесс, включающий множество как положительных, так и отрицательных обратных связей. Эти связи реализуются, в частности через защитные системы, например, через антиоксидантную и репарационную. Защитные системы, безусловно, замедляют интенсивность процессов старения, однако не в состоянии отменить его. Т.е. репаративные системы модулируют в основном интенсивность процесса, а не его наличие. Исходя из этого, мы исключили из схемы старения репаративные системы.

При работе над схемой мы придерживались принципов иерархичности. В результате работы над схемой нами было выделено 15 крупных блоков: Генетика, Стресс, Сресс-индуцированные первичные изменения в белках, липидах и ДНК, Прекращение митоза, Факторы нарушения работы клеток, Информационные и морфологические повреждения клеток, Снижение функциональной активности клеток, Гиперплазия, Гипертрофия, дистрофия клеток, Онкология, Снижение функциональной активности тканей и органов, Дегенерация, Патологии, Признаки старения, не приводящие к СМЕРТЕЛЬНЫМ патологиям и Смерть.

Наиболее крупными из этих блоков являются стрессиндуцированные первичные изменения и снижение функциональной активности тканей и органов. Эти два блока внутри распадаются на несколько подблоков. СИПС состоят из изменений в ДНК, белках и липидах. В блоке снижение функциональной активности СФАТ выделяются отдельные ткани и системы тканей, такие как сердечно-сосудистая система, дыхательная, опорно-двигательная и т. д.. Таким образом, с одной стороны, мы пытались отразить универсальные процессы, характерные для старения, а с другой стороны, учесть особенности, присущие разным органам.

Каждый из этих крупных блоков состоит из целого ряда более мелких блоков, детально описывающих тот или иной процесс. Всего да данный момент было выделено более 400 «микроблоков», соединяющихся между собой как вертикальными (различные уровни организации), так и горизонтальными связями.

Иерархичный принцип построения схемы позволяет добиться, в частности, когнитивного удобства визуального восприятия этого сложного процесса. Мы считаем, что все это позволит не только лучше понять взаимосвязи между различными процессами, приводящими к старению, но и может облегчить совместную работу учёных различных специальностей по анализу и обсуждению старения.

 

Действительно, на сегодня в геронтологии и смежных науках накоплены огромные знания и базы данных о процессах старения, есть сотни гипотез о природе и механизмах старения.  Поэтому сейчас наличие синтезирующего проекта, сводящего знания воедино – естественное продолжение развития науки о старении. В то же время научная мысль во всех областях все больше использует визуальные языки для решения сложных проблем, так как текстовое представление информации уже ограничивает научный поиск.

Кроме того, на базе схемы в будущем планируется построить динамичную модель старения, в рамках которой возможно создание нового знания. Составление такой схемы не только поможет выявить перспективные точки приложения усилий в борьбе со старением, но и оценить возможные побочные эффекты таких воздействий, поскольку на схеме приведены все известные науке основные процессы в старении, а не только какой-нибудь один.

 

1Международный научно-исследовательский центр передовых технологий, Москва, Россия

2Институn биохимической физики им. Н.М. Эмануэля, РАН, Москва, Россия

3Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, республика Коми, Россия

4Российский геронтологический научно-клинический центр Росздрава, Москва, Россия

5Институт биологии старения, Москва, Россия

Taxonomy upgrade extras: