АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
ББК Ю 937.4я73
Ó Литвинова Н.А., Толочко Т.А.
ÓГОУ ВПО «Кемеровский
государственный университет, 2012 ВВЕДЕНИЕ
Прогрессирующее старение населения, т. е. увеличение в нем доли лиц старших возрастов, является общепризнанным в мире. В начале 21 века население мира достигло 6,2 млрд.чел., возраст каждого десятого землянина составил 60 лет и старше. Пожилые люди старше 60 лет – самая быстрорастущая группа населения. По долгосрочным прогнозам ООН к 2050 г. в мире примерно будет 2 млрд. чел., которые достигли возраста старше 60лет.В России пожилые граждане составляют 20,5% населения, а в 35 регионах доля лиц старших возрастов достигает 26,6%. Согласно принятой международной классификации, уже с 2004 г. возрастная структура населения России соответствует типу населения в стадии демографической старости, когда доля детей и подростков будет лишь незначительно превышать долю лиц старше 65 лет. Демографическое старение населения в будущем окажет сильное влияние на индивидуальную, общественную и международную жизнь, преобразит все аспекты жизни человека и общества: социальные, экономические, политические, культурные, психологические и духовные. Взаимосвязь между социальной работой и старением стала объединяться понятиями «старение и социальная работа», «социальная работа с пожилыми людьми» и все чаще встречающейся дефиницией «геронтосоциальная работа». Геронтосоциальная работа, наряду с традиционным социальным обслуживанием лиц пожилого возраста, как часть современной работы с пожилыми людьми, стала утверждаться в мировом сообществе, начиная с 1970-х гг. Старение людей стало рассматриваться как поле деятельности представителей многих специальностей, которое предполагает кроме знаний, навыков и умений в своей области наличие знаний в области старения и старости людей.С принятием термина «геронтосоциальная работа» в полном соответствии с резолюциями ООН определились принципы геронтосоциальной работы: независимость, участие, уход, реализация внутреннего потенциала, достоинство пожилого человека, которые определяют профессиональную компетентность, высокую внутреннюю культуру специалистов в работе с пожилыми людьми.Работа с пожилыми людьми основана на понимании того, что работа со стареющим человеком отличается от работы с лицами молодого возраста. Несмотря на то, что в трудных жизненных ситуациях у пожилого человека много проблем общих с молодыми клиентами социальных агентств, встреча с пожилыми требует от работника особых знаний, навыков, умений. Кроме того, в настоящее время в социальной работе наблюдается повсеместная тенденция: лица, посвящающие себя уходу за старыми людьми и работе с ними – это молодые люди. С этих позиций особенностью геронтосоциальной работы является встреча разных поколений. Возрастная разница в пятьдесят лет вносит в отношения с клиентом свою особую специфику. Нередко некоторые аспекты поведения старых людей вызывают неприятие и удивление молодых, кажутся им необычными или аморальными, на самом деле находятся в рамках культурной нормы прошлого поколения и не свидетельствуют об ухудшении умственных способностей человека. В старом человеке мы видим сегодняшний облик и практически не можем представить его себе ребенком, красивым, сильным, самоуверенным человеком в расцвете лет, устремленным в будущее. Тогда как очень важно, видя перед собой старого и больного человека, воссоздать его облик и помнить, что он несет в себе прошлый опыт: детство и юность, молодость и зрелость. Пожилые клиенты имеют более богатый жизненный опыт, чем молодые клиенты социального работника и большинство самих социальных работников, что составляет особенную специфику работы с пожилыми клиентами. Временное измерение приобретает особый вес в работе с пожилыми клиентами. Долгий жизненный путь и близость смерти являются для них большей реальностью, чем для молодых клиентов. Работая с очень старыми людьми, социальные работники и другие профессионалы явственно ощущают конечность жизни. С этих позиций уход за старыми людьми – это внимательное и заботливое восприятие старых людей такими, какие они есть, умение войти в мир их переживаний. Овладение навыками успешного взаимодействия со старыми людьми требуют понимания психофизиологических особенностей старого человека и старости как процесса. Социальные работники призваны не только помогать пожилым людям в их повседневных хлопотах, но и научить их достойно преодолевать трудности непростого этапа жизни. Что за наука – геронтология? Геронтология – наука о старости, о старении, о стариках, а следовательно, о продолжительности жизни, о здоровье и о болезнях, об образе жизни, который обеспечивает долголетие. Геронтология – наука о жизни, об одном из ее этапов, о том, как сделать его счастливым. О том, когда начинается старость и когда нужно начинать к ней готовиться.Но не будем спешить, поинтересуемся тем, когда возникла эта наука и как развивалась. Одни считают геронтологию древнейшей наукой, связывая ее рождение с именами основателей медицины Гиппократа и Ибн-Сины, философов Цицерона и Сенеки, живших задолго до нашей эры. Другие авторы утверждают, что она организационно оформилась и ведет свое начало со второй половины нашего столетия и инициаторами были ВВС США, выдавшие заказ науке найти способы продления активной жизни летчиков, чья подготовка обходится очень дорого и продление сроков службы летного состава давало бы громадную экономию. Именно тогда был создан первый научно-исследовательский институт. Как бы то ни было, но правы и те и другие.Можно сказать, что геронтология – ровесница культуры. Во все времена человеческой истории она вбирала новые знания, создаваемые специалистами самых различных отраслей: врачами и физиологами, философами и биологами, психологами и социологами, географами и этнографами. И это далеко не полный перечень деятелей, трудившихся над ее созданием, сюда же следует включить демографов, правоведов, историков, а также ученых более тонких и молодых отраслей знания: биохимиков, биофизиков, психоаналитиков, психофизиологов. Геронтология – комплексная наука, развивающаяся на основе междисциплинарных исследований.Многое из того, что было привнесено, утратилось и покрылось пылью веков. Что-то, например, наставления основателей медицинской науки, справедливо и поныне. 1. ВОЗРАСТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Явление возрастной изменчивости биологических особенностей организма сложно и многообразно. В течение нашей жизни возрастная изменчивость проходит с различной скоростью, на ее темп влияют многие факторы, четко охарактеризовать ее можно лишь с помощью представления о биологическом возрасте. Хронологический возраст – сугубо формальный критерий происходящих в организме изменений. Биологический возраст – одно из фундаментальных понятий современного учения о развитии и старении человека.
Именно представление о биологическом возрасте позволяет изучить количественные закономерности процесса возрастной изменчивости. Первый, самый ранний и самый важный признак и причина старения заключаются в уменьшении количества живых нейронов мозга, которое начинается уже с 15-16 лет, а в коре мозга – с 30 лет. Поэтому устойчивость организма к различным вредным влияниям постепенно уменьшается, понижается порог чувствительности к разного рода «неполадкам», растет вероятность возникновения необратимых процессов и явлений. Уже с 27-29- летнего возраста снижается общий уровень обменных процессов, а к 100 годам обменные показатели достигают всего 50% их уровня в 30 лет. Для большинства функций нашего организма характерен максимум интенсивности, приходящийся обычно на возраст 20-25 лет. После этого начинается постепенное снижение интенсивности с нарастанием его темпа.
