Нарушение регуляторной функции мозга

Человеческий и организм хорошо функционирует только в том случае, если все его части взаимодей­ствуют четко и в должной последовательности На эту необходим ос п. сложенного физиологического функционирования различных систем организма впер­вые обратил внимание еще в прошлом веке блестя­щий французский философ и физиолог Клод Бернар. Исследования Бернара помогли нам понять, как про­текает процесс пищеварения, каким образом углево­ды запасаются в печени, чтобы использоваться затем и случае необходимости, и как работают мозг, серд­ца и плацента.

Бернар обратил внимание на то, что клетки тела омываются внеклеточной очной жидкостью, похожей на кровь, и что она доставляют питательные вещества и кислород из крови и клетки, а также уносит шлаки, в том числе двуокись углерода, из клеток в кровь. Бернар придавал большое значение сохранению этой жидкости в теле для нормального функционирования клеток; он назвал ее milieu interieur—внутренней средой организма. Он писал: «Неизменность внутрен­ней среды организма есть непременное условие сво­бодной и независимой жизни... Все жизненные меха­низмы тела, сколь бы разнообразны они ни были, служат одной-единственной цели: сохранению посто­янства условий жизни во внутренней среде организма ».

Вслед за Бернаром другие физиологи также начали сознавать, что для нормального функционирования организма необходима согласованная работа всех его частей. В самом начале нашего века Уолтер Кэннон, профессор физиологии Гарвардского универ­ситета, назвал способность организма регулировать функции и взаимодействие всех его частей гомеостазом (от греческих слов homoios — «подобный» и sta­sis—«неподвижность»). Кэннон подчеркнул, что гомеостаз так же необходим для организма в целом, как и, по мнению Бернара, для внеклеточной жид­кости.

Согласно высказываниям советского кого ученого В. М. Дильмана (Научно-исследовательский онколо­гический институт им. Н. В. Петрова в Ленинграде), основным условием поддержания гомеостаза являет­ся «скоординированная деятельность двух главных регулирующих систем — эндокринной и нервной». Эн­докринные железы — это органы, выделяющие в кровь гормоны: щитовидная железа, околощитовидные железы, яичники и яички, надпочечники, поджелудоч­ная железа, тимус (вилочковая железа) и гипофиз. Гормонами называют химические вещества, регули­рующие различные особенности обмена веществ на клеточном уровне и в организме в целом, а в некото­рых случаях и выделение других гормонов. Эндокрин­ные железы постоянно «надзирают» за внутренней средой организма, отмечая любое отклонение от нор­мы; при обнаружении таких отклонений они выделя­ют в кровь гормоны, которые нормализуют состояние. Например, поджелудочная железа выделяет инсулин в кровь после еды, когда сахар из перевариваемой пищи поступает в кровоток и его содержание в крови превышает норму. Инсулин позволяет клеткам тела Использовать сахар для производства энергии и в то же время запасать избыточный сахар в виде жира.

Гипофиз — «главная железа организма» — выде­ляет множество гормонов, которые в свою очередь управляют выделением гормонов другими железами внутренней секреции. Но на самом деле «главная железа—лишь «рабыня» гипоталамуса, которым являются подлинным центром регулирования гомеостаза тела. Гипоталамус, как и гипофиз, находится и головном мозге управляет многими нашими жизненно важными отправлениями, среди которых назовем сон, жажду, голод, половое  влечение, менструальный цикл у женщин, водно-солевой баланс, температуру тела, кровяное давление и выделение гормонов.

Некоторые геронтологи, в том числе и Дильман, полагают, что многие изменения, появляющиеся в ор­ганизме по мере старения человека, обусловлены по­степенной утратой организмом способности сохранять гомеостаз посредством гормонального контроля и моз­говой регуляции. Многие симптомы старения, судя по всему, объясняются потерей контроля за образовани­ем гормонов, в результате чего их вырабатывается либо слишком много, либо слишком мало и регули­рование жизненных процессов разбалансировывается. Климакс, например, обусловлен потерей гормона эстрогена, производимого яичниками. Это приводит к снижению способности к деторождению и уменьше­нию влагалищных выделений, (что может нарушать половое общение), снижению тонуса мышц, источение и сухости кожи. В климактерический период воз­растает количество холестерина и крови, а это значит, что после прекращения менструаций женщины под­вергаются наравне с мужчинами опасности заболева­ний сердца, которые связаны с тем, что отложения холестерина блокируют кровоснабжение сердца.

