Книга: Биологические основы старения и долголетия

Глава V Старение и связанные с ним болезни

<<< Назад Биохимические системы обезвреживания токсических мутагенных и канцерогенных веществ

Вперед >>> Глава VI Зависимость продолжительности жизни от генетических факторов

Глава V

Старение и связанные с ним болезни

Установлено, что вероятность развития таких наиболее распространенных заболеваний, как атеросклероз и ряд других сердечно-сосудистых или большинство раковых, неуклонно возрастает по мере увеличения возраста человека. Вследствие такой, можно сказать, трагической закономерности сохраняется ситуация, которую известный отечественный физиолог Г. Н. Кассиль в своей вышедшей в 1978 году книге "Внутренняя среда организма" охарактеризовал следующими словами: "Преждевременная старость сводит в могилу еще способных жить и творить людей. Люди живут гораздо меньше, чем должны были бы жить… Нормальная смерть или смерть от истинной старости встречается редко, не чаще, чем одна на 100 тысяч".

Однако известно и то, что в последние десятилетия в индустриально развитых странах значительно возросла средняя продолжительность жизни человека. Этого удалось достичь благодаря успехам медицины в лечении и профилактике инфекционных болезней. Поэтому сегодня на первый план выступает борьба с сердечно-сосудистыми и раковыми заболеваниями, являющимися основной причиной гибели большинства людей задолго до того, как "истечет" их век. Так, например, в США из всех погибших в течение года взрослых людей 90 % умирают от этих заболеваний.

Вместе с тем ряд зарубежных геронтологов утверждают, что излечение от сердечно-сосудистых заболеваний увеличит среднюю продолжительность жизни современных людей на 7 лет, а излечение от раковых и вовсе лишь на 1–3 года. С нашей точки зрения, это упрощенный подход к серьезной проблеме. В нем не учтено, например, что хронические заболевания протекают длительно, способствуя развитию других патологических процессов и одряхлению организма. Это относится, в частности, и к атеросклерозу: он не только является одной из причин смертности, диагностируемых патологоанатомами, но и способствует нарушению функций различных органов, увеличивает уязвимость организма к другим, например инфекционным, заболеваниям. Таким образом, полный контроль за атеросклерозом (а не только устранение его как причины смерти) должен увеличить среднюю продолжительность жизни и задержать наступление старости на больший срок, чем это следует из приведенных выше результатов расчетного анализа причин смертности. С другой стороны, мы теперь понимаем, что торможение процесса старения клеток и межклеточного вещества — это в то же время и путь профилактики и атеросклероза, и рака, и многих других заболеваний.

В последние годы стало общепринятым представление о роли в опухолевом росте превращения определенных клеточных генов (протоонкогенов) в онкогены, которые кодируют белки, ответственные за злокачественную трансформацию. Говоря о роли нестабильности ДНК и о накоплении повреждений ДНК с возрастом как об одной из причин увеличения предрасположенности стареющего организма к раку, можно допустить, что критическое значение здесь имеет повреждение именно клеточных протоонкогенов. В результате такого повреждения протоонкогены мутируют, превращаясь в онкогены, и(или) активируются.

Последнее означает, что активность онкогенов больше активности протоонкогенов. Но эта активация не всегда обусловлена мутацией. Например, изменение характера метилирования ДНК (как правило, уменьшение ее) также может быть причиной активации генов. Но ведь при работе на поврежденной ДНК функция ДНК-метилазы, катализирующей процесс метилирования матрицы, нарушается. Следовательно, мы нашли еще одну причину, причем важнейшую (активация онкогенов вследствие накопления повреждений ДНК с возрастом) и, следовательно, конкретизировали наиболее вероятный молекулярный механизм учащения опухолевых заболеваний в процессе старения.

Далее возникает новый вопрос: нельзя ли подавить функцию онкогенов и тем самым уменьшить опасность одного из дамокловых мечей, висящих над людьми, пока кажущегося неизбежным учащения опухолевых заболеваний с возрастом? Если еще несколько лет назад эта проблема могла быть отнесена лишь к области фантастики, теперь уже просматривается несколько способов торможения онкогенов. Один из них — посредством активации антионкогенов — генов, тормозящих функцию онкогенов. Эта идея уже обсуждалась биологами, в частности, с участием Д. Уотсона (того самого, который открыл с Ф. Криком двойную спираль ДНК). В беседе с ним в Пущино летом 1985 года автор этих строк узнал, что в США к сходному предположению пришли другие исследователи и что изучение антионкогенов Д. Уотсон также считает очень перспективным в плане понимания механизмов рака.

