Биологические основы старения и долголетия - Виленчик Михаил Маркович - Страница 4

Иное дело — скорость естественной гибели организмов. У взрослых организмов с возрастом эта скорость резко увеличивается. В этом ускорении есть определенная закономерность, в чем можно убедиться, познакомившись с рис. 2.

Рис. 2. Зависимость от возраста коэффициента смертности людей (кривая 1, построенная на основании данных о смертности мужчин в США, 1960) и лабораторных мышей (кривая 2). Обе кривые были представлены в первом издании настоящей книги, но на отдельных рисунках. Здесь они совмещены

Показатель смертности жителей многих стран удваивается примерно каждые восемь лет. Аналогичная закономерность верна и для многих животных, хотя скорость увеличения показателя со временем зависит не только от вида животных, но и от того, к какой линии они принадлежат. Например, у одной из линий мышей показатель смертности удваивается за три месяца. Таким образом, в организме со временем происходят процессы, увеличивающие вероятность его гибели.

Наиболее частые и очевидные внешние (макроскопические) признаки старения у человека наблюдаются обычно после 50 лет. Это морщинистость кожи, пигментация, поседение волос, появление складок на верхнем веке, западение глазных яблок, впалость щек, появление "старческой дуги" на роговице. Эти признаки сами по себе не являются причиной смерти — ведь уязвимость организма к наиболее распространенным и тяжелым заболеваниям — раку, атеросклерозу и т. д. не зависит от внешних признаков старения. Однако вероятность развитиях этих признаков, например поседение волос (рис. 3), тоже закономерно увеличивается с возрастом. И как было сказано когда-то, "ведь подновляя плоть, непрочный слой румян не отодвинет час грозящего распада" (Миколай Сэмп Шажиньский, ок. 1550–1584, "О непрочности любви к делам мира сего").

Рис. 3. Зависимость от возраста вероятности частичного (кривая 1) или полного (кривая 2) поседения людей. Кривые построены на основании данных обследования мужчин и женщин Австралии, приведенных в работе Е. В. Кеогха и Р. Дж. Волша (1965)

Но молекулярные изменения в клетках и межклеточном веществе (а это два основных компонента, из которых состоит организм) имеют существенное значение и в повышении уязвимости организма к заболеваниям, и в появлении с возрастом внешних признаков старения.

Все дело в том, в каких именно органах клетки и межклеточное вещество подвергаются этим изменениям. Если это происходит в коже, то наблюдается ее сморщивание, если в стенке сосуда, то это способствует развитию атеросклероза, если в головном мозге, то может нарушиться регуляция многих функций, в том числе развиться гипертоническая болезнь. Наша задача состоит в том, чтобы отыскать среди возрастных изменений те, которые неуклонно уменьшают жизнеспособность организма, приводят к развитию в нем различных заболеваний и, как говорилось выше, увеличивают вероятность гибели.

Изменения клеток головного мозга можно считать определяющими течение процесса старения всего организма, а значит — и продолжительность его жизни. И не только потому, что даже небольшое нарушение функций нервных центров весьма существенно сказывается на жизнедеятельности организма. Дело в том, что специализированные нервные клетки (нейроны) являются неделящимися клетками. Если гибель части клеток, например кожи или печени, может быть восполнена делением оставшихся, то гибель нейронов, как правило, невосполнима — почти сразу же после рождения человека или животного их нейроны теряют способность к делению. И еще до того, как закончится развитие организма, когда о старении его, казалось бы, не может идти и речи, содержание нейронов в головном мозге и других отделах нервной системы начинает уменьшаться.

В старении животных имеют значение нарушение функции и гибель также других клеток, о чем будет рассказано далее. Сейчас же зададимся вопросом, который имеет прямое отношение к проблеме биологических основ старения и долголетия человека: происходит ли гибель нейронов при старении человека?

Этот вопрос непрост, и специалисты долго расходились в мнениях на этот счет. Однако в последнее время все больше данных говорит о том, что по мере старения человека в его головном мозге количество нейронов уменьшается. Более того, было установлено, что этот процесс в одних отделах мозга начинается позже, в других — раньше. В коре мозга, например, он начинается уже с 30 лет.

Вот некоторые результаты исследований, полученные в 80-е годы. Дж. М. Андерсон и Б. М. Хуббард (Англия) обнаружили, что после 70 лет суммарный объем коры головного мозга, занимаемого ее нейронами, уменьшается в среднем на 1,4 % в год. В основном этот эффект объясняется гибелью нейронов, но 25 % этого эффекта определяется уменьшением объема отдельных нейронов. Эти же авторы установили уменьшение объема, занимаемого нейронами, примерно на 20 % в некоторых отделах головного мозга людей, страдающих болезнью Альцгеймера (сенильным, или старческим, психозом). Отметим, что данные последних лет подтвердили потерю нейронов при старении человека и обезьян лишь в мозжечке и коре больших полушарий. Твердого доказательства снижения числа нейронов в стволовых отделах их головного мозга (за исключением одного из центров) не получено.

Общая же закономерность старения головного мозга человека и других млекопитающих состоит в снижении в нем активности ферментов, участвующих в метаболизме медиаторов, а также концентрации последних. Тем не менее в стареющем мозге сохраняется способность восстанавливать поврежденные связи между нейронами путем разрастания нервных отростков определенного типа.

Можно полагать, что эта способность зависит от характера питания. Так, в опытах на крысах показано, что в мозжечке старых животных (так же, как и молодых, в возрасте 11 месяцев, но получающих с пищей недостаточное количество витамина Е) значительно снижено число связей (синапсов) между нервными отростками.

Дэвиу Манн с соавторами из отдела патологии Манчестерского университета (Великобритания) при гистологическом исследовании нервных клеток срезов мозга трупов людей обнаружили, что у людей в возрасте 90 лет, не имевших неврологических и психических заболеваний, число нейронов в определенном отделе мозга на 30 % меньше, чем в тех же отделах мозга у молодых людей. Содержание цитоплазматической РНК и объема ядер в оставшихся "старых" нервных клетках было уменьшено на 20 %. При болезни Альцгеймера, поражающей пожилых и старых людей, количество нейронов в головном мозге снижалось еще больше — на 60 %.

Неожиданные данные были недавно получены Кеннетом О. Деванеем и Хортоном А. Джонсоном (США) при исследовании количества нейронов и глиальных клеток на единицу веса в гиппокампе 25 людей в возрасте 20–87 лет. Оказалось, что плотность нейронов в этот период не только не уменьшается, но даже возрастает. Ранее же, при Исследовании только серого вещества, такого возрастания не обнаруживали.

Противоречие между этими данными можно объяснить тем, что теперь исследовали плотность клеток во всем гиппокампе, т. е. в белом и сером его веществе, а известно, что с возрастом объем гиппокампа уменьшается прежде всего за счет уменьшения количества белого вещества. Приведенные данные также свидетельствуют о том, что гибель нейронов головного мозга человека в различных отделах происходит с различной скоростью, причем эта скорость в случае нейронов гиппокампа относительно мала по сравнению, например, со скоростью гибели нейронов зрительного отдела коры головного мозга.

Как известно, от количества нейронов (но, разумеется, не только от этого) зависят устойчивость, надежность организма. А в старости функция нервных центров снижается, поэтому не только резкие изменения внешней среды (ее температуры и т. д.), но и колебания внутренних, физиологических параметров организма (например, концентрация в крови водородных ионов, давление крови, отклонение от равновесных значений концентрации в клетках кислорода и т. д.) становятся опасными.