Читать книгу: «Реальные и перспективные способы увеличения продолжительности жизни человека. Преодоление старения и сохранение молодости», страница 3
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
Сахарный диабет – группа эндокринных заболеваний, обусловленных нарушением усвоения глюкозы и развивающихся из-за недостаточности гормона инсулина, а также характеризующиеся стойким увеличением содержания глюкозы в крови. Диабет может быть у молодых людей, но намного чаще он встречается у пожилых.
Различают два типа диабета – первого и второго типа.
При первом типе сокращен синтез инсулина в поджелудочной железе бета клетками. Для компенсации недостатка этого гормона больным необходимо постоянно ежесуточно производить уколы инсулина. Это послужило поводом для названия шприцев с тонкой иглой, применяемых для инъекций – инсулиновыми.
При втором типе диабета инсулин в поджелудочной железе вырабатывается, но он не воспринимается клетками и в результате увеличивается концентрация глюкозы в крови и нарушается обмен углеводов.
Чаще с возрастом люди заболевают именно этим диабетом второго типа, причем, как правило, пожилые люди с излишним весом тела. Диабетом первого типа чаще страдают люди с нормальным или пониженным весом.
Поставить диагноз – диабет второго типа – порой бывает сложно, так как нередко симптомы его слабо выражены и схожи с обычными изменениями, происходящими у человека в старости. Поэтому пожилым людям рекомендуется периодически сдавать анализы крови на содержание сахара.
СЛАБОСТЬ МОЧЕВОГО ПУЗЫРЯ
У многих людей в старости может проявляться это заболевание. Недуг может вызываться увеличением простаты у мужчин, а у женщин за счет опущения женских половых органов. Причиной может быть также дисфункция почек.
РАК (ОНКОЛОГИЯ)
Смертность от рака занимает второе место после сердечно-сосудистых заболеваний и колеблется от 15 до 20% и достигает даже 30%, в зависимости от стран или регионов внутри стран. При этом с увеличением продолжительности жизни и улучшении методов лечения сердечно-сосудистых заболеваний, доля его в структуре смертности возрастает и будет возрастать, что уже видно на примере России и развитых стран (Табл. 2). Из таблицы видно, что доля смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в России уверенно снижается (с 56,0% в 2003 г. до 46,3% в 2018 г.), а от онкологических заболеваний возрастает (с 13,0% в 2003 г. до 15,9% в 2018 г.). Это связано с тем, что частота заболеваемости раком увеличивается с возрастом, а в настоящее время продолжительность жизни людей возрастает. Т.е. все большее число людей доживает до того момента, когда риск заболеть раком становится очень высоким.
В свою очередь, увеличение риска заболеть раком может быть связано с ослаблением иммунитета. Хорошей иллюстрацией служит заболеваемость раком у мышей. Они гибнут в старости в основном от раковых опухолей, т.к. в этот период иммунитет мышей не может подавлять чужеродные раковые клетки в организме (Sagiv-Barfi et al., 2018).
Рак – одна из самых страшных болезней современного мира. Так в чем ее причина, почему рак поражает вполне, казалось бы, здоровых людей, причем и молодых, и пожилых?
К сожалению, сегодня ученые не понимают до конца механизм превращения здоровых клеток в раковые. По-видимому, он связан с надежностью системы функционирования клеток. На это указывает тот факт, что клетки, растущие вне организма в культуре (in vitro), полученные от грызунов, например, мышиные или хомячковые, могут случайно преобразовываться в раковые, точнее в так называемые трансформированные клетки (с неограниченным потенциалом деления). Пример такой линии – трансформированные клетки китайского хомячка, полученные в результате спонтанной трансформации кожных фибробластов яичников животного.
А вот человеческие кожные фибробласты в культуре не трансформируются в раковые самостоятельно и случайно. Значит, у них более надежная система клеточного деления, которая сама не ломается. Чтобы клетки человека превратились в раковые, необходимо некое внешнее воздействие, например, заражение вирусом SV40.