Наверное, в этом эпизоде примечательно и то, что об этих механизмах, о перспективах их исследования говорилось как об актуальной уже не только медицинской, но и не в меньшей степени и биологической проблеме. Значение биологических подходов для понимания причин учащения опухолевых заболеваний с возрастом можно понять, продолжив рассмотрение положительных и отрицательных последствий активации защитных систем.

О сложном переплетении благотворных и опасных последствий от активации иммунологической системы свидетельствуют следующие факты, полученные в 1985 году группой исследователей Массачусетского главного госпиталя Гарвардской медицинской школы в Бостоне (США). Мышам вводили фагоциты человека, активированные для выработки активных форм кислорода. Примерно у каждой четвертой из опытных мышей наблюдали развитие злокачественной или доброкачественной опухоли. В контрольной группе животных, которым также вводили фагоциты человека, но такие, у которых не была индуцирована выработка активных форм кислорода, учащения развития опухолей не наблюдали.

Известно, что частички дыма, накапливаемые в легких курильщиков, активируют фагоциты. Кроме того, фагоциты удаляют отмирающие клетки в тканях, например в молочной железе женщин, где происходит интенсивное обновление клеток. Следовательно, во всех этих случаях активная "защитная работа" фагоцитов неизбежно сопровождается выделением ими активных форм (радикалов) кислорода. Весьма вероятно, что они, в свою очередь (см. главу III), активируют перекисное окисление липидов мембран здоровых клеток и вызывают повреждение их ДНК, что и увеличивает риск развития опухолевых заболеваний. Но не только их.

В 1985 году были опубликованы данные группы американских кардиологов, изучавших развитие экспериментального атеросклероза у обезьян под влиянием диеты с высоким содержанием жира, т. е. в условиях, моделирующих те, что способствуют развитию атеросклероза у человека. Исследователи установили: важной причиной развития этого заболевания является "прилипание" моноцитов к эндотелию артерий и затем превращение их в макрофагов, "пожирающих" капельки жира. Эти факты указывают на то, что в исследованных макрофагах также стимулировалась выработка активных форм кислорода, повреждающих внутреннюю стенку сосудов. А в местах повреждения затем и могли формироваться атеросклеротические бляшки. Следовательно, в этиопатогенезе атеросклероза может иметь значение "побочная" активность макрофагов. И чем больше эта активность, тем больше вероятность заболевания.

Как я уже подчеркивал, началом развития биологии старения и всей современной геронтологии можно считать работы основателя иммунологии И. И. Мечникова, который рассматривал два основных механизма старения: пожирание макрофагами "благородных" клеток органов и отравление клеток токсинами, вырабатываемыми бактериями, живущими в кишечнике каждого человека. Спустя почти сто лет, развивая концепцию И. И. Мечникова, мы приходим к заключению, что в действительности макрофаги сначала сами отравляют "благородные" клетки различных органов, а затем "пожирают" погибающие клетки.

Что касается, так сказать, классического "генетически предопределенного" ускоренного старения, то такое заболевание было описано в 1886 году Дж. Хатчинсоном и в 1904 году Х. Гилфордом. Последний назвал такое заболевание прогерией. У людей, страдающих этим заболеванием, уже в раннем детстве наблюдается облысение и поседение, сморщивание кожи, атеросклероз, разрастание соединительной ткани в мышце сердца, т. е. классические симптомы старения. Продолжительность жизни больных прогерией обычно меньше 16 лет.

Несколько иначе протекает преждевременное старение при синдроме Вернера. В этом случае рост организма прекращается в 12 лет, поседение и облысение наблюдаются в 20 лет и примерно в этом же возрасте развиваются такие "старческие" симптомы, как атеросклероз, катаракта, а у больных женщин рано наступает менопауза. Заболевание начинается в 15–30 лет, а средняя продолжительность жизни таких больных около 47 лет.

Специальные исследования показали, что способность к репарации ДНК клеток людей, страдающих синдромом преждевременного старения, ниже, чем клеток здоровых людей, хотя величина этого различия зависит от условий эксперимента и может быть очень небольшой.

