Принцип резервирования структуры, который обеспечивает надежность любой функциональной системе и одновременно является основой старения, повсеместно обнаруживается в живой природе. Действительно, высокая степень надежности живых организмов – устойчивость к широкому спектру изменений во внешней среде – эволюционно задана резервированием на всех уровнях организации живой системы. На биохимическом уровне – пулами свободных аминокислот и нуклеотидов, повторяющимися последовательностями нуклеотидов и двойной спиралью ДНК, многочисленными популяциями белков, углеводов, липидов, ферментов, изоферментов и ферментных комплексов одного типа, взаимосвязью всех видов обмена. На субклеточном уровне – множественностью клеточных органелл. На клеточном уровне – однородной клеточной массой в составе органов и тканей, полифункциональными и стволовыми клетками. На органном уровне – функциональным резервированием. (В частности, функцию выделения в разной степени обеспечивают почки, печень, кишечник, легкие, кожа.) Наконец, резервные возможности целого организма определяются запасами питательных веществ и нормой реакции – адаптационными способностями, которые обеспечивают приспособление к различным условиям внешней среды.

Рис. 2. Интенсивность отказа системы – вероятность отказа в единицу времени – (m t) в соответствии с изменением числа резервных элементов структуры (n(t)) для различных значений q. Последовательное изменение числа резервных элементов в структуре системы: 4 (t=0), 8 (t=1), 7 (t=2), 6 (t=3), 5 (t=4), 4 (t=5), 3 (t=6), 2 (t=7), 1 (t=8), 0 (t=9).	Рис. 3. Численность остающихся в рабочем состоянии систем (N(t)) в соответствии с изменением числа резервных элементов структуры (n(t)) для различных значений q. Последовательное изменение числа резервных элементов в структуре всех систем: 4 (t=0), 8 (t=1), 7 (t=2), 6 (t=3), 5 (t=4), 4 (t=5), 3 (t=6), 2 (t=7), 1 (t=8), 0 (t=9).
m t = qn(t)	Nt+D t = Nt (1 - m t . D t); при N0=100 и D t = 1
Гладкие графики получены при обработке данных с помощью компьютерной программы Microsoft Word 97 и представлены в полулогарифмической системе координат со сдвигом (+ 9) в область положительных величин декартовой плоскости.	Гладкие графики получены при обработке данных с помощью компьютерной программы Microsoft Word 97.

Во-вторых, модель отражает постепенность и разрушительность процесса старения. Поэтапная утрата резервных элементов (от 8 до 0) и упрощение структуры соответствуют периоду старения и прогрессивному увеличению вероятности смерти человека с возрастом. Статистика смертей точно указывает время начала старения. Старение человеческого организма начинается с 10-15 лет, когда регистрируемая интенсивность смертности m принимает минимальное значение (рис. 4). Монотонное увеличение интенсивности смертности с возрастом является наиболее объективным показателем процесса старения, поскольку оно непосредственно свидетельствует об утрате адаптационных (резервных) возможностей организма.

Рис. 4. Реально наблюдаемая возрастная динамика смертности. Зависимость интенсивности смертности (m t) от возраста женщин Швеции в 1980 г. [3].	Рис. 5. Ожидаемая продолжительность жизни в разных странах – число доживающих (ось ординат) до определенного возраста (ось абсцисс) на 100000 мужчин [4].

В-третьих, модель подчеркивает эндогенность старения, так как и усложнение и упрощение модельной структуры во времени происходит независимо от внешних условий, задаваемых в виде постоянных величин p и q (рис. 1). Показатель q фактически выражает частоту проявления неблагоприятных факторов. Чем выше q, тем чаще система испытывается на прочность. Большие значения q (q = 0,9) маскируют явление старения, поскольку величина интенсивности отказа системы m (рис. 2) практически не изменяется во времени. Кривая выживания при q = 0,9 (рис. 3) напоминает экспоненту, которой, в частности, описывают изменение численности однородной популяции у животных разных видов в естественной среде обитания [5]. В суровых условиях существования (голод, болезни, хищники, конкуренция) убыль популяции происходит с постоянно высокой скоростью, не оставляя большинству особей времени на то, чтобы состариться. Минимальные значения q (q = 0,1 и 0,3) отчетливо выявляют этапы усложнения и упрощения модельной структуры по ходу снижения и увеличения m (рис. 2) и придают кривым выживания форму прямоугольника (рис. 3). Это соответствует относительно стабильным условиям существования популяции, когда выживает достаточное число старых особей и феномен старения можно выявить статистическими методами. К прямоугольной форме стремятся кривые выживания, отображающие распределение однородной популяции людей в развитых странах мира (рис. 5). Жители США, Японии, стран Западной Европы лучше других защищены от случайных колебаний внешней среды: решены проблемы с едой, одеждой и жильем, ограничено распространение инфекционных болезней, резко снижен бытовой и производственный травматизм. Это обеспечивает выживаемость индивидам с низким уровнем резервных возможностей – детям и старикам, что регистрируется в виде уменьшения детской смертности, увеличения доли пожилых и стариков среди населения, и, в конечном итоге, сопровождается повышением средней продолжительности жизни. Средняя продолжительность жизни – интегральный показатель защищенности человека от неблагоприятных воздействий, достаточно объективно отражающий степень развития общества в современную эпоху.