Д-р Калеб Финч из Геронтологического центра Андруса при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе относится к числу выдающихся исследова­телей роли нарушения гомеостаза при старении. На­рушение гомеостаз Финч объясняет не просто не­правильным функцнониронованием самих эндокринных желез, а нарушением контроля гипоталамуса над ги­пофизом, что в свою очередь приводит к потере конт­роля над деятельностью эндокринных желез. В под­тверждение своей гипотезы он ссылается на экспери­менты двух ученых Тайваньского университета, Мин Цу п пена и Хай Хохуана. Последние показали, что янчннкн, пересаженные от старых крыс молодым, «омолаживались» до такой степени, что снова начи­нали выделят яйцеклетки. Более того, как продемон­стрировали английские ученые, молодые самки крыс оказывались оплодотворен н ым и даже в том случае, если им пересаживали яичники от старых, стериль­ных самок, причем потомство было нормальным во всех отношениях. А это значит, по мнению Финча, что яичники и другие эндокринные железы управляются гипоталамусом и нарушение эндокринного гомеостаза происходит не в эндокринных железах, а в гипота ламусе.

Другое доказательство того, что за нарушение го­меостаза, которое, возможно, приводит к старению, ответствен гипоталамус, представлено д-ром Джозе­фом Мейтесом из Мичиганского университета. Мейтесу удалось вызывать овуляцию у старых самок крыс препаратом L-ДОФА (диоксифенилаланин). Это ле­карство увеличивает в мозгу количество молекул хи­мических веществ, называемых катехоламинами, ко­торые концентрируются в гипоталамусе и других от­делах мозга. Возможно, что катехоламины являются регулирующими веществами, которые производятся некоторыми клетками гипоталамуса для контроля над гипофизом, а тот в свою очередь выделяет гормоны, контролирующие деятельность других эндокринных желез, и тем самым оказывает влияние почти на все жизненные процессы организма. Таким образом, утверждает Финч, «изменения в небольшой популяции клеток в мозгу (т. е. в гипоталамусе) могут быть причиной многих изменений в организме... Эти клет­ки могут оказаться регуляторами вызываемого гормонами процесса старения». Как показали эксперимен­ты, проведенные Мейтесом, L-ДОФА увеличивает ко­личество катехоламинов. Это позволяет сделать вывод. что сравнительно несложные приспособительные изменения химизма тела могут компенсировать нару­шения в гипоталамусе. Препарат L-ДОФА уже много лет используется для лечения болезни Паркинсона почти без каких-либо побочных явлений. Возможно, «И окажется вполне безопасным средством в борьбе со старением

И в самом деле, уже появились данные о том, что препарат L-ДОФА способен продлевать жизнь. В 1974 г. Джордж Котциас, ученый Брукхейвенской национальной лаборатории, сообщил, что при скармливал мышам L-ДОФА «продолжительность их период расцвета сил значительно увеличиваются». По сравнению с контрольной группой вдвое больше экспериментальных животных дожило до полуторагодичного возраста. Котциас также давал значительные дозы L-ДОФА людям без видимого вреда (правда, эти дозы были меньше, чем в опытах на мышах). Согласно Котциасу, крупному рогатому ско­ту постоянно скармливают бархатные бобы, растение, которое иногда содержит огромные количества L-ДОФА — втрое больше, чем получали мыши в его опытах, — и тем не менее никакого побочного эффекта не наблюдалось. Лекарства, которые называют инги­биторами моноаминоксидазы и которые психиатры ис­пользуют в качестве антпдепрессантов, могут также, по мнению некоторых врачей, применяться для уве­личения количества катехоламинов в мозгу человека.

 

Аутоиммунное старение

Иммунная система тесно связана с адаптацией, приспособ­лением организма к стрессу, вызываемому изменениями ок­ружающей среды. Здоровая иммунная система защищает орга­низм от вторжения вирусов, бактерий, грибков и многих дру­гих чужеродных субстанций. При старении ее функция сни­жена, она теряет свою эффективность в выполнении ряда специфических задач. С этим связано повышение восприимчивос­ти организма к ряду заболеваний, особенно к так называемым аутоиммунным болезням, в основе которых потеря способнос­ти организма отличать «свои» белки от «чужих». У пожилых людей процент различных аутоантител, вырабатывающихся против собственных белков, значительно повышен. В период от 40 до 80 лет он может увеличиться в 6—8 раз. Все это ведет к са­моразрушению и старению организма, его «иммунологическо-му разоружению». Критика этой гипотезы сводится к тому, что в этом случае речь идёт не о первичных изменениях. Посколь­ку сама иммунная система очень сложна, а ее регуляция не вполне выяснена, попытки ее «омоложения» еще не вполне под­готовлены: «взбодрение» общей иммунной реакции может уси­лить аутоиммунные процессы.