В обычной жизни для возникновения рака кожи у человека также чаще всего требуется какое-то внешнее канцерогенное воздействие. Например, еще более 200 лет назад был обнаружен рак у трубочистов в Англии и выяснилось, что его причиной была сажа, которая попадала на кожу трубочиста при прочистке дымоходов. Такой работой занимались худощавые мальчики 6—8 лет, которые могли пролезать в узкие трубы. При чистке труб сажа постоянна попадала на одежду и при движении постоянно втиралась в кожу. Потом мальчик-трубочист подрастал, становился более крупным, уже не мог пролезать в дымоходы и прекращал заниматься этой работой, а через 10—15 лет такой бывший трубочист часто заболевал раком кожи. Английский врач Персифаль Поттер впервые опубликовал работу, в которой показал связь заболеваемости раком с действием определенных веществ, показал он и то, что рак возникает не сразу, а по прошествии какого-то периода времени. Позже выявили основное действующее вещество, вызывающее такой рак, им оказался бенз (а) пирен, содержащийся в дегте и саже (Кобляков, 1989). Такое же вещество, оказывается, содержится в выбросах вулканов – оно могло вызывать рак у животных и человека в древние времена, до индустриальной эпохи.
Характеристика раковых клеток
Раковые клетки имеют несколько основных отличий от нормальных. Прежде всего, это отсутствие «тормозов», т.е. раковая клетка не подчиняется сигналам соседних нормальных клеток организма, которые «говорят», что делиться не надо, однако раковая клетка игнорирует эти сигналы и делится непрерывно, если к ней поступают необходимые питательные вещества и есть пространство для размножения. Свойство прекращения деления клеток при соприкосновении клеток друг с другом или с клетками другого типа называется контактном торможением. У раковых клеток контактное торможение отсутствует. Затем, наследуемость – перенос свойства онкопотенции от одной клетки к дочерней после деления, т.е из одной раковой клетки после деления получаются две раковые клетки, после деления этих двух клеток, образуются уже четыре раковые клетки и т. д. Другое основное свойство – злокачественность, – способность больных клеток переноситься с током крови из одного места организма в другое, оседать там и образовывать метастазы – точки роста новых опухолей. Также имеется другое существенное свойство раковых клеток – способность к неограниченному числу делений. Это хорошо видно на примере роста клеток в искусственных условиях в так называемых флаконах Карреля. Впервые клетки животных вне организма научился выращивать ученый Алекс Каррель в начале 20 века. Именно по его имени и стали называть культуральные флаконы. Флакон представляет собой плоский стеклянный сосуд, который кладется широким боком горизонтально. Со стороны одного бока у флакона имеется узкое изогнутое вверх горлышко, которое может герметично закрываться (Рис. 3а). В него заливается ростовая среда, представляющая собой раствор различных аминокислот и микроэлементов, к которому добавляется еще 10—20% сыворотки крови животных для поддержания роста клеток. Ранее флаконы изготавливались из стекла, а позже стали делать из пластмассы (Рис. 3б). Клетки помещают во флакон, они прикрепляются к его дну и начинают делиться. Нормальные, не раковые клетки могут поделиться в таких флаконах определенное число раз, а потом прекращают деление. В то же время раковые клетки способны делиться неограниченно.
Также раковые клетки могут делиться при меньших концентрациях сыворотки, чем нормальные.
Еще одним свойством опухоли является ее изменчивость. В процессе роста образуются клоны клеток, которые отличаются между собой некоторыми характеристиками.
ТЕОРИИ СТАРЕНИЯ
В литературе можно найти довольно много определений старения и теорий старения. Следует заметить, что пока теория не доказана, ее правильней называть гипотезой, однако в литературе чаще встречается такое название, как «теория старения», поэтому в дальнейшем мы будем придерживаться этого словосочетания, имея в виду, приведенное выше замечание.
Все теории старения условно можно разделить на две группы. К одной группе относятся теории, в основе которых лежит запрограммированность процесса старения, а к другой – теории на основе стохастических событий. Однако более правильно было бы говорить о том, что программируется только рост организма до его окончания, а после его завершения начинают работать механизмы надежности системы и скорости обмена веществ. Т.е. чем надежнее и совершеннее сформирован организм и чем медленнее обмен веществ, тем дольше он может прожить. Это подтверждается тем, что животные одного размера даже в пределах одного вида имеют разную продолжительность жизни. Например, некоторые птицы, имеющие примерно одинаковый вес (попугай Жако весом 90 гр. и Розовый скворец весом 71 гр.), имеют сильно отличающиеся значения продолжительности жизни: попугай живет 49 лет, а скворец только 11 лет (Прохоров, 2002б). Похожие примеры можно найти среди млекопитающих, земноводных, пресмыкающихся или рыб (Прохоров, 1999а,б; 2002б).
