Старение — закономерный разрушительный процесс возрастных изменений организма, ведущий к снижению его адаптационных возможностей, увеличению вероятности смерти. Видовая и индивидуальная продолжительность жизни определяются сложным взаимоотношением процессов старения и процессов, направленных на стабилизацию жизнеспособности организма, увеличение продолжительности его жизни.
Старение свойственно всем организмам и протекает на всех уровнях организации живого — от молекулярно-генетического до организменного. Старение развивается гетерохронно (с различной скоростью в различных клетках, тканях и органах) и гетеротопно (неодинаковы качественные изменения в разных структурах).
Полагают, что у животных и человека ведущими механизмами старения на молекулярно-генетическом уровне являются необратимые нарушения ДНК, неравномерные изменения в синтезе РНК и белков разных классов, изменения в системе передачи генетической информации. Происходят серьезные нарушения в образовании, транспорте и использовании энергии, падение интенсивности синтеза ряда гормонов.
Ведущие механизмы старения на клеточном уровне: деградация и гибель части клеток, снижение митотической активности, падение числа митохондрий, разрушение лизосом, изменение электрических свойств плазматических мембран, ионного транспорта, деградация коллоидов плазмы, падение лабильности клеток и их реакции на воздействие физиологически активных веществ.
Ведущие механизмы на организменном уровне: ослабление функции основных физиологических систем организма (нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой, пищеварительной), снижение нервного контроля над их деятельностью, изменение реактивности к действию гормонов, нарушения на этапе поступления информации в нервные центры.
Общепринятого объяснения процессов старения нет. Существует множество гипотез о его механизмах. Однако, согласно большинству из них, первичные механизмы старения связаны с изменением состояния генетического аппарата клетки. По мнению одних, это — запрограммированный процесс снижения активности генома; по мнению других, старение — результат повреждения генетического аппарата в ходе онтогенеза, нарушения его регуляции, появления и накопления ошибок в системе хранения и реализации генетической информации, что ведет к необратимым изменениям в организме на всех уровнях его организации; по мнению третьих, старение — генетически детерминированный процесс, определяемый всей биологической организацией животного, нарушением ее в ходе жизнедеятельности организма. В то же время в ходе старения в организме мобилизуются специальные приспособительные механизмы, тормозящие процессы старения и тем самым способствующие увеличению продолжительности жизни.
Полагают, что у человека высокий уровень социально-трудовой активности и постоянные тренировки способствуют сохранению умственной и физической работоспособности до глубокой старости.
У растений, как и у животных, наступление старости связано со снижением интенсивности основных функций в клетках и тканях, активности анаболитических (обменных) ферментов и повышение гидролитической активности. В результате накапливаются конечные продукты метаболизма и наступают структурные разрушения органоидов клеток (хлоропластов, митохондрий и др.). Специфика многоклеточных растений в том, что старение клеток, тканей и целых органов не ведет к старению всего организма сразу, так как в течение всей жизни одновременно с отмиранием органов у растения идет их новообразование (листопад, корнепад, опадение зрелых плодов и семян компенсируется ростом новых побегов). Наиболее явно старение выражено у однолетних, дву- и многолетних растений, у которых после плодоношения начинаются необратимые изменения, все меристематические ткани полностью исчерпываются.
Признаки старения у многоклеточных растений целого организма появляются тогда, когда количественно деструктивные процессы начинают преобладать над новообразованиями (у деревьев образуются дупла) и т.д.
Накопление мертвых частей подавляет работу меристем и стимулирует старение. У вегетативно-подвижных растений (ползучих, корневищных) признаки старения выражены слабо, так как новые побеги с придаточными корнями быстро удаляются и изолируются от старых. На этом основано их очень длительное (десятки и сотни лет) вегетативное размножение в природе (многие лесные травы). Вырождение некоторых культурных сортов многолетников связано со старением их клонов при вегетативном размножении.