Старение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Старение

Современный этап развития человеческого общества характеризуется важным социальным явлением - прогрессивным постарением населения многих стран мира, т.е. увеличением относительной и абсолютной численности людей старших возрастов. В настоящее время это свойственно, главным образом, развитым странам, однако, тенденция к постарению населения отмечается и в развивающихся странах.

Постарение населения оказывает влияние на экономическую политику, структуру и функции семьи, ставит новые важные задачи перед здравоохранением. Поэтому в последние десятилетия получила бурное развитие наука геронтология, изучающая закономерности процесса старения.

Перед геронтологией стоят важные тактические и стратегические задачи. Тактическая задача - ликвидация основных причин, укорачивающих человеческую жизнь, создание условий полного использования биологических, видовых возможностей продолжительности жизни, увеличение продолжительности жизни до верхнего видового предела.

Стратегическая задача - влияние на биологические механизмы старения, изменение запрограммированной продолжительности жизни; "прорыв" через видовую продолжительность жизни.

Определение понятий

Старение - биологический разрушительный процесс, неизбежно развивающийся с возрастом, приводящий к ограничению адаптационных возможностей организма, характеризующийся характеризующийся развитием возрастной патологии и увеличением вероятности смерти. Закономерно наступающий заключительный период онтогенеза, развивающийся в результате старения - старость. Между старением и старостью существуют причинно-следственные отношения. Время наступления старости условно, с увеличением продолжительности жизни представления о нем изменяются; никаких точных дат наступления старости не существует. У каждой эпохи свое понятие о старости. В прошлом веке "бальзаковский" возраст женщины - 30 лет - воспринимался как закат. "Старосветские помещики" Гоголя - в возрасте 55-60 лет считались "старичками". Средняя продолжительность жизни в царской России была 33 г, и человек этого возраста действительно выглядел стариком. В настоящее время - "омоложение" бабушек и дедушек.

Семинар ВОЗ по старению (Киев. 1963) установил следующие возрастные категории:

45-59 лет - средний возраст,

60-74 - пожилой возраст,

75 и далее - старый возраст,

свыше 90 лет - долгожители.

Различают возраст хронологический, паспортный, календарный и биологический - анатомо-физиологический, функциональный.

Хронологический возраст - период времени от момента рождения организма до момента исчисления. Он имеет четкие градации во времени (день, месяц, год), биологические особенности конкретного организма при этом не учитываются.

Биологический возраст - характеристика жизни организма, отражающая рост, развитие, созревание и старение, т.е. его биологическую эволюцию и состояние. Он зависит от темпа старения и определяется на основе комплексной характеристики функционального состояния различных систем, оценки приспособительных возможностей нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной и др. систем организма с помощью функциональных нагрузок.

Биологический возраст может не соответствовать хронологическому - опережать его или отставать.

Если биологический возраст значительно отстает от календарного - это потенциальный долгожитель; если опережает его - старение развивается преждевременно.

Длительность существования особи каждого вида с момента рождения до смерти - продолжительность жизни. Это видовой признак. Она обусловлена генетически (но лишь 40% долгожителей имеют долголетних родителей) и зависит от многих факторов. По данным палеогеронтологии в каменный век средний возраст умерших был 18 лет; в период палеолита и неолита - 20-30 лет. Первобытные общества были общества без стариков. Изучение надписей на древнеримских надгробьях свидетельствует, что средняя продолжительность жизни в те времена была 20-35 лет, 40-летние люди считались стариками, а в 60 лет - депонтикусами, пригодными только для жертвоприношений.

Существенны различия в индивидуальной продолжительности жизни человека. Средняя продолжительность жизни у женщин выше (72 года), чем у мужчин (65 лет). Это связано с особенностями нейрогуморальной регуляции, темпом старения сердечно-сосудистой системы, содержанием половых хромосом. Есть мнение, что продолжительность жизни и более высокая неспецифическая резистентность женского организма может быть связана с наличием в соматических клетках двух Х-хромосом, что повышает надежность работы генетического аппарата, создает большую жизнестойкость организма и большую устойчивость к неблагоприятным действиям факторов внешней среды. Однако, здоровье долголетних женщин хуже, чем долголетних мужчин. Социально-экономические условия могут усугублять или сглаживать естественные различия в продолжительности жизни мужчин и женщин.

Лимит жизни человека как вида определяется возрастом около 100 лет, но он достигается лишь отдельными лицами. Биологически возможная продолжительность жизни - возраст до которого может дожить большинство - 90 лет.

Видовая продолжительность жизни (см. табл. 9.1.) коррелирует со многими факторами: с длительностью периода роста, уровнем развития мозга, весом тела животных, длительностью беременности и созревания, длиной кишечника, энергетическими тратами, двигательной активностью, состоянием антиоксидантных систем. Известна также корреляция между видовой продолжительностью жизни и репарацией ДНК и обратная зависимость со скоростью накопления хромосомных аберраций, образованием аддуктов хромосом, состоянием оксидантных систем. Корреляция видовой продолжительности жизни со многими показателями свидетельствует о многофакторном, системном характере процесса старения.

В естественных условиях обитания большинство животных не доживает до старости, т.к. уже первые проявления старения, в том числе, ограничение приспособительных возможностей становятся причиной их гибели. Человек, несмотря на ограничение адаптационных возможностей в процессе старения доживает до старости благодаря помощи семьи, общества, долголетней занятости трудом.

Таблица 1

Продолжительность жизни - видовой признак

Бабочка - однодневка 1 день

Самцы " пчелы 2 недели

Пчела - работница 8-9 месяцев

Пчела - самка 2-7 лет

Рыба - бычок 1 год

Горилла, орангутан 15 лет

Тигр 15-17 лет

Кошка до 28 лет

Лев 40 лет

Шимпанзе, павианы 40-45 лет

Попугай 73 года

Ворона, сом, слон 100 лет

Моллюск 100 лет

Сокол, карп 150 лет

Черепаха 200 лет

Грач, киты 300-400 лет

Вишня 300 лет

Дубы - гиганты 2000 лет

Фиговое дерево 3000 лет

Баобаб 5000 лет

Драпоновое дерево 6000 лет

Мексиканский кипарис 10000 лет (34 м. высоты, 33 м в обхват)

Самая долголетняя австралийская

макрозания (напоминает пальму) 15000 лет

Общие закономерности процесса старения

В процессе старения выявляются две противоречивые стороны:

Собственно старение - разрушительный процесс, укорачивающий продолжительность жизни, определяющийся генетическими предпосылками, стрессами, болезнями, температурными влияниями, кислородным голоданием и др. факторами среды.

