Геронтология. Механизмы, обмен веществ при старении

Геронтология и гериатрия. Актуальность проблемы

Геронтология – наука, изучающая причины старения, механизмы возрастной инволюции, способы замедления процессов старения, механизмы действия геропротекторов.

Гериатрия – наука об особенностях лечения пожилых пациентов.

Геронтология. Основные причины развития:
1. Успехи биологии, сделавшие реальным раскрытие ряда фундаментальных механизмов старения.
2. Постарение населения, отмечающееся в высокоразвитых странах и низкая продолжительность жизни в отдельных странах и регионах ( табл.1).
3. Успешные результаты продления жизни в эксперименте.

Экспериментальная геронтология располагает сейчас рядом средств, увели­чивающих продолжительность жизни лабораторных теплокровных животных на 20-60%. Продолжительность жизни холоднокровных можно варьировать в сотни раз, например, изменением температуры тела (гипотермия, замораживание), у человека — на 10-12%.

Актуальность проблемы определяется низким значением средней продолжительности жизни населения в России и Свердловской области, в частности (таб. 1), а также большим числом пациентов пожилого и старческого возраста (более 2/3 от всего числа) в практике работы врача-лечебника.

Таблица 1 Ожидаемая средняя продолжительность жизни населения в Свердловской области 1995 – 2000 гг.

ГОД

Мужчины (лет)

Женщины (лет)

Общая продолжительность жизни (лет)

город

село

город

село

1995

57,7

56,1

70,6

69,2

63,6

1996

58,8

56,0

71,5

69,9

64,6

1997

60,95

58,3

72,4

74,0

66,23

1998

60,82

58,3

72,46

70,36

66,22

1999

59,3

56,52

71,72

69,57

65,18

2000

57,5

55,59

71,27

69,20

63,70

В целом по России в 2000 году общая продолжительность жизни составила 65,0 лет, что на 1,3 года выше, чем в Свердловской области. При этом продолжительность жизни в некоторых регионах США – 75,0 лет

Старение — это разрушительный процесс, который развивается из-за нарас­тающего с возрастом повреждения организма внешними и внутренними фактора­ми. Он ведет к изменению обмена веществ, недостаточности физиологических функций, гибели клеток, огра­ничению приспособительных возможностей организма, снижению его надежнос­ти, развитию возрастной патологии, увеличению вероятности смерти.

Классификация возрастных периодов онтогенеза:

  • 35-59 лет — средний (зрелый) возраст,
  • 60-74 — пожилой,
  • 75-89 — старческий,
  • свыше 90 лет — возраст долгожителей.

Хронологический (паспортный) возраст не даёт представления о степени возрастного повреждения организма и не может служить надёжным критерием для определения продолжительности предстоящей жизни.

Индивидуумы одного пола и паспортного возраста имеют разную степень возрастных нарушений в органах и системах организма, они имеют различные генетические детерминанты, различную патологию, испытали на себе выраженное в различной степени влияние повреждающих факторов внешней среды в течение жизни. В связи с этим, в качестве меры жизнеспособности, наиболее полно отражающей функциональное состояние организма, используется не календарный, а биологический возраст (БВ), характеризующий реальную степень постарения организма и ориентировочно определяющий предстоящую продолжительность жизни индивидуума. Этот показатель определяется по специальной методике на основе измерения ряда параметров организма (см. ниже).

Если паспортный возраст (или его математический аналог – должный биологический возраст – ДБВ) меньше биологического, то речь идет об ускоренном (патологическом старении). При этом пациента относят к 4 или 5 функциональному классу. Если ДБВ больше биологического возраста, старение считают физиологическим, пациент относится к 1 или 2 функциональному классу. Приблизительное равенство всех вышеупомянутых видов возрастов является вариантом нормы, такие пациенты принадлежат к 3 функциональному классу (табл. 2).

Методика определения биовозраста (БВ) НИИ геронтологии и гериатрии АМН (г. Киев, Украина)

Тесты для определения биовозраста
1. Артериальное давление систолическое (АДС) и диастолическое (АДД), измеряется в мм. рт. ст.
2. Продолжительность задержки дыхания после глубокого вдоха (ЗДВ) и глубокого выдоха (ЗДВыд.) – в с.
3. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – в л
4. Масса тела (МТ) – в кг
5. Аккомодация глаза (А) – в см
6. Слуховой порог или острота слуха (ОС) – в дб
7. Статическая балансировка (СБ) при стоянии испытуемого на левой ноге – в с.
8. Скорость распространения пульсовой волны по артериям эластического типа и мышечного типа (Сэ, См) – в м/с
9. 9.Субъективная оценка здоровья (СОЗ) проводится с помощью анкеты, включающей 29 вопросов – в отн. ед.
10. 10.Символ-цифровой тест Векслера (на концентрацию внимания и интеллект) (ТВ) проводится с помощью стандартного протокольного бланка – в отн. ед.

Формулы для определения биовозраста
Формула для определения биовозраста мужчин:
БВ = 58,873 + 0,180 * АДС – 0,073 * АДД – 0,141 * АДП – 0,262 * Сэ + 0,646 * См1 – 0,001 * ЖЕЛ + 0,005 * ЗДВыд – 1,881 * А + 0,189 * ОС – 0,026 * СБ – 0,107 * МТ + 0,320 * СОЗ – 0,327 * ТВ

Формула для определения биовозраста женщин:
БВ = 16,271 + 0,280 * АДС – 0,193 * АДД – 0,105 * АДП + 0,125 * Сэ + 1,202 * См1 – 0,003 * ЖЕЛ – 0,065 * ЗДВыд – 0,621* А + 0,277 * ОС – 0,070 * СБ + 0,207 * МТ + 0,039 * СОЗ – 0,152 * ТВ

Рассчитывается также должный биовозраст (ДБВ), являющийся популяционным стандартом для определенного региона (Урал, Свердловская обл.), он связан с календарным возрастом (КВ).

Формулы для определения ДБВ
Мужчины ДБВ = 0,863 х КВ + 6,85
Женщины ДБВ = 0,706 х КВ + 12,10
Все коэффициенты найдены математическими методами и проверены опытным путем авторами метода на основании изучения данных естественной смертности обследованных лиц.

Таблица 2. Шкала оценок функционального состояния испытуемых

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

КЛАСС

ОТКЛОНЕНИЕ БВ ОТ

ПОПУЛЯЦИОННОГО

СТАНДАРТА (БВ – ДБВ)

ТИП СТАРЕНИЯ

Первый

от -15,0 до -9,0 лет

Замедленный, физиологический, норма

Второй

от -8,9 до -3,0 лет

Замедленный, физиологический, норма

Третий

от -2,9 до +2,9 лет

Физиологический, норма

Четвертый

от +3,0 до +8,9 лет

Ускоренный, патологический

Пятый

от +9,0 до +15,0 лет

Резко ускоренный, патологический

Старение является (физиологической) нормой во всех случаях, кроме случаев раннего и ускоренного старения (4 и 5 функц. класс).

Геронтология. Общие механизмы старения

Старение — это разрушительный процесс, который развивается из-за нарастающего с возрастом повреждения организма внешними и внутренними факторами.

Процесс старения неотделим от процесса развития организма. Он возникает в минимальных проявлениях с момента рождения, существенно активируется в среднем возрасте и проявляется в развернутом виде в конце жизни. Он происходит на всех уровнях организации живого организма: молекулярном, клеточном, органном, системном и организменном.

Исследованием явления старения и методов влияния на него занимаются геронтология и гериатрия.

Геронтология – наука, изучающая причины старения, механизмы возрастной инволюции, способы замедления процессов старения, механизмы действия геропротекторов.

Гериатрия – наука об особенностях лечения пожилых пациентов.

Основными причинами развития геронтологии и гериатрии связаны:

  1. с успешными результатами увеличения продолжительности жизни в эксперименте (у холоднокровных в сотни раз, у лабораторных теплокровных животных на 20-60%, у человека — на 10-12%).
  2. с низким значением средней продолжительности жизни населения в России, и особенно, в Свердловской области (в 2000 году в Японии, Канаде, Швеции и ряде других развитых стран свыше 80 лет, в России – 65,0 лет, в Свердловской области — 63,7 лет).
  3. наличием возрастной патологии и возрастных особенностей лечения многих заболеваний.
  4. большим числом пациентов пожилого и старческого возраста (более 2/3 от всего числа).

Геронтология. КЛАССИФИКАЦИЯ ВОЗРАСТНЫХ ПЕРИОДОВ

В настоящее время в России принята следующая классификация возрастных периодов онтогенеза: 35-59 лет — средний (зрелый) возраст, 60-74 — пожилой, 75-89 — старческий, свыше 90 лет — возраст долгожителей.

Геронтология. ОБЩИЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ

Для развития старения характерны:

I. Гетерохронность — различие во времени наступления старения отдельных тканей, органов и систем. Например: атрофия вилочковой железы происходит в 13-15 лет, половых желез — в климактерическом периоде, а функции гипофиза сохраняются до глубокой старости.

II. Гетеротопность — неодинаковая выраженность процесса старения в различных органах и структурах одного и того же органа. Например: пучковая зона коры надпочечников стареет медленнее сетчатой зоны.

III. Гетерокинетичность — развитие возрастных изменений с различной скоростью. Например: в костно-суставной системе признаки старения медленно возникают и прогрессируют, а в ЦНС — быстро.

IV. Гетерокатефтенность — разнонаправленность возрастных изменений, связанная с подавлением одних и активацией других жизненных процессов в стареющем организме.

В этом смысле все возрастные сдвиги показателей обмена веществ и функций можно разделить на 3 группы:

1. Прогрессивно снижающиеся с возрастом: сократительная способность сердца, функция пищеварительных желез, гормонообразование.

2. Существенно не изменяющиеся к старости: КОС, мембранный потенциал, морфологический состав крови (содержание в крови эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов).

3. Прогрессивно возрастающие: скорость синтеза некоторых гормонов, содержание в крови холестерина, лецитина.

Геронтология. ВИДЫ СТАРЕНИЯ

Выделяют 3 вида старения: физиологическое замедленное, физиологическое (у основной массы населения) и патологическое ускоренное.

Замедленное старение наблюдается у долгожителей (лица, чьи родители прожили более 81 года, прожили, по крайней мере, на 6 лет больше тех, чьи родители умерли, не дожив до 60-летия).

Долгожительство человека, как и других биологических видов, определяется высокой индивидуальной гомозиготностью.

Ускорение процессов старения происходит под действием неблагоприятных факторов

  • вредных привычек (алкоголь, курение, наркотики и др.);
  • низкой двигательной активности;
  • высококалорийном питании;
  • дефиците витаминов и микроэлементов;
  • наличии патогенной микрофлоры;
  • иммунодефицитных состояниях;
  • стрессе;
  • хронических отравлениях и интоксикациях (в т. ч. эндогенных и на производстве), наличии патологий сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной системы, ЖКТ, печени и т.д.

Ранние роды и большое число негативно сказываются на продолжительности жизни женщин. Шансы дожить до 100 лет имели больше те женщины, которые родили первенца после 40 лет. Мужья также живут дольше, если число произведенных ими детей было не слишком велико.

Значительное сокращение продолжительности жизни наблюдается при наследственных заболевания преждевременного старения – прогериях. Прогерии встречаются чрезвычайно редко, и их частота обычно не превышает 1 на 10 миллионов. Полагают, что наследование идет по аутосомно-рецессивному типу с неполной пенетранностью (количественный показатель фенотипической изменчивости проявления гена).

Выделяют две основные формы наследственной прогерий:

  • Синдром Хатчинсона-Гилфорда (прогерия детей, progeria infantialis)
  • Синдром Вернера (прогерия взрослых, progeria adultorum)

Обоим синдромам свойственно ускоренное развитие обычных признаков естественного старения, однако, в первом случае они начинают развиваться с рождения, и больные редко доживают до 20 лет. Во втором случае ускоренное старение начинается с периода полового созревания и продолжительность жизни может достигать 30-40 лет.

Смерть наступает при характерных для глубокой старости явлениях угасания функций либо от типичной возрастной патологии, включая рак, сердечную недостаточность, мозговые нарушения и другие заболевания.

Геронтология. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ СТАРЕНИЯ

Для оценки темпов старения определяют календарный, биологический возраст и степень постарения.

Календарный (хронологический, паспортный) возраст (КВ) – это количество лет, которые индивидуум прожил от момента рождения.

Биологический возраст (БВ) степень «изношенности» организма, измеряемое в годах.

Понятие БВ базируется на различных физиологических, биохимических и психологических показателях, которые коррелируют с возрастом. Чем выше у используемых показателей корреляция с возрастом, тем точнее с помощью них можно определить БВ.

Высокую корреляцию с возрастом имеют:

  1. показатели, отражающие состояние органов чувств (острота слуха (0,66), аккомодация (-0,61), статическая балансировка (-0,51));
  2. показатели, отражающие состояние внешнего дыхания (жизненный объем легких (-0,61), задержка на вдохе (-0,48));
  3. показатели, отражающие состояние сердечнососудистой системы (артериальное давление пульсовое (0,42), артериальное давление систолическое (0,35));
  4. показатели, отражающие состояние ЦНС (тест Векслера (-0,60), субъективная оценка здоровья (0,38)).

Для расчета БВ чаще всего используют уравнение множественной линейной регрессии: БВ = АХ1 + ВХ2 + СХ3

где Х1, Х2, Х3 – возрастзависимые показатели, А,В,С – коэффициенты возрастзависимых показателей (подобрать коэффициенты возрастзависимых показателей для множественной линейной регрессии можно, например, в программе Excel).

На основании БВ пациента определяют степень его постарения:

Степень постарения = БВ-КВ.

По степени постарения определяют тип старения пациента.

Старение называется физиологическим, если степень постарения меньше +3 и патологическим, если степень постарения +3 и выше.

<palign=”right”>Шкала оценок функционального состояния испытуемых (Токарь А.А. с соавт. 1990)

Степень постарения функциональный

класс

Тип старения
от -15,0 до -9,0 лет Первый Замедленный, физиологический, норма
от -8,9 до -3,0 лет Второй Замедленный, физиологический, норма
от -2,9 до +2,9 лет Третий Физиологический, норма
от +3,0 до +8,9 лет Четвертый Ускоренный, патологический
от +9,0 до +15,0 лет Пятый Резко ускоренный, патологический

Биологический возраст, по сравнению с календарным, даёт более точное представления о степени возрастного повреждения организма. При этом, предполагается что, биологический возраст является более надёжным критерием для определения продолжительности предстоящей жизни, чем календарный.

Геронтология. Изменение обмена веществ при старении

Геронтология. Изменение белкового обмена при старении
Синтез белков разного типа изменяется с возрастом, что связано с изменением процессов центральной регуляции. При старении происходит снижение протеолиза белков в сочетании со сни­жением их синтеза в связи со снижением эффективной концентрации анаболических гормонов, при этом возникает тенденция к отрицательному азотистому балансу.

При старении происходит повышение количества гистоновых белков, повреждение вторичной, третичной и четверичной структуры белка, что приводит к повышению количества сшивок, интенсивно стареет коллаген кожи, рвутся химические связи, понижается способность к синтезу аминокислот, необходимых в данное время, повышается синтез аутоантител.
Активность, наличие изомеров, индукция, кинетические параметры большинства ферментов при старении не подвержены существенным изменениям.

Удельная активность ферментов часто снижается в старости, а их термочув­ствительность возрастает. Наблюдаемые изменения в составе изоферментов отражают изменения в работе генов — в старости часто работают другие гены, синтезирующие другие изоформы данного фермента. Например, увеличение активности ЛДГ4 в головном мозге, сердце и скелетных мышцах в старости может сделать эти ткани более аэробными.

Типичное проявление общих принципов старения макромолекул — сниже­ние специфических функций и снижение степени резистентности к условиям внешней среды. При старении возникает дисбаланс в работе ферментных систем. В целом изменения активности ферментов с возрастом являются вторичными, отражающими регуляторные изменения в организме.

Геронтология. Изменение углеводного и энергетического обмена при старении
Потребность в углево­дах и их использование с возрастом снижаются. Уменьшаются запасы гликогена в мышцах и печени. Повышаются контринсулярные влия­ния, снижается чувствительность рецепторов к инсулину и развивается относительная недостаточность инсулинза­висимых процессов. Все это приводит к сужению диапазона нормогликемии при физиологическом старении – поднимается нижняя граница и снижается верхняя граница нормального содержания глюкозы в крови. По данным других авторов, наоборот несколько увеличивается верхняя снижается нижняя граница нормы.

Активизируется анаэробный гликолиз (причина – гипоксия). При старении в результате гипоксии в связи с недостаточной работой сердца и легких тормозится цикл Кребса, что приводит к энергодефициту и снижению адаптивных механизмов. Повышается активность глюконеогенеза. При старении появляется недостаточность лактазы в желудочно-кишечном тракте, с чем связывают плохую переносимость молока при старении.

Энергетический обмен:

Снижение основного обмена с возрастом — эквивалент сни­жения жизнеспособности. Происходит снижение поглощения кислорода тканями, (особенно-сердечной мышцы) в эндогенном дыхании и в присутствии суб­страта. При использовании сукцината в качестве субстрата потребление кислорода тканями старого сердца такое же, как и мо­лодого – это исключение. Отмечается снижение активности сукцинатдегидрогеназы.

Количество пиридиновых коферментов в старости увеличивается за счет их восстановленных форм, что отражает нарушения на начальном участке цепи дыхания митохондрий. Содержание этих коферментов увеличивается в цитоплазме и снижается в митохондриях. В пересче­те на единицу белка митохондрий активность цитохромоксидазной системы митохондрий возрастает и увеличивается сопряженность процессов дыхания с фосфорилированием, но в расчете на единицу белка ткани – снижается.

Развитие тканевой гипоксии также вносит свой вклад в развивающийся с возрастом энергодефицит тканей.
Отмечено повышение мощности лактатобразующих и – утилизирующих механизмов в тканях, а также – утилиза­ции аминокислот в реакциях глюконеогенеза, повышение активности гексокиназы.

При старении отмечают снижение концентрации АТФ и креатинфосфата в тканях, при выраженном снижении скорости их обновления. АТФ-азная активность некоторых тканей при этом, однако, повышается. О напряженности энергообмена судят по соотноше­нию моно-, ди- и трифосфатов. Снижение этого соотношения в старости говорит об активировании энергосинтезирующих процессов при снижении энергопотребляющих, то есть о диспропорции и напряженности энергообмена в старости. При старении возникает выраженная тенденция в уменьшении удельного веса катаболизма углеводов и увеличении – липидов, что свидетельствует о тенденции к смене доминирующего субстрата окисления.

Геронтология. Изменение липидного обмена при старении.
С возрастом в целом происходит повышение содержа­ния липидов в организме, их избирательное накопление в опре­деленных областях тела, что определяется регуляторными изменениями активности половых гормонов. Распад липидов выражено снижается с возрастом, синтез липидов снижается медленнее. Повышается содержание холестерина, триглицеридов в связи с преобладанием их синтеза над расщеплением, снижается их выведение из организма, превращения в другие вещества.

Содержание холестерина в крови увеличивается, начиная с 20—30 лет. Снижается липолитическая активность большинства тканей, содержание фосфолипидов в тканях. Увеличивается коэффициент холестерин/фосфолипиды, появляется новый фосфолипид монометилэтаноламин в печени, мозге и сердце (крыс).
Фосфолипидный состав мембран клеток более постоянен с возрастом, но в сыворотке крови их количество разнонаправленно изменяется. Повышение с возрастом уровня триглицеридов происходит за счет снижения активности липопротеидлипазы, что при­водит к снижению антиатерогенных липопротеидов, повышается содержание атерогенных липопротеидов в крови.

Геронтология. Изменение водно-солевого обмена при старении
В большинстве органов при старении значимо уменьшается количество воды и внутриклеточных ионов калия в клетках наряду с неизменным или даже повы­шенным содержанием ионов натрия.
В поздних возрастах повышается содержание ионов Мg 2+ в венозной крови при сохранении в эритроцитах. Уровень железа крови снижается в старости, ввиду сниже­ния всасывания в желудочно-кишечном тракте и сниже­ния концентрации трансферрина. Снижается содер­жание кобальта, никеля, цинка и меди.
Ионные сдвиги в старости объясняются следующими механизмами: уменьшением энергообеспечения процессов активного транс­порта ионов, изменением проницаемости мембраны клетки и нарушением работы ионных
каналов.

Геронтология. ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ СТАРЕНИИ

Старение ведет к изменению обмена веществ, недостаточности физиологических функций, гибели клеток, ограничению приспособительных возможностей организма, снижению его надежности, развитию возрастной патологии и увеличению вероятности смерти.

Геронтология. Изменение активности ферментов при старении
Активность различных групп ферментов при старении изменяется по-разному. Из 167 изученных ферментов человека у 42 при старении активность возрастает (глюкоза-6-фосфатдегидрогеназа), у 105 активность уменьшается (5-нуклеотидаза), а у 20 – остается без изменений (РНК-аза).
Наблюдается изменение состава изоформ ферментов в органах. В головном мозге, сердце и скелетных мышцах в старости увеличивается активность ЛДГ4, что является признаком преобладания анаэробного окисления.
Кинетические параметры ферментов (молекулярная масса, электрофоретическая подвижность, константа Михаэлиса) в большинстве случаев одинаковы для молодых и старых организмов. Удельная активность ферментов часто снижается в старости, а их термочувствительность возрастает.
При старении возникает дисбаланс в работе ферментных систем.
В целом изменения активности ферментов с возрастом являются вторичными, отражающими регуляторные изменения в организме. Активность, наличие изомеров, индукция, кинетические параметры большинства ферментов при старении в основном не подвержены существенным изменениям.

Геронтология. Изменения в работе нейро-эндокринной системы при старении
При старении отмечаются атрофические и склеротические изменения эндокринных желез, уменьшается секреторная активность большинства желез. Например, эпифизом снижается синтез мелатонина, поджелудочной железой – инсулина и т.д.
В крови концентрация различных гормонов при старении изменяется неоднозначно – одних снижается, других увеличивается, третьих – не изменяется.
В крови снижается эффективный уровень большинства анаболических стероидных гормонов, концентрация большинства пептидных гормонов остается в норме.
У женщин в климактерическом периоде в крови уменьшается эффективная концентрация половых стероидов (эстрадиола и прогестерона), а концентрация тестостерона возрастает. У мужчин в крови снижается концентрация тестостерона и несколько увеличивается содержание эстрадиола и прогестерона.

При старении уменьшается лабильность клеток, т.е. способность воспринимать и передавать информацию. Это связано с уменьшение числа рецепторов, изменением их активности, снижением способности ионных насосов удалять Са2+ из цитоплазмы.
В результате изменяются реакции клетки на внешние возбудители, что переводит клетку на иной тип функционирования.

Повышаются контринсулярные влияния, снижается чувствительность рецепторов к инсулину и развивается относительная недостаточность инсулинзависимых процессов.
Изменения энергетического обмена при старении
С возрастом наблюдается развитие гипоксии и повреждение СРО митохондрий, что вызывает снижение энергетического обмена. Уменьшение аэробного пути окисления в митохондриях сопровождается усилением анаэробного гликолиза в цитозоле. В качестве субстратов окисления возрастает доля липидов и уменьшается доля углеводов.
Возникающий энергодефицит приводит к снижению адаптационных механизмов. При снижении энергообеспечения тканей ниже порогового уровня развиваются дегенеративные заболевания, ассоциированные с процессом старения.

Геронтология. Изменения углеводного обмена при старении
Потребление углеводов с возрастом снижается, повышается активность глюконеогенеза, снижается активность пентозофосфатного пути (ПФП). Уменьшаются запасы гликогена в мышцах и печени.
При старении появляется недостаточность лактазы в ЖКТ, с чем связывают плохую переносимость молока при старении.

Геронтология. Изменения белкового обмена при старении
При старении в целом уменьшается синтез заменимых аминокислот, снижается катаболизм белков и еще сильнее анаболизм белков. В результате возникает отрицательный азотистый баланс. Снижение синтеза белков и АК связано со снижением эффективной концентрации анаболических гормонов.
При старении повышается синтез аутоантител, возрастает количество гистоновых белков. Накапливаются повреждения в структуре белков, увеличивается количество сшивок, степень гликозилирования. Стареющий коллаген становиться более прочным и менее эластичным.

Геронтология. Изменения липидного обмена при старении
С возрастом синтез липидов снижается меньше, чем их распад или выведение. Поэтому, в организме повышается содержание ХС и ТГ, возникает тенденция к ожирению и атеросклерозу.
В тканях при старении снижается содержание фосфолипидов, изменяется их соотношение, увеличивается коэффициент ХС/ФЛ. В результате меняются биофизические свойства мембраны: она становится более жесткой и менее текучей.
В крови при старении увеличивается содержание ХС (начиная с 20-30 лет), ТГ, количество атерогенных липопротеинов, снижается активность ЛПЛ.
При старении в клетках накапливается липофусцин – гликопротеидный комплекс, содержащий до 50% липидов и липопигментов, цероид, неорганические компоненты (в составе ферритина), митохондриальные ферменты, кислую фосфатазу. Его накопление связывают с активацией ПОЛ при старении, оно свидетельствует о дезинтеграции основных путей обмена веществ.

Геронтология. Изменения водно-солевого обмена и КОС при старении
В большинстве органов при старении значимо уменьшается количество воды и внутриклеточных К+ наряду с неизменным или даже повышенным содержанием в клетках Na+.
В поздних возрастах повышается содержание Мg2+ в венозной крови при сохранении в эритроцитах. Уровень железа крови снижается в старости, ввиду снижения всасывания в ЖКТ и снижения концентрации трансферрина. Снижается содержание кобальта, никеля, цинка и меди.
Ионные сдвиги в старости объясняются следующими механизмами: уменьшением энергообеспечения процессов активного транспорта ионов, изменением проницаемости мембраны клетки и нарушением работы ионных каналов.

Геронтология. Изменения в клетках при старении
Судьба различных клеток при старении организма различна. Одни клетки (эпидермис, слизистые оболочки) в течение нескольких дней заменяются на новые, другие живут в течение месяцев (клетки печени, эритроциты) или в течение всей жизни (нервные клетки).
При старении наблюдаются явления атрофии и дистрофии различных типов паренхиматозных клеток, в результате чего происходит уменьшение их числа в организме.

При этом наблюдается избыточное развитие соединительной ткани, которая замещает паренхиматозные элементы.
Уменьшение количества паренхиматозных клеток компенсируется активированием функций и гипертрофией для оставшихся клеток. Как правило, при старении размеры клеток уменьшаются.
При старении практически все клетки организма претерпевают какие-либо изменения. Эти изменения затрагивают почти все структуры клетки: ядро, цитоплазматическую мембрану, митохондрии, лизосомы, синтетический аппарат клетки.

В ядре клетки при старении:
1. уменьшается размер ядра, происходит ослабление ядерного контроля над цитоплазмой.
2. ядерная мембрана образует многочисленные складки, увеличивая площадь соприкосновения с цитоплазмой, за счет этого ядро сморщивается;
3. расширяются ядерные поры;
4. появляются ядерные включения (обычно функционально неактивные).
5. возрастает число ядер – полиплоидия.
6. увеличивается число нерепарируемых повреждений, поперечных сшивок, мутаций ДНК.
7. усиливаются реакции ацетилирования и метилирования гистонов, накапливаются модифицированные гистоновые белки.
8. увеличивается темпе­ратура плавления хроматина ядра (из-за увеличения числа сшивок в ДНК и ее окисления);
9. снижается экстрагируемость хромосомных белков;
10. снижается степень ковалентных модификаций белков, нарушается управляемость геномом.
11. уменьшается транс­крипционная активность — синтез РНК с ДНК. Но общее количество РНК остается постоянным за счёт снижения скорости обновления РНК.

В митохондриях клетки при старении происходит:
1. просветление матрикса;
2. расширение межкристных промежутков;
3. повреждение их внутренней и наружной мембраны;
4. снижение общей площади мембран;
5. набухание митохондрий и увеличение их общего объема в клетке;
6. уменьшение функциональной активности, скорости потребления О2 и синтеза АТФ.
7. в клетках появляются гигантские митохондрии (витаукт).
В лизосомах клетки при старении:
1. снижается стабильность мембраны, возрастает активность ряда лизосомальных ферментов, что может привести к аутолизу клетки;
2. увеличивается количество недопереваренных субстанций;
3. В клетке повышается количество первичных лизосом;

В наружной клеточной мембране при старении:
1. отмечаются очаговые утолщения;
2. снижается интенсивность микропиноцитоза и количество микроворсинок.
3. изменяется количество контактов клеток и межклеточного вещества.
4. изменяется количество и сродство рецепторов к БАВ.
5. мембранный потенциал не изменяется в скелетных мышечных волокнах, гепатоцитах, мотонейронах спинного мозга, но увеличивается в кардиомиоцитах, гладко-мышечных клетках сосудов.
6. удлиняется скрытый период включения моторной единицы.
7. в нервных волокнах уменьшается амплитуда потенциала действия, замедляется скорость распространения возбуждения. В синапсах снижается обмен нейромедиаторов (НА, АХ).