Перечислим основные подробно разработанные теории старения: теория накопления мутаций (Medawar, 1952), теория снижения жизнеспособности и повышения чувствительности к неблагоприятным воздействиям (Comfort, 1956; Strehler, 1962), теория накопления свободных радикалов (Harman, 1956), адаптационно-регуляторная теория (Фролькис, 1975), онтогенетическая модель (Дильман, 1986), теория накопления повреждений, зависимых от скорости метаболизма (Segal, 1988), иммунорегуляторная теория старения (Донцов и др., 2010), Общая системная теория старения (Донцов, 2017), симбиотическая теория старения (Згурский, 2012, 2017), а также другие теории старения (Дильман, 1987).
Рассмотрим кратко некоторые из наиболее характерных и известных теорий старения.
Теория накопления мутаций (Medawar, 1952) рассматривает старение как побочный продукт естественного отбора. Она предполагает, что с возрастом увеличивается частота мутаций, они закрепляются в генетическом аппарате и являются причиной старения.
Теория снижения жизнеспособности и повышения чувствительности к неблагоприятным воздействиям (Comfort, 1956; Strehler, 1962), – старение не предусмотрено прежним развитием организма и не определено эволюцией. Природа не сопровождает организм после окончания репродуктивного периода и поэтому при старении ослабевают защитные силы организма, проявляется активность вредных генов.
Теория накопления свободных радикалов (Harman, 1956; Harman, Eddy, 1979) подразумевает повреждение структур организма свободными радикалами, которые образуются в процессе жизнедеятельности. Они накапливаются с возрастом и потом отрицательно воздействуют на организм, вызывая его старение. Свободные радикалы представляют собой молекулы с активным центром, содержащим 1 или 2 неспаренных электрона, и способных повреждать сложные биологические молекулы – белки, липиды, нуклеиновые кислоты, а также мембраны, митохондрии. Накопление повреждений в клетках ведет к нарушению их работы, подавлению процесса клеточного дыхания и старению. Было сделано открытие, что организм обладает антиоксидантной защитой, которая блокирует активные формы кислорода, однако с возрастом она ослабляется и происходит усиление повреждающих эффектов свободных радикалов. По мнению Д. Хармана свободнорадикальные реакции могут вызывать рак, сердечные болезни, паралич, артрит, катаракту, болезнь Альцгеймера и др.
Адаптационно-регуляторная теория (Фролькис, 1975) объясняет механизмы возрастных изменений, а также адаптационных, приспособительных возможностей организма. Регуляторная часть теории объясняет наступающие при старении сдвиги на основе механизмов саморегуляции обмена и функций, исходя из системного принципа, с учетом изменений, возникающих в восприятии и передачи информации в центрах и объектах регуляции, на этапах прямой и обратной связи. В соответствии с теорией в ходе эволюции наряду со старением возник также процесс, противостоящий старению, который назвали витауктом (от лат. vita – жизнь, auctum – увеличивать). Он стабилизирует жизнедеятельность организма, повышает его адаптационные возможности.
Онтогенетическая модель старения и теория больших биологических часов (Дильман, 1986) говорит о том, что возникновение главных болезней старения обусловлено внутренними механизмами, – это результат естественного процесса развития организма. С точки зрения В. М. Дильмана старение является болезнью не только по существу, но и по определению понятия «болезнь». Болезнью можно назвать любое стойкое нарушение гомеостаза, любой патофизиологический процесс, увеличивающий вероятность смерти. Старение прогрессивно увеличивает риск смерти от нормальных болезней, в основе которых лежит нарушение гомеостаза. Например, в возрасте от 25 до 55 лет люди практически здоровы, но за этот же период времени частота смерти от атеросклероза сосудов увеличивается примерно в 100 раз. По теории имеется комплекс из 10 болезней, которые можно рассматривать как главные болезни старения и 85 людей из 100 гибнут от этих заболеваний. Это болезни сердечно-сосудистой системы, рак, ожирение, сахарный диабет, гипертония, метаболическая иммунодепрессия, гиперадаптоз, климакс, психическая депрессия. Причем, эти болезни связаны между собой и могут проявляться одновременно. Существует своеобразный календарь, отражающий суммарные изменения в течение жизни человека. Этот календарь предлагается назвать Большими биологическими часами. Они измеряют ритм работы главных гомеостатических систем организма и их механизм «встроен» в гипоталамус. Можно представить ситуацию, при которой ход Биологических часов будет замедлен и соответственно замедлится процесс старения.