Витаукт (от «вита»- жизнь, «аукт» - увеличивать) - антибиостарение, процесс, стабилизирующий жизнеспособность, увеличивающий продолжительность жизни. Возник в процессе эволюции. Его проявления: а) генотипические, закрепленные в эволюции - дублирование генетической информации, система репарации ДНК, система микросомального окисления и др.; б) Фенотипические, мобилизуемые в ходе старения благодаря механизмам саморегуляции - гипертрофия и гиперфункция клеток, активация ряда обменных циклов и местных гуморальных систем, пластичность мозга, детоксикация. Соотношение этих процессов определяет видовую и индивидуальную продолжительность жизни.

Все проявления старения разделяют на хронобиологические и онтобиологические. Хронобиологические проявления старания вида -остеопороз, склероз сосудов и др. - совпадают с календарным возрастом. Они тем более выражены, чем дольше видовая продолжительность жизни. Онтобиологические - молекулярно-генетические сдвиги, изменения функции сердечно-сосудистой системы, нейрогуморальной регуляции совпадают с темпом старения, т.е. с биологическим возрастом.

Для старения характерны следующие особенности:

- гетерохронность - различие во времени наступления выраженных проявлений старения отдельных органов и систем. Например, атрофия вилочковой железы у человека начинается в период полового созревания; половых желез - в кликтерическом периоде; некоторые функции гипофиза сохраняются на высоком уровне до глубокой старости.

- гетеротопность - неодинаковая выраженность процесса старения в различных органах и структурах одного и того же органа. Так, возрастные изменения пучковой зоны коры надпочечников выражены меньше, чем клубочковой и сетчатой зон; неодинакова степень исчезновения нейронов в различных структурах мозга.

- гетерокинетичность - различная скорость развития возрастных изменений. В одних тканях они возникают рано, но медленно и относительно плавно прогрессируют; в других - развиваются позднее, но прогрессируют стремительно.

- гетерокатефтентность - разнонаправленность возрастных изменений, связанная с активацией одних и подавлением жизненных процессов в стареющем организме.

При наличии общих закономерностей старение характеризуется значительными индивидуальными различиями. Выделяют гемодинамический, нейрогенный, эндокринный, относительно гармоничный и другие синдромы старения. Популяция не представляет собой однородно стареющую группу; в ней можно выделить несколько субпопуляций, отличающихся по темпу старения, особенностям развития возрастной патологии, продолжительности жизни.

Виды старения, факторы, влияющие на его темп

Различают нормальное (физиологическое) и патологическое (преждевременное) виды старения.

Физиологическое старение характеризуется гармоничным, плавным, постепенным развитием старческих изменений, характерных для данного вида, сокращающим его адаптационные резервы. И.И.Мечников считал, что естественный (физиологический) ход старения человека может закончиться его физиологической смертью, которая нередко сопровождается даже "приятными ощущениями".

Социально-биологическое явление, характеризующееся доживаемостью человека до высоких возрастных рубежей - долголетие. По решению Всесоюзного симпозиума геронтологов в Ленинграде (1962) и Европейского семинара ВОЗ в Киеве (1963) отсчет долгожительства ведется с 90 лет (в некоторых исследованиях со 100 лет). Верхние пределы фактического долгожительства установить трудно, т.к. глубокие старики часто ошибаются в определении возраста. Достоверное доказательство долгожительства - существование потомков в пятом поколении. (Предполагаемый рекорд принадлежит азербайджанцу Ширали Муасимову. дожившему до 168 лет).

В основе долголетия - значительная выраженность приспособительных механизмов, обеспечивающих физиологический гармоничный характер старения. Изменения основных физиологических систем происходит плавно, состояние ряда систем (состав крови, состояние центральной нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой систем) сходно по многим параметрам с таковыми у лиц молодого возраста. Как правило долгожители (макробиоты) имеют сильный, уравновешенный тип высшей нервной деятельности. Для них характерна сохранность умственных и физических сил, активности и работоспособности, хорошая память, интерес к событиям и явлениям окружающего мира, устойчивость к стрессовым ситуациям; малая восприимчивость к инфекционным и неинфекционным заболеваниям (естественная старость). У них отмечается длительный детородный период, интенсивная плодовитость. Большинство из них - сельский жители, чаще крестьяне. продолжающие работать в пожилом возрасте с прочным жизненным стереотипом, отказом от вредных привычек, налаженной, благополучной долгой семейной жизнью.

Русский ученый Сичинава на основании своих наблюдений над долгожителями указывает, что многие из них предчувствуют приближение смерти, собирают семью, отдают необходимые распоряжения, укладываются в определенной позе и спокойно умирают во время сна ("физиологическая смерть", смерть от возраста, без какого-либо нозологического ее обоснования: любое обыденное воздействие может привести к смерти).

Патологическое (преждевременное) старение проявляется ускоренным темпом старения, опережающим средний уровень в той группе, к которой человек принадлежит. При этом биологический возраст опережает возраст паспортный (календарный). Ускоренное старение приводит к раннему выявлению возрастной патологии, оно может возникнуть уже в возрасте 40-50 лет.

Темп старения определяется воздействием внутренних факторов, в первую очередь наследственных (первичное старение, генетически детерминированное и неизменное) и факторов внешней среды, в том числе социально-экономических (вторичное старение).

Социально-экономические факторы, влияющие на развитие старения: условия и характер труда, материальная обеспеченность, питание, жилищные условия, культурный уровень и образ жизни населения, природные условия, качество медицинской помощи и т.п.