Условно норма функционального состояния организма, свойственная каждому в 20-25 лет, была обозначена как идеальная норма – она является той точкой отсчета, от которой начинается путь к возрастной патологии, и тем идеалом, к сохранению которого необходимо стремиться, тогда как любое стойкое отклонение от индивидуальной нормы молодого возраста есть движение по пути к возрастной патологии. Но каждый человек, по существу, уникален. Поэтому норма строго индивидуальна и усредненные данные могут уже превышать нормальные. К 20-25 годам человек достигает плато своего развития, то есть своей идеальной нормы. Плато может продолжаться до 30, 40 и более лет. Чем больше длится плато (идеальная норма), тем меньше биологический возраст. На этой основе подбираются тесты и строятся методики определения биологического возраста. Поэтому все тесты, которые служат для определения степени отклонения от идеальной нормы, могут служить и для определения биологического возраста.
4-КОМПОНЕНТНЫЙ МЕХАНИЗМ СТАРЕНИЯ.
Проявления старения у высших животных, включая человека, столь многообразны, что обычно интуитивно отвергается идея о наличии какой-то одной или даже ведущей причины возникновения возрастных изменений. Действительно, старение поражает каждую клетку, ткань, орган и систему, и основа этих процессов остается неясной, равно как и вопрос, почему старение вообще существует: определяется ли оно какой-либо генетической программой или, напротив, будучи эволюционно незапрограммированным явлением, возникает по другим причинам, но с закономерностью, свойственной генетической программе. Приведем типичные определения понятия «старение».
Старение – это скорее процесс постоянного неуклонного повы-шения восприимчивости к стрессу в целом, чем склонность к какому-то специфическому патологическому процессу. Старение, которое в действительности начинается с периода оплодотворения, может быть определено как сумма всех изменений, которые в норме возникают в организме по мере течения времени. Старческое увядание – это лишь последняя стадия пожизненного процесса старения. Старение – это процесс или группа процессов, которые вызывают в конечном итоге нарушение гомеостаза.
Старение – это определенного сорта изменения в живой системе, обусловленные течением времени.
Все гипотезы (или, как их нередко называют, теории) старения могут быть подразделены на два класса: клеточные и системные. В свою очередь, каждый из этих двух классов подразделяется на два подкласса – вероятностных и запрограммированных теорий.
КЛЕТОЧНЫЕ ВЕРОЯТНОСТНЫЕ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ.
Для явлений, описываемых многими теориями этого подкласса, характерным признаком служит появление (и накопление) ошибок в жизнедеятельности клеток или ослабление их функций.
Теория соматических мутаций. Согласно этой теории, старение возникает вследствие накопления соматических мутаций, возникающих под влиянием повреждающих агентов, в частности, ионизирующей радиации, как это предполагалось в первоначальном варианте этой теории. Накопление мутаций в генах соматических клеток должно приводить к появлению измененных (нефункционирующих) белков, что в конечном итоге должно вести к утрате функциональных возможностей организма. Расчеты показывают, что частота мутаций, чем бы они ни вызывались – внутренними или внешними агентами, слишком низка для того, чтобы вызвать многочисленные изменения, свойственные старению. Из всего этого, однако, не следует, что накопление мутаций не вносит существенного вклада в общую картину старения.
Генетическая мутационная теория является вариантом теории соматических мутаций. Согласно этой теории, с течением времени происходит нарушение генетической информации из-за ухудшения функционирования в генетическом аппарате, прежде всего из-за нарушения систем репарации ДНК. В этом случае повреждения в ограниченном числе генов могут вызвать универсальные по распространенности нарушения. В качестве обоснования данной теории ссылаются на то, что в норме частота повреждений не подвержена значительным колебаниям и поэтому накопление повреждений в процессе старения скорее всего может быть обусловлено ухудшением функционирования ремонтных, репарационных систем. В пользу существенной роли репарационных систем приводятся данные, показывающие наличие положительной корреляции между видовой продолжительностью жизни и способностью репарировать повреждение ДНК в фибробластах.
Наследственное сокращение продолжительности жизни несомненно существует и проявляется в наследственных болезнях преждевременного старения (прогериях). Такие заболевания встречаются чрезвычайно редко и их частота обычно не превышает одного случая на 1-10 миллионов. Выделяют две основные формы наследственных прогерий: синдром Хатчинсона-Гилфорда (прогерия детей) и синдром Вернера (прогерия взрослых). Оба синдрома проявляются ускоренным развитием обычных признаков естественного старения, однако в первом случае они начинают развиваться с рождения, и больные редко доживают до 20 лет. Во втором случае ускоренное старение начинается с периода полового созревания, и продолжительность жизни может достигать 30-40 и даже 50 лет. Отмечают, что смерть наступает при характерных для глубокой старости явлениях угасания функций, либо от типичной возрастной патологии, включая рак, сердечную недостаточность, мозговые нарушения и другие заболевания. К так называемым сегментарным прогериям относят ряд генетических синдромов, отдельные фенотипические проявления которых сходны с нормальным старением: синдром Кокейна, синдром Дауна, синдром Тернера, атаксия-телангиоэктазия (синдром Луи-Бара) и некоторые другие (таблица).
Синдром Вернера, а также два других рецессивных нарушения стабильности генома – синдром Блума и синдром Ротмунда-Томсона, характеризуется преждевременным старением, обусловленным мутациями в генах, кодирующих семейство геликаз RecQ – ферментов, ответственных за поддержание целостности генома. Ген, определяющий развитие синдрома Вернера (WRN), был клонирован. Синдром Блума, редкое заболевание, ассоциированное с мутацией в гене BLM и плейотропными фенотипами, включающими иммунодефицит, нарушенную фертильность, пропорциональную карликовость, эритему лица, связанную с воздействием солнечного света, и раннее развитие рака всех типов. При синдроме Ротмунда-Томсона, ассоциированного с мутациями в гене RECQ4, наблюдается отставание в росте, повышенная фоточувствительность с пойкилодерматозом, развитие катаракты, раннее поседение и облысение, увеличение частоты злокачественных новообразований, главным образом остеосарком. Наследственная нестабильность генома – главная черта, связывающая эти три синдрома на клеточном уровне, проявляющиеся также различными хромосомными нарушениями. При синдроме Дауна имеет место трисомия или транслокация 21-й хромосомы. У этих пациентов рано развиваются сосудистые заболевания, сахарный диабет, облысение, дегенеративные заболевания костей и суставов, и увеличена частота злокачественных новообразований. Значительно чаще у них наблюдается деменция альцгеймеровского типа, включая отложения амилоида и нейрофибрилл. Довольно часто больные синдромом Дауна доживают до 50-70 лет.