Иммунная система организма защищает его от различных болезнен, в том числе от рака. Как мы уже отмечали, гллнпымп компонентами иммунной си­стемы являются белые клетки крови двух типов: В и Т. В-клетки специализированы для борьбы с бак­териями, вирусами и раковыми клетками: они выде­ляют белки, называемые антителами, которые при­крепляются к болезнетворным организмам и способ­ствуют их разрушению. Т-клетки в первую очередь атакуют и разрушают чужеродные тела, например раковые клетки и трансплантаты.

Д-р Рой Уолфорд из Калифорнийского универси­тета в Лос-Анджелесе предполагает, что клетки обо­их типов с возрастом начинают функционировать все хуже. Заболевемость раком потому и учащается в старости, что В- и Т-клетки более не способны актив­но атаковать раковые клетки. Другая причина заклю­чается в том, что по мере старения организма В- и Т-клетки начинают вести себя ненормально, нападая не только на раковые, но и на нормальные, здоровые клетки. Такое разрушение тела его собственной за­щитной системой получило название аутоиммунитета. «Старение - это... аутоиммунный процесс», — утвер­ждает Уолфорд и приводит в пример целый ряд атоиммунных болезней, которые сопровождаются симпто­мами старения: ревматизм, повреждающий сердечные клапаны; гломерулонефрет разрушающий почки; рев­матический полиартрит, приводящий к постепенному разрушению суставов. По словам д-ра Патриции Ме­редит, коллеги Уолфорда, «нормальный процесс ста­рения у человека может быть аналогичен некоему аутоиммунитету, затрагивающему все ткани тела».

Д-р Уильям Адлер из Национального института гериатрии штата Мэриленд, касаясь «интригующей гипотезы о возможной связи между функциями им­мунном системы и явлениями старения», говорит, что имеются данные о снижении с возрастом производства антител и функции Т-клеток в человеческом орга­низме.

Ученые пытаются найти способы «омолаживания» Иммунной системы, чтобы предотвратить аутоиммуное старение. В 1969 г. Такаши Макинодиан, коллега Адлера по институту гериатрии, продемонстрировал. что удаление селезенки у старых мышей почти удво­ило продолжительность их жизни. Алекс Комфорт назвал это самым значительным из всех известных сроков продления жизни.

Селезенка - орган, который в случае повреждения легко удаляется без видимых вредных для организма последствий расположена под левым легким рядом с желудком. Она служит хранилищем красных клеток крови: в экстренных случаях. когда происходит большая потеря крови, селезенка высвобождает для кровообращения свои запасы. В селезенке также хра­нятся Т-клетки; вот почему по мере того, как тимус теряет способность производить новые Т-клетки, в организме все же остается достаточное их количество.

Это обстоятельство позволило Макинодиану пред­положить, что, будучи депо Т-клеток, селезенка у состарившихся животных (и людей) содержит избыточ­ное количество дефектных Т-клеток и это приводит к аутоиммунному старению, поэтому удаление селезенки у старых животных способно продлить им жизнь. Вводя клетки селезенки от старых мышей бо­лее молодым, ученый показал, что экспериментальные мыши меньше живут. Из этого он сделал вывод: се­лезенка хотя бы отчасти «виновна» в старении и смерти и ее удаление «значительно повышает вероят­ную продолжительность жизни».

Однако, предупреждает ученый, удаление селезен­ки само по по себе не будет полностью эффективным Средством продления жизни, ибо в этом органе нахо­дится множество функционирующих Т-клеток, необхо­димых организму для борьбы с болезнями и раковыми

Клетками. Согласно Макинодиану, после удаления селезенки больному следует ввести Т-клетки из его собственного организма (взятые в молодости и замо­роженные) или от более молодого донора, клетки ко­торого совместимы с клетками реципиента. Получе­ние Т-клеток от молодого организма вполне возмож-но, так как тимус и селезенка быстро восполняют их недостачу. Макинодиан проводил предварительные исследования такого «омолаживания Т-клетками», вводя клетки от молодых крыс старым. Последние оказались более устойчивыми к болезням, чем конт­рольные старые крысы. Из этого ученый сделал сле­дующий вывод: если сначала удалить селезенку, а затем вводить в старый организм молодые функцио­нирующие Т-клетки, то «введение молодых Т-клетой может открыть возможность значительного продления жизни».

Аутоиммунное старение может также быть замед­лено или обращено вспять тимозином — гормоном, выделяемым вилочковой железой (тимусом). Этот гормон обнаружил в 1965 г. Аллан Голдстейн из Ме­дицинской школы Техасского университета в Галвестоне. По предположению ученого, тимозин поддер­живает функционирование Т-клеток. Голдстейн также знал, что существует особый тип Т-клеток, клетки-по­мощники, которые каким-то образом помогают В-клеткам синтезировать антитела. Следовательно, поддерживая активность клеток-помощников, тимозин будет так же способствовать сохранению функций В-клеток, как и Т-клеток. Тимозин обнаруживается в тимусе многих животных, в том числе мышей, кро­ликов и коров, а также человека, но Голдстейн пред­почитает пользоваться тимозином коров, так как он активен и в организме человека. Коровий инсулин, применяемый для лечения диабета у людей, уже спас тысячи жизней со времени его открытия в 1921 г.; кто знает, быть может, коровий тимозин поможет нам справиться с аутоиммунным старением.