В ЭПС при старении:
1. отмечается расширение цистерн,
2. уменьшается количество рибосом, они распределяются неравномерно (на гранулярной ЭПС);
3. уменьшается площадь комплекса Гольджи, в нем наблюдаются застойные явления.

Геронтология. Изменения в системах организма при старении

Геронтология. Сердечно-сосудистая система.
С возрастом артериальное давление увеличивается, в основном за счет систоли­ческого, повышается среднее динамическое давление крови за счет снижения эластичности артерий и раз­вития артериосклероза. Тонус вен и венозное давление крови понижается, расширяется венозное русло, что создает застойные явления в гемодинамике и способствует тканевой и циркуляторной гипоксии.
С возрастом снижается частота пульса за счет изменения синусового автоматизма сердца. В пожилом возрасте растет относи­тельная (при снижении абсолютной) потребность миокарда в кислороде.

Геронтология. Система крови.
Изменения крови с возрастом минималь­ны.
При старении происходит некоторое уменьшение содержания альбуминов и иногда – глобулинов, что связыва­ют с изменением витаминного обмена, соотношения процессов синтеза и распада белка, нарушениями сис­темы иммунитета, развитием аутоиммунных про­цессов.
В периферической крови содержание эритроцитов и цветной показатель с возрастом существенно не меняются, но возрастает время жизни эритроцитов и несколько снижается число ретикулоцитов. В миелограмме отмечается задержка созревания эритроидного ростка, снижение актив­ности костного мозга и замещение его жировой тканью.
В формуле крови отмечается некоторое снижение молодых (палочкоядерных) форм лейкоцитов. Несколько повышается СОЭ.

Количество тромбоцитов с возрастом несколько снижается, в систе­ме свертывания наблюдается разнонаправленное измене­ние факторов: повышается содержание фибрино­гена и факторов свертывания VII и VIII, фибриназы и гепарина, снижается содержание анти­тромбина II. Повышению со­держания гепарина отводят компенсаторную роль в связи с его антикоагулянтными свойствами, а также профилакти­ческим свойством в отношении тканевой гипоксии и липидов сыворотки крови. Все описанное нарушает стабильность системы свертывания, предрасполагая к заболеваниям сердечно-сосудистой сис­темы, тромбозам или кровоизлияниям.

Геронтология. Изменение обмена веществ в процессе старения эритроцита.
Безъядерные эритроциты млекопитающих являются наиболее удобными объектами, в которых можно наблюдать отдельные стороны процесса старения, так как в них не происходит синтеза белка и, следовательно, восстановления структур, необходимых для поддержания целостности и жизнедеятельности клетки.

После центрифугирования с большим содержанием воды и липидов обнаруживаются в верхнем слое молодые клетки, старые ­­­­- более плотные, в нижнем слое. В качестве критерия разделения популяций эритроцитов используют содержание креатина, которым наиболее богаты молодые клетки. Биологический возраст эритроцитов эквивалентен их кислотоустойчивости. Большинство старых эритроцитов удаляется из сосудистого русла в связи с механическим разрушением. Чувствительность мембран бычьих эритроцитов от животных зрелого возраста к индуцированному лизису увеличивается с возрастом эритроцитов. Процесс старения повышает гемолитическую чувствительность эритроцитов. Однако, в противоположность этому, некоторые авторы приходят к выводу, что наиболее вероятной причиной гибели эритроцитов и устранения их из сосудистого русла является появление на мембранах эритроцитарных клеток специфических “cтарческих” антигенов, позволяющих организму распознавать и унич­то­жать старые эритроциты.

Старые эритроциты отличаются от молодых по целому ряду параметров. Старые эритроциты, структура которых нарушилась in vivo, более чувствительны к жестким условиям инкубации in vitro, чем молодые эритроциты. Показано, что возраст эритроцитов не коррелировал с объемом клеток. С возрастом в эритроцитах происходит снижение содержания калия, 2, 3-дифосфоглицерата, АТФ и воды, увеличивается концентрация гемоглобина и количество отрицательных зарядов на молекуле гемоглобина, происходит сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево, что приводит к ухудшению отдачи кислорода тканям. При старении и механическом травмировании эритроцитов на их поверхности происходит снижение отрицательного заряда, что приводит к ухудшению микрореологии крови. Немаловажное значение при старении эритроцита придают агрегации и структурным перестройкам спектрина.

Старение эритроцитов во многом обусловлено увеличением концентрации кальция и катаболическими процессами в цитоскелете и плазмалемме. При старении эритроцитов человека происходит снижение содержания общего, лабильного и прочносвязанного холес­тери­на, фосфолипидов и общих липидов. Причем, потеря общего холестерина идет более интенсивно на самых поздних стадиях жизни эритроцита. Старые эритроциты имеют сниженную подвижность мембранных липидов, измененный состав, конформацию и расположение в мембране мембранных белков, увеличенное количество связанного с клетками иммуноглобулина G, вначале нарастающую с возрастом способность деформироваться, а затем – сниженную.

При старении эритроцита происходит снижение запасов антиоксидантов и при невозможности их синтетического восстановления, в ПОЛ используются наиболее легко­окисля­емые липиды мембраны и цитоплазмы, что ведет к усилению производства продуктов ПОЛ, истощению ферментативной АО защиты и, в конечном итоге, к повышению проницаемости мембраны, ионному дисбалансу и нарушению способности клетки выполнять свои функции. Под влиянием ряда внутренних и внешних воздействий эритроцит разрушается и удаляется из кровеносного русла.

При старении эритроцита обнаружено также усиление образования дисульфидных мостиков и снижение соотношения восстановленной формы глутатиона к его окисленной форме, что сопровождается накоплением в процессе старения перекисей фосфатидилхолина и фосфатидил­этано­лами­на, а также свободной и связанной формы малонового диальдегида и газообразных конечных продуктов ПОЛ этана, пропана, бутана. Активность антиокислительных ферментов в целом при старении эритроцита понижается, происходит снижение активности глюкозо–6-фосфатдегидрогеназы и повышение концентрации окисленных молекул белков, в том числе ферментативного белка глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, нарушение работы которой приводит в свою очередь к уменьшению восстановительного потенциала клетки, нарушению работы защитного глутатионового механизма и окислительному повреждению эритроцитов. По мере старения эритроцита уменьшается способность к восстановлению метгемоглобина в гемоглобин, что является следствием снижения в эритроците восстановительного и антиокисли­тель­ного потенциалов.

При инкубации эритроцитов in vitro, которая моделирует процесс ускоренного старения клеток, показано двухфазное изменение показателя, характеризующего микровязкость липидного бислоя мембран. Выявленные изменения сходны с наблюдаемыми при старении эритроцитов in vivo.
В присутствии новокаина процесс старения эритроцитов in vitro замедляется, что выражается в понижении темпа снижения их электрофоретической подвижности и фильтруемости по сравнению с инкубацией в отсутствии этого препарата.
Продуктам разрушения эритроцитов придается большое значение в регуляции гемопоэза, так как показано их стимулирующее действие на эритропоэз.
Имеющиеся расхождения в описании процессов старения организма и эритроцита, по-видимому, можно объяснить сменой возрастных популяций эритроцитов при старении организма. Вероятно, в старом организме содержится больше молодых эритроцитов (вследствие более легкого разрушения старых эритроцитов), а в молодом организме – больше старых эритроцитов.

Геронтология. Дыхательная система.
С возрастом снижается жизненная емкость легких, но возрастают остаточный объем и физиологическое мертвое пространство. Дыхание уча­щается и минутный объем повышается. Несмотря на это, снижается альвеолярная вентиля­ция и развивается гипоксемия (насыщение кислородом для ар­териальной крови снижается) — снижается эф­фективность внешнего дыхания и коэффициент использования кислорода, повышается альвеолярно-артериальный гра­диент кислорода.
Повышение содержания кислорода в альвеолярном воздухе и снижение его на конечных этапах в капиллярной сети и тка­нях характеризует в целом кислородный режим старого орга­низма как менее эффективный и напряженный, что проявляется в реакции на физическую нагрузку. Подобные изменения ведут к уменьшению адаптационных возможностей ды­хательной системы, возникновению при различных нагрузках гипоксии.
В организме даже при физиологическом старении развиваются гипоксическая, циркуляторная и тканевая гипоксии.

Геронтология. Пищеварительная система.
При ста­рении обнаруживаются снижение пролифе­рации, атрофия слизистой оболочки и желез желудочно-кишечного тракта. Уменьшается вес печени, площадь энергообразующих и белоксинтезирующих структур клеток, накапливаются липиды и липофусцин. Поджелудочная железа снижает свою функцию с возрас­том.
Для секреторных процессов при старении типично сниже­ние их интенсивности. Уменьшается объем желудочного сока, содержание соляной кислоты и пепсина, ослабляются нервно-тро­фические и регуляторные влияния на пищеварительные железы. Индуцированное выделе­ние соков снижается меньше, чем базальное. Дефицит син­теза гастромукопротеинов приводит к уменьшению выработки внутреннего фактора Кастла. Снижается также общее количество секрета и содержание всех ферментов поджелудочной железы: наименьшее изменение отмечено для амилазы, наибольшее — для липазы.

Изменения со стороны мембранного пищева­рения, гидролиза жиров ведут к стеаторее, снижается общая скорость движения химуса, что сопровождается старческими запорами. Снижение активности лактазы приводит к непереносимости молока.

Сахар усваивается нормально, что способствует атеросклерозу. На фоне развивающегося снижения потребности в пище возникает дефицит поступления витаминов и микроэлементов в результате снижения их всасывания.

Геронтология. Мочевыделительная система.
В почке отмечают кальциноз и накопление липидов, повышается количество сульфатированных гликозаминогликанов, гидроксипролина.
Клиренсовые пробы и экскреторная функция с возрастом нарушаются значительно. Понижается суточный диурез при сохранности уровня обратной реабсорбции воды в канальцах.
Плотность мочи, содержание в ней электролитов, осмолярность понижаются. Роль нерв­ного регуляторного звена с возрастом для почек снижает­ся, а гуморального — повышается. Снижается число барорецепторов почечных лоханок.

