Биологические основы старения и долголетия - Виленчик Михаил Маркович - Страница 41

В главе III была подчеркнута роль таких радикалов в молекулярных возрастных изменениях коллагеновых и эластиновых нитей межклеточного вещества. Такие изменения, в свою очередь, служат основой нарушения при старении взаимодействия между клетками и их снабжения кислородом и различными питательными веществами. Это связанно с тем, что затрудняется диффузия веществ не только между клетками, но и между ними и кровью. Ведь и коллагеновые, и эластиновые волокна входят в состав сосудистой стенки. Следовательно, то, что последняя с возрастом становится более плотной, менее эластичной, зависит от рассмотренных нами молекулярных изменений коллагена и эластина. Такие изменения ЯВЛЯЮТСЯ одним из факторов, которые делают сосудистую стенку с возрастом более уязвимой к атеросклерозу. Это еще один конкретный пример того, как старение подготавливает почву для развития наиболее распространенных и тяжелых заболеваний.

Ускоренное старение клеток головного мозга человека по такому признаку, как накопление в этих клетках пигмента старения — липофусцина, наблюдается при цероидном липофусцинозе. Как видно из названия этой болезни, у людей, страдающих ею, в нервных клетках (точнее, в пирамидальных нейронах определенных областей головного мозга) накапливается большое количество липофусцина. Это может приводить к гибели таких клеток.

Недавно группа швейцарских исследователей (Ганс Браак с соавторами, 1984) обнаружила крайне интересные явления. У щенка английского сеттера в возрасте 20 месяцев в пирамидальных нейронах мозга выявилось накопление липофусцина, подобно тому как это происходит в тех же нейронах при цероидном липофусцинозе человека. Сходные изменения происходят и при нормальном старении нервных клеток участков мозга, хотя в последнем случае эти изменения значительно более медленны, чем при рассматриваемом наследственном заболевании. Таким образом, теперь имеется модель для исследования старения нервных клеток человека, позволяющая в течение всего нескольких лет исследовать механизмы этого процесса и(или) факторы, тормозящие его.

Старческое слабоумие, старческий склероз мозга, пресенильная (предстарческая) деменция — все это названия, как теперь полагают многие психиатры и невропатологи, одной болезни. Той самой, которую еще в 1907 году описал немецкий невропатолог Алоис Альцгеймер (поэтому ее обычно называют болезнью Альцгеймера). Правда, Альцгеймер обнаруживал это заболевание лишь у некоторых людей 40–50 лет, и его долго считали особой формой пресенильного слабоумия. Подобные же симптомы у пожилых людей объясняли тем, что это следствие "одряхления" их организма или "отвердения" артерий мозга.

Однако в последние годы укрепилось мнение, что в мозге большинства пожилых людей, страдающих слабоумием, развиваются те же патологические процессы, что и в мозге людей, страдающих пресенильной деменцией, причем выраженность морфологических признаков этой болезни прямо коррелирует со степенью ухудшения умственных способностей пациентов.

Кроме того, в самое последнее время в некоторых индустриально развитых странах удалось определить степень поражения их жителей болезнью Альцгеймера. В США результаты этого подсчета следующие. Поражено болезнью Альцгеймера в настоящее время около 2 млн. человек, ежегодно от нее умирает 100 тыс. американцев, а экономический ущерб от этого заболевания в США оценивается в 25 млрд. долл. в год. Болезнь поражает преимущественно людей в возрасте старше 65 лет, среди которых этой болезнью страдает примерно каждый седьмой.

Коль скоро по распространенности и тяжести болезнь Альцгеймера приходится отнести к числу основных болезней пожилого возраста, то логично поставить вопрос и о связи этиологии (причин возникновения) и патогенеза (механизмов развития) с причинами и механизмами развития физиологического старения.

Начнем с основных симптомов заболевания. Они имеют сходство с одним из основных симптомов нормального старения — ухудшением памяти. Однако при болезни Альцгеймера это не просто старение как таковое, а комплекс именно болезненных симптомов, которые со временем (по мере старения пациента) становятся все более выраженными.

Незаметное начало делает затруднительным и определение относительного числа ежегодно заболевающих людей. Поэтому-то в США число таких людей оценивается не точнее, чем в несколько сотен тысяч. А во многих странах число ежегодно заболевающих болезнью Альцгеймера неизвестно и даже с такой степенью точности. А знать это число, хотя бы приблизительно, нужно. Например, чтобы ответить на вопрос, не стало ли оно существенно возрастать в течение последнего десятилетия? (К сожалению, есть основания полагать, что ответ на этот вопрос будет положительным.) Что касается конкретных молекулярно-клеточных и биохимических изменений, наблюдаемых при болезни Альцгеймера, отметим: последние, так же как и признаки приобретенного слабоумия в пожилом возрасте, резко не отличаются от сенильной деменции у людей старше 65 лет. Как правило, при болезни Альцгеймера уменьшен вес головного мозга и снижено число нейронов в различных его отделах (гиппокампе, базальных ядрах, миндалевидном ядре). В некоторых отделах коры "теряется" более ¹/₃ всех нейронов. Вследствие гибели нейронов в одном из важнейших центров головного мозга — в ретикулярной формации количество восходящих (из подкорки) нервных отростков уменьшается, и, следовательно, уменьшается плотность окончаний этих отростков, содержащих вещества (нейротрансмиттеры), которые осуществляют передачу нервных сигналов. Особенно резко уменьшается количество пресинаптических холинергических нервных окончаний (терминалей) и снижается активность холинацетилтрансферазы, о которой речь шла в предыдущей главе. В некоторых участках мозга таких больных количество холинацетилтрансферазы на 80 % меньше, чем в соответствующих участках мозга здоровых людей того же возраста. Активность ацетилхолинэстеразы (см. также главу IV) тоже значительно понижается. Таким образом, при болезни Альцгеймера преимущественно поражается холинергическая система, хотя находят изменения и систем других нейротрансмиттеров — серотонинергической и глутамата.

Кроме дегенерации клеток, в гиппокампе обнаруживают определенные скопления дегенерирующих нервных волокон ("бляшек"). В развитии таких микроскопических изменений существенное значение имеют, вероятно, перекиси липидов. Эти вещества могут образовывать поперечные связи в белках нейрофиламентов и участвуют в образовании липофусцина (см. главу III).

К основным признакам старения тканей центральной нервной системы, выявляемым с помощью электронного микроскопа, также можно отнести гибель нейронов, увеличение количества вакуолей и накопление гранул липофусцина в нейронах и клетках глии, изменение нейрофибрилл.

Сходные изменения наблюдали и при синдроме Дауна, к числу симптомов которого относят и признаки преждевременного старения. Но болезнь Дауна это не только преждевременное старение, но и синдром, при котором увеличена нестабильность хромосом и нарушена репарация ДНК. В частности, поэтому сходство внутриклеточных изменений, наблюдаемых при обоих заболеваниях (Дауна и Альцгеймера), состоит в том, что в обоих случаях значительно увеличена чувствительность клеток к рентгеновскому излучению (по сравнению с чувствительностью таких же клеток, полученных от здоровых людей). А радиочувствительность клеток зависит от их способности осуществлять репарацию повреждений ДНК.

Все это наводит на мысль: не связано ли развитие болезни Альцгеймера с нарушением репарации и накоплением повреждений ДНК? Вот факты, подтверждающие правомерность этого вопроса. Повреждения ДНК, индуцированные химическим мутагеном в ДНК фибробластов, полученных от четырех людей, страдающих болезнью Альцгеймера, репарировались гораздо медленнее, чем в аналогичных клетках здоровых людей. Следовательно, способность к репарации ДНК действительно нарушена в клетках людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

Джеймс Ли и Эдвард Каминскас из отдела медицины центра по реабилитации старых людей в Хабре (Израиль), проведшие такое исследование в 1985 году, подчеркивают, что они наблюдали больных, в семьях которых частота болезни была резко увеличена. Это означает, что развитие болезни было связано с наследственными изменениями. Но нарушение репарации ДНК также во всех до сих пор исследованных многочисленных случаях обусловлено наследственными изменениями. Следовательно, если репарация ДНК была нарушена в фибробластах исследованных больных, то она была нарушена и в нервных клетках этих больных. Поэтому есть основания согласиться с предположением Джеймса Ли и Эдварда Каминскаса, что обнаруженные ими изменения репарации ДНК имеют прямое отношение к патогенезу болезни Альцгеймера. (О том, почему нарушение репарации ДНК может уменьшать жизнеспособность нервных клеток, рассказывалось в предыдущих главах.)