Наконец, скорость изменения числа резервных элементов в модели стареющей системы задана постоянной величиной, что определяет одинаковое время существования однородной “популяции” функционирующих систем при разных значениях q (рис. 1, 3). Максимальная продолжительность жизни человека также, вне зависимости от страны проживания, сохраняется одинаковой в пределах 90-100 лет (рис. 5). Это прямое доказательство того, что скорость старения человеческого организма постоянна и не зависит от условий социальной среды. Чем старше человек, тем больше у него шансов умереть от любого заболевания, где бы он ни обосновался. Однако в индустриальных странах со средней продолжительностью жизни более 70 лет (Западная Европа, США, Япония) причиной смерти все чаще становятся болезни сердечно-сосудистой системы и онкологические заболевания. Они относятся к группе болезней возраста наряду с возрастными нарушениями функций органов дыхания, почек, системы пищеварения, эндокринной, нервной и других систем человеческого организма [6]. Сравнительный анализ причин смерти на примере США (табл. 1.[17]) показывает, что широкое применение в медицинской практике антибиотиков и вакцин, начиная с середины 20-го столетия, позволило в целом решить проблему инфекционных заболеваний, этиология которых была установлена на сто лет раньше в работах Л.Пастера (1822-1895). В настоящее время на первое место среди причин смерти вышли сердечно-сосудистые заболевания и рак – болезни эндогенного происхождения, этиология которых пока неизвестна.

Помимо эндогенного происхождения общими признаками возрастных заболеваний также являются постепенность (длительный латентный период развития в течение нескольких лет или десятилетий) и разрушительность (потеря человеком трудоспособности и его смерть). Таким образом, характеристики болезней возраста совпадают с основными характеристиками процесса старения, которые сформулировал Б.Стрелер. Напрашивается очевидный вывод: причина старения живых организмов одновременно является причиной всех патологических изменений, наблюдаемых у человека с возрастом. Используя аналитический метод научной дедукции, мы вправе рассматривать все формы возрастной патологии как частные проявления старения, как различные варианты упрощения человеческого организма. В каждом конкретном случае возрастного заболевания прямо или косвенно выявляются нарушения в структуре клеток, тканей, органов или систем, которые, в конечном итоге, снижают резервные возможности целого организма, необходимые для адаптации к случайным колебаниям внешней среды. Вот почему проблема старения – это, прежде всего, проблема болезней возраста, которая уже полвека не может быть решена на практике традиционными медицинскими приемами. Поиск причины старения живых организмов – это поиск причины возникновения атеросклероза, рака, сахарного диабета, гипертонии и других возрастных заболеваний. Выяснить причину старения – значит дать научную основу для разработки эффективных методов профилактики и лечения различных форм возрастной патологии у человека.

Причиной старения различных технических устройств является износ – постепенное разрушение резервных элементов структуры в процессе эксплуатации. Теория надежности [1] предлагает апробированный способ уменьшения скорости старения, который сводится к восстановлению исходной целостности структуры с помощью ремонта. Своевременное обнаружение и замена изношенных деталей позволяют снизить вероятность отказа технического устройства до минимума и продлить время его использования на неопределенно долгий срок. В отсутствии ремонта залогом долговременной безотказной работы любого механизма является соблюдение инструкции, в которой, как правило, рекомендованы оптимальные условия эксплуатации, снижающие скорость износа рабочих элементов. В условиях идеальной консервации, максимально ограничивающей взаимодействие с внешней средой, можно добиться максимального снижения скорости старения. Таким образом, многовековой опыт использования человеком различных орудий труда свидетельствует о том, что скорость старения неживых объектов напрямую зависит от интенсивности функционирования, от интенсивности взаимодействия с внешней средой и от возможностей ремонта.