Геронтология. Нервная система.
Головной мозг, нервная и психическая деятельность.
Для старения типично ослабление активности коры полушарий, что снижает четкость реакций на раздражители и стереотипное поведение. Трудно вырабатываются тормозные рефлексы, происходит ослабление подвижности нервных процессов, развивается инертность процессов возбуждения и торможения. При этом сохраняется смысловое понимание. Причиной сниже­ния активности коры является ослабление влияния на нее нижележащих нервных структур.

С возрастом снижается эффек­тивность выполнения задач, связанных с гибкостью, интегративностью мышления, творческим подходом, с использованием зрительного анализатора и двигательных реакций, требующих большой скорости выполнения. В то же время сохраняется качество выполнения задач, связанных с опытом и анализом. Личностные качества в старости характеризуются консерватизмом, обидчивостью, эгоцентричностью, властью вос­поминаний, что является основой социальной дезадаптации.

При старении происходит снижение скорости проведения нервного импульса, тормозных процессов, уменьшается размер и количество клеток головного мозга, интенсивно снижается функциональная активность митохондрий и устойчивость мембран лизосом нервных клеток.
Изменения головного мозга характеризуются снижением кровотока, уменьшением потребления кис­лорода, утилизации глюкозы, изменением метаболической и электрической активности, накоплением липо­фусцина. Работоспособность нервных клеток снижается, процессы ­восстановления отстают.

Исследования обмена нейромедиаторов показывают малую изменчивость общего обмена катехоламинов, серотонина, ацетилхолина.
Спинной мозг теряет большое количество мотонейро­нов параллельно с выраженным снижением
Спинной мозг с возрастом интенсивности кровотока через него. В клетках отмечается накопление липофусцина, уменьшается активность холинэстеразы и АТФ-аз для Na+ и К+, изменяется электрическая активность нейронов.
Нарастает снижение сухожильных рефлексов. Отеохондроз приводит к сдавливанию нервных корешков и нарушению поступления информации от внутренних органов, нервно-трофическим нарушениям.

Геронтология. Вегетативная нервная система.
Изменения вегетативной нервной системы при старении отражают как нарушения, так и компенсаторные реакции. Ослабляются нерв­но-трофические нервные влияния на ткани, компенсаторно возрастает чувствительность к гуморальным механизмам регуляции, направленная на восстановление гармонич­ности метаболического обеспечения организма в каждом возрастном периоде. Недостаточность синтеза ацетилхолина в старости проявляется обычно в условиях стимуляции деятельнос­ти ацетилхолиновых систем. Лимитирование синтеза норадреналина при старении связывают со снижением гидроксилирования дофамина. Снижение уровня норадреналина крови сопровождается некоторым увеличением уровня адреналина, что изменяет характер метабо­лического и психического ответа на стрессорные реакции. Снижается также интенсивность обратного захвата норад­реналина в синапсах и удлиняется время взаимодействия его с рецепторами.

Геронтология. Гипоталамо-гипофизарная регуляция.
Изменения ее различных составляющих в процессе старения разнонаправлены и достаточно выражены. Изменения в регулярных центрах определяют включение и выключение долговременных программ полового созревания, роста, инволюции тимуса.
Отмечаются атрофические и склеротические изменения эндокринных желез, уменьшается секреторная активность большинства желез. Наряду с этим возрастает чувствительность к тропным гормонам гипофиза, что можно отнести к компенсаторно-приспособительным механизмам. Возрастает содержание связанной формы гормонов в периферической крови при сохранении количества свободной формы гормона.

Геронтология. Периферические эндокринные железы.
Концентрация различных гормонов в крови при старении изменяется неоднозначно – одних снижается, других увеличивается, третьих – не изменяется. Старение характеризуется снижением количества и синтеза гормонов, при этом снижается эффективный уровень большинства анаболических стероидных гормонов (концентрация большинства пептидных гормонов остается в норме), снижается в связи с ослаблением функции бета- клеток поджелудочной железы содержание инсулина, снижается чувствительность желез внутренней секреции к гипоксии.

У женщин в климактерическом периоде уменьшается эффективная концентрация половых стероидов (эстрадиола и прогестерона), а концентрация тестостерона возрастает. У мужчин снижается концентрация тестостерона и несколько увеличивается содержание эстрадиола и прогестерона. Активация ПОЛ в период климактерия отчасти связана с этими дисгормональными изменениями. Снижение индукции ацетилхолинэстеразы эстрадиолом в старости происходит за счет уменьшения уровня рецепторов в ткани.

Геронтология.  Причины старения.
Теории старения и их классификация

Причины старения неизвестны. В настоящее время существует 300 теорий, объясняющих вероятные причины старения.
Выделяют следующие группы теорий, рассматривающих старение как:
1. результат накопления повреждений клеток в течение жизни (свободно-радикальная теория, группа иммунологических теорий, теория эндогенной интоксикации);
2. генетически запрограммированный процесс (теория соматических мутаций, теломеразная теория и др.);
3. многопричинный процесс (адаптационно – регуляторная теория, другие синтетические теории).

Геронтология. Теории старения.

Свободно-радикальная теория старения
Осноположниками теории явились Эмануэль (СССР, 1958) и Харман (США, 1956). В основе этой теории лежит предположение что, свободнорадикальные реакции и продукты этих реакций вызывают повреждение и гибель клеток, и в целом старение организма.

Данную теорию подтверждают следующие факты:

  1.  увеличение средней продолжительности жизни животных при подавлении у них реакций СРО с помощью антиоксидантов. Наиболее изученным антиоксидантом является ионол (дибунол). Он ингибирует реакции СРО, увеличивает уро­вень АОА, стабилизирует клеточные мембраны, стимулирует дезинтоксикационную функцию печени, мобилизует защитные силы организма и увеличивает у животных среднюю продолжительность жизни.
  2. существует обратная корреляция видовой продолжительности жизни с активностью СРО и прямая корреляция видовой продолжительности жизни с АОА (активностью СОД, содержанием β-каротина, α-токоферола и мочевой кислоты в сыворотке крови).
  3. при старении часто АОА снижается, а уровень СРО возрастает. Даже если при старении интенсивность реакций СРО оказывается сниженной, под действием экстремальных состояний она возрастает больше, чем у молодых и взрослых людей и животных.

 Иммунологические теории старения
В основе иммунологических теорий старения (Бернетт, Бутенко Г.М.) лежит увеличение в онтогенезе способности иммунокомпетентных клеток организма реагировать с антигенами собственного организма и снижение их способности распознавать чужеродные антигены. Эти изменения связаны с многоуровневыми нарушениями в регуляции работы иммунной системы. При старении количество клеточных рецепторов иммунокомпетентных клеток не уменьшается, но связанные с ними процессы внутриклеточной передачи информации замедляются (Бутенко Г.М., 2000), снижается пролиферация иммунокомпетентных клеток и продукция ими цитокинов, нарушается соотношение клеточного и гуморального звеньев иммунитета.
Таким образом, аутоиммунные реакции на фоне иммунодефицита способствуют в частности повреждению и гибели клеток и целом старению организма.
Иммунологическую теорию старения подтверждают некоторые иммуномодуляторы, в частности, пептидные препараты тимуса, которые восстанавливают компетентность иммунных клеток в старом организме и увеличивают продолжительность жизни животных.

 Генетические теории старения
Генетические теории рассматривают старение как запрограммированный процесс или как результат нарушения работы генетического аппарата.

Разновидности генетических теорий:

  1. Генетическая теория ошибок – с возрастом происходит накопление продуктов метилирования ДНК (описано в 1973г. Ванюшиным), гистоновых и других белков. Цитозин метиллируется в обеих нитях ДНК, остатки 5-метилцитозина фланкируются остатками гуанина со стороны 3-конца.
    Также с возрастом происходит накопление продуктов гликозилирования ДНК, гистоновых и других белков. Гликозилирование происходит D-глюкозой и D-галактозой по аминогруппам нуклеиновых кислот и белков, что ведёт к их структурной и функциональной перестройке. При гликозилировании возникают внутри- и межмолекулярные ковалентные сшивки.
    Дефектные белки и ДНК нарушают процессы трансляции и транскрипции, что ведет к нарушению функционирования отдельных клеток и старению организма в целом.
    Модификация ДНК и сопутствующих белков нарушает процессы репарации ошибок рекомбинации, что приводит к появлению мутаций.
  2. Теория соматических мутаций – рассматривает старение как результат воздействия различных эндогенных и экзогенных повреждающих агентов на генетический материал клетки и накопления в геноме соматических клеток мутаций и хромосомных перестроек. Одно из причин накопления с возрастом повреждений ДНК может быть снижение эффективности систем её репарации.
    В результате повреждения ДНК наблюдается нарушение синтез белка и функционирование клеток, развитие возрастной патологии, включая рак, и старение организма.
  3. Теломеразная теория
    В 1961г. Хейфлик и Мурхед показали, что фибробласт эмбриона человека способен делиться только ограниченное число раз (50-80). Этот феномен поучил название “предел Хейфлика”. С увеличением возраста донора число делений фибробласта существенно уменьшалось, из чего было сделано заключение о существовании счётчика делении, ограничивающего общее их число.
    В 1971г. Оловников, на основании данных о принципах синтеза ДНК, предложил гипотезу маргинотомии, объясняющую механизм работы такого счётчика. При каждом делении клетки её ДНК укорачивается, что ограничивает пролиферативный потенциал клеток и является “счётчиком” числа делений.
    Концевые участки ДНК, которые подвергаются удалению, в последствии были изучены и названы теломерами.
    Теломер – продолговатый фрагмент на концах хромосом, состоящий из тысяч повторений одной и той же последовательности нуклеотидных оснований (TTAGGG) на 3-конце ДНК.
    При каждом делении соматической клетки (во время репликации ДНК) часть теломеры теряется (приблизительно по 200 пар оснований). Когда вся теломера «заканчивается», клетка гибнет. Полагают, что именно этот процесс лежит в основе клеточного старения – именно теломеры служат как бы «клеточным часовым механизмом», с помощью которого регулируется процесс старения.
    Длина теломер у разных видов существенно отличается: у мыши общая их длина до 150 тыс. пар нуклеотидов, у человека – 7-15 тыс. пар нуклеотидов. Клетки больных синдромом преждевременного старения Хатчинсона-Гилфорда и синдромом Дауна имеют укороченные теломеры.
    В 1985г. в половых клетках и клетках опухолей был открыт рибонукленновый фермент теломераза, который достраивал укороченные теломеры, добавляя к их концам TTAGGG-последовательность нуклеотидов. В результате восстановления теломеров эти клетки приобретают способность «бесконечного деления», которая обеспечивает их бессмертием. Если эпиталоном (пептид ала-глу-асп-глу) индуцировать синтез теломеразы в соматических клетках количество их делений увеличивается в несколько раз при отсутствии признаков озлокачествления.

