О механизмах старения.

Следует строго разграничивать понятия старости и старения. Старость - неизбежный, закономерно наступающий возрастной период. В соответствии с решением специального симпозиума (Ленинград, 1963) пожилыми следует считать людей в возрасте от 60 до 75 лет, старыми с 75 до 90 лет, свыше 90 лет - долгожителями. Старение - длительный биол. процесс, наступающий задолго до старости и неизбежно приводящий к ограничению адаптационных возможностей организма и увеличению вероятности смерти. Широко распространено представление, что старение начинается уже с первых моментов возникновения организма. А. В. Нагорный, В. Н. Никитин, А. В. Буланкин считают, что старение в широком смысле этого слова включает в себя все возрастное развитие. По мнению других исследователей, старение начинается вслед за прекращением роста [Биддер (G. Bidder), 1925].

Старение целостного организма не есть простая сумма изменений, наступающих на разных уровнях его жизнедеятельности. Следует разграничивать старение отдельных клеток, тканей и органов от старения целостного организма. В организме встречаются клетки с различной способностью к делению и разной продолжительностью жизни. Взаимосвязь возрастных изменений в разных клеточных группах на разных уровнях жизнедеятельности организма и определяет, с одной стороны, возникновение проявлений старения вместе с зарождением животного организма, с другой стороны,- старение организма в целом на более поздних этапах онтогенеза.

Подобный подход делает понятной важнейшую особенность развития старения - его асинхронность, неравномерность, выражающуюся, во-первых, в том, что возрастные изменения в разных органах и тканях развиваются в неодинаковом темпе. Так, например, если вилочковая железа функционирует активно только в раннем детстве, то деятельность половых желез у женщин ослабляется к 50 годам, а некоторые функции гипофиза хорошо сохраняются в глубокой старости. В миокарде старых людей наряду с атрофированными волокнами находят совершенно неизмененные или гипертрофированные. Асинхронность старения прослеживается и в разных звеньях одного биохимического цикла, например в цепи дыхательных ферментов миокарда активность некоторых дегидраз в старости возрастает, а активность цитохромоксидазы снижается.

Неравномерность старения заключается, во-вторых, в том, что в различные возрастные периоды процесс этот развивается с неодинаковой скоростью, более или менее интенсивно. Одна из важнейших задач геронтологии (см. т. 6, Ежегодник I) состоит в установлении тех возрастных периодов, когда изменения всего организма и его отдельных систем развиваются особенно стремительно. Примером этого может быть климактерический период, на протяжении которого (у женщин в возрасте 48-50 лет, у мужчин на 5-10 лет позже) в организме развиваются серьезные возрастные изменения. Для решения этой задачи важное значение имело бы определение биологического возраста, отражающего истинное состояние обмена, структуры и функции организма. Расхождение биологического и календарного возраста могло бы характеризовать темп развития старения человека.

Ход старения определяется сложным взаимоотношением действия ряда эндогенных и экзогенных факторов (радиация, энергия хим. реакций, накопление метаболитов, нарушение трофики и мн. др.), генетическими причинами. Чем чаще и значительнее действуют неблагоприятные факторы на микро- и макроуровнях организма и чем больше звеньев цепи возрастных изменений находится под их ударом, тем реальнее условия для развития преждевременного старения.

Подавляющее большинство теорий старения, выдвинутых в прошлом, страдало однобокостью. Многие из этих теорий правильно отражали ту или иную сторону этого сложного биол. процесса, неоправданно придавая ей, однако, слишком важное, иногда решающее значение.

Крупные успехи биологии в последние десятилетия - выяснение подробностей структуры и функции клеток, раскрытие сущности биосинтеза белков, принципов наследственной передачи, установление общих закономерностей регулирования обмена и функций в живом организме стали основой нового этапа в познании механизмов старения. Современная биология раскрыла существенные изменения в структуре, обмене и функции клетки при старении организма.

Установлено, что с возрастом изменяются взаиморасположение клеток, соотношения между клеточными элементами специализированных, дифференцированных тканей и соединительнотканными клетками, происходит физиологическая убыль количества клеточных элементов. Ослабление с возрастом процессов регенерации препятствует высокому уровню обновления клеточного состава тканей. Наряду с этим снижается митотическая активность клеток.

Существенные сдвиги наступают и в клеточных органоидах. Изменяются ядерно-цитоплазматические взаимоотношения, что сопровождается дезорганизацией ядра; убывает число митохондрий, изменяется расстояние между их кристами, то есть сдвигаются пространственные соотношения между отдельными звеньями биохимических циклов. Сдвиги в цитоплазме, митохондриях, в клеточной мембране и ее проницаемости приводят к существенным изменениям в основных физиологических свойствах клетки. В результате снижается ее лабильность, падает величина мембранного потенциала, удлиняется время восстановления исходного функционального состояния, клетка становится менее слаженной регулируемой системой и легче выводится из устойчивого состояния действием хим. веществ. Существенное значение имеет и изменение способности синтезировать медиаторы (см. т. 17), во многом определяющие взаимодействие клеток друг с другом. Все эти сдвиги неравномерно развиваются в разных тканях, в отдельных клетках в пределах одной и той же ткани, в различных органоидах одной и той же клетки.