По данным Американской академии общественно-политических наук (1950) средняя продолжительность жизни коренного населения английских колоний не превышала 30 лет. Что касается продолжительности жизни белого населения, то в Южно-Африканской Республике, например, она была в 2 раза выше, чем коренных жителей (63,7 и 37,7 года для мужчин и 68,5 и 37,1 для женщин соответственно). Следовательно неблагоприятные социально-экономические и социально-гигиенические условия жизни коренного населения колониальных стран приводит к преждевременному старению.

Ускорению процесса старения, его преждевременному развитию способствуют: загрязнение окружающей среды, повышенный уровень облучения, метеорологические, профессиональные факторы, ограничение двигательной активности, курение, нерациональное питание, приводящее к тучности, стрессовые ситуации.

Исследования сотрудницы И.П.Павлова М.К.Петровой с длительным перенапряжением нервной системы собак показали, что при экспериментальном неврозе животные выглядели дряхлыми, старше своих лет, непривлекательными; местами наблюдалось облысение, появлялась седина, зрение ухудшилось, снизился вес тела, развились заболевания внутренних органов, зубов, кожи, глаз; появились опухоли.

Разграничение первичных признаков старения от вторичных, являющихся следствием заболевания, сопровождающего старение представляет большую трудность. В таблице 9.2. дана сравнительная характеристика первичного и вторичного старения и приведены примеры первичных возрастных изменений и проявления возрастных заболеваний.



Изменения в организме при старении

В процессе старения в организме развиваются закономерные структурные и функциональные изменения, которые обнаруживаются на всех уровнях организации - организменном, органном, тканевом, клеточном, субклеточном, молекулярном.

Таблица 2

Сравнительная характеристика первичного и вторичного старения. Примеры первичных возрастных изменений и проявлений возрастных заболеваний

Система, органы	Клинические проявления	Первичные возрастные изменения	Вторичные факторы старения (болезни и временные факторы)
Кожа	Появление морщин, зуд, сухость, выпадение и поседение волос.	Атрофия (гл. обр. подкожной жировой ткани), ослабление функции потовых и сальных желез; уменьшение оволосения, снижение содержания волосяного пигмента.	Солнечное облучение; химические вещества.
Уши	Ухудшение слуха: понижение способности различать звуки. Снижение чувства равновесия-головокружения.	Ослабление функции вестибулярного аппарата..	Травма, токсическое действие лекарственных препаратов.
Нос и рот	Ухудшение восприятия вкусовых ощущений, уменьшение удовольствия, получаемого от приема пищи, сухость во рту.	Ухудшения обоняния, уменьшение числа вкусовых сосочков, снижение уровня вкусовых ощущений, уменьшение слюноотделения.	Лекарственные средства; дефицит цинка, периодонтит, снижение пищевых сигналов
Костно- мышечная система	Уменьшение роста, склонность к переломам, окостенение и воспаление суставов	Уменьшение содержания минеральных веществ в костях, уменьшение количества мышечных волокон; повышенное окостенение сухожилий соединительной ткани; уменьшение суставных хрящей, ухудшение формирования кости.	Дефицит витамина Д, малоподвижный образ жизни, злоупотребление алкоголем, лекарственными препаратами; нарушение диеты; курение; травмы
Дыхательная система-	Понижение жизненной емкости легких, максимальной дыхательной способности.	Ослабление эластичности легочной ткани, ослабление дыхательной мускулатуры	Вторичные хронические заболевания легких как следствие курения и неблагоприятных условий среды; вторичное ослабление дыхательной мускулатуры как следствие недостаточной работы.
Иммунная система	Повышение восприимчивости к инфекциям и злокачественному росту; нарушение иммунного ответа, увеличение уровня аутоантител	Снижение клеточного иммунитета, уменьшение выработки антител, повышение уровня патологических иммуноглобулинов и аутоиммунных процессов	Дефицит питания. Аутоиммунные заболевания (тиреотоксикоз, тиреоидит, злокачественное малокровие).

Изменения систем

Изменяется внешний вид, психика, поведение человека, все функции. Кожа истончается, ее эластичность снижается, появляются морщины и пигментные пятна; волосы седеют, становятся редкими; глаза теряют блеск, появляется старческий эктропион (выворот века) и птоз. Может уменьшиться рост человека, нередко развивается кифоз, ограничивается подвижность суставов; наблюдается атрофия мышц, уменьшается их сила, снижается работоспособность.

В нервной системе уменьшается число нервных клеток, уменьшается вес мозга, его объем, линейные размеры коры и ганглиев, истончаются извилины, увеличиваются глиальные элементы. Уменьшается субстанция Ниссля, развивается старческий хроматолиз. В ткани мозга появляются "старческие бляшки" (изменения нойтрофибрилл, амилоидоз мозга). Наряду с атрофией и деструкцией отдельных нейронов - компенсаторная гипертрофия других клеток, их ядер, митохондрий и др. В периферических нервах - очаги демиэлинизации, фрагментации, истончение мякотной оболочки. Скорость проведения импульса по нервам уменьшается, ослабляется синтез медиаторов нервного возбуждения, снижается рефлекторная деятельность. С возрастными изменениями центральной нервной системы связаны и изменения психики, сдвиги в поведенческих и эмоциональных реакциях; нарушение памяти; ослабляется темп психической деятельности, страдает механическое запоминание при сохранении смыслового; уменьшается творческая активность, способность к обучению. В то же время общий объем знаний, здравый смысл, словарный запас изменяются мало. С первичными изменениями в центральной нервной системе связаны многие вторичные сдвиги в организме.

