Старение организма и продолжительность жизни

Гипотеза свободных радикалов была выдвинута в 1956 г. одно­временно Д. Харманом и академиком ЕМ. Эммануэлем. В про­цессе обмена веществ образуются очень активные химические соединения, которые могут взаимодействовать с любыми моле­кулами. И если они присоединяются к нуклеиновым кислотам, организму наносится значительный вред. Эта гипотеза объясня­ет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосудистые заболе­вания, возрастные иммунодепрессия и дисфункция мозга, ка­таракта, рак и др.). Согласно этой гипотезе, продуцируемые в клетках активные формы кислорода вызывают повреждения мембран, ДНК, структурных белков. Подсчитано, что за 70 лет жизни человека организм производит около одной тонны ради­калов кислорода, хотя только 2-5 % кислорода, вдыхаемого с воздухом, превращается в его токсические радикалы.

Гипотеза нарушения регуляторной функции центральной нерв­ной системы. Исследователи В.М. Дильман и В. В. Фролъкис счита­ют, что биологические часы, определяющие длительность жиз­ни, заключены не в клетках, а в системе нервной регуляции, в частности в гипоталамусе, регулирующем деятельность желез внутренней секреции. Все сигналы передаются в гипоталамус, который, в свою очередь, посылает их в гипофиз, а последний выделяет гормоны, которые доставляются в рабочие органы. В некоторых случаях гипоталамус через нервную систему или через выделяемые им гормоны воздействует на ткани организма. По мере старения нарушается регуляция его деятельности, в ре­зультате чего гипоталамус усиленно работает, перестраивая об­менные процессы организма, как при стрессовых ситуациях. От­сюда и повышение содержания в крови сахара, жирных кислот, холестерина. «Большие биологические часы», т.е. гипоталамус, отсчитывают не сам ритм, а утрату ритма, что приводит к посте­пенному снижению всех функций организма. В результате огра­ничиваются адаптационные возможности организма и способ­ность компенсировать нарушение функций.

Генетическая гипотеза. Ведется интенсивный поиск генов смерти и долголетия у человека. Выделяют гены, близкие по строению генам, определяющим долгожительство у животных других видов; гены, участвующие в поддержании клеточного равновесия и репарации; гены, ответственные за развитие ос­новных заболеваний, связанных со старением. Ген белка р53 ва­жен для контроля развития раковых клеток и для клеточного старения. Ген аполипопротеина Е (Ало Е) играет ведущую роль в липидном метаболизме, а значит, и в профилактике сердечно­сосудистых заболеваний. Этот ген, в частности его вариант Ало Е4, вовлечен в патогенез болезни Альцгеймера.

Среди современных гипотез старения, основанных на пред­положении, что ДНК является основной мишенью в клетке, доми­нирует теория соматических мутаций, согласно которой старе­ние — результат взаимодействия различных эндогенных и экзо­генных повреждающих агентов с генетическим материалом клетки и постепенного накопления случайных мутаций в геноме соматических клеток. Накопление с возрастом мутаций в раз­личных органах и тканях является основным фактором, опреде­ляющим развитие возрастной патологии, включая рак. Нуклеи­новые кислоты и белки могут быть модифицированы с помощью добавления Сахаров к их свободным аминокислотам, что ведет к структурной и функциональной перестройке молекул. Одна из причин накопления повреждений ДНК с возрастом — снижение эффективности систем ее репарации. В ряде работ установлена положительная корреляция между продолжительностью жизни вида и скоростью репарации ДНК. В 1981 г. американские ис­следователи Л. Хейфлик и П. Мурхед обнаружили, что даже в идеальных условиях содержания вне организма фибробласты эмбриона человека способны делиться только ограниченное число раз (50 +, 10). Было установлено, что даже при самом тща­тельном соблюдении всех мер предосторожности при пересевах клетки проходят ряд вполне различимых стадий (фаз), после чего их способность к пролиферации исчерпывается, и в таком состоянии они способны находиться длительное время.