Синдром
| Частота
| Характер наследования
| Средняя продолжительность жизни, лет
| Мишень
(дефект) в геноме
| Синдром Хатчинсона-Гилфорда
| <1/1·106
| Неизвестен
|
| Причина неизвестна
| Синдром Вернера
| <1/1·105
| Аутосомаль-но-рецес-сивный
|
| ДНК-геликаза (RecQ), экзонуклеаза
| Синдром Ротмунда-Томсона
| <1/1·105
| Тот же
|
| ДНК-геликаза (RecQ)
| Синдром Кокейна
| <1/1·105
| »
|
| Репарация ДНК
| Трихотиодстрофия
| <1/1·105
| »
|
| Репарация ДНК, транскриция оснований
| Атаксия-телангиоэктазия
| <1/6·104
| »
|
| Повреждение ДНК сигнальной протеин киназы
| Синдром Дауна
| <1/1·103
| De novo
|
| Неизвестна
|
Теория накопления ошибок. Согласно данной теории, накопление ошибок происходит в течение процесса передачи информации (при транскрипции и трансляции генетической информации), что ведет к образованию дефектных белков, и в тех случаях, когда это нарушение касается ферментов (при наличии нарушений в транскрипции), происходит катастрофическое накопление дефектных белков (теория катастрофы ошибок), что ведет к многочисленным нарушениям, например, в системе регуляции, если появляются аномальные гормоны. Вместе с тем вся совокупность имеющихся данных показывает, что накопление ошибок не достигает той степени, которая может существенно повлиять на состояние организма. В то же время существует специальная система репарации, обеспечивающая относительную прочность структуры ДНК и надежность в системе передачи наследственной информации. В опытах на нескольких видах животных показана связь между активностью систем репарации ДНК и продолжительностью жизни. Предполагается ее возрастное ослабление при старении. Роль репарации отчетливо выступает во многих случаях преждевременного старения и резкого укорочения длительности жизни. Это относится, прежде всего, к наследственным болезням репарации (прогерии, синдром Тернера, некоторые формы болезни Дауна и другие). В то же время имеются новые данные о многочисленных репарациях ДНК, которые используются как аргумент против гипотез ошибок. В статье под названием «Наука отрицает старость» французский исследователь Р. Россьон (1995) полагает, что в свете этих фактов теория накопления ошибок в нуклеотидных последовательностях требует пересмотра. Все же репарация, видимо, не приводит к 100% исправлению повреждений.
КЛЕТОЧНЫЕ РЕГУЛЯТОРНЫЕ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ.
Теория свободных радикалов. Согласно этой теории, старение возникает вследствие повреждений, вызываемых свободными радикалами, причем этот тип повреждений может затрагивать любые клеточные структуры и компоненты. При наличии других параллельных механизмов старения приведенные выше соображения не могут использоваться для отрицания важной роли свободно-радикальных процессов в формировании старения клетки и ее гибели. М. Рубнер (1908) выдвинул «энергетическую» теорию старения, в которой устанавливалось, что произведение величины затраты энергии (показателя метаболизма в ккал/г в день) на максимальную продолжительность жизни (в годах) является для высших организмов постоянной величиной (этот жизненный энергетический потенциал составляет для млекопитающих (не приматов) около 220 ккал/г; для большинства приматов – около 458 ккал/г и для человека – около 815 ккал/г). В соответствии с этим правилом дается объяснение, почему животные малых размеров, у которых, соответственно, выше отношение поверхности к массе тела и поэтому более высоки тепловые потери и теплопродукция, живут меньше. Вместе с тем правило М. Рубнера может быть связано и с интенсивностью процессов окисления и тем самым с интенсивностью свободно-радикальных процессов.
Истребление свободных радикалов. Внутри клетки они постоянно подвергаются атакам со стороны других молекул – одни из них представляют обычные продукты клеточного метаболизма, другие – вещества, загрязняющие окружающую среду, и частности свинец. Таким образом, в клетке постоянно образуются новые молекулы, заменяющие поврежденные. В процессе обмена веществ образуются молекулы особого рода, которые называются свободными радикалами, они имеют сильную тенденцию соединяться с другими молекулами. Иногда клетки производят свободные радикалы для облегчения процесса обмена веществ, и появляются они чаще всего в ходе тех реакций, которые потребляют кислород для «сжигания» углеводов и протекают с выделением энергии. Порой свободные радикалы возникают случайно, когда кислород, всегда присутствующий в клетке и обладающий высокой активностью, соединяется с молекулами клетки. По определению Алекса Комфорта, свободный радикал – это «высокоактивный химический агент, готовый соединиться с чем угодно». В результате бесконтрольные свободные радикалы могут причинить серьезный вред клеточным мембранам, а также молекулам ДНК и РНК. Это обстоятельство делает их главным определяющим фактором биологического старения. Один из способов борьбы со старением, в котором повинны свободные радикалы – применение так называемых антиоксидантов.
Теория сшивки макромолекул. Раскрывается один из механизмов, при помощи которого различные вещества, включая свободные радикалы, альдегиды и молекулы, обладающие ионизированной группой, могут образовывать мостики между молекулами коллагена, ДНК и т. д., тем самым вызывая нарушение структуры (как это, например, имеет место при появлении морщин кожи в результате «сшивки» коллагена) и нарушение функции при сшивке молекул ДНК.
Юхан Бьёркстен, возглавлявший некоммерческий Исследо-вательский центр в Мэдисоне (штат Висконсин), который он основал в 1952 г., обратил внимание на сходство процессов старения желатина пленки и подобных ему белков в организме – хрящей и связок. Оба процесса связаны с реакциями в белках, приводящими к потере эластичности. Бьёркстена заинтересовало следующее обстоятельство: скованность в мышцах и суставах пожилых людей очень напомнила ему процесс дубления, при котором белки в коже или желатине затвердевают под воздействием определенных химикатов. Бьёркстен знал, что при дублении между молекулами белков образуются своеобразные химические «мостики», которые носят название поперечных сшивок, и ему пришла в голову мысль о том, что старение человека может объясняться возникновением таких же «мостиков». В 1942 г. он выразил эту мысль следующим образом «Мне кажется, что старение живых организмов обусловлено случайным образованием «сшивания» мостиков между молекулами белков, которые репарирующие ферменты клетки уже не в состоянии разорвать. Продолжая работать над теорией сшивок, Бьёркстен установил, что имеется еще один тип сшивок в молекулах ДНК. По мысли Бьёркстеда между двумя цепочками поперечные сшивки не могут быть разрушены нормальными репарационными системами клетки. Этот неустранённый «мостик» мешает синтезу РНК на ДНК, что в свою очередь нарушает процесс образования жизненно необходимых белков, которые должна производить клетка. Кроме того, сшивки препятствуют удвоению ДНК в процессе деления клетки и таким образом нарушается возобновление клеток.
Образование сшивок в белках и ДНК может быть вызвано многими химическими веществами, которые обычно находятся в клетках в виде продуктов процесса обмена, или загрязнителями вроде свинца или компонентов табачного дыма. Разнообразие и количество веществ, вызывающих «сшивки» в нашем организме так велико, утверждает Бьёркстен, что тут уже не спрашиваешь, достаточно ли этого, чтобы вызвать старение, а только удивляешься, почему старение протекает так медленно.
Теория накопления липофусцина. Эта теория относится к группе аккумуляционных теорий старения, которые связывают возникновение старения с накоплением различных вредных (или балластных) веществ, образующихся как побочные продукты метаболизма. В этом случае организм рассматривается как «несовершенный фильтр», что по мере течения времени приводит к его засорению.
Теломерная теория старения. Теломераза активна во многих делящихся соматических клетках, но это не отменяет ограничения на число делений, а также не останавливает укорочения теломер, возможно, из-за недостаточной активности теломеразы. При приближении длины теломер к критическому уровню клетки начинают стареть, а по достижению этого уровня – погибают.
В теломерной теории старения рассматривают два взаимно противоположных варианта негативного влияния на клетку:
а) первый вариант обычно исходит из эффекта положения, который экспериментально выявлен у некоторых организмов: достаточно длинные теломеры вызывают сайлесинг (репрессию активности) прилежащих генов. При укорочении теломер эти гены активируются. Предложены и другие модификации данного варианта. По одной из них, существует некий ген-репрессор, подавляющий в молодых клетках гены старения AGE. Если же теломерные последовательности значительно укорочены, остающиеся свободными теломерные белки связываются с геном-репрессором и «выключают» его. Происходит активация генов AGE. К гену AGE относят ген белка p53. Обнаружено, что при утрате функции этого гена культивируемые фибробласты дополнительно совершают несколько десятков делений.