Существенным образом страдает эндокринная система. Снижается секреторная функция щитовидной, поджелудочной, половых желез, коры надпочечников, нарушается их гипоталамо ~ гипофизарная регуляция, а также взаимосвязи в системе гипофиз-надпочечники, с чем, по-видимому, связано понижение устойчивости к стрессорным факторам; развиваются атрофические и склеротические изменения эндокринных желез. С момента полового созревания неуклонно уменьшаются размеры и функциональная активность вилочковой железы, изменяется ее структура, в частности, уменьшается количество лимфоцитов, особенно в коре органа. Все это существенно отражается на функции иммунной системы. Наряду с этим выявляются и приспособительные реакции - повышение чувствительности ряда эндокринных желез к действию тропных гормонов гипофиза, а также тканей-мишеней к действию гормонов, уменьшение содержания связанной формы ряда гормонов при сохранении количества свободной и др.

Изменения в иммунной системе характеризуются развитием иммунной недостаточности, что проявляется в снижении реакции на чужеродные антигены. Кроме того появляются иммунные реакции против собственных антигенов - аутоиммунность, приводящая к повреждению иммунными комплексами клеток и тканей.

Ограничение адаптационных возможностей стареющего организма во многом связано с изменениями в сердечно-сосудистой системе. После 60 лет уменьшается вес сердца, нарушается его ритм, понижается минутный и ударный объем сердца, сердечный индекс, длительность фаз сердечного цикла. На ЭКГ появляются признаки гипоксии миокарда, нарушения проводимости; сердце меньше способно к гипертрофии; растет общее периферическое сопротивление, повышается артериальное давление, уменьшается количество функционирующих капилляров, образуются "поля плешивости" (зоны, лишенные капилляров). Рефлекторные реакции сердечно-сосудистой системы более инертны, гуморальные - затяжные; ослабевает адренергический и холинергический нервный контроль, сдвиги АД приобретают застойный характер, что способствует развитию артериальной гипертензии.

С возрастом в крови нарушается количество липидов и липоподобных соединений, холестерина. Растет количество липидов низкой и очень низкой плотности (атерогенных); уменьшается -количество липопротеидов высокой плотности и холестерина (антиатерогенных). Возрастает коэффициент атерогенности. Все эти факторы способствуют развитию атеросклероза. Снижаются адаптационные возможности и дыхательной системы, учащается и нарушается ритм дыхания, уменьшается жизненная емкость легких, резервы вдоха и выдоха, вентиляции, снижается диффузионная способность легких, ослабляется рефлекс Геринга-Брейера; развивается дыхательная гипоксия.

Изменения пищеварительной системы проявляются в снижении секреции всех пищеварительных соков, нарушениях моторной деятельности ослабляется перистальтика, возникают старческие запоры; снижается дезинтоксикационная функция печени, эвакуаторно-моторная функция желчного пузыря.

Ослабление функции наблюдается и в других системах. Снижаются экскреторная и выделительная функции почек, почечный плазмо- и кровоток, скорость клубочковой фильтрации, канальцевая реабсорбция, выделение электролитов; суживаются границы приспособляесмости выделительной системы.

Ухудшается регенераторная способность кроветворных органов; снижается функция анлизаторов, мышечная сила, развивается остеопороз, остеохондроз.

Существенные изменения происходят во всех компонентах соединительной ткани; уменьшается содержание структурных гликопротеидов и протеогликанов; развиваются склеротические изменения во всех органах.

Изменение клеток и субклеточных структур

старческий возраст пожилой болезнь

Старение клеток приводит к их деструкции и гибели. Первично стареют высокодифференцированные постмитотические клетки - нервные клетки.

Мышечные клетки, клетки печени, почек стареют в результате собственных возрастных изменений и под влиянием регуляторных воздействий, связанных с первичным старением других элементов. Старение эпидермиса, эпителия и др. связано как с изменением комплекса регуляторных влияний, так и с нарушением кровоснабжения, проницаемости барьеров. Темп старения клеток определяется их отношением к функциональной системе.

В процессе старения во всех клетках происходят морфологические и функциональные изменения:

- уменьшается количество митотических клеток, изменяется их способность к делению - удлиняется митотический цикл, меняется динамика роста, их популяция; нарушаются регуляторные влияния на уровне клеточной популяции - уменьшается выработка митогенов и кейлонов, снижается чувствительность к ним делящихся клеток, что может лежать в основе предрасположения к опухолям;

- уменьшается способность к пролиферации обратимо постмитотических клеток в ответ на повреждение;

- происходят атрофические изменения в необратимо постмитотических клетках, они хуже отвечают на нагрузку, более продолжителен латентный период, длительнее и менее совершенен период восстановления;

- изменяется структура ядра; уменьшается в нем количество активного хроматина; увеличиваются размеры и нарушается строение митохондрий, нарушается энергообеспечение клетки, утолщается плазматическая мембрана, изменяется ее пластичность и проницаемость; изменяется эндоплазматический ретикулум, уменьшается число рибосом на его мембране, полисом в цитоплазме - снижаются пластические процессы, увеличивается количество первичных лизосом, растет активность лизосомальных ферментов, снижается стабильность лизосомных мембран;

- меняется состав липидов, увеличивается содержание холестерина;

- уменьшается число ионных каналов, замедляется активный транспорт;

- ослабляется ядерный контроль над цитоплазмой, количественные и качественные изменения между ядром и цитоплазмой;

- увеличивается частота хромосомных аберраций;

- нарушается структура и функция клеточных мембран, снижается интенсивность микропиноцитоэа;

- накапливаются вещества, которые в молодом возрасте встречаются лишь при патологии - липофусцин («пигмент старения», образующийся при участии процессов перекисного окисления липидов); в макрофагах - гемосидерин; между клетками скапливается амилоид, развивается старческий амилоидоз, для которого характерна триада: амилоидов мозга, сердца, панкреатических островков; накапливаются неактивные молекулы ферментов;

- уменьшается содержание внутриклеточного калия, что ведет к снижению мембранного потенциала, функций возбудимости и проводимости, чувствительности клеток;

- уменьшается число рецепторов, нарушаются межклеточные взаимоотношения ;