Теория накопления повреждений, зависимых от скорости метаболизма (Segal, 1988). По этой теории старение – это нерегулируемый процесс. Этот взгляд на старение проистекает прежде всего из наблюдения, что все известные регулируемые системы подвержены аберрации. В пределах одного и того же вида причины смерти особи варьируют в широких пределах, что опять-таки свидетельствует о нарушении регуляторного механизма. Эта теория основана на том, что с возрастом происходит прогрессивное накопление метаболических нарушений, которые постепенно повреждают биологические системы и, следовательно, вызывают смерть животных.
Иммунорегуляторная теория старения (Донцов, 1990; Донцов и др., 2010). Отечественными учеными было показано, что особая популяция лимфоцитов регулирует не иммунный ответ, а клеточный рост вообще. В. И. Донцовым была предложена теория регуляторного старения, которая связывает процесс возрастного иммунодефицита с возрастным снижением скорости клеточного роста и деления клеток. В таком случае, иммуностимуляторы могут снижать биологический возраст и регрессировать симптомы старения, что и было подтверждено патентами на изобретение. Иммуномодулятор «Трансфер фактор» обращал многие возрастные процессы у мышей и снижал биологический возраст у человека (Донцов и др., 2010; Чижов и др., 2014).
Общая системная теория старения (Донцов, 1990; Донцов и др., 2017) позволяет перейти от частных и феноменологических представлений к общей модели старения, связывающей его фундаментальную причину – рост энтропии в неполностью открытых системах с иерархически организованной биосистемой взаимосвязанных главных механизмов старения и частных его проявлениях.
Общая причина проявляется в 3-х главных направлениях – путях, типах или генеральных механизмах старения:
– вероятностные процессы вызывают гибель необновляемых элементов организма (нервные клетки, альвеолы, нефроны, зубы и пр.);
– обновляющиеся ткани (кожа, слизистая, паренхиматозные органы) снижают свою скорость самообновления за счет снижения факторов роста в крови, т.е. их старение носит регуляторный характер;
– со временем во всех тканях накапливаются внешние и внутренние «загрязнители», т.к. вывести их все принципиально невозможно.
Соответственно, можно влиять на старение на самом высоком структурном уровне его глобальных путей развития:
– пересадкой органов, протезированием и восстановлением способности к регенерации для тех клеток и органов, для которых ее нет (как это имеет место у гидры, которая не стареет, т.к. у нее обновляются все органы, ткани и клетки);
– введением факторов роста или иных факторов, стимулирующих рост самообновляющихся тканей (например иммуностимуляторы, стволовые клетки, активация регуляторных клеток мозга);
– методами детоксикации (например, центрофеноксин убирает из нервных клеток липофусцин, который с возрастом занимает до 80% объема клеток, сам не будучи активным, тем самым центрофенксин стимулирует память).
Все эти глобальные пути развития старения в зависимости от условий конкретных тканей, проявляются многими конкретными механизмами. Именно среди таких частных механизмов часто и ищут причину старения, не понимая, что это лишь проявления старения. Это привело к созданию в настоящее время до 300 «теорий старения», которые на деле не дали никаких практических результатов, т.к. влияют в лучшем случае на один-два частных проявления старения.
Однако, врачам хорошо известно, что частные механизмы любых патологий на самом деле группируются в небольшое число т.н. «типичных патологических процессов» и синдромов, и старение в этом плане не исключение. Такие синдромы, как ишемия тканей с их дистрофией и склерозом, иммунодефицит, снижение адаптации и др. характерны как для старения, так и для любых заболеваний, в т.ч. для т.н. возрастных болезней. Интересно, что длительное лечение и профилактика возрастных заболеваний должно снижать скорость старения, т.к. действует и на синдромы самого старения. Действительно, начиная с середины ХХ века скорость старения для большинства развитых стран постоянно снижается. Таким образом, в настоящее время уже имеются группы средств, которые влияют на важные механизмы старения (анти-ишемические, цитопротективные, стимуляторы стволовых клеток, иммуномодуляторы и пр.).
