<<
>>

ГЛАВА 80БИОЛОГИЯ СТАРЕНИЯ

Вильям Р. Хаззард (№1Шат В. Иаггагй)

Феномен старения всегда интересовал человечество. Вероятно, этот интерес вызван тем, что до недавнего времени только небольшое число людей доживало до преклонного возраста.

Проблема пенсии, например, возникла только в самом конце XIX столетия. Как бы то ни было, реальность заставила взглянуть на старение и его последствия как на социальную и научную проблемы. На рис. 80-1 представлены сравнительные кривые продолжительности жизни населения раз-вивающихся и развитых стран. Они отражают высокий уровень рождаемости и смертности среди новорожденных и детей, характерный для развивающихся наций, и 'соответственно низкие уровни этих показателей в развитых странах. Социально-экономическое развитие привело к улучшению питания, бытовых условий, образования, личной и общественной гигиены и в результате к снижению уровня рождаемости. Все это повлияло на увеличение числа лиц среднего возраста и снижение смертности среди новорожденных. Тем не менее продолжительность жизни пока малопредсказуема. Верхний предел продолжительности жизни отображен на рис. 80-1. Следует обратить внимание на те возрастные категории, при которых верхняя граница кривых продолжительности жизни популяций с крайними различиями в уровне социально-экономического развития пересекает абсциссу. Продолжительность жизни свыше 120 лет в данном обзоре не рассматривается.

Итак, изменения числа людей разных возрастных групп в наши дни обусловлены не возрастанием продолжительности жизни человека, а увеличением количества тех, кто доживает до указанного предела. Эта тенденция есть результат сокращения промежутка между первичным старением, генетически детерминированным и неизменным, и вторичным старением, определяемым личностными, социальными факторами, а также условиями окружающей среды, способными оказать влияние на продолжительность жизни человека.

Каждое общество является отражением процесса старения составляющих его индивидуумов. Так, в США происходит перераспределение популяции в сторону увеличения числа людей старшего среднего возраста. Устойчивое равновесие между четвертью всей популяции в возрасте от 1 года до 19 лет и другой четвертью в возрастной группе свыше 55 лет будет достигнуто в течение полувека. До тех пор пока не будут найдены эффективные меры удовлетворения нужд стареющей популяции, ее здоровье и социальная помощь улучшаться не будут.

Старение на клеточном уровне. Клиническое и эпидемиологическое исследование процесса старения отстает от изучения этих процессов на клеточном уровне главным образом из-за трудности разграничения первичных признаков старения от вторичных, являющихся следствием заболеваний, сопровождающих старение. Изучать процессы старения независимо от _возрастных заболеваний, сопровождающих старение, можно, обратившись к простейшей форме организации — клетке. Однако в настоящий момент наши знания о процессах старения даже на этом уровне весьма примитивны. Существует несколько теорий старения. Исследования в этой области начались особенно интенсивно после того, как была обнаружена способность фибробластов кожи человека к ограниченному делению:

Возраст (годы)

Рис. 80-1. Кривые выживаемости в различных странах в зависимости от уровня социально-экономического развития.

Диагональная стрелка обозначает изменение, сопровождающее такое развитие (из 1_. Наутек - Ыеш Кпд1. 1 Мей., 1976, 295, 1302). ,

около 50 удвоений популяции при самых благоприятных условиях культивирования (феномен НауШок). Этот предел присущ собственно фибробластам и не зависит от условий окружающей среды. Определенное и довольно четко фиксированное число удвоений характерно также для пролиферативной способности и некоторых других клеток, например гладкомышечных клеток стенки сосудов. Исходя из предположения, что изучение этих клеточных культур может отражать процесс старения 1п умо, действительное число потенциальных удвоений данного, фибробласта 1п уИго находится в обратной зависимости от возраста донора.

Более того, фибробласты от доноров с синдромом Вернера •- единичным дефектом гена, вызывающим бурное преждевременное старение, претерпевают меньшее число удвоений, чем клетки от другого донора того же возраста.