- нарушается геномная регуляция. Происходят изменения в регуляторных генах, ведущие к сдвигам в биосинтезе белка в условиях напряженной деятельности клеток, органа, что значительно ограничивает приспособительные возможности клеток у старых животных, гиперфункция сердечной мышцы ведет к слабой активации биосинтеза белка и менее выраженной гипертрофии, в результате чего длительная нагрузка быстрее и чаще приводит к сердечной недостаточности; после удаления одной почки активация биосинтеза белка и увеличение веса другой почки тоже менее выражены;

- прирост активности ферментов под влиянием гормонов уменьшен ;

- падает работоспособность гена, ранее развивается истощение, угасание генетической активности (ранее падает активность ферментов после усиления их биосинтеза под влиянием гормонов) ;

- увеличивается содержание фетального Нв;

- снижается число различных типов синтезируемой РНК, синтезируются виды, не встречающиеся у молодых животных, белковые антигены, новые для организма;

-падает содержание РНК в структурах хроматина, растет прочность связей гистонов с ДНК, что ограничивает возможности генетической активности;

изменяется электролитный состав клетки и влияние гормонов на него и на биосинтез в ней белка;

появляется особый белок - «антиген стареющих клеток» (антиген-маркер стареющих и поврежденных клеток).

Нарушение геномной регуляции в конце концов заканчивается гибелью клетки. Она развивается в результате не только угасания, подавления обмена и функции, но и включения активных механизмов нарушения клеточных структур.

Наряду с деструктивными изменениями в клетке развиваются и приспособительные механизмы. Важнейшие из них:

- включение максимального количества клеток в функцию органа - "дежурных" капилляров, легочных альвеол, нейронов и др.

- гипертрофия и гиперфункция отдельных клеток, отдельных органоидов клетки;

- увеличение числа многоядерных и полиплоидных клеток, способствующее поддержанию определенного уровня биосинтеза белка;

- нарастание чувствительности ряда клеток к гормонам и медиаторам;

- активация определенных генов - регуляторов, усиление биосинтеза- отдельных ферментов.

активация некоторых факторов репарации, "ремонта" ДНК;

- усиление обмена в ряде клеток;

- усиление интенсивности гликолиза на фоне ослабления тканевого дыхания;

изменение сопряженности окисления и фосфорилирования;

синтез особых белков антистарения - шаперонов (от французского chaperone - компаньон, сопровождающее лицо). Шапероны - разновидность белков теплового шока, они связывают вновь синтезированные или поврежденные полипептиды, восстанавливая их нативную структуру, делая их более долговечными и активными; предохраняют белки цитоплазмы и ядра от агрегации и денатурации, играя тем самым охранительную роль и являясь «катализаторами» антистарения.

Важная задача - найти количественные и качественные критерии приспособительных механизмов, возможности их стимуляции.

Старение клетки - не сумма старения еу отдельных органоидов, а новый уровень их связи и внутриклеточной регуляции; прогрессирующее снижение восстановительных процессов.

Ежеминутно в организме человека умирает 3 млрд. клеток, часть из них восстанавливается вновь. К 80-ти годам умирает 10 кг клеток тела.

Изменения, происходящие на клеточном и молекулярном уровнях представляют собой основной компонент старения, однако, большая выраженность возрастных изменений проявляется на более высоких уровнях организации - системном и организменном.

Старение и болезни

Наука, изучающая болезни людей пожилого возраста, составная часть геронтологии - гериатрия. Основные ее задачи: изучение особенностей развития, течения заболеваний у людей пожилого и старческого возраста, их лечение и профилактика, выяснение возможностей влияния на процесс преждевременного старения, сохранения функциональной активности пожилых людей.

По современным представлениям старение - физиологический процесс, поэтому плохое самочувствие у лиц пожилого возраста связывают с какой-либо патологией. Имеется тесное взаимодействие между процессом старения и болезнями, сопровождающими старение организма. Болезнь, но не старение может явиться причиной нарушения гомеостаза в любом возрасте. По мере старения человека, его органы подвергаются определенным изменениям, ни одно из которых само по себе не относится к летальным, и сам по себе процесс старения не приводит к смерти. Однако, эндогенные и экзогенные факторы, вызывающие в зрелом возрасте адекватные реакции, у лиц пожилого и старческого возраста могут стать причиной нарушения различных функций организма, вероятность патологических процессов возрастает, и смерть наступает в результате болезней пожилого возраста.

Основные виды патологии пожилого и старческого возраста, их анатомические предпосылки

Принято различать бессимптомные возрастные изменения, недомогания, не дающие клинических проявлений, часто наблюдающиеся у практически здоровых пожилых и старых людей и болезни этого возраста, имеющие хроническое точение, иногда с осложнениями. Процесс "накопления" хронических заболеваний начинается в возрасте 40-49 лет.

Недуги старости - это недуги самого возраста, они характеризуются прогрессивностью в отличие от недугов других возрастов, имеющих преходящий характер (например, недуги периода новорожденности, недуги беременности и др.). Недуги старости - закономерное явление в принципе мало зависимое от внешней среды. Внешняя среда может быть толчком, поводом; она может отяжелять недуги, делать их более ранними или поздними, но она не может их устранить. К недугам старости относятся: ослабление зрения, слуха, памяти, быстрая утомляемость. Неотделимы от старости старческая катаракта, остеоартроз, гипертрофия простаты, старческой слабоумие и др.

От старческих недугов следует отличать болезни, которые могут наблюдаться в любом возрасте (брюшной тиф, туберкулез, рак и др.).

Недуги старости имеют свою анатомическую основу. В самой старости, в структурных перестройках тканей, органов лежит причина болезней этого периода. Возрастные изменения порождает симптомы болезни, особенно под воздействием стресса или острого заболевания.

Так изменения функций головного мозга, в частности, нарушение холинергических процессов в ЦНС приводят к расстройствам памяти, поведения, к слабоумию. Могут возникать психические болезни, свойственные только этому периоду - старческое слабоумие, болезнь Альцгеймера и др. Болезнь Альцгеймера - заболевание, которое характеризуется распадом высших корковых функций, ведет к слабоумию в результате атрофии головного мозга; нарушается речь, счет, узнавание и др. Характерно прогрессирующее нарушение памяти, расстройство ориентировки в пространстве при сохранении осознания своей психической несостоятельности.

Изменения в вегетативной нервной системе предрасполагают к невротическим состояниям.

Нарушение обмена катехоламинов в черной субстанции мозга ведет к развитию паркинсонизма Паркинсонизм (по имени английского врача Паркинсона) характеризуюется повышением тонуса (гипертонией) мышц; избыточными дрожательными непроизвольными движениями (гиперкинезами); сокращениями мышц лица, туловища, конечностей и др.; общей замедленностью движений (брадикинезией). Больной неподвижно лежит или сидит в постели,.мимика ого чрезвычайно ограничена, лицо маловыразительно, маскообразно; общая скованность. Двигательная задержка изменяет почерк больного - он пишет медленно, мелким почерком (микрография)..

Склероз коронарных артерий, ослабление контроля за их тонусом со стороны нервной системы, повышение чувствительности сосудов к вазопрессину, извращенные реакции на катехоламины способствуют развитию ишемической болезни сердца, срывы гипоталамических механизмов регуляции, ослабление рефлексов механорецепторов сосудов, рост концентрации вазопрессина в крови и повышение чувствительности к нему сосудов, а также снижение почечного кровотока ведут к артериальной гипертензии.

Снижение интенсивности энергетических процессов и сократительной способности миокарда обуславливают развитие сердечной недостаточности.

К сахарному диабету предрасполагают уменьшение в-клеток поджелудочной железы, их деструкция, появление в крови ингибиторов инсулина, нарастание концентрации преинсулина, снижение толерантности организма к глюкозе.

Активация аутоиммунных процессов обуславливает развитие недостаточности функции щитовидной железы.

Возрастные изменения регулирования генома, сдвиги в рецепции клетки и ее гормональной регуляции способствуют малигнизации клеток и т.д.

Однако, очень старые люди ( после 80-90 лет) сравнительно редко болеют раком. Это, видимо, объясняется тем, что латентные периоды канцерогенеза, возникшие в старости не успевают реализоваться в опухоли из-за смерти их носителей от самых различных причин, они просто "не доживают до своего рака". Возможно, предохранительную роль играет здесь и общее снижение метаболизма.

Старые люди болеют, главным образом, эндогенными инфекциями, т.к. экзогенными инфекциями они обычно уже переболели ранее, и круг внешних факторов для них суживается.

Болезни старости концентрируются, главным образом, в центральных органах - в мозгу, сердце, легких. Причины смерти старых людей и связаны чаще с заболеваниями этих органов, обеспечивающих компенсацию и приспособление в любые периоды жизни, тем более в периоде инволюции. Нарастающие расстройства регуляции жизненноважных функций, соматических, психических и др. характеризуют специфический недуг старости - маразм (одряхление).

Особенности проявления и течения болезней в пожилом и старческом возрасте

Проявление и течение болезней в пожилом и старческом возрасте характеризуется рядом особенностей:

- поскольку старение органов и систем происходит неодновременно, наблюдается сочетание болезней ранее существовавших и развившихся в более поздние периоды - множественность патологических поражений в различных комбинациях(мультиморбитность). Одновременно могут развиваться 3-5 заболеваний и даже больше; главным образом хронические - атеросклероз, эмфизема легких, желчнокаменная болезнь, ожирение, язвенная болезнь желудка, ИБС, рак и др. Завершающей часто оказывается острая инфекция, особенно воспаление легких;

- симптоматика беднее, чем в зрелом возрасте ("молчание симптомов"). Температурные реакции невыразительны, монотонны, занижены. Резко возрастает порог болевых ощущений. Так, например, воспалительные процессы даже в случаях, когда они охватывают большие площади (нагноение в брюшной или плевральной полостях) могут протекать на фоне лишь недомогания и субфебрильной температуры. Это создает трудности для своевременного распознавания и диагностики болезней (старческие холециститы, аппендициты, пневмонии, плевриты, перитониты, рожистое воспаление и т.д.). Обеднение картины болезней отмечается и при различных формах истощения организма (травматическое истощение у тяжело раненых с длительным нагноением ран, авитаминозы, раковая кахексия и др.). Слабо выраженная лихорадочная реакция, воспаление, вяло протекающий общеадаптационный синдром могут быть связаны с нарушением выработки медиаторов и гормонов, искажением на них ответа. Скрытое течение болезней, их частая бессимптомность обусловлены общим снижением уровня реактивности. Возможно это свидетельствует о своеобразной, более экономной установке регуляторных процессов;

- с общим снижением реактивности организма (гипоергией), активности нервной системы, обменных процессов, вазомоторных реакций связана и вялость, растянутость, атипизм течения болезней, например, инфекционных ("скорость их течения напоминает как бы скорость старческой походки");

- в связи с уменьшением способности к синтезу нуклеиновых кислот и белка отмечается ослабление регенерации, падает и общее число клеток в образующемся регенерате. Так, компенсаторная гипертрофия почки до 20 лет четко выражена; в 35 лет лишь заметна; в 45-50 лет - едва заметна; после 45-50 лет - не возникает. Заживление незагрязненной раны длиной в 20 см требует у 10-летнего - 20 дней, а в возрасте 20, 30, 40, 50, 60, лет соответственно 31, 41, 55, 78, 100 дней;

- с понижением реактивности нервной системы, возрастной инволюцией тимуса и ослаблением ее иммунологических влияний, атрофией лимфоидной ткани, ослаблением Функции Т-лимфоцитов. усилением первичного иммунного ответа в-лимфоцитов, ослаблением барьерных систем, фагоцитарной активности, снижением способности к выработке антител связано резкое снижение устойчивости старых людей по отношению к инфекции (в частности, к вирусным и кокковым). Защитный аппарат не в состоянии обеспечить быстрое развитие гуморального и клеточного иммунитета и течение энергетических процессов как в зрелом возрасте, отмечается быстрая истощаемость систем, способность вести борьбу с вредностью. Так, например, люди пожилого возраста в 4-5 раз чаще чем молодые, болеют раком и туберкулезом, в 4-7 раз чаще умирают от воспаления легких. Снижение надежности механизмов саморегуляции, ограничение приспособительных возможностей стареющего организма и создают основу развития патологии;

- общее количество нозологических форм у старых людей меньше, чем у молодых, но продолжительность течения болезней, и их опасность возрастают.