Подтверждением генетических теорий являются следующие факты:
1. Каждый вид имеет определенную продолжительность жизни, которая только незначительно может быть увеличена под действием внешних факторов (у млекопитающих).
2. обнаружены отдельные гены или группы генов, которые влияют на процессы старения. Например, ген bcl-2 кодирует белки мембраны митохондрий, его функция проявляется в фенотипе бессмертия в тех клетках, где он экспрессируется. Белок гена bcl-2 блокирует апоптоз, что продлевает жизнь клеток, препятствует токсичному эффекту гидроксильных радикалов, защищая стареющие клетки от оксидативного (окислительного) стресса. Белок гена р53 подавляет пролиферацию клеток. Он ограничивает бесконтрольный рост раковых клеток и выполняет функцию удаления старых нефункционирующих клеток. На продолжительность жизни влияют гены апо Е и ангиотензинпревращающего фермента (АПФ). В основном гена контролирующие старения обнаружены на 1-й хромосоме.
3. У столетних, по сравнению с более молодыми возрастными группами, в 2 раза чаще встречаются некоторые аллели HLA-A, HLA-C и DR.
4. Существует положительная корреляция между продолжительностью жизни вида и скоростью репарации ДНК.
5. Существуют генетические мутации, которые определяют продолжительность жизни внутри одного вида (семьи долгожителей, наследственных заболевания преждевременного старения (прогерии), короткоживущие линии животных). Установлено, что дети, чьи родители умерли рано от неслучайных причин, в два раза чаще умирали от неслучайных причин. У монозиготных близнецов даты смерти различаются не более чем на 3 года в среднем, а у гетерозиготных близнецов различие достигает более 6 лет. Близнецы наследуют специфические гены, которые ограничивают продолжительность жизни, например, определяющие предрасположенность к ожирению или атеросклерозу.

Синтетические теории старения
Синтетические теории рассматривают старение как многопричинный процесс. Они допускают существование как врожденных так и приобретенных влияний различных факторов на процесс старения. Наибольшей популярностью пользуется адаптационно-регуляторная теория Фролькиса В.В. (академик АМН СССР и Украины).

С точки зрения адаптационно-регуляторной теории, старение — это многопричинный, многоочаговый процесс, ведущий к сниже­нию надежности систем саморегуляции деятельности организма. По данной теории предполагается, что при старении происходит не только нарушение и снижение физиологических функций, но и развиваются адаптивные процессы, которые полностью или частично компенсируют возрастные изменения.
Компенсаторные изменения в организме при старении в рамках этой теории получили название витаукта.

Геронтология. Геропротекторы. Методы замедления процесса старения 

Геропротекторы вещества или воздействия, приводящие к увеличению средней продолжительности жизни группы испытуемых

На практике геропротектором допустимо считать вещество или воздействие, которое приводит к снижению биологического возраста человека.

Следует стремиться к триединству эффектов при применении геропротекторов:

1) пролонгирующий – увеличение продолжительности жизни;

2) профилактический – отдаление сроков возникновения возрастной патологии;

3) ювеналогический – замедление темпа старения, уменьшение биологического возраста человека.
Цель геронтологии — не только продлить жизнь, но и улучшить ее качество, сделать активнее, творчески насыщеннее, а организм человека – трудоспособнее.

Методы увеличения продолжительности жизни основаны на использовании факторов, замедляющих процессы старения:
1. Желание продолжать жить
2. Отсутствие влияния вредных факторов окружающей среды
3. Отсутствие вредных привычек
4. Высокая двигательная активность
5. Недостаточно калорийное, но сбалансированное по основным компонентам питание
6. Обеспеченность витаминами и микроэлементами
7. Сбалансированная микрофлора кишечника, отсутствие патогенной флоры
8. Высокая антиокислительная активность (профилактический прием препаратов-антиоксидантов)
9. Высокий уровень иммунологической защиты
10. Исключение травмирующего психоэмоционального фактора
11. Правильный режим труда и отдыха
12. Отсутствие возрастной патологии
13. Отсутствие хронических отравлений и интоксикаций
14. Прием геропротекторов

Геронтология. Геропротекторы. Физиологически активные вещества и основные направления терапии

Принадлежность тех или иных лекарственных средств к группе геропротекторов, как и само это понятие, является весьма условным.

  1. Во-первых, такие препараты относятся к самостоятельным лекарственным группам, применяемым при лечении определённых заболеваний (антигипертензивные средства, гепатопротекторы, иммуномодуляторы, половые гормоны, ноотропные средства, препараты улучшающие мозговое и периферическое кровообращение, нормализующие липидный обмен и др.).

  2. Во-вторых, далеко не всегда объективно установлена способность препарата, который претендует быть отнесённым к группе геропротекторов, замедлять процессы возрастной инволюции.

Геронтология. Геропротекторы. Классификация

В качестве геропротекторов могут быть использованы:
1) специфические иммунные цитотоксические сыворотки;
2) препараты тканевой терапии;
3) адаптогены растительного, животного и синтетического происхождения;
4) комбинированные препараты (поливитамины, смеси аминокислот);
5) антиоксиданты (природные и синтетические: витамин С, Е, );
6) хелаторы (аминокапроновая кислота);
7) нейротропные препараты;
8) половые гормоны (эстрогены);
9) метаболиты (янтарная кислота)
10) иммуно­моду­ля­то­ры (Т-активин)
11) препараты эпифиза (мелатонин, эпиталамин).
Геропротекторы обладают широким спектром фармакологического воздействия на организм:

Геронтология. Геропротекторы. Характеристика 

Все геропротекторы назначаются людям, имеющим ускоренный темп старения в качестве пожизненной рекомендации ежегодными курсами по 1 – 1,5 месяца, 2 – 3 курса в год.

Антиоксиданты
При старении активность многих процессов, генерирующих свободные ради­калы, снижается. Одновременно в еще большей степени снижается мощность АОЗ, и в результате возникает относительное преобладание прооксидантов над антиоксидантами и возрастает число повреждений биоструктур свободными радикалами.
Введение антиоксидантов токоферола, аскорбиновой кислоты существенно (на 14-38%) уве­личивает продолжительность жизни у животных.

Основные принципы антиоксидантной терапии:

  1. приоритет природных антиоксидантов (экстракты из морских беспозвоночных, водоросли, планктон, жень-шень, элеутерококк и др. биогенные стимуляторы);
  2. одновременное применение липидорастворимых (токоферолы, убихиноны, ретиноиды, каротиноиды и др.) и водорастворимых антиоксидантов (глютатион, метионин, аскорбиновая кислота и др.);
  3. регулярное исследование лабораторных показателей при использовании антиоксидантов.

Гормоны
Тестостерон уменьшает, эстрадиол увеличивает продолжительность жизни. Другие гормоны также по-разному влияют на нее. Однако, при систематическом введении гормонов следует иметь в виду, что это приводит к дисгормональным нарушени­ям.

ВИТАМИНЫ
Высокой активностью обладают витамины, поскольку влияют на все виды об­мена веществ и функционирование всех органов и систем. А при старении развивается поливитаминный дефицит. Примене­ние декамевита, квадевита месячными курсами после 35 лет 2-3 раза в год увеличивает продолжительность жизни людей на 6-10%.

АНЕСТЕТИКИ.
Применение новокаина по специально разработанной схеме введения увели­чивает продолжительность жизни у людей на 11-18%, правда, имелись и некото­рые отрицательные последствия (увеличение частоты аллергических реакций, ухудшение коронарного кровообращения). Предполагаемый механизм геропротекторного действия – снятие перегрузки ЦНС избыточной импульсацией с периферии.

СТАБИЛИЗАТОРЫ ЛИЗОСОМАЛЬНЫХ МЕМБРАН
Аспирин, пантотеновая кислота, производная преднизолона стабилизируют лизосомальные мембраны и увеличивают продолжительность жизни. В основе механизма – уменьшение вероятности аутолиза клетки собственными гидролазами.

ЭНТЕРОСОРБЦИЯ
С возрастом в организме увеличивается образование токсических веществ (в кишечнике), уменьшается интенсивность системы микросомального окисления.
В качестве энтеросор­бентов используются активированный уголь, полифепан, микрокристаллическая целлюлоза. Ведущий механизм – сорбция токсических веществ. Это приводит к возрастанию продолжительности жизни на 40% (у животных).

ГАЗОВАЯ ТЕРАПИЯ
Режим газового состояния организма является важным регуляторным звеном жизнедеятельности. Условия газоснабжения существенно определяют функционирование органов и систем организма, могут оказывать регулирующее или повреждающее воздействие. В настоящее время считается доказанным, что общим неспецифическим звеном повреждения организма при нарушении его газового режима является активация процессов СРО липидов, которой в общей патологии придается большое значение, особенно в возрастном аспекте (свободнорадикальная теория старения). В литературе на разных моделях показана прооксидантная роль гипоксии.