В 1971 г. А.М. Оловников выдвинул гипотезу маргинотомии, объясняющую механизм работы подобного счетчика времени. По его мнению, при воспроизводстве нити ДНК ее копия получа­ется всегда короче в начальной части. Открытие в 1985 г. теломеразы — фермента, который достраивал укороченную теломеру в клетках опухолей, обеспечивая их бессмертие, вдохнуло новую жизнь в гипотезу Оловникова. Недавно было установлено, что при введении гена теломеразы в клетки фибробластов человека, которые в норме делятся лишь 75—80 раз, они способны делить­ся 280 раз без признаков старения и патологии. Тщательное ис­следование показало также отсутствие озлокачествления. Вы­ключение гена теломеразы у мышей приводит к сокращению продолжительности их жизни, снижению устойчивости к стрес­су и увеличению частоты развития новообразований. Все упомянутые современные гипотезы старения еще не рас­крывают глубинные механизмы, связывающие возраст и специ­фические болезни старения. Что же все-таки представляет собой старение — естественный физиологический процесс или бо­лезнь в результате неблагоприятных влияний, которые человек испытывает в жизни? На эти вопросы нет однозначного ответа.

В последние годы геронтологи разработали методы, позволяю­щие значительно увеличить продолжительность жизни как с помо­щью фармакологических средств, так и благодаря выполнению ряда практических рекомендаций по режиму жизни. Прежде всего это ограничение калорийности питания, способствующей ожире­нию и развитию аутоиммунных процессов, и повышение двига­тельной активности. Еще знаменитый врач древности Гиппократ утверждал: «Ничто так не истощает и не разрушает человека, как продолжительное физическое бездействие». В экспериментах на животных было показано, что двухнедельное ограничение движе­ния вызывает гибель более чем 30 % старых особей. Следователь­но, активный образ жизни способствует ее продлению.

Из фармакологических средств для нормализации жизнен­ных функций успешно применяются поливитамины. Витамины А и Е способствуют созреванию новых клеток взамен износив­шихся, особенно благоприятно они действуют на клетки желу­дочно-кишечного тракта. Витамин С укрепляет сосуды, тем са­мым вырабатывается устойчивость к простудным заболеваниям. Он активизирует также витамин Е. Разработаны стандартные комплексы витаминов для стимулирования долголетия, такие как аевит (витамины А и Е в капсулах), ундевит и др. Особенно хорошо эти препараты действуют при применении вместе с ан­тисклеротическими и сосудорасширяющими веществами.

В середине XX в. нередко высказывалось мнение о том, что старение — внепрограммный процесс, не подчиняющийся генетическому контролю. Это исходило из положения об эволюци­онной бесполезности старения, затрагивающего особей, утра­чивающих функцию размножения. Поэтому участие естествен­ного отбора в процессах геронтогенеза считалось сомнитель­ным, отвергались возможности «включения» процесса старения в компетенцию генетической программы роста и развития орга­низма.

К числу первичных проявлений старения относят изменения генетического аппарата клетки. Согласно молекулярно-генетической гипотезе В.В. Фролькиса, перестройка регуляторных звеньев генетического аппарата нарушает самообновление бел­ков. Возникают вначале количественные, а затем и качествен­ные изменения белкового обмена.

Старение охватывает все органы и системы организма и про­является морфологически и функционально. Убыль клеток па­ренхимы во внутренних органах восполняется разрастанием соединительной ткани. На место гибнущих нервных клеток про­никают элементы глии, выполняющие опорные и трофические функции в центральной нервной системе. Происходят измене­ния метаболизма, в частности снижается активность основного обмена. Тем самым совершается более экономное расходование энергетических ресурсов организма.

Утрата репродуктивной функции после климактерической перестройки организма имеет положительное значение как для вида, так и для стареющей особи. Из жизни вида исключаются ослабленные организмы, с учащенным проявлением аномалий развития, что присуще потомству стареющих производителей. Что же касается особей в постклимактерическом периоде жиз­ни, то угасание у них репродуктивных функций способствует сбережению сил организма и их использованию в интересах жизнеобеспечения.