б) второй вариант влияния длины теломер на состояние клетки предполагает инактивацию «хороших» генов. Он возник из исходного представления, что процесс укорочения хромосом при клеточных делениях в конечном счете достигает структурных генов.
Согласно гипотезе А. М. Оловникова, в местах прикрепления теломер к внутренней ядерной мембране имеются Са2+ -каналы, и поток ионов через них создает своего рода «душ», необходимый для функционирования генов. При значительном же укорочении теломер теряется связь хромосом с мембраной, отчего гены оказываются дальше от ионного «душа» – с соответствующими негативными последствиями.
Было установлено, что введение теломеразы в клетки фибробластов человека, которые в норме делятся 50-80 раз, они способны поделиться 280 раз без каких-либо признаков старения и патологии. Тщательное исследование показало отсутствие в этих клетках таких признаков малигнизации, как нестабильность хромосом, независимый от добавления натуральной сыворотки рост, отсутствие контактного торможения и потеря контроля клеточного цикла и, что особенно важно, из них не развиваются опухоли при трансплантации бестимусным мышам. Полученные данные свидетельствуют о том, что экспрессия теломеразы в культуре клеток человека совсем не обязательно вызывает развитие рака, то есть лишена свойства онкогена, которые ей приписывали. Видимо, основным свойством теломеразы является контроль клеточного деления, а для возникновения опухолевого роста необходимы дополнительные мутации и факторы.
Теория износа организма предполагает, что старение является результатом обычного явления износа, наступающего от длитель-ного существования и функционирования организма. И хотя «атомы не стареют», однако более сложные, особенно постмитотические структуры не обновляются со скоростью, которая сохраняла бы их стабильность по всем параметрам. Так, в частности, температурная денатурация макромолекул, постепенная гибель нейронов или их отростков характеризуют износ организма.
И. И. Мечников (1900) создал теорию, трактующую изнашивание организма, как результат аутоинтоксикации кишечными ядами. «Причина смерти – самоотравление организма… Чем длиннее толстые кишки, тем жизнь короче». Главным токсикантами Мечников считал ароматические амины, образуемые кишечными бактериями. Эксперименты ученого показали ускорение старческих изменений у животных с более длинным кишечником. Ключевым механизмом возрастной деградации в теории Мечникова выступает не только угнетение жизнедеятельности «благородных дифференцированных клеточных элементов» под влиянием кишечных ядов, но и аутоагрессия макрофагов, разрушающих ткани.
В 1908 г. М. Рубнер попытался установить связь между продолжительностью жизни видов и удельной интенсивностью их энергетического метаболизма, но, хотя и оказалось, что у многих видов с высокой величиной основного обмена продолжительность жизни меньше, прямой и универсальной зависимости выявлено не было.
Между теориями Мечникова и Рубнера есть важная общность: рубнеровский уровень энергетического метаболизма зависит от потребления кислорода, а при деятельности макрофагов и при нейтрализации аминов, о которых писал Мечников, выделяются активные кислородные радикалы.
Аутоиммунная теория старения. Иммунная система тесно связана с адаптацией, приспособлением организма к стрессу, вызываемому изменениями окружающей среды. Здоровая иммунная система защищает организм от вторжения вирусов, бактерий, грибков и многих других чужеродных субстанций. При старении ее функция снижена, она теряет свою эффективность в выполнении ряда специфических задач. С этим связано повышение восприимчивости организма к ряду заболеваний, особенно к так называемым аутоиммунным болезням, в основе которых потеря способности организма отличать «свои» белки от «чужих». У пожилых людей процент различных аутоантител, вырабатывающихся против собственных белков, значительно повышен. В период от 40 до 80 лет он может увеличиться в 6-8 раз. Все это ведет к саморазрушению и старению организма, его «иммунологическому разоружению». Критика этой гипотезы сводится к тому, что в этом случае речь идёт не о первичных изменениях. Поскольку сама иммунная система очень сложна, а ее регуляция не вполне выяснена, попытки ее «омоложения» еще не вполне подготовлены: «взбодрение» общей иммунной реакции может усилить аутоиммунные процессы.
Иммунная система организма защищает его от различных болезней, в том числе от рака. Главными компонентами иммунной системы являются белые клетки крови двух типов: В и Т. В-клетки специализированы для борьбы с бактериями, вирусами и раковыми клетками: они выделяют белки, называемые антителами, которые прикрепляются к болезнетворным организмам и способствуют их разрушению. Т-клетки в первую очередь атакуют и разрушают чужеродные тела, например раковые клетки и трансплантаты.
Д-р Рой Уолфорд из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предполагает, что клетки обоих типов с возрастом начинают функционировать все хуже. Заболеваемость раком потому и учащается в старости, что В- и Т-клетки более не способны активно атаковать раковые клетки. Другая причина заключается в том, что по мере старения организма В- и Т-клетки начинают вести себя ненормально, нападая не только на раковые, но и на нормальные, здоровые клетки. Такое разрушение тела его собственной защитной системой получило название аутоиммунитета. «Старение – это... аутоиммунный процесс», – утверждает Уолфорд и приводит в пример целый ряд аутоиммунных болезней, которые сопровождаются симптомами старения: ревматизм, повреждающий сердечные клапаны; гломерулонефрит, разрушающий почки; ревматический полиартрит, приводящий к постепенному разрушению суставов. По словам д-ра Патриции Мередит, коллеги Уолфорда, «нормальный процесс старения у человека может быть аналогичен некоему аутоиммунитету, затрагивающему все ткани тела».
Ученые пытаются найти способы «омолаживания» иммунной системы, чтобы предотвратить аутоиммуное старение. В 1969 г. Тайкаши Макинодиан, коллега Адлера по институту гериатрии, продемонстрировал, что удаление селезенки у старых мышей почти удвоило продолжительность их жизни. Алекс Комфорт назвал это самым значительным из всех известных сроков продления жизни.
Селезенка – орган, который в случае повреждения легко удаляется без видимых вредных для организма последствий, расположена под левым легким рядом с желудком. Она служит хранилищем красных клеток крови: в экстренных случаях, когда происходит большая потеря крови, селезенка высвобождает для кровообращения свои запасы. В селезенке также хранятся Т-клетки; вот почему по мере того, как тимус теряет способность производить новые Т-клетки, в организме все же остается достаточное их количество.
Это обстоятельство позволило Макинодиану предположить, что, будучи депо Т-клеток, селезенка у состарившихся животных (и людей) содержит избыточное количество дефектных Т-клеток и это приводит к аутоиммунному старению, поэтому удаление селезенки у старых животных способно продлить им жизнь. Вводя клетки селезенки от старых мышей более молодым, ученый показал, что экспериментальные мыши меньше живут. Из этого он сделал вывод: селезенка хотя бы отчасти «виновна» в старении и смерти и ее удаление «значительно повышает вероятную продолжительность жизни». Однако, предупреждает ученый, удаление селезенки само по себе не будет полностью эффективным средством продления жизни, ибо в этом органе находится множество функционирующих Т-клеток, необходимых организму для борьбы с болезнями и раковыми клетками. Согласно Макинодиану, после удаления селезенки больному следует ввести Т-клетки из его собственного организма (взятые в молодости и замороженные) или от более молодого донора, клетки которого совместимы с клетками реципиента. Получение Т-клеток от молодого организма вполне возможно, так как тимус и селезенка быстро восполняют их недостачу. Макинодиан проводил предварительные исследования такого «омолаживания Т-клетками», вводя клетки от молодых крыс старым. Последние оказались более устойчивыми к болезням, чем контрольные старые крысы. Из этого ученый сделал следующий вывод: если сначала удалить селезенку, а затем вводить в старый организм молодые функционирующие Т-клетки, то «введение молодых Т-клеток может открыть возможность значительного продления жизни».
Аутоиммунное старение может также быть замедлено или обращено вспять тимозином – гормоном, выделяемым вилочковой железой (тимусом). Этот гормон обнаружил в 1965 г. Аллан Голдстейн из Медицинской школы Техасского университета в Галвестоне. По предположению ученого, тимозин поддерживает функционирование Т-клеток. Голдстейн также знал, что существует особый тип Т-клеток, клетки-помощники, которые каким-то образом помогают В-клеткам синтезировать антитела. Следовательно, поддерживая активность клеток-помощников, тимозин будет так же способствовать сохранению функций В-клеток, как и Т-клеток. Тимозин обнаруживается в тимусе многих животных, в том числе мышей, кроликов и коров, а также человека, но Голдстейн предпочитает пользоваться тимозином коров, так как он активен и в организме человека. Коровий инсулин, применяемый для лечения диабета у людей, уже спас тысячи жизней со времени его открытия в 1921 г.; кто знает, быть может, коровий тимозин поможет нам справиться с аутоиммунным старением.
Голдстейн показал, что с возрастом количество тимозина у человека уменьшается. Это позволило ему утверждать, что именно недостатком тимозина объясняются более частые случаи заболевания раком среди пожилых людей, а также увеличение числа аутоиммунных заболеваний, которые Уолфорд считает причиной старения. Таким образом, мы получили убедительные доказательства того, что недостаток тимозина, по крайней мере отчасти, является причиной аутоммунных заболеваний и даже дегенеративных изменений в преклонном возрасте. Голдстейн уже показал, что тимозин эффективен в борьбе с определенными видами рака. Дальнейшие исследования покажут, насколько он сможет замедлить или предотвратить процесс старения.
Аутоиммунное старение может быть замедлено также диетой, а именно строгими ограничениями в еде. Более 40 лет назад, в 1935 г., Клив Мак-Кей из Корнеллского университета продемонстрировал, что если крысы получают ровно столько пищи, сколько требуется для сохранения веса тела, продолжительность их жизни возрастает на 25%. Другие исследователи показали, что ограничение в пище, особенно для более старых животных, продлевает им жизнь. Так, в 1968 г. Д. С. Миллер и П. Р. Пейн из Колледжа королевы Елизаветы в Лондоне обнаружили, что при уменьшении количества белков в рационе стареющих мышей их жизнь продлевалась на 28 %.
Во всех этих опытах крысы получали меньше калорий, чем обычно, вместе с тем пища была полноценной в отношении питательных веществ: в нее входили достаточные для сохранения здоровья количества белков, углеводов, жиров и витаминов. В итоге удалось выявить, что старые животные, которых держали на ограниченном рационе, реже болели раком, болезнями почек и сердца, чем животные, получавшие стандартный рацион. Как утверждает Алекс Комфорт, эксперименты со строгими ограничениями в еде оказались настолько успешными, что этот способ «остается наиболее эффективным из всех известных настоящее время методов изменения скорости... Одряхления». Ограничение в пище, дающее эффективное продление жизни, по мнению уже известного нам Уолфорда» также действует путем замедления процесса аутоиммунного старения. «Существенное продление жизни за счет ограничения в еде – говорит Уолфорд, – можно объяснить тем, что иммунная система... более всех других систем организма восприимчива к голоданию». Ограничение в пище не вредит иммунной системе, напротив, оно замедляет ее деградацию, снижая активность, поэтому, по крайней мере у животных, Т- и В-клетки дольше остаются «молодыми». На самом деле Уолфорд показал, что ограничение в пище снижает активность иммунной системы у молодых мышей, но повышает активность Т- и В-клеток у старых мышей, что делает их более устойчивыми к болезням более того, у них обнаруживается меньше признаков аутоиммунного старения, чем у старых мышей, получающих стандартный рацион.
Следовательно, если мы будем есть меньше, сохраняя при этом необходимое для жизни количество питательных веществ, то сможем замедлить темпы аутоиммунного старения. Комфорт считает, что этой возможности ученые до сих пор не уделяли должного внимания. Он говорит: «Если учитывать важность ограничения в еде для замедления старения, то эта проблема еще не получала достаточного освещения и слабо проверяется экспериментальным путем».
Многие авторы придерживались мнения о существовании эндокринной периодизации в онтогенезе: детство и юность – под знаком активного влияния тимуса и эпифиза при высокой активности щитовидной железы, зрелость – при активации половых желез и надпочечников и начале инволюции вилочковой и шишковидной желез, старость – с угасанием активности гонад и щитовидной железы, завершением инволюции эпифиза и тимуса. При этом предполагалась, что эндокринным органам присущ «продленный эмбрионализм», позволяющий им координировать морфогенетические процессы и возрастную динамику реактивности в организме. На основе сходных представлений были предприняты знаменитые опыты Ш. Э. Броун-Секара (1889), Э. Штейнаха (1919) и С. А. Воронова (1923) по омоложению животных и человека путем пересадки гонад и воздействия их экстрактов. Современные данные согласуются с некоторыми аспектами этой концепции. Так, именно гормон эпифиза и ДНЭС мелатонин оказался не только блокатором активации половых желез, но и активатором антиоксидантной системы организма, стимулятором противоопухолевого иммунитета. Установлена его способность стимулировать активность Т-лимфоцитов и синтез антител, то есть именно те функции иммунной систем, которые ослабевают в старости. Пептидные экстракты эпифиза также стимулируют клеточный иммунитет. Эпифиз осуществляет иммуномодулирующее действие путем стимуляции продуктов эндогенных опиатов. Опиоидные агонисты – это медиаторы физиологического выхода из стресса. Их недостаточная активность снижает стрессорезистентность организма, то также характерно для последствий старения. Таким образом, эпифизарная недостаточность может играть важную роль в происхождении старческих психонейроэндокринных иммунологических изменений. С возрастом уменьшается секреция эпифизарного мелатонина и гипофизарного гормона роста. Отчетливо снижается пульсовая частота эпизодов секреции соматотропина. Среди современных авторов концепции нейроэндокринной природы старения поддерживает К. Э. Финч, обнаруживший, что гипоталамо-гипофизарная система и управляемые ею гонады своими гормональными сигналами взаимно усиливают обоюдное старение. Существует возрастная тенденция повышения порога чувствительности гипоталамуса к половым гормонам, способствующая возникновению гормонозависимых опухолей, в частности, рака молочной железы. Пептидные экстракты эпифиза способны восстанавливать ингибирующее действие эстрогенов на гипоталамус. Гормоны эпифиза оказывают положительный эффект при раке молочной железы. Наконец, эпифизектомия укорачивает, а мелатонин и пептидные гормоны эпифиза удлиняют среднюю и максимальную продолжительность жизни грызунов.