В процессе старения резко учащается развитие не только опухолевых, сердечно-сосудистых или аутоиммунных заболеваний, но и, например, таких, как остеоартрит и катаракта. Опыты на лабораторных животных, а также результаты обследований людей, получивших рентгеновское облучение по медицинским показаниям, и данные других обследований свидетельствуют: развитие таких заболеваний у человека и других млекопитающих ускоряется под влиянием ионизирующей радиации. Причем есть основания полагать, что в этом случае деструктивные (патологические) процессы инициируются свободнорадикальными реакциями, в частности активными кислородными радикалами.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вот факты, которые тоже служат доказательством этого заключения, а также логически связанного с ним предположения о том, что нарушение репарации ДНК может быть причиной не только старения, но и развития болезней центральной нервной системы или отдельных симптомов ее дегенерации.

В последние годы была исследована способность к репарации ДНК фибробластов кожи и лимфоцитов периферической крови людей, страдающих болезнями, в патогенезе которых наследственные изменения имеют лишь косвенное значение. Точнее, такие изменения лишь предрасполагают к развитию этих болезней, но не являются их причиной. К числу таких болезней, кроме болезни Альцгеймера, можно отнести хорею Геттингтона, боковой амиотрофический склероз, болезнь Паркинсона.

Все эти заболевания составляют группу нейрологических, или нейродегенеративных, поскольку в их основе лежит разрушение нервных клеток и тканей центральной нервной системы. И еще одно свойство объединяет все эти болезни. Как правило, они развиваются у пожилых и старых людей. Есть также основания полагать, что дегенеративные изменения, наблюдаемые при этих болезнях, могут развиваться и при нормальном, физиологическом старении, но в более позднем возрасте. Следовательно, мы видим новое доказательство того, что снижение способности к репарации ДНК нарушает надежность существования клеток (особенно нервных) и ускоряет процесс старения организма в целом.

Одним из ранних симптомов у некоторых больных пигментной ксеродермой, при которой нарушена репарация ДНК, является развитие дегенеративных процессов в центральной нервной системе и обусловленное этими процессами нарушение ее функции. Признаки нейродегенерации у одних пациентов развиваются раньше, у других — позднее. Так вот, клетки, полученные из кожи 1-й группы, оказываются более чувствительны к летальному действию УФ-излучения по сравнению с аналогичными клетками больных 2-й группы. Но увеличение чувствительности к УФ-излучению клеток больных пигментной ксеродермой определяется тяжестью нарушения репарации ДНК. Следовательно, такое нарушение находится в прямой корреляции с тяжестью нейродегенеративных процессов.

Далее, клетки больных, страдающих другой наследственной болезнью — синдромом Кокейна с поражением нервной системы (демиелинизирующее заболевание), тоже обладают увеличенной чувствительностью к УФ-облучению. А клетки больных атаксией телангиэктазией, у которых также обнаруживают ранние симптомы нейродегенерации, обладают увеличенной чувствительностью к другому виду излучения, повреждающему ДНК, — рентгеновскому. Кроме того, к такому облучению высокочувствительны и клетки людей, страдающих следующими болезнями, при которых основные симптомы определяются дегенеративными процессами в центральной нервной системе: синдром Геттингтона, болезнь Паркинсона, атаксия Фридриха, боковой амиотрофический склероз и некоторые другие. Сходная закономерность просматривается и в отношении хронических мышечных заболеваний: мышечной дистрофии Душенна, при которой наблюдается мышечная дегенерация, и других синдромах.

Вероятно (хотя это пока не доказано), если не при всех, то по крайней мере при ряде этих заболеваний гибель клеток возбудимых тканей, в том числе клеток центральной нервной системы, определяется той же причиной, что и повышение их радиочувствительности, т. е. нарушением репарации ДНК и(или) усилением повреждения ДНК этих клеток такими генотоксическими агентами, как

, ОН·, Н₂О₂, перекиси липидов, которые имеют значение как в спонтанном, так и в радиационном повреждении ДНК.

Кстати, независимо от молекулярных механизмов увеличения радиочувствительности клеток рассматриваемых больных приведенная закономерность может стать основой для использования метода культивирования клеток и исследования их радиочувствительности с целью ранней диагностики дегенеративных процессов, особенно если они являются симптомом наследственного заболевания. Ведь определение радиочувствительности клеток крови или фибробластов кожи относительно простой, а главное — не приносящий пациенту какого-либо вреда прием.