Симбиотическая теория старения (Згурский, 2012, 2017) основана на том факте, что сосуществование (симбиоз) живых организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, очень широко распространено в живой природе. Сама эукориотическая клетка также находится в симбиозе с митохондрией. Отсюда процесс старения клетки-симбионта рассматривается как связанное с половым размножением нарушение внутриклеточного симбиоза между митохондриями и ядром. Старение клеток в организме индуцируется ухудшением окружающей клетку среды в период полового созревания и протекает в форме внутриклеточного стресса. Митохондрии и ядра половых и соматических клеток реализуют различные стратегии выхода из нарушенного симбиоза, что, в конечном счете, и приводит многоклеточный организм в состояние нежизнеспособности.
Мэрион Лэмб (Лэмб, 1980), делая заключение по анализу понятий «старение», пишет, что старение – это фундаментальное свойство, внутренне присущее живым организмам.
В процессе нашей работы мы сформулировали следующее определение старения: это физиологический процесс, происходящий в организме после завершения его формирования. В результате этого процесса самопроизвольно (независимо от внешней среды – эндогенно) ослабляются жизненные функции организма, ухудшается состав и структура тела, разрушаются органы, увеличивается вероятность возникновения различных заболеваний, что в конечном итоге приводит к увеличению вероятности гибели организма и прекращению его функционирования.
Однако мало описать старение и дать его определение. Понимание старения нужно для того, чтобы на этой основе разработать способы борьбы с ним и затем увеличить продолжительность жизни человека.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ И КАЛЕНДАРНЫЙ ВОЗРАСТ ЧЕЛОВЕКА
Календарный возраст – это время прошедшее после рождения, которое указывается в паспорте. Биологический возраст характеризует состояние организма по отношению к среднему состоянию людей в данный календарный возраст.
Обычно говорят: этот человек выглядит моложе своих лет, или: этот человек выглядит старше своих лет.
Это можно перевести на научный язык таким образом: биологический возраст данного человека меньше календарного, а во втором случае – биологический возраст человека больше, чем его календарный возраст.
Состояние человека и, соответственно, его биологический возраст можно оценить по нескольким параметрам организма.
Для начала выбирается какой-то конкретный календарный возраст и на большом количестве людей этого же возраста оцениваются некие выбранные параметры и устанавливается средний показатель каждого параметра этих людей. После чего выбранные параметры фиксируются и принимают, что значения данных параметров имеют как бы равное значение для календарного и такого же биологического возраста. Затем эти параметры рассматриваются в совокупности и по разработанным формулам определяется биологический возраст (можно назвать его средним или эталонным биологическим возрастом), соответствующий данному календарному возрасту.
После этого уже можно оценивать биологический возраст конкретного человека по отношению к принятому эталонному биологическому возрасту, совпадающему с данным календарным возрастом с принятыми усредненными параметрами.
Такие расчеты усредненного биологического возраста можно провести для любого календарного возраста, получив средние значения каждого измеряемого параметра, соответствующего каждому календарному году.
Перейдем к рассмотрению измеряемых параметров. В зависимости от того, какая группа ученых или врачей в какой-нибудь стране или даже в разных регионах страны измеряют биологический возраст, они могут выбирать свои удобные для них параметры, которые они в состоянии измерить.
Прежде всего, остановимся на тесте, разработанном в 1984 г. В. П. Войтенко с соавторами в Киевском Институте Геронтологии АМН СССР (Войтенко и др., 1984).
Формулы для определения биологического возраста следующие:
БВ мужчин= 26,985 +0,215 х АДС – 0,149 х ЗДВ – 0,151 х СБ +0,723 х СОЗ
БВженщин = – 1,463 +0,415 х АДП – 0,141 х СБ +0,248 х МТ +0,694 х СОЗ
АДС – артериальное давление систолическое (верхнее) в мм рт. ст. Для точности показателя давление следует измерять на правой руке, в положении сидя и трижды с интервалом в 5 минут. Подставлять в формулу следует результат того измерения, при котором давление имело наименьшую величину.