Лимфоидная гипотеза. Новый вариант иммунной теории старения основывается на представлении о старении как возрастном снижении интенсивности самообновления организма и утрате его сопротивляемости, на несомненной связи иммунной системы со старением и длительностью предстоящей жизни (Подколзин, Донцов, 1996). Предполагается, что причиной рано наступающего снижения иммунных функций является необходимость ограничения роста, причем, лимфоцитам приписывается контроль над процессами деления самых различных типов клеток, а следовательно, участие в ключевых механизмах реализации программы роста. Ослабление этой функции лимфоцитов может предопределить и снижение потенциальной способности клеток к делению в старости. Морфологическим субстратом старения, по мнению авторов гипотезы, является гипоталамус, оказывающий первичное регулирующее влияние на иммунную систему. В качестве аргумента приводятся, в частности, некоторые результаты пересадки регуляторных ядер гипоталамуса старым животным, что позволило восстановить у них ряд частных функций (половую, иммунную и другие) и достичь некоторых показателей общего омоложения.
КЛЕТОЧНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ.
В соответствии с идеей о запрограммированности старения последнее может быть следствием исчерпывания возможного для данного вида числа клеточных делений, что обозначается как лимит Хайфлика. Для постмитотических клеток лимит Хайфлика иногда заменяют исчерпыванием функциональных резервов клетки. Данное положение мало чем отличается от теории износа и не имеет экспериментальных подтверждений. Онтогенетические механизмы старения осуществляются главным образом за счет изменений, происходящих в нейронах зрелого мозга, которые вообще утрачивают способность к делению, и их существование, следовательно, не ограничено лимитом Хайфлика. Одним из вариантов программных клеточных теорий является представление о запрограммированности постепенной гибели клеток или запрограммированности конечной дифференцировки, ведущей к старению, вслед за которой возможна или гибель клетки, или ее иммортализация за счет злокачественной трансформации, причем часто допускается, что гибель клетки связана с исчерпыванием генетической программы, которая на уровне организма распространяет свое влияние лишь на репродуктивный период жизни.
СИСТЕМНЫЕ ЗАПРОГРАММИРОВАННЫЕ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ. Чаще всего в качестве примера теории данного подкласса называют механизм гибели горбуши после нереста, хотя в действительности в этом случае речь идет о проявлении побочного эффекта реализации генетической программы размножения (развития). Данные феномены являются приобретенными в ходе эволюции приспособлениями.
СИСТЕМНЫЕ РЕГУЛЯТОРНЫЕ ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ. Примером такого рода теорий являются иммунологические и аутоиммунологические теории, в соответствии с которыми старение связано с нарушением в механизмах различения организмом «своего» и «чужого», что приводит к образованию антитканевых антител, вызывающих в конечном итоге повреждение тканей. К системным регуляторным теориям могут быть отнесены представления, в соответствии с которыми накопление повреждений происходит и в аппарате управления, в частности, в гипоталамусе, что вызывает необратимые нарушения гомеостаза.
В соответствии с другой точкой зрения системные регуляторные нарушения являются следствием принципа плейотропности в действии генов, в соответствии с которым в процессе эволюции естественный отбор накапливает даже такие гены, которые в пострепродуктивном периоде обусловливают старение, если в репродуктивном периоде эти гены создают преимущества для процесса воспроизведения вида.
Центральной проблемой в познании старения является вопрос: что такое старение? В связи с этим попытаемся рассмотреть старение как интегральный процесс, создаваемый онтогенетическими и аккумуляционными механизмами, на которые, в свою очередь, влияют генетические и экологические факторы.
ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ. В процессе нормального старения нарушается гомеостаз в репродуктивной, адаптационной и энергетической системах: повышается секреция гонадотропинов и неклассических фенолстероидов и снижается секреция классических эстрогенов; снижается продукция андрогеноподобных кортикостероидов (этиохоланола, дегидроэпиандростерона и других нейтральных 17-кетостероидов), что создает относительную избыточность действия глюкокортикоидов, особенно в сочетании с нарушением ритма их спонтанной и стимулированной секреции (гиперадаптоз); снижается чувствительность к действию инсулина, толерантность к глюкозе, увеличивается реактивная (постпищевая) гиперинсулинемия, увеличивается масса жира, концентрация в крови триглицеридов и холестерина; повышается артериальное давление; снижается концентрация в гипоталамусе биогенных аминов. По признаку нарушения гомеостаза старение является болезнью или, точнее, суммой болезней гомеостаза. Происхождение этого компонента старения описывается в онтогенетической модели развития старения и сцепленных с ним болезней. В соответствии с этой моделью генетическая программа охватывает лишь период развития организма, но механизмы, участвующие в реализации этой программы, продолжают действовать и после ее выполнения, что, создавая обязательное (регулярное) нарушение гомеостаза, формирует онтогенетический компонент явления, в целом обозначаемого как старение.
АККУМУЛЯЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ. Старение – необычная болезнь гомеостаза: признаки, ее характеризующие, зависят не только от онтогенетических механизмов, но и от стахостически накапливающихся повреждений, число и характер которых увеличиваются и изменяются по мере увеличения возраста. Уже почти 100 лет известно, что по мере старения происходит накопление в клетках липофусцина (старческого пигмента) – продукта перекисного окисления белков и жира. Высокая энергетическая эффективность аэробных процессов обеспечивается высокой реакционной способностью кислорода, легко вступающего не только в катализируемые ферментами взаимодействия, но и во многие другие, в частности, с восстановленными компонентами митохондриальной дыхательной цепи. Образующийся в ходе происходящего при этом одноэлектронного восстановления кислорода супероксидный радикал является одним из основных инициаторов цепных свободно-радикальных процессов, рассматриваемых в качестве первичной причины старения в теории Н. М. Эмануэля (1974). Если прямые продукты этих реакций вовлекаются в дальнейшие метаболистические превращения, то побочные – накапливаются. Примером такого рода может быть накопление липофусцина в клетках наиболее аэробных тканей – сердца и головного мозга. Одним из следствий повреждений генетического аппарата являются соматические мутации, которые различным образом изменяют и ухудшают функционирование клеток. К аккумулятивным теориям старения относится гипотеза, связывающая старение с облучением, исходящим из космических источников, – стохастическая гипотеза; иммунологическая теория, частично теория «катастрофы накопления ошибок в синтезе белка».
Таким образом, во всех клетках, но особенно в постмитотических, происходит прогрессивное накопление повреждений и дефектов, причем имеет место и повреждение генетического аппарата, что, в частности, проявляется в уменьшении количества рибосомальной РНК, накоплении неактивных форм ферментов, депрессии синтеза некоторых белков, не свойственных в зрелом дифференцированном состоянии соответствующему типу клеток.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ. Предположим, что организм находится в идеальных условиях внешней среды, которая не только не повреждает, а даже защищает его от неблагоприятных влияний. Но нет никаких оснований предполагать, что в такой идеальной ситуации не будут происходить возрастные нарушения в деятельности организма, например, не будет в определенном возрасте происходить выключение репродуктивной функции. Хотя внешние факторы могут ускорить наступление климакса, но отсутствие стресса не может его отменить. Способ действия внешних повреждающих агентов во многом совпадает с механизмом повреждений, наносимых внутренними повреждающими факторами. Химические канцерогены снижают в гипоталамусе концентрацию биогенных аминов, повышают порог чувствительности гипоталамо-гипофизарного комплекса к регулирующим сигналам, снижают толерантность к углеводам, повышают в крови уровень инсулина, жирных кислот, триглицеридов и холестерина, вызывают метаболическую иммунодепрессию. Эти данные послужили основанием к обобщению всех этих изменений в понятие «канцерогенное старение».