Исторически сложившиеся отношения врачей и пациентов также во многом напоминают ремонтные работы. Более того, представления математика и философа Р.Декарта (1596-1650) о человеке как машине, наделенной душой и волей, до сих пор, явно или неявно, остаются тем теоретическим базисом, на котором строится вся медицинская практика. Действительно, врачами, специализирующимися на болезнях пожилого и старческого возраста, разработаны уникальные операции по удалению опухолей, по пересадке и протезированию вышедших из строя частей тела: зубов, кожи, сосудов, клапанов сердца, целого сердца, почек. Инсулинотерапия как форма заместительной терапии поддерживает жизнь миллионам людей больных сахарным диабетом. Вкладываются колоссальные средства в разработку препаратов, снижающих остроту клинических проявлений при различных видах возрастной патологии. Общепринятые рекомендации здорового образа жизни напоминают инструкции ухода за машиной: отказ от вредных привычек, соблюдение режима работы и отдыха, диетическое питание и т.д. Однако ни восстановительные мероприятия на основе ремонта отдельных частей тела, которые применяются медиками в качестве экстренной помощи, ни меры профилактики болезней возраста почему-то не влияют на скорость старения. Факт остается фактом: максимальная продолжительность жизни в разных странах, как было установлено ранее, не зависит от уровня общественного развития и от медицины, в частности, и продолжает сохраняться в пределах 90-100 лет (рис. 5). В то же время, увеличение средней продолжительности жизни сопровождается ростом числа больных, страдающих от различных видов возрастной патологии, который начинает принимать характер эпидемий [7]. Противоречие между общепринятыми представлениями о природе возрастных нарушений и результатами медицинской практики требует детального научного исследования. Продолжая культивировать “машинное” восприятие человека, врачи не могут рассчитывать на решение проблемы старения (рака, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета и т.д.) в обозримом будущем.

Реальная возможность управлять процессом старения была получена геронтологами лишь в отдельных экспериментах с одноклеточными и многоклеточными организмами. Одноклеточные организмы быстро стареют в стационарной фазе развития периодической клеточной культуры. В частности, в работе А.Б.Капитанова с соавторами [8] было показано: чем дольше время пребывания клеток вида A.laidlawii в неделящемся состоянии, тем выше вероятность их гибели при переносе в свежую питательную среду. Увеличение вероятности смерти с возрастом при стандартном изменении условий жизни является прямым доказательством старения живых существ.

В отличие от неделящихся клеток делящиеся клетки сохраняют максимальную устойчивость к процедуре пересева. Регулярное обновление среды культивирования позволяло пионерам геронтологии поддерживать линии делящихся клеток разных видов из класса Infusoria на протяжении десятилетий [9, 19]. Следовательно, одноклеточные организмы способны сохранять целостность структуры, не старея, только в процессе деления, при последовательном прохождении всех фаз клеточного цикла.

Неделящаяся клетка обычно находится в G₁ - фазе митотического цикла, где задействована только часть клеточной структуры. Структурное обеспечение S, G₂ и М – фаз митотического цикла при этом можно рассматривать как неиспользуемые резервные возможности. Первое же сопоставление условий старения одноклеточного организма, с одной стороны, и какого-либо технического устройства, с другой, выявляет между ними принципиальные отличия.

1. Причина старения живого организма заключается в форме противоречии между биологической структурой и внешней средой. Избыток адаптационных возможностей эволюционно сложившейся структуры вида не находит себе применения в рамках индивидуального развития и постепенно разрушается.
2. Проблема старения человека, таким образом, имеет два медицинских аспекта, обусловленных наличием в человеческом организме стабильно активных и стабильно неактивных в функциональном отношении частей.
3. С одной стороны, старение человека проявляется в виде снижения адаптационных способностей: скорости обменных процессов, иммунитета, регенерации, двигательной активности и т.д. В условиях социума человек хорошо защищен от резких колебаний внешней среды, что постепенно ведет к атрофии систем восстановления гомеостаза, в чем бы они ни выражались, и к увеличению вероятности смерти от случайных воздействий: травмы, инфекции или интоксикации (рис. 4).
4. С другой стороны, различным формам возрастной патологии у человека предшествует хроническая приспособительная реакция локального характера. Например, рак часто возникает на фоне длительного раздражения эпителиальных клеток пылевыми частицами различного происхождения, химическими веществами ароматического ряда, ультрафиолетовым излучением [7]. В медицинской литературе хорошо описаны опухоли пищеварительного тракта, вызванные хроническим течением язв желудка и некоторых паразитарных заболеваний. Отмечено также увеличение частоты онкологических заболеваний при длительном психо-эмоциональном стрессе [13].

Ожирение и атеросклероз развиваются на фоне избыточного поступления химической энергии (пища+кислород), которую человек в стабильных условиях социума не может израсходовать полностью. В соответствии с физико-химическими законами организм вынужден постоянно выводить за пределы водной фазы (в жировые депо) избыток химических соединений в форме водо-нерастворимых триацилглицеридов и холестерина, обеспечивая тем самым постоянный поток химических превращений, необходимый для повседневной жизнедеятельности. Приобретенные формы сахарного диабета, по-видимому, развиваются на фоне хронической функциональной активности b - клеток поджелудочной железы (преобладание углеводной пищи, 3-х разовое питание). Ускоренное старение с разрушением психики при наркомании и алкоголизме связано с длительным воздействием наркотических веществ и алкоголя на центральную нервную систему. Работа в условиях вредного производства, постоянные нагрузки в профессиональном спорте ведут к появлению профессиональных болезней.