В процессе изучения клеточных культур было предложено несколько теорий, объясняющих старение повреждениями на генетическом уровне. Одна из них — гипотеза мутации Сциларда (ЗгИагС) — предполагает, что при мутации ДНК в соматических клетках происходит инактивация хромосом и гибель клетки. Авторы близких к ней теорий утверждают, что старение обусловлено накоплением ошибок в формировании РНК или прогрессирующими ошибками в синтезе белка, ведущими к так называемой катастрофе ошибок (теория потеряла свое значение, так как формальные тесты не смогли доказать накопления ошибок в стареющих клетках). Этими же мутациями пытались объяснить связанное с возрастом усиление аутоиммунных реакций. Однако эффекты мутации не должны быть перманентными. В самом деле, репарация ДНК в фибробластах и количество резервных или избыточных последовательностей ДНК может находиться в соответствии с продолжительностью жизни различных видов. Наконец, имеется предположение, что накопление свободных радикалов, происходящее при старении (результат пониженной активности сунероксидной дисмутазы), может вызвать ослабление сопротивляемости как к внутри-, так и к внеклеточным повреждениям.

Однако эти теории «внутреннего» старения претерпели изменения в силу того, что были основаны на феномене 1п уИго и, следовательно, далеки от сущности тех процессов, которые происходят в стареющем организме. Кроме того, подобные теории не объясняют выявленные различия способности к делению, наблюдаемые у клеток различных типов. Например, если процесс старения фиб- робластов можно проследить т уИго, то гастроинтестинальные клетки и клетки гемопоэза способны делиться в течение всего периода своего существования. Если клетки почек и печени воспроизводятся при односторонней нефрэктомии и парциальной резекции печени, выполненных в любом возрасте, то клетки центральной нервной системы и поперечно-полосатой мускулатуры во взрослом организме не воспроизводятся.

Однако, если не принимать во внимание способность клеток к делению, не существует ни одной незлокачественной клетки, включая и клетки гемопоэза, чей бы период жизни не был бы определен (в противопо-ложность раковым клеткам). Итак, несмотря на значительные различия в продолжительности периода генерации и способности к воспроизведению у различных типов клеток данного вида и у одного и того же типа клеток у разных видов, старение на клеточном уровне свойственно осем нормальным клеткам.

Но имеется ли аналогия между старением т У1УО и .старением т УИГО? Даже ярые сторонники школы внутреннего клеточного старения отмечают, сколь мала вероятность старения организма исключительно по причине утраты способности к воспроизведению одной или более клеточными популяциями. Вероятно, нарушения функциональных способностей стареющих клеток скорее приводят организм к смерти, нежели нарушения способности к делению. Это предположение было подтверждено в других исследованиях НауШск и соавт., сообщавших, что фибробласты теряют способность к синтезу и переработке коллагена быстрее, чем к воспроизведению. Таким образом, внимание ученых сосредоточилось на регулнторных процессах, контролирующих функции тканей и всего организма В целом, особенно нервной, эндокринной и иммунной систем. Одна из школ занялась выяснением роли моноаминов центральной нервной системы, выделяя дофамин, норадреналин, серотонин. Эти нейромедиаторы повреждаются при некоторых неврологических заболеваниях, возникающих в старческом возрасте. Болезнь Паркинсона, например, обусловлена недостаточностью моноаминов (стриатал-дофамин), которую можно частично компенсировать введением 1-дофы. Далее, нормальное старение мозга сопровождается изменениями метаболизма катехоламинов, вот почему люди старшею возраста при лечении фенотиазиио- выми препаратами становятся более чувствительными к развитию паркинсонизма. Следовательно, возрастые изменения содержания дофамина и метаболизма катехоламинов снижают порог чувствительности ' к развитию паркинсонизма при введении препаратов, уменьшающих активность катехоламинов или их антагонистов.

Подобными изменениями можно объяснить и позднее развитие постэн- цефалитической формы болезни Паркинсона. В этом случае возраст как бы срывает маску с ранее перенесенной вирусной инфекции. Другими возрастными изменениями в центральной нервной системе, возможно, связанными с повреждениями моноаминов, можно считать нарушения циркадных ритмов, нарушения сна, либидо и терморегуляции. С другой стороны, холинергические нарушения в центральной нервной системе приводят к изменению повеления и психических функций. Не вызывает сомнений тот факт, что у лиц. страдающих болезнью Альцгеймера, происходит селективная утрата холииергических нейронов базальных ядер Мейнерта. что ведет к повышению уровня ацетилхолина, специфичного для центральной нервной системы | например, фосфатидилхолин(лецитин) и ингибитор холинэстеразы' ... физостигмин].

Изменения функций органов эндокринной системы при старении могут быть также вызваны нарушениями медиаторов. Например, нормальное старение сопровождается снижением толерантности организма к глюкозе, поэтому риск заболеваемости сахарным диабетом с возрастом повышается. Широко распространенная гиперосмолярная кома, не обусловленная увеличением содержания кетоновых тел у пожилых людей, больных диабетом, бывает вызвана нарушением осморегуляции и уменьшением чувства жажды, что часто наблюдается и у здоровых пожилых людей. Клинически выраженная и субклиническая формы недостаточной функции щитовидной железы встречается довольно часто. При старении они могут быть вызваны активацией аутоиммунных процессов. У женщин в менопаузальном периоде могут возникать возрастные изменения эндокринной функции. Пока не установлено, какими именно причинами вызвано прекращение овуляции: исчезновением ли примордиальных фолликулов или же изменением ней- роэндокришюй регуляции функции яичников при .старении. Однако какова бы ни была этиология, изменения функций органов эндокринной системы в менопаузе, включая снижение секреции эстрадиолов, ослабление обратной связи контроля синтеза гонадотропина на уровне гипоталамуса, компенсаторное снижение секреции фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов и нарушение терморегуляции, имеют серьезные последствия для психического и физического статуса пожилых.

Эндокринные изменения у стареющих мужчин хотя и менее драматичны, но не менее значимы. Эти нарушения проявляются как снижением среднего уровня тестостерона и сыворотке крови (наиболее очевидны в утреннем пике циркадного цикла), так и повышением уровня эстрогенов.

Рис. 80-2. Характеристика физиологических функций здоровых мужчин в возрасте от 30 до 80 лет. представленная в процентном отношении к средним величинам 30-летних.

а - уровень глюкозы в крови натощак; б — скорость нервной проводимости, клеточные энзимы; в — сердечный индекс; г — жизнеспособность, скорость почечного кровотока; д — максимальная дыхательная способность; е — максимальная работоспособность, максимальный уровень оксиге- нации (из N. №. 8Ьок).

Таким образом, можно провести параллель между феминизацией у мужчин и уменьшением продукции эстрогенов у женщин, наблюдаемых при старении.

В процессе старения иммунная система организма выполняет роль водителя ритма. Обычно тимус достигает максимального размера в детстве и подвергается обратному развитию при половом созревании. Другие скопления лимфоидной ткани в основном достигают максимального размера вскоре после полового созревания, а затем постепенно атрофируются. Эта атрофия сопровождается уменьшением числа лимфоидных клеток и замещением их соединительной тканью. При этом ослабление функции Т-лимфоцитов превалирует над уменьшением их количества. Другие возрастные изменения иммунной системы заключаются в усилении первичного иммуного ответа В-лимфоцитов, особенно при их взаимодействии с Т-клетками. Специфические изменения функции лимфоцитов заклю-чаются в усилении пролиферативной функции в ответах на митогены, такие как фитогеммаглютинин и конканавалин А; усилении подавления В-лимфоцитов Т-клетками и усилении цитотоксической активности Т-лимфоцитов. Эти изменения могут обусловить развитие ряда заболеваний в старческом возрасте. Например, люди пожилого возраста в 4—5 раз чаще, чем молодые, заболевают раком и туберкулезом и в й—7 раз чаще умирают от пневмонии.

С возрастом изменения нейромедиаторов, функции эндокринной и иммунной систем становятся взаимозависимыми. Например, повышается выработка гормонов тимусом, что в свою очередь может быть обусловлено и нейроэндокринной регуляцией. Другие эндокринные нарушения, такие как извращенные реакции на глюкокортикоиды или изменения их секреции, могут явиться пусковым меха-низмом иммунного ответа.

В процессе старения возрастные изменения затрагивают почти все физиологические системы организма (рис. 80-2). При этом изменения на уровне органа отражают функциональные изменения на клеточном уровне. Однако подобные выводы следует делать очень осторожно. Во-первых, эти данные статистически усреднены; во-вторых, не отражены индивидуальные изменения, тогда как вариабельность физиологических проявлений при старении усиливается; в-третьих, они были взяты из различных областей науки; в-четвертых, все исследования такого рода проводились на мужчинах-добровольцах с высоким уровнем образования и социального развития. Следовательно, описанные изменения отражают идеальное, но не типичное старение. В то же время степень изменений связана с функциональной недостаточностью или болезнью. Болезнь, но не старение может служить причиной нарушения гомеостаза в любом возрасте, хотя разграничить первичные признаки старения и признаки заболевания на фоне старения достаточно сложно (табл. 80-1). Со временем проблема распознавания первичных и вторичных признаков старения еще более усложнится в результате увеличения средней продолжительности жизни (уровень смертности снижается наиболее стремительно у пожилых людей в возрасте старше 85 лет), особенно с той поры. Таблица 80-1. Сравнительная характеристика первичного и вторичного старения; примеры первичных возрастных изменений и проявлений возрастнЫх заболеваний

Появление морщин Пурпура от микротравмы Склонность к возникновению ран от давления и медленному их заживлению Сухость кожи/зуд Выпадение и поседение волос

Старческая дальнозоркость, пониженная адаптация к темноте

Катаракта

Глаукома

Дегенерация желтого пятна сетчатки

Ухудшение слуха, особенно восприятия звуков высокой частоты, понижение способности различать звуки

Снижение чувства равновесия — головокружения, падения Ухудшение восприятия вкусовых ощущений; уменьшение удо-вольствия, получаемого от приема пищи, сухость во рту

Атрофия (преимущественно подкожной жировой ткани), пониженная эластичность кожи, повышенная хрупкость сосудов, ослабление функции потовых и сальных желез, уменьшение оволосения и снижение содержания волосяного пигмента, понижение способности клеток к воспроизведению Изменение эластичности хрусталика

Изменение биохимии и физио-логии и стекловидного тела и сет-чатки .

Ослабление функции волосковых клеток вестибулярного аппарата Ослабление функции вестибуляр-ного аппарата

Ухудшение обоняния Уменьшение количества вкусовых сосочков, снижение уровня восприятия вкусовых ощущений и. уменьшение слюноотделения

Солнечное облучение Воздействие химических веществ

Диабет ^

? Катаракта

? Глаукома

? Дегенерация желтого пятна Воздействие лекарственных средств (миоз) .

Травматическая потеря слуха Болезнь Меньера Токсическое действие лекарственных препаратов

Легкая форма позиционного головокружения

Сухость во рту, вызванная лекарственными средствами, по-ниженное слюноотделение, сни-жение социальных пищевых сиг-налов; дефицит цинка, перио-донтит Вторичные факторы старения (болезни и временные факторы, включая действие препаратов)

Желудочно-кишечный

тракт

Дыхательная система

Сердечно-сосудистая

система

Система мочевыделения

Дисфагия, ный рефлюкс

Гипохлоргидрия, сопровождающаяся чрезмерно быстрым ростом бактерий; запор

Нарушенный метаболизм ле-карств

Понижение жизненной емкости, РЕУ1, максимальной дыхательной способности

Ослабление сердечной мышцы, увеличение . пульсового давления, нарастание склонности к гипотензии и синкопированному ритму

Снижение скорости клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции '

Обструктивная уропатия и не-

Ослабление подвижности пище-вода и нарушение функции сфинктера

Понижение секреции кислоты, пепсина и трипсина

Ослабление перистальтики ки-шечника .

Изменение печеночных фермен-тов

Ослабление эластичности легочной ткани

Ослабление дыхательной муску-латуры

Уменьшение количества клеток миокарда, увеличение левого желудочка и артериального сопротивления, ослабление хронотропического ответа, снижение чувствительности барорецепторов (адренергетиков)

Уменьшение количества нефро- нов, изменение канальцевых функций

Пониженный тонус мочевого пу-

Грыжа пищеводного отверстия диафрагмы

Злокачественная анемия

Вторичный запор как следствие бесшлаковой диеты, зло-употребления слабительными Злоупотребление химическими средствами, изменяющими мета-болизм' лекарственных препаратов (курение, алкоголь)

Вторичные хронические об- структивные заболевания легких как следствие курения и воздействия неблагоприятных условий окружающей среды

Вторичное ослабление дыха-тельной мускулатуры как следствие недостаточной работы

Атеросклеротическая ишемия, желудочковая дисфункция, аритмия, гипертоническая болезнь сердца, застойная сердечная недостаточность ¦

Нефросклероз, связанный с гипертензией, болезни почек, вызванные лекарственными пре-паратами (аминогликозиды, не- держание при , обильном выде-лении

Стрессовое недержание Эндокринная система

Костно-мышечная система

Менопауза (вазомоторные симптомы, - атрофия влагалища)

Снижение у мужчин либидо, потенции, сексуальных побуж-дений

Относительная сахарная инто- лерантность

Снижение' количества тирео- идных гормонов

Уменьшение роста

Повышенная склонность к пе-реломам

Окостенение суставов' и их воспаление

Центральная нервная

система зыря, снижение объема мочевого пузыря, ослабление тонуса сфинкте-ра, гиперплазия предстательной же-лезы (у мужчин), понижение тонуса мускулатуры малого таза (у женщин)

Гипогонадизм сравнительно резкий (у женщин) сравнительно постепенный (у муж-чин)

Снижение инсулинового ответа на глюкозу, ослабление чувствительности к инсулину (ожирение) Ослабленный тиреоидный ответ

Уменьшение количества мышечных волокон и их диаметра

Уменьшение содержания минеральных веществ в костях

Ухудшение формирования кости

Повышенное окостенение сухо-жилий, . соединительной ткани,, уменьшение суставных хрящей

Снижение толерантности к изме-нениям температуры Уменьшение чувства жажды и желания пить

стероидные противовоспалитель-ные средства)

Инфекция мочевыводящих путей

Хирургический гипогонадизм (удаление яичников)

Вторичный гипогонадизм вследствие алкогольного отрав-ления . . ¦

Увеличение числа случаев са-харного диабета

Аутоиммунный тиреоидит, ги- потиреоидизм, гипертиреоидизм (часто . слабовыраженный) Мышечная атрофия от мало-подвижного образа жизни Дефицит гонадостероидов, ос- теопорозы как следствие злоупотребления алкоголем, лекарственными препаратами, нарушения диеты, курения

Вторичная остеомаляция

вследствие дефицита витамина Б (неполноценная диета, отсутствие солнечного облучения) Остеоартрит, вызванный ле-карственными препаратами

(флуорид)

Травматический остеоартрит (профессиональный, во время отдыха)

Гипотермия ¦ вследствие гипо- тиреоидизма

Гиперосмолярная, некетоновая кома при сахарном диабете Система органов Клинические проявления Первичные возрастные изменения Вторичные факторы старения (болезни и временные факторы, включая действие препаратов) Иммунная сис'тема Ортостатическая гипотензия, головокружения, обмороки, падения

Медлительность движений Снижение способности к обучению

Нарушения коррекции положения, падения Нарушения сна Повышение восприимчивости к инфекциям и злокачественному росту

Нарушение иммунного ответа Увеличение уровня аутоантител Снижение ортостатических рефлексов и автономной регуляции

Гибель нейронов в базальных ядрах, уменьшение холинергических медиаторов и активности холинэстеразы

Снижение функции ' базальных ядер

Снижение функции спинного мозга

Снижение клеточного иммунитета (уменьшение клеток-хелперов)

Уменьшение выработки первичных антител

Повышение уровня патологиче-ских иммуноглобулинов и аутоиммунных процессов Лекарственная дегидратация Автономная утрата чувстви-тельности

Нарушения сознания, вызванные лекарственными препаратами Дерилий

Паркинсонизм, вызванный лекарственными препаратами Болезнь Альцгеймера Болезнь Паркинсона Атаксия, вызванная лекарственными препаратами, алкогольная дегенерация мозжечка Дефицит питания Аутоиммунные заболевания (тиреотоксикоз, тиреоиодит, зло-качественная анемия)

как возрастные изменения функциональных резервов начинают вызывать угрозу независимости индивидуума даже при отсутствии выраженного заболевания. Итак, у пожилых людей возрастные изменения порождают симптомы болезни, особенно под воздействием стресса или острого заболевания. Одновременным поражением различных систем у пожилого пациента можно объяснить осложнения, вызываемые, на первый взгляд, тривиальной причиной, а также увеличение показателей уровня смертности у стариков (в возрасте свыше 93 лет). Кривая продолжительности жизни людей старше 93 лет дает основание предположить, что смерть может наступить как случайное явление.