Существует понятие «лучевое старение». Еще в большей степени, чем канцерогены, ионизирующее излучение вызывает повреждение клеток. Фактор повреждения, несомненно, во многих отношениях ответствен за аккумуляционный механизм лучевого старения. Радиация может вызвать повышение порога чувстви-тельности гипоталамуса к гомеостатическим сигналам и формировать нарушения метаболизма, которые приводят к гиперхолестеринемии.
Значительное влияние на скорость старения оказывает величина калорийности диеты и ее качественный состав. Избыточное потребление пищи способствует развитию возрастной патологии, включая возникновение рака. Избыточная калорийность пищевого рациона является одним из факторов акселерации развития организма, а следовательно, и акселерации возникновения возрастной патологии. Все те внешние воздействия, которые обладают способностью повышать порог чувствительности гипоталамуса к регулирующим гомеостатическим сигналам (стресс, избыточное освещение, химические канцерогены, ионизирующая радиация и избыточное питание) или повышать использование жирных кислот как энергетического материала (избыточное питание, стресс, химические канцерогены), ускоряют процесс старения. Напротив, факторы, которые улучшают чувствительность гипоталамуса к регулирующим сигналам или снижают использование энергетических субстратов (ограничение калорийности диеты), или улучшают утилизацию глюкозы (например, фенформин), замедляют скорость старения. Все это показывает, что факторы, интенсифицирующие процесс старения, действуют, главным образом, через онтогенетические механизмы и в ряде случаев в зависимости от специфических свойств повреждающих факторов влияют ускоряющим образом на формирование старения через аккумуляционные механизмы.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ. В настоящее время нет никаких оснований утверждать, что существуют гены старения, или гены смерти. Необходимость в их существовании отпадает не только из общих эволюционных соображений, но в еще большей степени потому, что в процессе старения изменяется состояние столь большого числа различных функций и эти изменения вносят столь значительный вклад в формирование картины старения, что все генетически контролируемые изменения функций, например, репродуктивной системы, могут быть отнесены к системе генов старения. Но в этом случае речь скорее может идти о плейотропном действии генов, а не об их специальном свойстве индуцированного старения. Изучение генетических синдромов, при которых наблюдается ускоренное старение, показывает, что не менее 7000 генов может быть ответственно за это явление. Из этой группы автор цитируемого расчета выделяет около 70 главных генетических локусов старения, и, вероятно, 7 локусов имеют особо важное значение. О. Магип (1978) классифицирует соответствующие синдромы как «сегментированные прогероидные синдромы». Их изучение помогает выделять наиболее ответственные гены (или их комбинации), принимающие участие в формировании общей картины старения. В группу главных «сегментированных прогероидных синдромов» входят: синдром Вернера, прогерия, синдром Кокэйна, атаксия-телеангиэктазия, болезнь Дауна, синдром Клайнфелтера, синдром Шерешевского-Тернера, миотопическая дистрофия. Хотя ни один генетический синдром, характеризующийся признаками ускоренного старения, не воспроизводит картину этого явления полностью, не идентичен физиологическому старению, изучение такого рода синдромов помогает понять механизмы формирования специфической возрастной патологии и механизмы, ускоряющие процесс старения.
Молекулярные события, определяющие транскрипцию, имеют решающий интерес для геронтологов, поскольку регуляция экспрессии генов коренным образом влияет на старение и старческие изменения. Факторы, влияющие на экспрессию гена, но не прямо вызывающие изменения в генетическом коде, могут играть роль в старении. Одним из них является метилирование ДНК. До 5% всех остатков цитозина в ДНК млекопитающих метилировано по 5’ позиции с образованием 5-метилцитозина (5мЦ). Это единственное постоянно модифицированное основание в ДНК высших эукариот. Метилирование происходит в обеих нитях ДНК симметрично, и остатки 5мЦ всегда фланкируются остатками гуанина со стороны 3’-конца. Метилированные остатки цитозина выполняют различные функции, но что еще более важно, метилирование ДНК вовлечено в регуляцию активности генов. Изменения в метилировании, в частности деметилирование динуклеотидов у позвоночных, связано с изменением уровня транскрипции. Возрастное деметилирование ДНК было впервые описано в 1973 г. Б. Ф. Ванюшиным. При этом была обнаружена разница в степени деметилирования в тканях крыс – в ткани мозга оно преобладало над тканью печени. В дальнейшем было обнаружено возрастное снижение 5мЦ в легких и культурах фибробластов кожи, для последних была показана связь деметилирования со снижением возможности к росту в культуре. Было высказано предположение, что возрастное деметилирование предрасполагает клетки к опухолевой трансформации. Аберрантные участки метилирования ДНК размером от 0,5 до нескольких тысяч пар оснований являются существенным механизмом инактивации активности генов и часто наблюдается при раке. Эти участки располагаются вблизи генов, часто они обнаруживаются около промоторных областей широко экспрессирующих генов. Возрастное гиперметилирование наблюдали в нормальной слизистой оболочке толстой кишки и в ряде других органов, причем хронические воспалительные процессы, например хронический язвенный колит или инфицирование Helicobacter pylori, ассоциированы с избыточным метилированием. Отмечают, что возрастное метилирование увеличивается с возрастом линейно, хотя степень его нарастания может варьировать. Метилирование таких генов репарации ДНК, как h MLH1, MGMT, приводя к их инактивации, может способствовать возрастному накоплению мутаций и, возможно, к ускоренному старению и увеличению риска развития рака.
2. ДИНАМИКА ВОЗРАСТНОГО БИОМОРФОЗА
На каждом этапе онтогенеза человека изменяются его структура и функции, взаимоотношение его функциональных систем – наблюдается динамика его возрастного биоморфоза.
Уже с 30-35 лет постепенно нарастают изменения резервных возможностей ряда систем и органов, снижаются функциональные возможности организма. Структурные и функциональные изменения в органах и системах стареющего организма делают их более ранимыми, создают условия для развития процессов, клинические проявления которых воспринимаются как болезнь, как хроническое поражение организма.
Часто наблюдаются цепные реакции, когда недостаточность одной системы вызывает функциональные нарушения другой (особенно для сердечно-сосудистых заболеваний). Действительно, старение – общебиологический процесс, выражающий одну из сторон движения высокоорганизованной материи – организма – его развитие во времени (но почему они присущи человеку?).
В настоящее время хорошо известно, что в ходе онтогенеза изменяются биологические свойства организма. Так, в процессе старения уменьшается объем активно функционирующей массы тела, уменьшается напряженность метаболических процессов, в связи с чем снижается функциональная активность ряда ведущих систем организма, изменяется реактивность, формируется новый, менее эффективный уровень регуляции метаболизма и функций организма – снижается роль нервных и повышается значимость гуморальных механизмов регуляции.
