1) Почему организмы подвергаются прогрессирующему и не обратимому уменьшению физиологических функций в последней части своей жизни?
2) Почему ожидаемая продолжительность жизни или скорость старения различаются внутри одного вида и между видами?
3) Почему экспериментальные воздействия, такие как ограничение калорийности питания, замедляют начало многих возрастных физиологических и патологических изменений и увеличивают среднюю и максимальную продолжительность жизни животных?
Полагая, что как генетические факторы, так и факторы окружающей среды могут влиять на процесс старения, следует задаться еще рядом важных вопросов:
4) Влияют ли эти факторы на старение и заболевания, ассоциированные со старением, независимо друг от друга?
5) Увеличивают ли возрастные изменения в организме подверженность болезням или заболевания развиваются независимо и лишь затем усугубляют проявления старения?
Последний из этих вопросов особенно принципиален, поскольку связывает процесс иммортализации (бессмертия) клеток и факторы внутренней и внешней среды, ведущие к развитию новообразований, с процессом старения организма.
И наконец, такой важный вопрос;. можем ли мы реально повлиять на старение человека?
Следует подчеркнуть, что термины, используемые для описания процесса старения, довольно неточны, как не существует и общепринятого определения самого старения. В англоязычной литературе на русский язык переводятся одним словом старение. Используя этот термин, мы будем все же иметь в виду, что под старением (aging) понимаются изменения, наблюдающиеся в течение жизни, не все из которых обязательно являются неблагоприятными (Finch, 1990). Термином "senescence" С. Е. Finch определяет те возрастные изменения в организме, которые неблагоприятно влияют на его жизненность и функции и вызваны течением биологического времени. Другими словами, этот термин определяет старение как дегенеративный процесс. Таким образом, термину aging в отечественной литературе обычно соответствует термин нормальное или физиологическое старение, тогда как senescence определяют обычно как патологическое старение.
1.2 Связь старения и канцерогенеза.
До настоящего времени предметом дискуссий является вопрос, можно ли разделить эти два процесса, то есть старение без болезней и старение, непосредственно связанное с такими заболеваниями, как рак, болезни сердца и сосудов, остеопороз, остеоартрит, сахарный диабет, и рядом нейродегенеративных заболеваний (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и др.). Наиболее существенной попыткой решить этот вопрос непосредственным наблюдением можно назвать продолжающийся уже более 40 лет Балтиморский лонгитудинальный проект по старению (Baltimore Longitudinal Study on Aging, BCLA) Национального института старения США, в рамках которого ведутся регулярные исследования множества параметров у отобранных здоровых индивидуумов {The Aging Factor.., 1999). Поскольку возрастная динамика показателей весьма варьирует от индивидуума к индивидууму, практически невозможно оценить "степень старения" отдельного человека, основываясь на измерении одного или нескольких биохимических, физиологических или физических показателей. Следствием этой вариабельности является отсутствие до настоящего времени универсального набора тестов для определения биологического возраста, который был бы более надежен, чем хронологический возраст. Другим важным наблюдением BCLA была констатация того факта, что большинство измеряемых показателей изменялось с возрастом постепенно, а не скачкообразно. Это наблюдение позволяет предполагать, что скачкообразные изменения более свойственны развитию ассоциированной с возрастом патологии. Различают по крайней мере два типа такой ассоциации: заболевания, связанные со старением (aging-dependent), и заболевания, связанные с возрастом (age-dependent) (Brody, Schneider, 1986). Так, некоторые генетически детерминированные заболевания (например, болезнь Хантингтона), являются возрастзависимыми, поскольку проявляются в предсказуемом возрасте и определенно не могут быть названы нормальным старением. Однако возрастные изменения, которые связаны с нормальным старением, могут играть существенную роль в развитии той или иной патологии.
Поэтому весьма важно различать возрастные изменения:
а) не являющиеся патологией (например, поседение волос),
б) изменения, которые могут способствовать развитию одного или нескольких патологических процессов (например, накопление оксидативных повреждений) и в) изменения, которые могут вызывать или быть показателем патологических процессов (например, образование амилоидных бляшек в мозге как фактор риска болезни Альцгеймера).
Разграничение этих процессов необходимо дли определения приоритетов при разработке мер предупреждения преждевременного старения и развития возрастной патологии (The Aging Factor, 1999).
Не случайно, что Программа ООН по исследовагшю старения в XXI веке, принятая на Валенсийском геронтологичском форуме (Испания) и утвержденная Всемирной ассамблеей ООН по старению (Мадрид) в апреле 2002 г., большое внимание уделяет биомедицинским приоритетам, направленным на лучшее понимание фундаментальных механизмов старения и факторов долголетия, которые имеют решающее значение для реализации потенциала здорового старения. При этом подчеркивается необходимость понимания механизмов, лежащих в основе старения как такового, а также заболеваний, связанных со старением, и заболеваний, которые им сопутствуют или являются вторичными. Именно на такой основе может быть выработана стратегия профилактики и эффективного лечения разных болезней, свойственных престарелым (в частности, старейшим из старых) (Andrews et al., 2001). По данным Группы оценки сравнительного риска (Ezzati et all., 2003) предупреждение некоторых заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, инсульт, инфекция нижних дыхательных путей и пневмония, рак легкого, приведет к увеличению продолжительности жизни в целом на 9.3 года (на 4.4 года в развивающихся странах и 16.1 года - в наиболее экономически развитых странах).