Голдстейн показал, что с возрастом количество тимозина у человека уменьшается. Это позволило ему утверждать, что именно недостатком тимозина объяс­няются более частые случаи заболевания раком среди пожилых людей, а также увеличение числа аутоиммунных заболеваний, которые Уолфорд считает причиной старения. Таким образом, мы получили убедительные доказательства того, что недостаток тимозина, по крайней мере отчасти, является причиной аутопммунных заболеваний и даже дегенеративных изменений в преклонном возрасте. Голдстейн уже по­казал, что тимозин эффективен в борьбе с определен­ными видами рака. Дальнейшие исследования пока­жут, насколько он сможет замедлить или предотвратить процесс старения.

Аутоиммунное старение может быть замедлено также диетой, а именно строгими ограничениями в еде. Более 40 лет назад, в 1935 г., Клив Мак-Кей из Корнеллского университета продемонстрировал, что если крысы получают ровно столько пищи, сколько требуется для сохранения веса тела, продолжитель­ность их жизни возрастает на 25%. Другие исследователи показали, что ограничение в пище, особенно для более старых животных, продлевает им жизнь. Так, в 1968 г. Д. С. Миллер и П. Р. Пейн из Кол­леджа королевы Елизаветы в Лондоне обнаружили. что при уменьшении количества белков в рационе стареющих мышей их жизнь продлевалась на 28 %.

Во всех этих опытах крысы получали меньше ка­лорий, чем обычно, вместе с тем пища была полно­ценной в отношении питательных веществ: в нее вхо­дили достаточные для сохранения здоровья количество белков, углеводов, жиров и витаминов. В итоге удалось выявить, что старые животные, которых держали на ограниченном рационе, реже болели раком, болезнями почек и сердца, чем животные, получав­шие стандартный рацион. Как утверждает Алекс Комфорт, эксперименты со строгими ограничениями в еде оказались настолько успешными, что этот способ " остается наиболее эффективным из всех известных настоящее время методов изменения скорости... Одряхления». Ограничение в пище, дающее эффективное продление жизни, по мнению уже известного нам Уолфорда» также действует путем замедления процесса аутоиммунного старения. «Существенное продление жизни за счет ограничения в еде говорит Уолфорд. - можно объяснить тем, что иммунная система... более всех других систем организма восприимчива к голоданию». Ограничение в пище не вредит иммунной системе. напротив, оно замедляет ее деградацию, снижая актив­ность, поэтому, по крайней мере у животных, Т- и В-клетки дольше остаются «молодыми». На самом деле Уолфорд показал, что ограничение в пище снижает активность иммунной системы у молодых мы­шей, но повышает активность Т- и В-клеток у старых мышей, что делает их более устойчивыми к болезням более того, у них обнаруживается меньше признаков аутоиммунного старения, чем у старых мышей, полу­чающих стандартный рацион.

Следовательно, если мы будем есть меньше, со­храняя при этом необходимое для жизни количество питательных веществ, то сможем замедлить темпы аутоиммунного старения. Комфорт считает, что этой возможности ученые до сих пор не уделяли должного внимания. Он говорит: «Если учитывать важность ограничения в еде для замедления старения, то эта проблема еще не получала достаточного освещения и слабо проверяется экспериментальным путем».

«Лимфоидная гипотеза».

 Новый вариант иммунной теории старения основывается на представлении о старении как воз­растном снижении интенсивности самообновления организма и утрате его сопротивляемости, на несомненной связи иммун­ной системы со старением и длительностью предстоящей жизни (Подколзин, Донцов, 1996). Предполагается, что причиной рано наступающего снижения иммунных функций является необходимость ограничения роста, причем, лимфоцитам при­писывается контроль над процессами деления самых различ­ных типов клеток, а следовательно, участие в ключевых ме­ханизмах реализации программы роста. Ослабление этой фун­кции лимфоцитов может предопределить и снижение потен­циальной способности клеток к делению в старости. Морфо­логическим субстратом старения, по мнению авторов гипоте­зы, является гипоталамус, оказывающий первичное регули­рующее влияние на иммунную систему.

В качестве аргумента приводятся, в частности, некоторые результаты пересадки регуляторных ядер гипоталамуса ста­рым животным, что позволило восстановить у них ряд частных функций (половую, иммунную и другие) и достичь неко­торых показателей общего омоложения.

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: