Старение и продолжительность жизни

Рисунок А.Проскурина

К числу наиболее значимых явлений в индивидуальном развитии современного человека относится увеличение средней продолжительности жизни. С ним связано изменение возрастного состава популяций, которое выражается в прогрессивном возрастании числа людей пожилого и старческого возраста. Показатель уровня «демографической старости», т.е. доля лиц старше 60 лет, почти во всех экономически развитых странах превышает ныне 12%. Этот феномен очень важен и интересен с биологической, медицинской и социально-экономической точек зрения. Изучение процессов старения является одной из задач геронтологии, науки, изучающей природу самой продолжительности жизни.

Старение – это универсальный и закономерный биологический процесс, характеризующийся постепенностью, неодновременностью и необратимостью, ведущий к снижению адаптационных возможностей и жизнеспособности индивида и, в конечном итоге, определяющий продолжительность его жизни.

Проявления старения многообразны и затрагивают все уровни организации – от молекулярного до систем саморегуляции организма. К числу его внешних проявлений относятся уменьшение роста, изменение формы и состава тела, сглаживание контуров, перераспределение жира, снижение амплитуды движений грудной клетки, уменьшение размеров лица в связи с потерей зубов и редукцией альвеолярных отростков челюстей, увеличение объема мозговой части черепа, ширины носа и рта, утончение губ, разнообразные изменения эктодермальных органов (уменьшение количества сальных желез, толщины эпидермиса и сосочкового слоя кожи, поседение) и др.

Изменения в нервной системе с возрастом затрагивают как структурные (уменьшение массы мозга, величины и плотности нейронов и т.п.), так и функциональные параметры (снижение активности нервных клеток, изменения в электроэнцефалограмме, и т.д.). Для стареющих людей характерны уменьшение остроты зрения и аккомодационной способности глаза, ухудшение слуха, возможно, также вкусовой и некоторых видов кожной чувствительности. Изменяются масса тела, снижается активность ряда эндокринных желез, например, щитовидной и половых. Снижается интенсивность биосинтеза белков, повышается содержание жира в различных тканях и в крови, изменяется соотношение липидных фракций, снижается толерантность к углеводам и инсулиновой регуляции углеводного обмена. Значительные изменения наблюдаются в структурных и функциональных характеристиках таких систем организма, как пищеварительная, дыхательная, выделительная, сердечно-сосудистая, иммунная.

Однако процесс старения подвежен контролю со стороны адаптационных регуляторных систем. В ходе его протекают не только процессы деградации и снижения функций отдельных клеток и организма в целом, но и мобилизуются важные приспособительные механизмы, т.е. развертываются компенсаторно-старческие процессы – витаукт. Так, снижение уровня секреции некоторых гормонов компенсируется повышением чувствительности клеток к их действию; при гибели одних клеток другие начинают функционировать более активно и т.п.

Как и процессы роста, будучи одной из стадий развития, старение протекает гетерохронно. Так, атрофия органа иммунологической защиты организма – тимуса – начинается в 13–15 лет, а гонад у женщин – в 48–52 года. В костной системе отдельные сдвиги могут проявляться очень рано, но развиваться медленно, тогда как в нервной системе изменения могут долго оставаться незамеченными, но затем развиваются очень быстро. Нужно, следовательно, разграничивать старение как длительный гетерохронный процесс и старость как его заключительную фазу, характер и время наступления которой определяется многими причинами.

Для определения биологического возраста могут быть использованы различные морфологические, физиолого-биохимические, иммунологические и другие показатели, отражающие состояние здоровья, возможности адаптации, общую и профессиональную работоспособность. Для определения биологического возраста в период старения может быть использован микроэлектрофорез: отношение числа электроотрицательных клеточных ядер эпителия к электронейтральным снижается примерно в 8 раз к 80–85 годам по сравнению с 20–29 годами.

Старение и длительность жизни зависят от воздействия многих экзо- и эндогенных факторов. При межвидовых сопоставлениях продолжительность жизни оказалась положительно связанной с массой тела и мозга, коэффициентом церебрализации, величиной поверхности коры мозга, массой надпочечников, возрастом полового созревания, длительностью зрелого периода. Отрицательная корреляция наблюдалась с интенсивностью метаболизма, частотой хромосомных аберраций, содержанием свободных радикалов в тканях, скоростью перекисного окисления липидов. Таким образом, обнаруживается прямая связь между видовой продолжительностью жизни и мощностью систем жизнеобеспечения.

Не существует однозначного определения видовой продолжительности жизни. Условно под ней понимается тот возраст, до которого потенциально могут дожить примерно 80% представителей вида. Однако это не какой-то один возраст, а диапазон значений нормальной продолжительности жизни с ее крайними вариантами – скоротечностью и долгожительством.

Французский натуралист XVIII в. Ж.Бюффон считал, что продолжительность жизни должна примерно в 6–7 раз превышать длительность ростового периода, что для человека составляет 90–100 лет. В этот интервал укладывается значительная часть приводимых разными авторами оценок. При всей относительности оценок этот срок, видимо, близок к границе долголетия. Максимальная продолжительность жизни человека составляет, возможно, около 130 лет.

Индивидуальная продолжительность жизни может зависеть от конкретного генотипа. Генеалогическим методом обнаружена небольшая положительная корреляция между длительностью жизни родителей и потомков. Она наибольшая, когда оба родителя – долгожители.

Влияние половых различий на длительность жизни может определяться генетическим фактором. Более высокая надежность работы генетического аппарата у женских индивидуумов должна соответствовать большей продолжительности жизни. Однако это предположение подтверждается не для всех видов животных. С другой стороны, в соответствии с гипотезой о мужской части популяции как ее эволюционном авангарде тенденция к удлинению жизни должна быть лучше выражена у мужчин. Эта точка зрения подкрепляется фактами существования чемпионов-долгожителей, которые чаще встречаются среди мужчин.

Особый интерес для изучения проблемы старения и продолжительности жизни представляет разностороннее изучение долгожителей как людей с оптимальным состоянием важнейших физиологических функций. Долгожительскими считаются популяции, в которых отношение числа лиц старше 90 лет к числу людей старше 60 лет составляет 50–60%. Основными центрами долгожительства на территории бывшего СССР являются Северный Кавказ и Закавказье, Якутия.

Комплексное изучение групп долгожителей в Абхазии, осуществленное в совместных советско-американских исследованиях, показало, что биологический статус представителей долгожительских популяций характеризуется некоторыми особенностями: замедленными (примерно на 1,5 года) темпами соматического и полового развития и скелетного созревания, меньшей интенсивностью возрастных негативных изменений скелета, пониженным уровнем обменных процессов в периоде зрелости и др. В женской части долгожительских популяций преобладает «средний вариант» соматического развития.

Огромное значение в определении длительности жизни человека, особенно максимальной, имеют психологическая, медицинская, экономическая, экологическая сферы. Ионизирующая радиация, химические мутагены и другие повреждающие факторы приводят к снижению продолжительности жизни. В ускорении старения немаловажную роль играет стресс.

Индивидуальная продолжительность жизни является результатом взаимодействия множества факторов. Вероятно, свойственная современному человеку длительность жизни потенциально была достигнута уже в верхнем палеолите, однако в эту эпоху и даже много позже еще отсутствовали условия, необходимые для ее реализации. В среднем и верхнем палеолите, мезолите и неолите возрастной рубеж в 50 лет переходило, видимо, не более 4,5% населения. В эпоху позднего железа (раннеримское время) старческого возраста достигало 10–11% населения.

Множественность факторов и проявлений процесса старения обусловила существование большого числа гипотез о его природе и причинах. Можно выделить две основные группы концепций.

К первой группе относятся представления, группирующиеся вокруг общемолекулярной теории ошибок, рассматривающей процесс старения как результат накопления в организме поврежденных молекул, происходящий случайно. С возрастом доля «поврежденной биомассы» непрерывно нарастает, что приводит к снижению функциональных возможностей организма, и тем больше, чем интенсивнее обмен. Другая группа гипотез определяет старение как закономерный, в значительной степени генетически запрограммированный процесс, логическое следствие дифференцированного роста и созревания.

Было бы неверно противопоставлять эти две позиции: представление о старении как следствии развития и клеточной дифференцировки не только не исключает, но, напротив, предполагает возможность влияние разнообразных случайных молекулярных повреждений, которые, накапливаясь, будут порождать дальнейшие ошибки. Вообще, большая часть существующих гипотез о механизмах старения объясняет их первичными изменениями генетического аппарата клетки, будь то запрограммированный процесс снижения активности генома или накопление ошибок в системе хранения и передачи наследственной информации.

Из числа концепций, рассматривающих процессы старения на организменном уровне, следует упомянуть гипотезы о ведущей роли нейроэндокринной системы, например гипотезу «гипоталамических часов», объясняющую старение первичными изменениями в гипоталамусе.

Комплексный подход к проблеме старения предложен в адаптационно-регуляторной теории. В ней ведущая роль в механизмах старения на уровне целостного организма отводится нейрогуморальной регуляции. На молекулярном уровне основное значение имеют изменения в работе регуляторных генов как активной и подвижной части генетического аппарата.

Согласно предположению Р.Катлера, свойственное человеку, как и многим видам животных вообще (например, хищным, копытным, приматам), эволюционное возрастание продолжительности жизни, обусловлено несколькими параллельно работающими механизмами: снижением скорости всех процессов старения; повышенем эффективности защитных и репаративных процессов и замедлением развития. При этом на молекулярном уровне главным ключевым механизмом, по-видимому, являются нарушения в работе регуляторных генов.

Таким образом старение – это результат естественного отбора, сдвигающего все неблагоприятные генетические эффекты к возрасту, до которого доживают лишь немногие особи. По расчетам Катлера, максимальная длительность жизни человека за последние 100 тыс. лет его существования возросла в среднем на 14 лет, а скорость старения снизилась на 20%.

В современную эпоху наибольшее значение приобретает проблема «отодвигания» развития основных заболеваний, влияющих на старение и длительность жизни, замедление процессов биологической, психологической и социальной инволюции, т.е. продление активного долголетия.