Таким образом, совокупность всех рассмотренных нами фактов позволяет с большой вероятностью представить последовательность развития молекулярно-клеточных изменений при целом ряде болезней пожилого и преклонного возраста, при которых наблюдаются симптомы, в определенной степени (хотя и не полностью) аналогичные симптомам "нормального" старения. Естественно, получается, что молекулярно-клеточные механизмы развития таких болезней оказываются частично сходными и при сравнении их друг с другом. Если это так, то открывается новый подход для понимания и природы старения и патогенеза дегенеративных болезней пожилого возраста, а также для разработки новых, причем общих путей торможения этих процессов. Возвращаясь к наиболее распространенному и поэтому наиболее изученному из этого класса болезней, вспомним, что основной симптом болезни Альцгеймера, поражающий людей в пожилом и преклонном возрасте, — нарушение памяти (деменция), и этот симптом определяется утратой специфических нейронов. Но нарушение памяти и гибель нейронов происходят и в процессе нормального старения, а выше дегенеративные изменения при старении мы связали с повреждением структур клетки, прежде всего ее ДНК, которые приводят к нарушению всего белоксинтезирующего аппарата клетки. Теперь мы пришли к заключению, что сходные нарушения могут инициироваться в нервных клетках головного мозга при болезни Альцгеймера (как, возможно, и при других нейродегенеративных заболеваниях).

Когда мы говорили об изменении репарации ДНК, то отмечали, что речь идет о нарушении залечивания повреждений ДНК, вызванных рентгеновским излучением или химическими веществами. (Кстати, в опытах с культивируемыми клетками доноров, страдающих болезнью Альцгеймера, использовали алкилирующие вещества, обладающие сходным с ионизирующим излучением действием и потому называемые радиомиметиками.) Но ведь старение обусловлено повреждениями, возникающими спонтанно, а такие повреждения, возможно, репарируются иначе, чем радиационные. Однако проведенные нами широкие сравнительные исследования повреждений ДНК, возникающих спонтанно и под влиянием ионизирующего излучения в клетках человека и других млекопитающих, показывают, что многие из них сходны. О части из этих результатов было рассказано в III главе; там же было отмечено, что результаты исследований других авторов подтверждают это заключение.

Подсчитано, что среди спонтанных повреждений ДНК существенную часть составляют такие, которые возникают вследствие "ошибок" метилирования ДНК. А эти повреждения могут быть идентичны тем, которые вызываются алкилирующими химическими агентами. В частности, под влиянием этих агентов и спонтанно может происходить алкилирование гуанина по определенному кислородному атому гуанина ДНК. И в обоих случаях "последствия" от этого повреждения устраняются с помощью фермента, деметилирующего такой гуанин ДНК.

Нарушение репарации ДНК должно ускорять "естественный" процесс накопления повреждений ДНК с возрастом. Это должно приводить к нарушениям структуры и функций хроматина (его "уплотнение", гетерохроматизация), следствием которых может быть и нарушение синтеза белка, и дальнейшее нарушение способности к репарации ДНК, обнаруживаемые в процессе старения.

При болезни Альцгеймера в клетках головного мозга также наблюдается гетерохроматизация хроматина. А это должно уменьшать доступность ферментов к ДНК, а следовательно, и снижать две функциональные способности ДНК — синтез на ней РНК (транскрипцию) и залечивание повреждений ДНК (репарацию ДНК). Действительно снижение транскрипции можно считать одним из существенных молекулярных механизмов развития болезни Альцгеймера. Такое предположение подкрепляется и тем, что при этом заболевании в коре головного мозга общее содержание РНК, количество мРНК существенно снижены.

Уже имеется и прямое доказательство того, что повреждения ДНК и другие физико-химические изменения в нервных клетках приводят в конечном счете к нарушению синтеза белка при болезни Альцгеймера. Из полученных данных можно сделать даже количественную оценку! в мозге трупов людей, страдавших болезнью Альцгеймера (поздние стадии), синтез белка был снижен в среднем на 65 %.

В процессе старения в некоторых тканях наблюдается отложение амилоида. Термин "амилоид" — "подобный" крахмалу — употребляется для обозначения скоплений, образований, в состав которых входит также белок. Эти патологические образования определяют с помощью красителя конго красный. Окрашенный амилоид в поляризованном свете виден как зеленовато-желтое скопление. И таким образом его обнаруживают в мозге у большинства старых людей. У людей же, страдающих рядом хронических заболеваний, амилоид обнаруживают еще в печени, почках и в других органах. Однако при других известных болезнях его в тканях все-таки меньше, чем при болезни Альцгеймера.