В связи с множественностью патологии для лечения пожилых людей применяется обычно большое число препаратов (полифармакология), которые могут не сочетаться друг с другом, а особое состояние старых людей повышает риск возникновения побочного действия препаратов, особенно опасного при приеме их в большом количестве, что необходимо учитывать. Важно иметь в виду и снижение толерантности к лекарственным веществам в старости, избегать назначения препаратов, вызывающих сухость слизистых оболочек, атонию кишечника, мочевого пузыря, сфинкторов, нарушения координации движения (холинолитики, ганглеоблокаторы, траквелизаторы, снотворные).

Прогерия

Особый вид патологии, самостоятельное заболевание представляет собой патологическое преждевременное старение - прогерия (от греч. progeros - преждевременно состарившийся).

Различают прогерию у детей и взрослых.

Прогерия у детей - синдром Гетчинсона-Гилфорда. Редкое заболевание: описано около 70 наблюдений и единичные случаи врожденной прогерии. По данным ряда авторов заболевание носит наследственный характер, наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Есть мнение, что оно является следствием диэнцефально-гипофизарной недостаточности или вторичного поражения нескольких эндокринных желез. Прогерия может быть симптомом и ряда других наследственных. эндокринных заболеваний, проявляется в возрасте 5-8 месяцев, иногда в 3-4 года. Начинается с резкого замедления физического развития. Кожа становится сухой, морщинистой (пергаментной); волосы редкие, седые, брови и ресницы могут отсутствовать, ногти тонкие, ломкие. Голова большая, лицо маскообразное, нос крючковатый, торчащие уши, экзофтальм. Зубы прорезываются поздно или отсутствуют. Слабая мускулатура, отсутствие подкожной клетчатки, тонкие конечности. Половые органы недоразвиты, отсутствуют вторичные половые признаки. Наибольшие изменения развиваются в сердечно-сосудистой системе: генерализованный атеросклероз сосудов, тромбоз коронарных артерий, инфаркты миокарда. В головном мозге, печени, почках, эндокринных органах - отложение жироподобного вещества, склероз. На поздней стадии вследствие прогрессирующего атеросклероза - снижение интеллекта, неврологические нарушения. Прогноз неблагоприятный. Продолжительность жизни от 7 до 27 лет (в среднем - 13 лет). Больные погибают от истощения, инфаркта миокарда, интеркуррентных заболеваний (рис.9.1., 9.2).

Описана девочка, которая в 2 года менструировала, в 8 лет родила, в 25 лет умерла от старости.

Известно, что король Людвиг II Венгерский в 14 лет имел бороду, в 15 лет женился, в 18 ~ поседел, в 20 - умер с признаками глубокой старости.

Прогерия взрослых - синдром Вернера - наследственный симпто-мокомплекс преждевременного старения, передается по аутосомно-рецессивному типу. Проявляется в 20-30 лет, чаще у мужчин. Черты лица заострены, "птичий нос", выступающий подбородок, узкое ротовое отверстие; высокий, хриплый голос. Кожа бледная, подкожная клетчатка и мышцы атрофируются, часты трофические язвы; конечности тонкие. Отставание в росте, раннее поседение и облысение, прогрессирующая катаракта, преждевременный атеросклероз, нарушение сердечно-сосудистой системы; генерализованный остеопороз, гипогонадизм; понижение интеллекта. Часты злокачественные опухоли. Больные погибают от болезней сердечно-сосудистой системы, опухолей, интеркуррентных заболеваний в возрасте около 40 лет.

Причины и механизмы старения

Одним из первых исследователей, начавших научное изучение проблемы старения был И.И.Мечников, полагавший, что старение связано с хроническим отравлением организма продуктами гниения - ароматическими аминами, образующимися в кишечнике и рекомендовавший в связи с этим стерилизацию пищи, ограничение потребления мяса, питание молочно-кислыми продуктами, а в качестве антагониста гнилостной бактериальной флоры - использование лактобациллина. Большой вклад в изучение старения внесли Н.А.Богомолец (теория возрастной каллоидоклазии - флакуляция белков без их адекватного аутолиза), А.В. Нагорный, К.И. Пархон, Броун-Се-кар и др.

Существует более 100 различных гипотез старения. Большинство из них постепенно утратило свое значение.

В настоящее время можно говорить лишь о двух основных принципиальных подходах к проблеме старения: вероятностном (стохастическом) и детерминированном (программном). В соответствии с этим современные представления о причинах и механизмах старения можно разделить на две группы. Первая группа гипотез рассматривает старение как результат накопления повреждений, вызванных действием внешних повреждающих факторов (т.е. в строгом смысле вероятностях событий) и нарастающей со временем деградации клеточной информации.

Повреждающими факторами могут явиться различные источники радиации (фоновое радиактивное излучение, космические лучи), кислородное голодание, температурные сдвиги внешней среды и др.

Основные теории этой группы:

а) Клеточные

- теория соматических мутаций, рассматривающая старение как следствие накопления в гонах соматических мутаций, вызванных повреждающими факторами, что ведет к появлению измененных ( не функционирующих) белков, а в последующем - к ухудшению и утрате различных функций организма. Однако, частота этих мутаций не столь велика, чтобы обусловить картину старения;

- генетическая мутационная теория ( вариант предыдущей) рассматривает старение как следствие ухудшения функционирования генетического аппарата клеток из-за нарушения систем репарации ДНК. В этом случае повреждения в ограниченном числе генов могут вызвать универсальные по распространенности нарушения;

- теория накопления ошибок, согласно которой накопление ошибок происходит в течение передачи информации (при транскрипции и трансляции генетической информации), что ведет к образованию дефектных белков, и их накопление сопровождается многочисленными нарушениями в различных системах, в том числе регуляторных ("катастрофа ошибок"). Вместе с тем имеющиеся данные говорят о том, что накопление ошибок не достигает той степени, которая может существенно повлиять на процесс старения организма;

теория свободных радикалов предполагает, что свободные радикалы, нарушая целостность мембран лизосом, увеличивают проницаемость мембран для нуклеаз, которые выходя в цитоплазму повреждают геном клетки. Действительно, антиоксиданты снижают образование свободных радикалов, увеличивают среднюю продолжительность жизни животных, но максимальная продолжительность их жизни при этом не возрастает:

теория сшивки макромолекул исходит из свойств веществ, обладающих ионизированной группой, образовывать мостики между молекулами коллагена, ДНК и т.д., вызывая тем самым нарушения структуры (например, в результате "сшивки" коллагена - появление морщин кожи) и нарушение функции при сшивке молекул ДНК.

б) Системные

Эти теории не отрицают полностью клеточные теории, но концентрирует внимание на изменениях в тканях целостного организма.

- теория износа организма предполагает, что старение является результатом износа, наступающего от длительного существования и функционирования организма;

- теория избыточного накопления связывает старение с накоплением различных веществ в жизненно важных органах и тканях. Так, во многих тканях с возрастом нарастает количество кальция, откладывается коллаген между клетками миокарда, в коже, легких; старческий пигмент - липофусцин (продукт окисления белков и жиров) накапливается в клетках наиболее аэробных тканей - сердца и головного мозга. Все это нарушает функции органов и тканей;

- иммуннологические и аутоиммуннологические теории объясняют развитие старения нарушением различения иммунными механизмами организма "своего" и "чужого", что приводит к депрессии локусов хроматина, определяющих синтез антител, поражающих ткани;

- к системным теориям относятся представления, в соответствии с которыми накопление повреждений клеточных структур происходит и в аппарате управления, в структурах ЦНС, в том числе в гипоталамусе, что вызывает необратимые нарушения гомеостаза, способности организма к адаптации, энергетическому обеспечению функций. Возникает гипоталамическая дезинформация, что ведет к неадекватности регуляторных влияний гипоталамуса, нарушению систем саморегуляции, систем передачи информации.

Вторая группа гипотез рассматривает старение как генетически запрограммированный процесс, итог хода биологических часов, о чем свидетельствует строгая закономерность развития старения, возможность появления в процессе старения новых разновидностей РНК, включения в ходе старения активных запрограммированных механизмов гибели клеток, а также различие в максимальной продолжительности жизни животных разных видов.

Так адаптационно-регуляторная теория, объясняющая механизмы снижения приспособительных возможностей организма, связывающая наступающие сдвиги с изменениями механизма регуляции обмена и функций, утверждает, что генетически запрограммирован тип обмена веществ, от которого зависят типы разрушения. У всего живого существует не программа старения, а программа развития, подверженная множественным повреждениям, следовательно старение начинается вместе с оплодотворением половой клетки.

В свое время Г.Селье полагал, что фазы стресса напоминают различные периоды жизни, в частности, фаза истощения аналогична старости, на это указывают гормональные сдвиги при старении, во многом сходные с развивающимися при стрессе: растет концентрация адреналина, вазопрессина, кортикотропина (АКТГ), костикостерона и падает концентрация гормонов щитовидной и половой желез, инсулиновая активность крови. Кроме того, так же как при стрессе при старении наблюдается подавление иммунитета, повреждение мембран свободными радикалами, изменения реактивности сосудов и др. По мнению Г.Селье причиной старения и смерти является исчерпание конечного запаса адаптационной энергии, расходуемой гепоталямо-гепофизарно надпочечниковой системой при стрессах..

Все это привело к утверждению, что при старении развиваются «стресс-возраст-синдром» (В.В. Фролькис), как следствие длительного воздействия на организм различных факторов, вызывающих нарушения центральных механизмов регуляции эндокринных желез, сдвигающих баланс центральной регуляции эмоциональной сферы в сторону отрицательных эмоций.

Все указанное говорит о том, что старение не просто угасание, а новое качество и объяснение этого процесса нельзя свести к какому-либо одному фактору; он постепенно охватывает все функции организма; в основе старения лежат с одной стороны явления, вероятностного (стохастического) характера, реализующиеся на клеточном и тканевом уровнях, а с другой - регуляторные механизмы, относящиеся к классу закономерных запрограммированных процессов, протекающих на уровне организма в целом.



Пути увеличения продолжительности жизни

Проблема старения - проблема не только медицинская, но и социальная. Старость - не болезнь, это продолжающаяся жизнь, которую можно и нужно сделать полезной обществу.

Для геронтологии, как науки, не так важно прибавить годы к жизни, важнее - прибавить жизнь к годам.

Геронтология находится сейчас накануне крупных событий. Уже сегодня наука располагает достоверными экспериментальными данными о возможности увеличения продолжительности жизни животных на 25-35% (В.В.Фролькис). Поскольку старение - процесс многопричинный, многофакторный, средства продления жизни должны иметь многие точки приложения.

Основные возможные подходы:

-калорийно ограниченная и качественно полноценная диета, которая отодвигает сроки возрастной патологии; позднее появляются опухоли, склероз сосудов и др. При этом продолжительность жизни лабораторных животных увеличивается на 50-100%;

- оптимальная двигательная нагрузка;

- использование антиоксидантов (витаминов С, Е, рутина), увеличивающих в эксперименте продолжительность жизни животных на 15-20%;

- влияние на состояние генома ингибиторами транскрипции (синтеза РНК) и трансляции (синтеза белка), например, антибиотиком оливомицином, который временно блокирует синтез РНК на молекуле ДНК, т.е. подавляет активность генетического аппарата. Периодическое введение его крысам увеличивает продолжительность жизни на 10-20%. Целенаправленное применение ряда антибиотиков, мягко блокирующих синтез белка понижает коэффициент атерогенности, замедляет темп развития экспериментального атеросклероза;