Факторы, обусловливающие старение

 

Старение – постепенное возрастное снижение физиологических и функциональных возможностей организма, приводящее к нарушению функционирования жизнеобеспечивающих систем и повышению риска смерти. Эти ухудшения являются основным аспектом возникновения возрастных патологий – диабета, сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и онкологических заболеваний. Но как определить наступление старости, ведь в одном и том же возрасте внешний вид, состояние организма, физические и функциональные возможности разных людей достаточно сильно отличаются. В статье C. López-Otín «Признаки старения» [3] сформулированы основные факторы, предопределяющие старение: геномная нестабильность, нарушение регуляторных механизмов, нарушение метаболизма, старение клеток, хронические воспалительные процессы, стресс, сбой циркадных ритмов.

 

Геномная нестабильность. Одним из распространенных факторов старения является накопление генетических повреждений на протяжении жизни. Многочисленные заболевания, обусловливающие преждевременное старение, являются следствием аккумуляции повреждений дезоксирибонуклеиновой кислоты, или ДНК. Целостность и стабильность ДНК постоянно проверяется на прочность внешними физическими, химическими и биологическими патогенными факторами, и внутренними угрозами, включая ошибки репликации ДНК, спонтанные гидролитические реакции и свободные радикалы.

 

Гены управляют всеми функциями организма, определяют его развитие и жизнедеятельность. Любая клетка организма содержит две копии хромосом, которые состоят из ДНК – молекул, обеспечивающих сохранение и передачу информации о строении, развитии и функционировании организма. Накопление возрастных повреждений и мутаций этих молекул (генетическая нестабильность) может иметь серьезные последствия для здоровья.

 

Одним из проявлений этих процессов является укорочение специальных участков ДНК на концах хромосомы

 

– теломер. Теломеры играют важную роль – защищают клетки от повреждающего действия ферментов, вирусов и других агентов. При каждом делении клетки они становятся короче. На укорочение теломер влияет также пагубное действие свободных радикалов. Критическое укорочение теломер обусловливает нарушение деятельности клетки, проявляющееся либо прекращением дальнейшего деления клетки, либо ее гибелью (апоптоз), либо мутацией.

 

Препятствует укорочению теломер в некоторых клетках (половых, стволовых, эмбриональных) специальный фермент – теломераза, который обеспечивает обратное их удлинение после каждого деления клетки. Но в большинстве клеток организма данный фермент менее активен, и на определенном этапе деление клеток останавливается. Существуют естественные способы замедлить укорочение теломер, повысив активность теломеразы. В основном это связано с естественными здоровыми привычками правильного питания и физической активности. Однако в последние годы усилия ученых в поиске препаратов, усиливающих действие теломеразы,

 

увенчались разработкой ряда препаратов на основе экстракта астрагала:¹ по результатам исследований с участием людей доказана способность этого вещества в составе препаратов не только замедлять, но и увеличивать длину теломерных окончаний клеток, уменьшая количество клеток с критически короткими окончаниями. Основным действующим веществом данных препаратов является циклоастрагенол.²

 

Однако возрастные изменения происходят не только на теломерах, но и на других участках хромосом (разрывы цепочки ДНК, нуклеотидные повреждения и пр.), вызывая мутации генов и их «неправильную» работу. Рост числа мутаций повышает риск того, что клетка превратится в опухолевую. Подтверждением роли генетической нестабильности в ускорении старения организма являются врожденные мутации генов, ответственных за «ремонт» ДНК. Так, при наличии дефекта в «ремонтных» генах молодой человек может иметь внешние и внутренние признаки старения и выглядеть, как старик. Также фактором возрастной генной нестабильности является «перепрыгивание» определенных генетических элементов хромосомы с одного участка на другой (как бы неверная «сборка конструкции» с последующим нарушением функционирования генома).