Для этой болезни характерны и определенные способы отложения амилоида: внутри и снаружи кровеносных сосудов или в форме вещества, составляющего сенильную (т. е. "старческую") бляшку — один из основных симптомов, по которым идентифицируют болезнь Альцгеймера.

При этой болезни ранним выраженным симптомом является нарушение памяти. А в формировании и сохранении памяти существенное значение имеет гиппокамп. Не удивительно поэтому, что очень часто гиппокамп оказывается сильно пораженным. Наиболее часто сенильные бляшки обнаруживают не только в коре головного мозга, но и в гиппокампе. Количество бляшек находится в прямой корреляции с тяжестью болезни (степенью слабоумия), а располагаются они там, где локализуются аксоны и окончания нейронов. Наряду со сходством эти патологические изменения имеют и отличия от возрастных. Так, при сравнительном цитологическом исследовании области гиппокампа мозга группы больных и группы здоровых пожилых людей резкие нарушения клеточной архитектоники в области гиппокампа и близлежащих областей мозга обнаружены только при болезни Альцгеймера. Патологические изменения найдены как раз в тех клетках, которые образуют внутренние связи гиппокампа с корой, передним мозгом, таламусом и гипоталамусом. Именно эти структуры считаются ключевыми в формировании и хранении памяти.

Таким образом, мы еще раз приходим к заключению, которое в связи с его фундаментальностью нелишне повторить: наряду со сходством механизмов естественного старения с механизмами развития болезни Альцгеймера между ними есть и определенные различия.

В развитии болезни Альцгеймера существенное значение имеет недостаточность фермента, катализирующего синтез ацетилхолина из его предшественников холина и ацетил-кофермента А.

М. М. Месулам из медицинской школы Гарвардского университета и Дж. Койл из медицинской школы Университета Джона Гопкинса установили, что дегенерируют именно нервные окончания, выделяющие ацетилхолин, причем они принадлежат нейронам, тела которых находятся в базальной части переднего мозга. Твердо установлено, что "здоровые" холинергические окончания в гиппокампе — необходимое условие для нормального функционирования механизма памяти.

Следовательно, наблюдаемые при болезни Альцгеймера нарушения процессов памяти и передачи ацетилхолинзависимых нервных импульсов могут быть связаны.

Но и в процессе старения происходят сходные изменения. В частности, нарушается передача нервных импульсов вследствие изменения (см. главу IV) системы ферментов, участвующих в метаболизме ацетилхолина, нарушения рецепторного аппарата мембран клеток, воспринимающих ацетилхолин. Кроме того, в процессе старения, так же, как и при болезни Альцгеймера, может происходить гибель нервных окончаний или возникает недостаточность в факторах, необходимых для роста этих окончаний.

Отыскание общих механизмов старения и развития болезни Альцгеймера позволяет надеяться, что и общие подходы к профилактике обоих процессов будут найдены. Во всяком случае, в качестве новых направлений поиска средств профилактики и лечения начальных стадий болезни Альцгеймера могли бы быть полезны средства задержки старения. О таких средствах речь будет идти в следующих главах. Здесь лишь отметим, что уже известны вещества, задерживающие накопление пигментов старения в клетках мозга и даже вызывающие их "рассасывание". Такие вещества, вероятно, можно будет использовать и как средство профилактики и торможения ранних стадий развития болезни Альцгеймера (например центрофеноксид).

Все изложенное о роли в патогенезе этого заболевания активных форм кислорода, перекисей липидов и связанной с ними нестабильности ДНК позволяет полагать, что антиоксиданты и другие факторы, защищающие ДНК, белоксинтезирующий аппарат и мембраны клеток от разрушения и(или) увеличивающие эффективность их работы, также могут быть использованы для защиты людей не только от преждевременного старения, но и от болезни Альцгеймера. А уже намечающиеся подходы к лечению болезни Альцгеймера можно экстраполировать (или проецировать) при разработке стратегии поиска средств, "смягчающих" симптомы старения центральной нервной системы или задерживающих их развитие. С помощью определенных препаратов (диетического холина в сочетании со стимуляторами метаболиза в нервной ткани), возможно, удастся компенсировать недостаток нейромедиаторов (особенно ацетилхолина) при болезни Альцгеймера и устранить дефекты нейромедиаторов в мозге стареющих людей.

<<< Назад Биохимические системы обезвреживания токсических мутагенных и канцерогенных веществ

Вперед >>> Глава VI Зависимость продолжительности жизни от генетических факторов