К факторам, регулирующим темпы старения, относят и эко­логические условия, например питание. Так, у современных французов уровень холестерина в крови повышается от зрелого возраста к пожилому, а в старости уменьшается. Однако у арабов Северной Африки уровень холестерина в крови сохраняется практически постоянным в разных возрастных группах, что объ­ясняется низким содержанием жиров в их рационе.

Б.А. Никитюк приводит пример, касающийся жителей Япо­нии, у которых склеротические изменения венечных артерий сердца встречаются в 10 раз реже, чем у европейцев. Он объясняет это тем, что кухня японцев содержит очень мало животных жи­ров. Японцы, живущие в США, поражаются склерозом сосудов не реже, чем остальное население Америки.

По данным различных исследователей, темпы и характерные черты старения — наследственно обусловленные признаки. При этом долголетие матери играет для наследства большую роль, чем долголетие отца. Обследования долгожителей в США пока­зали, что 86 % 90—100-летних людей имели родителей-долгожи­телей (чаще матерей).

Старческий возраст и долгожительство — время перехода ор­ганизма на особый режим функционирования. При старении из­меняются общие размеры, форма и состав тела, мягкие ткани лица и покровы (кожа и ее производные). Уменьшение длины тела при старении связано с уплощением межпозвоночных дис­ков, а ослабление мышц спины ведет к увеличению сутулости. Считается, что уменьшение длины тела после 60 лет происходит в среднем на 0,5—1 см за пятилетие. Более точные сведения по­лучены при лонгитудинальных наблюдениях за одними и теми же лицами, свидетельствующих о том, что длина тела за 10 лет уменьшается на 2—4 см.

Индивидуально уменьшение роста может начаться уже в кон­це третьего десятилетия жизни.

Масса тела также снижается в пожилом и старческом возрас­те, особенно у долгожителей, причем у мужчин больше, чем у женщин. Уменьшается количество мышечной и жировой тка­ни. Изменяется топография подкожного жироотложения и его распределение на различных участках тела. Из области щек жи­ровая масса перемещается к нижнему отделу лица. На подбород­ке и шее отмечается снижение количества жира. Почти постоян­ным признаком старения в возрасте старше 45—50 лет является разрежение костной ткани — остеопороз. Типичен также остео­хондроз позвоночника.

Демографическое старение — увеличение доли пожилых лю­дей в населении — было замечено во второй половине XIX в. На протяжении XX в. продолжительность жизни увеличилась почти вдвое. В связи с этим перед развитыми странами встает пробле­ма увеличения периода трудовой деятельности людей. Это нахо­дит свое выражение в повышении возраста выхода на пенсию в ряде европейских стран.

Успехи медицинской науки изменили причины смертности человека, выдвинув на первый план ранее редко встречающиеся болезни. До начала XX в. основными причинами смертности были инфекционные заболевания. В настоящее время главными причинами смертности считаются четыре болезни — атероскле­роз и его осложнения, онкологические заболевания, особенно рак, гипертоническая болезнь и сахарный диабет тучных. Все они характерны для людей старшего возраста. Рассматривая причины этих болезней, большинство исследователей останавливались на экологической гипотезе. Внешним фактором, вызывающим ате­росклероз, считается избыточное потребление пищи, особенно с высоким содержанием холестерина. Причиной онкологических заболеваний считалось действие химических канцерогенов, ио­низирующего излучения и световой энергии, т.е. факторов, кото­рые могут вызвать повреждение генетического аппарата клетки. Сквозь призму воздействия на генетический аппарат клетки рас­сматривалась вирусная гипотеза возникновения рака. Причину гипертонической болезни искали в избыточном потреблений соли и влиянии отрицательных эмоций. Этиологию ожирения и сахарного диабета тучных связывали с избыточной калорийно­стью пищевого рациона и снижением физической активности.

Представления об этиологии «главных болезней» были поло­жены в основу их профилактики. В настоящее время экологиче­ские воздействия рассматриваются с позиций наследственной, т.е. конституциональной, предопределенности человека.