 

Вместе с врожденными мутациями генов значительный вклад в процессы старения вносят эпимутации – возрастные изменения активности генов. Поломки в хромосомах, изменение ферментативной активности, снижение гормонального фона обусловливают нарушения экспрессии генов и раннее старение. Серьезную роль в

 

 

1

 

2

данных изменениях играют особенности питания, образ жизни и влияние окружающей среды.

 

Нарушения регуляторных механизмов. Жизнедеятельность организма обеспечивается за счет регуляторных механизмов, опосредующих нормальное функционирование физиологических систем (сердечно-сосудистой, дыхательной, иммунной и др.). С возрастом эти механизмы теряют способность обеспечивать постоянство внутренней среды (гомеостаз), проявляясь такими патологиями, как ишемическая болезнь сердца, нейродегенеративные заболевания, диабет, артериальная гипертензия и др. Данные процессы приближают и ускоряют старение организма.

 

В первую очередь необходимо отметить важность нейроэндокринной регуляции функций, во многом обеспечиваемой особым отделом головного мозга – гипоталамусом. Склероз мозговых сосудов, накопление токсических отходов, систематическое действие психоэмоционального стресса и другие факторы обусловливают возникновение депрессий, ухудшение памяти, развитие болезней Альцгеймера, Паркинсона и пр.

 

Существенным возрастным изменением является также снижение иммунной функции. Определенные клетки крови (лимфоциты) распознают и «убивают» инфекционные агенты и снижают воспалительные процессы. С наступлением старости образование иммунных клеток становится затруднено. Это приводит к возникновению инфекционных, аутоиммунных и онкологических заболеваний.

 

Нарушения метаболизма. Обмен веществ в организме значительно меняется с возрастом. Это проявляется дезорганизацией водно-солевого обмена со значительным снижением концентрации натрия в плазме крови и, соответственно, появлением отеков, болезней почек и печени, понижением уровня гормонов щитовидной железы. Также происходит снижение содержания магния и кальция в организме, определяющее развитие остеопороза и ломкости костей.

 

Старение клеток. Необратимый процесс потери клетками способности к делению является одним из ключевых аспектов старения. Нарушение регенеративных возможностей клетки приводит к образованию в организме значительного количества воспалительных белков (цитокинов) и, как следствие, возникновению воспалительных процессов, лежащих в основе онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, метаболического синдрома, диабета и дряхлости.

 

В наступлении старости важную роль играют процессы апоптоза (гибель клеток по достижении лимита деления) и снижение количества стволовых клеток.

 

Хронические воспалительные процессы. Воспаление занимает одно из главных мест в развитии возрастных заболеваний за счет угнетения регенерации тканей, увеличения генерации свободных радикалов, повреждения ДНК, появления резистентности к инсулину. Воспалительные процессы в пожилом возрасте возникают по ряду причин, основная из которых – нарушение иммунной функции. В свою очередь установлено, что ряд противовоспалительных препаратов и растительных веществ значительно снижают возникновение возрастных заболеваний.

 

Систематический стресс. Постоянный высокий уровень гормона стресса – кортизола – является опасным фактором преждевременного старения. При хронической высокой концентрации кортизола наблюдаются нарушение сна, повышение артериального давления, увеличение жировых отложений в абдоминальной области, снижение памяти, когнитивных способностей и иммунитета.

 

Нарушение циркадного ритма. Биологические часы регулируют не только смену сна и бодрствования, но и нормальную работу органов и систем, выделение гормонов, активность нервных центров. Сбой в работе этих часов является одним из признаков старения организма.

 

Учет факторов старения может способствовать созданию основы для разработки мер по улучшению здоровья

 

и продлению жизни человека. Существует еще много проблем в понимании этого процесса. Развитие технологий способно оказать положительное влияние на исследования старения, облегчая оценку генетических и функциональных нарушений, накапливаемых отдельными клетками в стареющем организме. Исследования на животных, молекулярный анализ взаимодействий генома и окружающей среды, модулирующих старение, помогут определить цели лекарственной терапии с целью увеличения долголетия.