АДП – артериальное давление пульсовое в мм рт. ст. Рассчитывается как разница между давлением систолическим (верхним) и диастолическим (нижним).
ЗДВ – продолжительность задержки дыхания после глубокого вдоха. Измерять трижды в секундах, с интервалом в 5 минут с помощью секундомера. Учитывать наибольшую величину.
МТ – масса тела в килограммах. В легкой одежде, без обуви, натощак.
СБ – статическая балансировка. Определяется в секундах при стоянии испытуемого на левой ноге, пока правой ногой не коснется пола. Стоять без обуви, глаза закрыты, руки опущены вдоль туловища. Измеряется трижды с помощью секундомера с интервалом в 5 минут. Учитывается наилучший результат.
СОЗ – субъективная оценка здоровья. Определяется с помощью следующей анкеты (ответы на 28 вопросов должны звучать либо «да» либо «нет»):
1. Беспокоят ли вас головные боли?
2. Можно ли сказать, что вы легко просыпаетесь от любого шума?
3. Беспокоят ли вас боли в области сердца?
4. Считаете ли вы, что в последние годы у вас ухудшилось зрение?
5. Считаете ли вы, что в последние годы у вас ухудшился слух?
6. Стараетесь ли вы пить только кипяченую воду?
7. Уступают ли вам место в городском транспорте?
8. Беспокоят ли вас боли в суставах?
9. Бываете ли вы на пляже?
10.Влияет ли на ваше самочувствие перемена погоды?
11.Бывают ли у вас такие периоды, когда из-за волнения вы теряете сон?
12.Беспокоят ли вас запоры?
13.Считаете ли вы, что сейчас так же работоспособны, как прежде?
14. Беспокоят ли вас боли в области печени?
15. Бывают ли у вас головокружения?
16. Считаете ли вы, что сосредоточиться сейчас вам стало труднее, чем в последние годы?
17. Беспокоит ли вас ослабление памяти, забывчивость?
18. Ощущаете ли вы в разных частях тела жжение, покалывание, ползанье «мурашек»?
19. Бывают ли у вас такие периоды, когда вы чувствуете себя радостно возбужденным, счастливым?
20. Беспокоят ли вас звон или шум в ушах?
21. Держите ли вы для себя в домашней аптечке один из следующих медикаментов: валидол, нитроглицерин, сердечные капли?
22. Бывают ли у вас отеки на ногах?
23. Приходится ли вам отказываться от некоторых блюд?
24. Бывает ли у вас одышка при быстрой ходьбе?
25. Беспокоят ли вас боли в области поясницы?
26. Приходится ли вам в лечебных целях принимать какую-либо минеральную воду?
27. Беспокоит ли вас неприятный вкус во рту?
28. Можно ли сказать, что вы стали легко плакать?
29. Как вы оцениваете свое здоровье? (хорошее, удовлетворительное, плохое, очень плохое).
Подсчитываем результаты:
Неблагоприятными считаются ответы «Да» на вопросы №№1—8, 10—12, 14—18, 20—28 и ответы «Нет» на вопросы №№9, 13, 19. На вопрос №29 неблагоприятным считается один из двух последних вариантов ответа. Итак, подсчитываем общее число неблагоприятных ответов (оно может колебаться от 0 до 29), подставляем данные в формулу.
Имеются также другие способы определения биологического возраста, которые являются разновидностью описанного (Донцов и др., 2010).
Имеются уже готовые компьютерные программы, которые могут быстро рассчитать биологический возраст, достаточно ввести необходимые данные человека (Кауров, 2010).
В последнее время ученые используют какой-нибудь один параметр для оценки биологического возраста, например, длину теломер, метилирование ДНК или содержание воды в клетках. При этом, точность метода может быть довольно высокой, например, на основе метилирования ДНК она составляет ± 5 лет.
Недостатком этих способов является большая стоимость проведения анализа.
Есть также программа в интернете, определяющая биологический возраст по фотографии. Недостаток ее в том, что плохо учитывается цвет волос. Например, светлый цвет волос (блондин или блондинка) воспринимается программой как седые волосы и автоматически увеличивает биологический возраст на десятки лет, выдавая итоговое неверное значение.