Рис. 1. Факторы риска болезней в старости
Старение – внутренне противоречивый процесс: на фоне регрессивных процессов перестройки – атрофии, деградации – развиваются прогрессивные тенденции формирования новых компенсаторно-приспособительных механизмов, направленных на поддержание гомеостаза стареющего организма – механизма витаукта. Однако возникновение важных приспособительных механизмов полностью не компенсирует нарастающих явлений деградации, возрастных изменений регуляции. В результате, при старении ограничиваются адаптационные возможности организма, снижается эффективность системы саморегуляции функций, сокращаются резервы мобилизации метаболизма и функций, сужается диапазон его безаварийной активности, в результате чего понижается толерантность к действию вредностей. Поэтому неизбежные возрастные изменения организма формируют основу для развития ряда заболеваний. Согласно современным представлениям, решающие возрастные изменения разыгрываются на молекулярном и субклеточном уровнях организма: в клеточных ядрах, хромосомах и других органеллах клетки. Особо значимы возрастные сдвиги в генетическом аппарате клетки, ответственном за построение индивидуально специфических белков, прежде всего энзимов. Установлено, что в процессе старения возможны потеря хромосом, мутации, образование новых клеточных штаммов, ошибочная информация и др. Поэтому есть основания указать прежде всего на две группы болезней, которые по своей сущности могут быть отнесены на счет ошибок в функциях ядра и органелл в цитоплазме, – это рак и аутоиммунные заболевания. Так, вследствие мутации при известных условиях под влиянием вируса возникает атипичная клетка – родоначальница клеточного штамма, непрерывное деление клеток которого может привести к развитию опухоли. В результате ошибки в хромосомной матрице могут возникнуть в процессе старения измененные белки, которые иммунной системой организма признаются чужеродными. В ответ на это система иммунного контроля продуцирует антитела. Развитие этого иммунного процесса способствует развитию аутоиммунных болезней.
Известно, что при формировании общего адаптационного синдрома вследствие мобилизации функций в фазе устойчивости, по Селье, животные молодого возраста становятся более выносливыми к патогенным воздействиям. Возрастные изменения систем, участвующих в формировании приспособительных механизмов при этом синдроме, в частности, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, снижают защитное значение фазы устойчивости в старости. Так, в отличие от молодых крыс, у старых токсическое действие кордиамина гексенала в этот период не только не ослабляется, но нередко нарастает.
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ.
В последнее десятилетие повысился уровень заболеваемости и смертности от болезней системы кровообращения. Смертность в 1939 году – 11%, в 2000 году более – 55%. Действительно, при детальном рассмотрении закономерностей старения сердечно-сосудистой системы у человека выявляется ряд формирующихся в процессе возрастной перестройки системы предпосылок к ее поражению патологией. Возрастные изменения сосудов способствуют атерогенезу. Так, при формировании физиосклероза во внутренней оболочке артерий эластического и эластически-мышечного типов развивается гипертрофия – эндотемиальные клетки увеличиваются, нагромождаются, межклеточные пространства расширяются. Наряду с гиперпластическими наблюдаются деструктивные процессы – возникают разрывы, скручивание, гранулярный распад структурных элементов сосудистой стенки, что нарушает связи между ними. Это облегчает диффузию микопротеидов, холестерина, фибрина в сосудистую стенку, подавляет ее миколитическую и фибринолитическую активность, что обусловливает развитие атероматозного процесса. Возрастное увеличение содержания основного вещества соединительной ткани в оболочках сосудов, накопление в них сульфатированных гликозаминогликанов, сдвиг активной реакции в кислую сторону способствует выпадению атерогенных липидов и образованию атероматозных бляшек. С возрастом нарастает инертность метаболизма артериальной стенки: уменьшается потребление кислорода, образование АТФ, синтез белка и гликозаминогликанов, активность многих ферментных систем и др. Развивающиеся в сосудистой стенке дистрофические процессы создают благоприятную почву для инфильтрации ее атерогенными липидами.
Таким образом, закономерные возрастные изменения структуры и биохимического состава артериальных стенок сегодня рассматриваются как важный фактор риска атеросклероза. Особо интенсивной возрастной перестройке подвергаются венечные сосуды. Установлено, что в процессе старения изменяется адренергическая и холинергическая регуляция сердца. На фоне ослабления симпатических и парасимпатических нервных влияний на сердечно-сосудистую систему повышается ее чувствительность, в частности, венечных сосудов, к катехоламинам и холинергическому медиатору ацетилхолину. Большая роль отводится вазопрессину, с возрастом его концентрация увеличивается, чувствительность к нему сердца и сосудов повышается. Растет чувствительность сердечно-сосудистой системы и к ангиотензину, гистамину. Развивается коронарная недостаточность. Снижается энергетическое обеспечение синусного узла – уменьшается его функциональная подвижность. Градиент автоматизма сглаживается (аритмии, экстрасистолии, тахикардии, развитие блокад и т. д.) Наряду с морфологическими в процессе старения возникают и функциональные возрастные факторы, благоприятствующие срыву компенсации кровообращения, такие как физиологический склероз сосудов, повышающий общее эластическое и периферическое сосудистое сопротивление, что увеличивает нагрузку на старческое сердце, снижает коэффициент его полезного действия. При старении сокращается минутный объем кровообращения, уменьшается при нагрузках функциональный резерв сердечного выброса сверх базального уровня.
Метаболические сдвиги: нарушается биосинтез белка и, следовательно, обновление его структур, ферментных систем. Из-за уменьшения интенсивности тканевого дыхания миокарда снижается потребление сердцем кислорода, изменяется сопряжение окисления и фосфорилирования, активируется гликолиз – неэффективный путь генерации энергии.
С возрастом уменьшается содержание в миокарде АТФ, креатинфосфата, гликогена, активность митохондриальной и постмитохондриальной фракций креатинфосфокиназы, нарушается электролитный баланс сердца – потеря во внутриклеточном пространстве калия и, наоборот, повышение концентрации натрия, снижается содержание в сердечной мышце воды.
Важную роль в возрастной перестройке системы крово-обращения играет изменение форм ее регуляции. Экспериментальные исследования показали, что ослабевают симпатические нервные влияния на сердечнососудистую систему. Общеизвестно, что адренергические влияния оказывают непосредственное стимулирующее действие на сократительную функцию сердца, способствуя входу ионов кальция в цитоплазму кардиомиоцитов и их синхронному сокращению. Поэтому возрастное ограничение симпатических нервных влияний на миокард является одной из причин снижения сократительной способности сердца в старости. Наряду с ослаблением симпатических нервных влияний на сердечно-сосудистую систему с возрастом возрастает ее чувствительность к катехоламинам, в результате чего повышается роль этих гуморальных агентов в регуляции деятельности системы кровообращения. А обеспеченность старческого сердца катехоламинами, в частности НА, снижается. Все это свидетельствует о том, что в процессе старения эффективность регуляции снижается, что уже само по себе ограничивает возможности системы кровообращения изменять уровень своей функциональной активности в соответствии с запросами организма, адекватно адаптироваться к складывающейся в организме и вне его ситуации. Следовательно, ряд структурных, метаболических, функциональных, регуляторных изменений в своей совокупности существенно ограничивает диапазон функциональных возможностей системы кровообращения, создавая серьезные предпосылки к ее дисфункции в старости при стрессовых ситуациях.
ОСОБЕННОСТИ СТАРЕНИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.
Дыхательный аппарат в процессе старения подвергается существенным морфологическим и функциональным изменениям. Реберные хрящи теряют эластичность, развивается кальциноз, уменьшается подвижность реберно-позвоночных суставов. Возрастные изменения позвоночника в сочетании с атрофией и атонией длинных мышц спины приводят к развитию кифоза. Изменяется и форма грудной клетки: переднезадний диаметр ее больше или равен поперечному диаметру, ее нижняя апертура расширена. Деформация грудной клетки приводит к росту отрицательного внутриплеврального давления и перерастяжению альвеол, что отрицательно сказывается на легочной вентиляции.
Дата добавления: 2014-12-12 | Просмотры: 912 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 |
|