1.3 Теории и гипотезы относительно «часов» старения.
Всю историю идей и концепций в биологии старения можно вкратце охарактеризовать как историю поисков "часов" старения (freeman, 1979; Дупленко, 1985; Анисимов, Соловьев, 1999; Анисимов, 2000а). Выбор "часов" определял в общей форме и подход к разработке мер воздействия на механизм этих часов с целью поддержания его эффективности и долговечности:
|
Предполагаемые «часы» старения |
Теория, гипотеза |
|
ДНК |
Теории «катастрофы ошибок», накопления спонтанных мутаций, маргинотомии |
|
Макромолекулы |
Теория «сшивок» |
|
Митохондрии |
Свободнорадикальная теория |
|
Клетка |
«Лимит Хейфлика» |
|
Половые железы |
Инволюция половой функции |
|
Надпочечники |
Снижение продуктивности депщроэпиандростерона |
|
Щитовидная железа |
«Гормон смерти» Денкла |
|
Иммунная система |
Иммуностарение |
|
Гипоталамус |
Нейроэндокринные теории |
|
Эпифиз |
Мелатонин как счетчик внутреннего времени в солнечных часах старения |
Естественны желание и необходимость время от времени подводить итоги известному этапу развития науки с тем, чтобы облегчить продвижение вперед путем создания общих концепций.
В течение бурного XX века в ряде работ отечественных ученых находили отражение те революционные изменения в развитии представлений о природе старения, которые были связаны с открытием ДНК, расшифровкой генетического кода, прогрессом молекулярной биологии, физиологии и медицины в целом. Происходящая в последнее десятилетие технологическая революция в молекулярной биологии, расшифровка генома дрожжей, бактерий, нематоды, плодовой мухи, мыши и человека открывают новые возможности для изучения генетических основ старения, что в конечном счете позволит разработать средства, улучшающие качество жизни пожилых людей.
Глава 2. Эпифиз и механизмы старения.
2.1 Эпифиз – солнечные часы организма.
Наиболее существенным для живой природы явлением на Земле является смена дня и ночи, света и темноты. Вращение ее вокруг своей оси и одновременно вокруг Солнца отмеряет сутки, сезоны и годы нашей жизни. Все больше сведений накапливается и о роли эпифиза (шишковидной железы) как основного ритмоводителя функций организма. Свет угнетает продукцию и секрецию мелатонина, и поэтому его максимальный уровень в эпифизе и крови у человека и животных многих видов наблюдается в ночные часы, а минимальный - в утренние и днем. При старении функция эпифиза снижается, что проявляется прежде всего нарушением ритма секреции мелатонина, и снижением уровня его секреции (Touitou, 2001; Reiter et al., 2002).
У людей в возрастной группе 60-74 года у большинства физиологических показателей наблюдается положительный фазовый сдвиг циркадного ритма (~1.5-2 часа) с его последующей десинхронизацией у лиц старше 75 лет (Gubin, Gubin, 2001). Если эпифиз уподобить биологическим часам организма, то мелатонин можно уподобить маятнику, который обеспечивает ход этих часов и снижение амплитуды которого приводит к их остановке. Пожалуй, более точно будет сравнить эпифиз с солнечными часами, в которых мелатонин играет роль тени от гномона - стержня, отбрасывающего тень от солнца. Днем солнце высоко, и тень коротка (уровень мелатонина минимален), в середине ночи - пик синтеза мелатонина эпифизом и секреции его в кровь. При этом важно то, что мелатонин имеет суточный ритм, то есть единицей его измерения является хронологический метроном - суточное вращение Земли вокруг своей оси.
Если эпифиз - солнечные часы организма, то, очевидно, любые изменения длительности светового дня должны существенным образом сказываться на его функциях и в конечном счете на скорости его старения. Циркадный ритм весьма важен не только для временной организации физиологических функций организма, но и для продолжительности его жизни. Установлено, что с возрастом нейронная активность супрахиазматического ядра снижается, при этом при содержании в условиях постоянного освещения эти нарушения развиваются быстрее (Watanabe et aL, 1995). Старые животные резистентны к действию клоргилина, стимулирующего биосинтез мелатонина в условиях круглосуточного освещения; таким же эффектом обладает разрушение супрахиазматического ядра гипоталамуса (Oxenkrug, Requintina, 1998). В ряде работ было показано, что нарушение фотопериодов может приводить к существенному уменьшению продолжительности жизни животных (Pittendrigh, Minis, 1972; Pittendrigh, Daan, 1974).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50