Заключение и перспективы. Стареют все клетки, за исключением злокачественных. Феномен старения т уКго является отражением утраты способности клеток к размножению, а старение целостного организма более выражено в нарушении функциональных возможностей клеток. Вероятно, эти нарушения множатся в системах, регулирующих метаболизм и функции всего организма, таких как нервная, эндокринная и иммунная системы. Феномен старения представляет собой совокупность физиологических процессов на уровне клеток и систем, взаимосвязанных с условиями окружения и регулирующими их процессами.

Увеличение продолжительности жизни лиц пожилого возраста связано прежде всего с повышением уровня социально-экономического развития и изменением условий окружающей среды. В XX столетии продолжительность жизни в развивающихся странах возросла. Вместе с тем пока нет реальных возможностей к увеличению верхней границы свыше 120 лет. Несмотря на то что причины старения человека неясны, представляется, что верхняя граница продолжительности жизни жестко детерминирована. С возрастом многие физиологические функции угасают. Прилагаются значительные усилия для определения физиологического (в противоположность хронологическому) старения путем разработки ряда тестов, выявляющих предположительно здоровых людей для каждого возрастного периода. Хотя такое направление исследований и позволит в значительной мере судить о биологическом возрасте, позволяющем прогнозировать определенные характеристики на группах лиц, тем не менее эти тесты не будут иметь большого значения в клинических классификационных исследованиях. Необходимо сознавать, что многие системы организма человека имеют очень ограниченные резервы и поэтому необходимо тщательно следить за появлением специфических проявлений болезни, ведущих к ухудшению здоровья человека, независимо от возраста.

Список литературы

АЛ1ег Ж Н. е1 а1. Адтд апй 1ттипе (ипсИоп. ••- 1п: ТЬе Вю1оду о1 Адтд/Ейз.

А. ВеЬпке е1 а1. — Уогк: Р1епит, 1978, 221.

ОоМЬегд А. Р. е1 а1. Б1аЪе1ез теШ1и§ ш 1Ье е1йег1у. 1п: Рппс1р1е§ о( Оепа1пс Мейкте/Ейз. К. Апйгез е1 а1. •- Уогк: МсОгаш-НШ, 1985, 750.

Ртск С. Е. ТЬе геди1а1юп о( рЬузю1од1са1 сЬапдез йиппд таттаНап адтд. — риаг1. Кеу. Вю1., 1976, 51, 49.

Рпе$ I. Адтд, па1ига1 йеаШ, апй Ше сотргеззюп о( тогЫйНу. — Епд1. I.

Мей., 1980, 130, 135.

ОоНМет 8. ТЬе Ыо1оду о( ад1пд.- Епд1. I. Мей., 1971, 285, 1120.

Нау/кк Ь. ТЬеопез о( Ыо1од1са1 адтд. — 1п: Рппс1р1ез о( ОепаЫс Мейш- пе/Ей§. К. Апйгез е1 а1. --№ш Уогк, МсОгаш-НШ, 1985, 9.

МаНт О. М. е1 а1. КерЬсаИуе ЬГезрап о( сиШуа1ей Ьитап са11з: ЕЯес1з о( йопог'з аде, Иззие, апй депо1уре. ЬаЬ. 1пуез1., 1970, 23, 86.

8Носк N. Ж. РЬузю1од1са1 апй сЬгопо1од1са1 аде. - • 1п: Адтд - Из СЬет1- з1гу/Ей. А. А. Б1е12. . №азЫпд1оп: Б. С. Атепсап АззотИоп (ог СЬшса1 СЬет1з1гу, 1980, 3.

<< | >>
Источник: Е. Браунвальд. Внутренние болезни. В 10 книгах. Книга 2. — М.: Медицина. —1993. — 544 с.. 1993

Еще по теме ГЛАВА 80БИОЛОГИЯ СТАРЕНИЯ:

  1. ГЛАВА 80БИОЛОГИЯ СТАРЕНИЯ