При старении организма происходит нарушение транспорта и утилизации кислорода тканями, что приводит к развитию гипоксии. Показано, что в пожилом и старческом возрасте снижается диффузия О2 в кровь, снижается его парциальное напряжение в крови и утилизация в тканях, том числе поглощение эритроцитами. С возрастом происходит неравномерное распределение О2 в организме, что проявляется в ограничении кислородного режима некоторых органов и тканей при старении. В процессе возрастной инволюции организма происходит закономерное линейное снижение уровня максимального потребления О2.

Показано, что у лиц пожилого и старческого возраста имеет место нарушение утилизации кислорода тканями. Последнее обстоятельство приводит к накоплению недоокисленных продуктов обмена и прогрессированию метаболического ацидоза. При этом снижается рСО2 периферической крови, что расценивается как респираторная адаптация к метаболическому ацидозу. Для старого организма характерна повышенная чувствительность и сниженная устойчивость к гипоксическим воздействиям, поскольку кислородный режим недостаточно эффективен.

Методы газовой терапии перспективны для применения в гериатрии, они выгодно отличаются от средств медикаментозного геропротекторного воздействия.
Газовая среда использованных режимов прерывистой нормобарической гипоксии (ПНГ) и гипербарической оксигенации (ГБО), в связи со способностью снижать уровень показателей СРО липидов периферической крови, является наиболее эффективной в отношении замедления процессов возрастной инволюции у пациентов зрелого возраста. Она не оказывает существенного влияния на темп старения пациентов пожилого и старческого возраста.

СМП – среднемолекулярные пептиды крови как показатель эндогенной интоксикации
ПРЭ – перекисная резистентность эритроцитов
ПНГ-10 – прерывистая нормобарическая гипоксия с содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе 10%
ГБО – гипербарическая оксигенация
СУВ – воздействие углекислым газом через кожу ( сухие углекислые ванны)

 Влияние ПНГ-10 на СРО липидов крови и процессы возрастной инволюции организма разного возраста

Геронтология. Влияние ПНГ-10 на СРО липидов крови и процессы возрастной инволюции организма разного возраста

Влияние ГБО на СРО липидов периферической крови и процессы возрастной инволюции организма разного возраста

Геронтология. Влияние ГБО на СРО липидов периферической крови и процессы возрастной инволюции организма разного возраста

Влияние СУВ на СРО липидов периферической крови и процессы возрастной инволюции организма разного возраста

Геронтология. Влияние СУВ на СРО липидов периферической крови и процессы возрастной инволюции организма разного возраста

Углекислый газ в организме участвует в синтезе жирных кислот, нуклеиновых кислот, способствует глюконеогенезу, обладает антигипоксическим влиянием благодаря способности активировать дыхательный центр, влияет на диссоциацию оксигемоглобина. Газовая среда сухих углекислых ванн (СУВ), благодаря своему антигипоксическому и антиоксидантному влиянию на периферическую кровь, способствует замедлению темпа возрастной инволюции у пожилых и старых пациентов, и в несколько меньшей степени – у пациентов зрелого возраста.

Процесс старения неотделим от процесса развития организ­ма. Он возникает в минимальных проявлениях с момента рождения, существенно активируется в среднем возрасте и проявляется в развернутом виде в конце жизни. Он происходит на всех уровнях организации живого организма: мо­лекулярном, клеточном, органном, системном и организменном. Наряду с разру­шительными процессами при этом происходят адаптивные изменения. В случае патологического (ускоренного) старения преобладают первые, при физиологиче­ском — последние. Процесс старения проявляется в значительных изменениях в характере и интенсивности протекания углеводного, белкового, липидного обменов, что находит отражение в возрастной зависимости нормальных биохимических показателей периферической крови. Профилактику ускоренного старения сле­дует начинать в среднем (зрелом) возрасте.

Биохимические параметры углеводного, липидного, белкового обменов в крови при физиологическом старении

При лабораторной биохимической диагностике необходимо учитывать возрастные нормативы всех измеряемых показателей. Однако, данные, приводимые различными авторами по этому вопросу, характеризуются высокой степенью противоречивости и дискуссионности.

В качестве причин этого явления можно выделить следующие:
1) Привлечение для исследований разнородных контингентов испытуемых
2) Использование для исследований различных биохимических методов
3) Осуществление градации возрастных групп только на основе паспортного возраста без учета биологического возраста
4) Отсутствие в исследованиях надежных критериев понятий («здоров» – « практически здоров» – « болен»).
5) Наличие региональных, сезонных, национальных особенностей, которые, как правило, в исследованиях не учитываются.

При этом среди дискуссионного материала представляется возможным выделить несколько тенденций в возрастзависимом изменении концентрации важнейших веществ, имеющих диагностическое значение.
По мнению всех авторов, наибольшими изменениями при старении характеризуются показатели липидного обмена.
У пожилых людей отмечается повышение коэффициента холестерин/фосфолипиды в сыворотке крови по сравнению со средним возрастом. Показана прямая корреляционная связь между уровнем холестерина в сыворотке крови и суммарной АОА сыворотки крови для мужчин и женщин во второй половине онтогенеза. Холестерин – регулятор микровяз­кости мембраны. На разных моделях (эритроциты, лимфоциты) показано снижение текучести (или увеличение микровязкости) мембран при физиологическом старении.
Состав липидов периферической крови долгожителей по сравнению людьми пожилого и старческого возраста имеет существенные особенности. Так, исследование содержания липидов, аполипопротеинов и липопротеинов у долгожителей показало отсутствие каких-либо различий в среднем уровне различных видов липидов по сравнению с контрольной группой практически здоровых людей зрелого возраста. Это может быть связано с элиминацией из челове­ческой популяции в результате смерти индивидов с нарушением липидного обмена в более раннем возрасте, чем возраст долгожителей.
У больных атеросклерозом не удалось обнаружить сколько-нибудь значимых корреляционных связей между содержанием малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах, величиной перекисной резистентности эритроцитов (ПРЭ), возрастом пациентов, степенью тяжести заболевания, что может быть объяснено методическими сложностями измерения содержания продуктов ПОЛ в условиях одновременного значительного изменения липидного спектра крови. Поэтому до настоящего времени остается проблематичным вопрос о направленности изменения уровня ПОЛ у больных с атеросклерозом.
Показано, что при старении имеется снижение содержания в крови легкоокисляемых ненасыщенных липидов и накопление трудноокисляемых высоконасыщенных липидов. Последние труднее вступают в реакции ПОЛ. В работах, посвященных изменению липидного состава системы крови при старении, как правило, не исследовалось состояние системы ПОЛ/АОА, а в работах, посвя­щен­ных изучению системы ПОЛ/АОА при старении, слабо представ­лена липидо­логи­ческая сторона. Сопоставление результа­тов вышеуказанных работ позволяет заключить, что изменения ПОЛ/АОА и состава липидов с возрастом взаимосвязаны.
Концентрация основных метаболитов в периферической крови практически здоровых людей в разных возрастных группах неоднозначна (таб. 3,4,5).

Таблица 3 Общий белок сыворотки крови ( в г/л) ; (Лифшиц В.М. и др., 1998).

Возраст/пол

22-34

35-59

60-74

75 и более

Муж

81,5-84,9

76,0-80,0

76,2-78,0

72,7-80,5

Жен

75,8-78,8

79,6-83,0

73,9-77,1

69,8-77,1

Таблица 4 Белковые фракции сыворотки крови (мужчины) в % (Лифшиц В.М. и др., 1998).

Возраст

22-34

35-59

60-74

Более 75

Альбумины

57,3-58,5

55,0-57,4

51,2-56,8

48,9-61,7

Глобулины

41,5-42,7

42,6-45,0

43,2-48,8

38,3-51,1

Альфа-1-глобулин

5,2-5,5

4,6-5,6

5,3-6,3

3,0-5,4

Альфа-2-глобулин

6,1-7,5

7,7-8,9

7,4-10,4

5,6-11,0

Бета-глобулины

8,2-10,6

12,6-14,2

11,2-13,6

11,1-12,7

Гамма-глобулины

20,3-20,5

14,9-18,9

16,3-19,7

19,8-20,6

Таблица 5 Холестерин сыворотки крови (Лифшиц В.М. и др., 1998).

Возраст, (годы)

г/л

мМ/л

0-19

1,2-2,3

3,1-5,9

20-29

1,2-2,4

3,1-6,2

30-39

1,4-2,7

3,6-7,0

40-49

1,5-3,1

3,9-8,0

50-59

1,6-3,3

4,1-8,5

60 – 85

——-

Муж. – 4,3- 6,9, жен. – 5,0-9,0

Фосфолипиды сыворотки крови
Зрелый возраст – 2,52 –2,91 мМ/л (1,25-2,75 г/л)
Старше 65 лет – (1,9-3,65 г/л)

Таблица 6 Глюкоза сыворотки крови (ммоль/л)

Возраст (годы)

Мужчины

Женщины

20-29

3,4-6,7

3,5-6,7

30-39

3,5-6,7

3,5-6,7

40-49

3,4-7,0

3,4-7,0

50-59

3,6-7,1

3,6-7,1

60-69

3,3-7,4

3,4-7,4

70 и более

2,9-7,5

2,9-7,5

По данным других авторов
Глюкоза сыворотки крови
Дети старше 6 лет 3,33 – 5,55 ммоль/л
Взрослые:
До 60 лет – 4,44-6,38 ммоль/л
Старше 60 лет – 4,61-6,1 ммоль/л

Геронтология. Роль процессов перекисного окисления липидов и антиокислительной активности в механизмах старения организма

В литературе участие перекисного окисления липидов (ПОЛ) в процессе возрастной инволюции оценивается неоднозначно.
При старении в большинстве органов с помощью хемилюминесцентного и колориметрических методов исследования зарегистрировано увеличение содержания промежуточных и конечных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Им отводится центральная роль в инициации возрастных изменений (скорость рекомбинации свободных радикалов, концентрация диеновых конъюгатов и гидроперекисей жирных кислот, малонового диальдегида).

