I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОДЛЕНИЯ ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

• Авторы
• Файлы работы
• Наградные документы

Константинов Ф.С. 1

---

1г.Казань, школа №72

Работа в формате PDF

507.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьника

1. Введение …………………………………………………………………….. стр.3

2. Глава 1. Процесс старения …………………………………………… стр.4

3. Глава 2. Профилактика старения и охрана здоровья………. стр.5

4. Глава 3. Медицина и биотехнология будущего ……………… стр.5

5. Заключение …………………………………………………………………. стр.7

6. Приложения ………………………………………………………………… стр.9

Введение.

Старение – это необратимое явление. И во все времена люди остро воспринимали эту проблему, пытаясь изобрести средства для сохранения молодости и здоровья. Поиски этих средств велись и в древнем Китае, Индии, Греции, Египте и у великих цивилизаций Центральной и Южной Америки. В самой старой китайской медицинской рукописной книге "Ней Кине" (4 тыс. лет до н.э.) имеется много рассуждений о старении. Знаменитый древнегреческий целитель и врач Гиппократ (460-377 гг. до н.э.) в своих "Афоризмах" и древнегреческий философ Аристотель в трактатах "О молодости и старости" высказывали взгляды на причины старения и давали советы по здоровому образу жизни.

Для продления жизни древние египтяне употребляли в больших количествах чеснок. Мыслители и врачи разных эпох уделяли немало внимания вопросам лечения болезней старых людей. Средневековый персидский ученый Авиценна (980-1037 г.) обобщил достижения медицины предыдущих поколений в этом вопросе. Описания средств омоложения и бессмертия мы находим в рукописях средневековых алхимиков.

В современном мире на борьбу с проблемой старения был поставлен научно-технический прогресс. Было изобретено большое количество лекарств, позволяющих вылечить болезни, от которых раньше люди умирали, или поддерживать полноценную жизнь людей, страдающих хроническими заболеваниями: это сердечно- сосудистые заболевания, многие бактериальные инфекции, диабет и т.д.

Новые технологии в медицине позволяют проводить наисложнейшие операции, которые раньше невозможно себе было представить: пересадка внутренних органов, удаление опухолей, лапароскопия- операция, которую проводят через небольшое отверстие без больших разрезов.

Научный подход к физической активности, питанию и изучению влияния на организм вредных привычек, позволяют человеку правильно организовать свой режим, нагрузки и диету, что тоже сказывается на продолжении жизни человека.

Так в современном мире средняя продолжительность жизни человека не имеющего вредных привычек достигла 70 лет. Так что же является причиной старения и можно ли еще продлить жизнь человека? Какие исследования и эксперименты проводят современные ученые для того, чтобы нам жить в будущем 100-150 лет?

Глава 1. Процесс старения

Физиология старения

Изменения, которые происходят в теле человека с возрастом, в первую очередь выражаются в снижении всех функций организма. Биологические аспекты старения включают не только изменения, вызванные старением, но и ухудшение общего состояния здоровья. Человек в позднем возрасте больше подвержен разным заболеваниям, многие из которых связаны со снижением работы иммунной системы. Поэтому болезни пожилого возраста являются сочетанием симптомов старения и болезней, против которых у организма больше нет сил бороться. Например, молодой человек может быстро оправиться от пневмонии, тогда как для человека пожилого возраста она может легко стать смертельной. Снижается эффективность работы многих органов (сердце, почки, мозг, лёгкие). Частично это снижение является результатом потери клеток этих органов и снижения возможностей их восстановления в чрезвычайных случаях. Кроме того, клетки пожилого человека не всегда в состоянии выполнять свои функции так же хорошо, как клетки молодого человека.

Теории старения

Существует несколько гипотез старения организма человека.

Все теории старения можно 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 в целом популяции[1]. Например, в случаях резкого дефицита пищи, быстрое вымирание более слабых старых особей экономит ресурсы для выживания молодых и сильных.

В отличие от них, теории повреждения предполагают, что старение является результатом природного процесса накопления повреждений, с которыми организм старается бороться, а различия старения у разных организмов являются результатом разной эффективности этой борьбы.

Гормонально- генетический подход состоит в том, что в процессе жизни человека, начиная с рождения, идет повышение порога чувствительности гипоталамуса[2], что в конечном итоге после 40 лет приводит к гормональному дисбалансу и прогрессирующему нарушению всех видов обмена, что является важным фактором риска развития сердечно- сосудистых заболеваний. Поэтому лечение болезней старости необходимо начинать с улучшения чувствительности гипоталамуса.

Причины старения

В ядре каждой нашей клетки есть молекулы ДНК (см. рис.3 Приложения), которые можно сравнить с очень длинным свитком, на котором записаны наследственные инструкции - генетический код (гены). Он диктует нашим клеткам, что они должны делать, чтобы строить, защищать и восстанавливать наше тело.

Ученые пришли к выводу, что клеточное старение – это потеря способности клеток к делению и восстановлению тканей организма. Все это возможно, потому что в процессе старения происходит повреждение молекул ДНК, которые хранят и передают из поколения в поколение генетическую программу развития и функционирования живых организмов.

Так же нарушение клеточного старения приводит к размножению клеток в огромном количестве, то есть к раковым заболеваниям.

_________________________________________________________________________________________________________________

[1]Популяция - это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.

[2]Гипоталамус - небольшая область в промежуточном мозге, включающая в себя большое число групп клеток (свыше 30 ядер), которые регулируют нейроэндокринную деятельность мозга. Гипоталамус связан нервными путями практически со всеми отделами центральной нервной системы.

Глава 2. Профилактика старения и охрана здоровья

Известно, что вредные привычки, такие как чрезмерное употребление алкоголя, наркотиков, курение, употребление чрезмерно калорийной, жирной пищи, малоподвижный образ жизни так же являются причинами преждевременного старения.

Поэтому важно распространять моду на здоровый образ жизни.

Организм с наступлением старости становится уязвимым к многочисленным болезням, особенно хроническим, требуя больше времени и средств на лечение.

Со времён Средневековья и Античности средняя продолжительность жизни в Европе оценивается между 20 и 30 годами. Сегодня продолжительность жизни значительно возросла, в результате чего всё пожилых людей стало больше. И такие болезни как рак и болезни сердца стали намного более распространены.

Поэтому своевременная и доступная медицинская помощь для пожилых людей очень важна.

Глава 3. Медицина и биотехнология будущего

Медицинские нанороботы

Возможно, что в будущем в медицине произойдут большие открытия в области генной инженерии, которые подарят нам лекарства от серьезных и смертельных болезней - или даже окончательное излечение от них. Также на помощь придут роботы, большие и малые – от крошечных нано- роботов, патрулирующих кровеносные сосуды, до бионических рук и ног для инвалидов.

В научно-фантастическом фильме 1966 года «Фантастическое путешествие» (см. рис.1,2 в Приложении) подводную лодку с экипажем уменьшили до микроскопического размера и ввели в вену раненого человека. Экипаж лодки должен был спасти его, добравшись до поврежденного места и излечив его при помощи лазера.

Сегодня ведущие исследовательские институты работают над этой идеей - они создают нано - машины размером с несколько атомов, которые скоро смогут стать нашими электронными «врачами».

«Нано» означает «карлик», и размеры измеряются а нанометрах. Чтобы понять, что такое нанометр, посмотрите на линейку. Самое мелкое деление на ней – миллиметр. А теперь мысленно разделите его на миллион делений – это и будет нанометр. Нано- машины состоят из отдельных молекул или даже атомов.

В настоящее время лекарства представляют собой химические соединения, которые распространяются по всему организму. Бывает, что их прием может спровоцировать побочные эффекты, например, антибиотики убивают полезные бактерии в кишечнике и действуют на печень, химиотерапия, воздействуя на раковые клетки, отравляет и здоровые клетки тела. Чтобы избежать побочных эффектов медикаменты будущего станут более точными, чем те, что мы используем сегодня: они будут предельно воздействовать на свою мишень, не нанося вреда окружающим клеткам. Некоторые исследователи даже думают о мини-роботах, нано- роботах, размеров в несколько нанометров, которые постоянно будут находиться в нашей крови. Их научат находить неполадки в теле и быстро устранять их, подобно команде микроскопических врачей. Некоторые из них будут охотиться на вирусы, бактерии и раковые клетки. Другие научатся вычищать тромбы и жировые бляшки, закупорившие артерии. Макет такого нано- робота был собран автором данной работы из деталей конструктора Lego (см. рис 4 Приложения).

Стволовые клетки

Человеческое тело состоит из миллиардов специализированных клеток, которые образуют различные органы- легкие, почки, мозг… Но есть и другие, неспециализированные клетки, которые могут «превращаться» в клетки любого органа, - стволовые[1]. В лаборатории из них создают ткани (группы клеток) и даже целые органы. Например, в 2012 году в городе Пятигорске медикам удалось вылечить больного после инфаркта миокарда, впрыснув в его сердце здоровые стволовые клетки, которые заменили разрушенные ткани, что позволило больному сердцу снова исправно работать. Может быть, в будущем станет возможным восстанавливать целые органы в лаборатории или же внутри организма. Тело превратится в своеобразный конструктор.

Лечение больных генов

Если генетический код в ДНК клетки содержит ошибки, тело плохо работает. Именно это происходит в случае генетических болезней. Чтобы вылечить такие болезни, ученые пытаются «исправить» генетический код в ядре клетки, заменив больной ген здоровым. Но это очень сложно. Тем не менее можно надеяться, что некоторые очень серьезные болезни, в том числе некоторые виды рака, в будущем будут побеждены при помощи данного метода.

Заключение

Исходя из вышеизложенного материала, проблема продления жизни остается по прежнему актуальной и сегодня, как и много веков назад. Усилия предпринимаемые современной наукой в поисках путей долголетия человека говорят нам о том, что люди хотят прожить более долгую и продуктивную жизнь. Пределы жизни, дарованные нам дикой природой нас не устраивают, человек хочет оседлать свою «смерть» и стать ее хозяином. Многочисленные рекомендации по ведению здорового образа жизни, достижения современной медицины и надежды на будущие изобретения внушают нам уверенность, что в будущем люди будут жить долгой и полноценной жизнью.

___________________________________________________________________________________________________

[1] Больше всего этих клеток в эмбрионе в самом начале его развития. Их использование сопряжено с проблемами морального свойства, ведь эмбрион- не просто строительный материал для лечения тел других людей. Но теперь ученым удалось «перепрограммировать» клетки взрослых людей, чтобы они вернулись в состояние «стволовых» клеток, и это решило проблему.

Список используемой литературы

1. Интернет-сайт Википедия: https://ru.wikipedia.org/wiki/

2. Интернет- сайт РИАНОВОСТИ: http://ria.ru/science/

3. Интернет-сайт «Медицинские новости со всего света»: http://www.vs-oz.ru/

4. Джоэл Леви «Будущее.Технологии завтрашнего дня», издательство «CLEVER», 2015

5. Люк Иаддаден «В каком мире мы будем жить завтра?», издательство «CLEVER», 2015

Приложение

Рис 1. Кадр из фильма «Фантастическое путешествие»

Рис 2. Кадр из фильма «Фантастическое путешествие»

Рис 3. Молекула ДНК

Рис 4. Модель нано- робота, собранная из деталей конструктора LEGO

11