5. Решение проблемы старения – полное или частичное - предполагает дестабилизацию устоявшихся взаимоотношений между организмом и внешней средой и устранение, тем самым, причины старения. Для того чтобы обеспечить восстановление структурно-функционального единства организма, необходимо периодически активизировать все его резервные возможности. Как осуществить это на практике?

3. Абсолютное большинство животных в природе погибает от резких изменений в среде обитания раньше, чем успевает состариться, что регистрируют в виде постоянной интенсивности смертности и экспоненциальной формы кривой выживания [5]. За жизнь в относительно стабильных условиях социума человек, домашние животные, обитатели зоопарков "расплачиваются" упрощением структуры тела – старением – в виде болезней возраста и повышения восприимчивости к травме, инфекции, интоксикации. И только в условиях эксперимента иногда удается снизить скорость старения и увеличить максимальную продолжительность жизни. Совершенно очевидно, что управление процессом старения предполагает строго дозированное изменение параметров внешней среды, которое, с одной стороны, не перекрывает всех резервных возможностей организма (т.е., не ведет к гибели), с другой стороны, обеспечивает их полноценное самовосстановление.

Революционное значение для разработки новой медицинской технологии имеет открытие российских ученых, которые продемонстрировали на животных и человеке возможность обратимого развития опухолей и выздоровления при дозированном нарушении гомеостаза с помощью магнитного поля [15]. Заложенная в работе идея не нова: в свое время онкологические заболевания предлагали лечить, заражая больных острыми инфекционными заболеваниями или искусственно поднимая температуру тела до +40⁰С. Принципиально важным в открытии является то обстоятельство, что степень нарушения гомеостаза авторы контролировали по изменениям клеточного состава крови, которые всегда сопровождают развитие общего адаптационного синдрома (ОАС) [16]. ОАС как неспецифическая защитная реакция является достоверным показателем включения резервных возможностей организма при изменении параметров внешней среды. Чтобы закрепить это новое направление в медицине, требуются коллективные усилия специалистов разного профиля: преподавателей, врачей, научных работников. Целевое финансирование исследовательских работ позволит быстро отобрать из функциональных показателей ОАС наиболее информативные для определения оптимума интенсивности и частоты воздействия, каким бы фактором внешней среды оно ни вызывалось. При индивидуальном дозировании нарушений гомеостаза, проводимого у пациентов под наблюдением врачей, радикальное решение проблемы сердечно-сосудистых, онкологических и других возрастных заболеваний станет вполне реальным событием.

1. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. // Математические методы в теории надежности. – М., Наука, 1965.
2. Стрелер Б. // Время, клетки и старение. – М., Мир, 1964.
3. Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. // Биология продолжительности жизни. – М., Наука, 1991.
4. Канунго М. // Биохимия старения. – М., Мир, 1982.
5. Лэмб М. // Биология старения. – М., Мир, 1980.
6. Руководство по гериатрии. // М., Медицина, 1982.
7. Общая онкология (Руководство для врачей.) // под ред. Напалкова Н.П. – Л., Медицина, 1989.
8. Капитанов А.Б., Аксенов М.Ю., Татищев О.С., Кольтовер В.К. // ДАН СССР – 1985. – Т.281. - №1. – С.186-189.
9. Метальников С.И. // Проблема бессмертия и омоложения в современной биологии. – Берлин, Слово, 1924.
10. Аршавский И.А., Розанова В.Д. // Механизмы процесса старения. – М., Наука, 1989. – С.61-67.
11. Фролькис В.В. // Старение и увеличение продолжительности жизни. – Л., Наука, 1988.
12. Пакин Ю.В., Сачук Н.Н. // Геронтология и гериатрия. – Киев, Наукова думка, 1984. – С.72-78.
13. Балицкий К.П., Шмалько Ю.П. // Экспериментальная онкология – 1983. – Т.5. - №1. – С.7-13.
14. Селье Г. // На уровне целого организма. – М., Наука, 1972.
15. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. // Адаптационные реакции и резистентность организма. – Ростов н/Д, из-во РГУ, 1990.
16. Горизонтов П.Д., Белоусова О.И., Федотова М.И. // Стресс и система крови. – М., Медицина, 1983.
17. Leaf A. // Nutr.Rev. – 1988. – V.48. – P.40-44.
18. McCay C., Maynard L., Sperling G., Barnes L. // J.Nutr. – 1939. – V.18. – P.16-26.
19. Woodruff L.L. // Quart.Rev.Biol. – 1926. – V.1. – P.436-438.