Возрастные изменения структуры и функции клеток во многом связаны со сдвигами энергетических процессов. При старении снижается интенсивность окислительного пути образования энергии, изменяется сопряженность процессов окисления и фосфорилирования, падает содержание и обновляемость макроэргических фосфорных соединений, растет интенсивность гликолиза. Эти сдвиги в энергетическом обмене связаны как с уменьшением концентрации митохондрий, так и с качественной перестройкой течения окислительных процессов. Важно и то, что с возрастом наступает перераспределение использования энергии, в частности с пластических процессов на функцию клетки.

Важное значение в возрастных изменениях структуры и функции клеток имеют сдвиги в процессах биосинтеза белка. В последние годы высказано немало гипотез о роли изменений генетического аппарата клетки в ее старении. Предполагается, что при старении в связи с накоплением в ходе репликаций "ошибок" в молекуле ДНК снижается полноценность репродукции как нуклеопротеидных, так и белковых молекул (М. А. Медведев). По мнению ряда исследователей, накопление соматических мутаций (см. т. 30) приводит к неустойчивости генетического аппарата, к ускорению старения клетки [Силард (L. Szilard)]. Б. И. Гольдштейн, В. В. Герасимова считают, что при старении в молекуле ДНК накапливается железо, что приводит к поперечному разрыву нитей, к фрагментации молекулы нуклеиновой кислоты и это сказывается на полноценности синтеза белков. Среди других генетических причин старения выделяют значение утраты закодированной информации, нарушения в системе расшифровки кода, сдвигов в обратной информации и др. Немаловажную роль в механизме нарушения генетического аппарата, по-видимому, играют радиация, накопление продуктов межуточного обмена с активными реакционными группами, внутренние тепловые потрясения клетки и др.

Анализируя механизм старения, следует подчеркнуть, что изменения на разных уровнях жизнедеятельности не просто суммируются, а сложно взаимовлияют друг на друга. Вот почему важно установление общих закономерностей изменения процессов регулирования в онтогенезе, имея в виду при этом внутреннюю организацию любого биол. процесса, взаимосвязь, определяющую развитие живой системы, ее приспособление к среде. С этих позиций старение организма может рассматриваться как итог неравномерных изменений регулирования на разных уровнях жизнедеятельности (В. В. Фролькис).

Известно, что механизмы нейро-гуморальной регуляции, вмешиваясь в самые интимные стороны обмена веществ в клетке, приспосабливают ее деятельность к потребностям всего организма. При старении ослабляются нервные влияния на ткани; одновременно повышается их чувствительность к действию ряда гуморальных факторов - некоторых гормонов, медиаторов. Вместе с тем изменяется обратная информация, поступающая в ц. н. с. от органов. Повышается чувствительность хеморецепторов, ослабляются рефлексы с механорецепторов. Эти сдвиги на этапе обратной связи могут временно компенсировать ослабление прямых нервных влияний. Ослабляются субординационные влияния высших отделов ц. н. с. (кора головного мозга, ретикулярная формация среднего мозга) на нижележащие (спинной мозг), повышается чувствительность центров к ряду хим. веществ.

Изменения в разных звеньях регулирования отмечаются и в системах внутриклеточного обмена. Так, например, установлено усиление обратных связей в энергетическом и пластическом обмене в клетке - накопление АДФ и неорганического фосфора, стимулирующих дыхание и гликолиз; в системе биосинтеза белка - появление метаболитов, могущих по принципу индукции усиливать деятельность определенных цистронов ДНК.

Благодаря усилению обратных связей в стареющем организме мобилизуются потенциальные возможности, поддерживается на определенном уровне гомеостазис организма. Сохранение в старости ряда физиологических констант (содержание сахара в крови, артериальное давление, внутриглазное давление и др.) есть результат не стабильности, а неравномерного изменения в разных звеньях регулируемых систем.

Процесс старения, как известно, сопровождается снижением адаптационных возможностей организма. Уменьшающаяся "надежность" стареющего организма, сокращение резервов его приспособления делают организм более уязвимым к действию повреждающих и болезнетворных факторов.

Изменение адаптационных возможностей организма - процесс внутренне противоречивый: наряду с ослаблением одних приспособительных механизмов при старении возникают другие важные средства адаптации. Так, например, на фоне снижения функциональной активности желез внутренней секреции повышается чувствительность тканей к действию ряда гормонов; ослабление тканевого дыхания сочетается с усилением гликолиза. С возрастом увеличивается тромбогенный потенциал крови, концентрация фибриногена, антигемофилического глобулина. Однако одновременно с увеличением тромбогенной активности крови растет фибринолитическая ее активность, повышается содержание гепарина.

Поделитесь в социальных сетях:

Текущая новость: "СТАРОСТЬ, СТАРЕНИЕ (дополнение к ст. "Старость, старение", БМЭ, изд. И, т. 31). "