Работами ряда авторов при старении млекопитающих и человека, наряду с повышением интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ), одновременно показано снижение концентрации или активности многих компонентов антиокислительной защиты (АОЗ) (активность каталазы и пероксидазы, водорастворимых антиоксидантов и др.).

В качестве ведущих причин снижения АОА с возрастом можно считать:

  • увеличивающийся дефицит витаминов в организме,
  • мутацию генов, кодирующих синтез антиокислительных ферментов (АОФ).

Появление подобных взглядов в какой-то мере способствует устранению антагонизма свободнорадикальной и генетических теорий старения.

Существенную роль свободнорадикального повреждения организма при старении подтверждают несколько групп результатов экспериментальных исследований:
1. во-первых, зарегистрированное во второй половине онтогенеза увеличение содержания в некоторых органах продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ),
2. во-вторых, возрастное снижение активности АОФ,
3. в-третьих, снижение в организме концентрации природных антиоксидантов,
4. в-четвертых, увеличение продолжительности жизни экспериментальных животных под влиянием некоторых антиоксидантов
5. в-пятых; снижение содержания продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) под влиянием геропротекторов или мероприятий геропротекторного характера, а также факты обнаружения повышенного уровня ПОЛ у короткоживущих линий животных, активации ПОЛ в организме животных с экспериментально индуцированным старением.

Однако, имеются данные, противоречащие свободнорадикальной теории старения. Так, исследование возрастных изменений суммарного содержания свободных радикалов методом электронного парамагнитного резонанса у разных видов животных (и у человека) в различных органах не позволяет сделать общий вывод по изменению содержания свободных радикалов в организме при старении.

Так, у старых собак в селезенке, скелетных мышцах, гипофизе и эритроцитах происходит повышение содержания свободных радикалов при старении; а в легких, печени, сердце, надпочечниках – снижение; в почках и коре головного мозга содержание свободных радикалов при старении не изменяется.

Наряду с данными о разнонаправленном изменении перекисного окисления липидов (ПОЛ) при старении, аналогичные данные получены и для некоторых показателей АОА.
Существенные трудности при исследовании перекисного окисления липидов и антиокислительной активности (ПОЛ/АОА) в процессе старения представляет изменение липидного состава клеток органов. В литературе имеются работы, свидетельствующие о попытках авторов интегрировать данные о динамике перекисного окисления липидов и антиокислительной активности при старении.

На основании анализа литературных данных можно прийти к выводу, что при старении имеет значение не абсолютное изменение содержания свободных радикалов, а – соотношения их количества с количеством антиоксидантов и АОА.

С возрастом повышается концентрация холестерина в крови, понижается АОА, снижается запас витаминов-антиоксидантов, повышается коэффициент холестерин/фосфолипиды (ХС/ФЛ), что приводит к дисбалансу в системе ПОЛ/АОА.

Повышение концентрации холестерина приводит к снижению интенсивности ПОЛ, так как ХС не может быть субстратом ПОЛ. С этих позиций холестерин является природным антиоксидантом. Активация ПОЛ при старении приводит к выгоранию легкоокисляемых липидов, что ведет к повышению микровязкости мембран клеток.

Существенным фактором активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) при старении может быть развитие гипоксии (вследствие снижения эластичности легочной ткани, нарушений функции гемоглобина, сократительной способности сердца и др.), которые сопровождаются:

  • компенсаторным увеличением эффектов адреналина,
  • увеличением концентрации активатора ПОЛ – Fe 2+,
  • активацией фосфолипаз
  • увеличением вследствие этого количества неэстерифицированных жирных кислот (НЖК), которые легко подвергаются ПОЛ, что сопровождается повреждением белков, ферментов и мембран клеток, ускоряя процессы старения (порочный круг)

Рис.  Участие ПОЛ в процессе старения.

Участие перекисного окисления липидов в процессе старения. Геронтология

Геронтология. Морфология и функционирование клеток при старении

Судьба различных клеток при старении организма различна. Одни клетки (эпидермис, сли­зистые оболочки) в течение нескольких дней заменя­ются на новые, другие живут в течение месяцев (клетки печени, эритроциты) или в течение всей жизни (нервные клетки). Процессы старения проявляются в разных клетках по-раз­ному. Как правило, при старении размеры клеток уменьшаются. Для нервных клеток типич­ным является механизм старения по типу “метаболического засорения” — накопления липофусцина. Снижение скорости клеточного самообновления в коже при наличии естественно идущих процессов дифференцировки кератиноцитов и отшелушивания клеток ведет к ее ог­рублению, снижению эластичности, утончению.

Проявления старения нейроцита и печеночной клетки различны, но существуют и черты общности, выявляемые на более высоком уровне обоб­щения. Типичным является избыточное развитие соединительной ткани, замена на нее паренхиматозных элементов. Наблюдаются явления атрофии и дистрофии раз­личных клеток. Уменьшение количества паренхиматозных клеток компенсируется активированием функций и гипертро­фией для оставшихся клеток.

Увеличива­ется число ядер в клетке — полиплоидия, ядерная мембрана образует многочисленные складки для увеличе­ния площади соприкосновения с цитоплазмой, расширяются ядерные поры, появляются ядерные включения (обычно функ­ционально неактивные). Уменьшаются размеры ядра, оно сморщивается, происходит ослабление ядерного кон­троля над цитоплазмой. Приспособительным механизмом к этому явлению считают возрастание чис­ла ядер и полиплоидию. При этом в многоядерной клетке содержание ДНК в ядре может быть меньше, чем в одноядерной.

Характерный признак старения клетки — изменение ми­тохондрий: просветление матрикса, расширение межкристных промежутков, набухание, повреждение их внутренней и наружной мембраны. Общий объем митохондрий в клетке увеличивается при снижении площади мембран в каждой от­дельной митохондрии. Происходит уменьшение функциональной активности митохондрий, скорости потребления О2 и синтеза АТФ. Наряду с этим возрастает их размер — появляются гигантские MX, что можно расценивать как проявле­ние витаукта.
Для белоксинтезирующего аппарата отмечается расшире­ние цистерн гранулярной и гладкой эндоплазматической сети, уменьшается количество рибосом на мембранах. Рибосомы распределяются неравномерно, разрушаются. Отмечается уменьшение площади комплекса Гольджи, застой­ные явления в нем.

Признаком старения клетки явля­ется повышение количества первичных лизосом, в них увели­чивается количество недопереваренных субстанций, снижа­ется стабильность лизосомальной мембраны, что ведет к аутолизу клетки. Уменьшается устойчивость мембран лизосом, возрастает активность ряда лизосомальных ферментов, что может привести к гибели клеток в случае их по­вреждения.

При старении в наружной клеточной мембране клеток отмечаются очаговые утолщения, сни­жается интенсивность микропиноцитоза, количество микро­ворсинок. Изменяется количество и функция контактов клеток и меж­клеточного вещества. Изменение количества и сродства ре­цепторов к разным биоактивным веществам, их аффинности, реакции клетки на внешние возбудители переводят клет­ку на иной тип функционирования.

Эти изменения отражают также и компенсаторные реакции в ответ на изменение коли­чества циркулирующих гормонов.

Мембранный потенциал не изменяется в мышечных волокнах, гепатоцитах, мотоней­ронах спинного мозга, но увеличивается в кардиомиоцитах, гладко-мышечных клетках сосудов.
Изменяется электрическая активность клеток: удлиняется скрытый период включения моторной единицы, для некоторых групп кле­ток отмечается большое количество потенциалов малой силы. Уменьшается амплитуда потенциала действия, замедляется скорость распространения возбуждения по нервным волокнам.

В области синапса частота и амплитуда потенциалов не изменяется, однако, изменяется реактивность к блокаторам и агонистам, влияющим на синаптическое проведение импульса. Снижается синтез ацетилхолина и коэнзима А — ключевого фермента для холинэстеразы, снижается синтез и обратный за­хват норадреналина, компенсаторно повышается чувствитель­ность постсинаптической мембраны к этим медиаторам.

При старении происходит перераспределение в соотношении различных путей энерге­тического обеспечения: начинает преобладать древний путь генерации энергии — анаэробный гликолиз.
В старости уменьшается лабильность клеток, т. е. способность воспринимать и передавать информацию: число рецепторов ко многим гормонам при старении уменьшается, изменяется их активность, например, у аденилатциклазной системы. Нарушается механизм электромеханического сопряжения, уменьшается спо­собность саркоплазматического ретикулума связывать Са2+. В результате нарушаются процессы сокращения и расслабления сердца.

При старении происходит уменьшение числа клеток в организме в целом.

Возникающие с возрастом атеросклероз, гипертония и снижение растяжимости сосудов определяются изме­нениями состояния соединительной ткани. В ней снижается растворимость коллагена, устойчивость к механическому разрыву, модификации ферментами и способность к обновлению, появляются термоиндуцируемые нарушения структуры, неконтролируемые химические реакции — результат изменения активности ферментов, структурно модифицирующих кол­лаген и действия свободных радикалов, а также перекрестносвязывающих химических агентов (ионы тяжелых металлов).

Популярный в предыдущие десятилетия в геронтологии феномен Хейфлика – врожденная запрограммированность к ограниченному числу клеточных делений – в настоящее время подвергся критике, прежние представления оставлены самим авто­ром. Феномен, по-видимому, сводится к частным случаям дифференцировки некоторых типов клеток в искусственных условиях.

Категории
Рекомендации
Подсказка
Нажмите Ctrl + F, чтобы найти фразу в тексте
Помощь проекту
А знаете ли вы, что нажав сочетание клавиш Ctrl+F - можно воспользоваться поиском по сайту?
X
Copyrights © 2015: FARMF.RU - тесты, лекции, обзоры
Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru