Физиология старения

     Прежде  всего, возрастные изменения головного  мозга человека характеризуются  уменьшением его массы и объема. Масса мозга человека в возрасте от 60 до 75 лет снижется на 6%, причем неравномерно в различных отделах. Кора больших  полушарий уменьшается на 4%, наибольшие изменения (на 12-15%) происходят в лобной доле. Отмечены половые различия степени  атрофии мозга при старении. Масса  головного мозга женщин примерно на 110-115 г меньше, чем у мужчин. Между 40 и 90 годами масса мозга уменьшается  у мужчин на 2,85 г в год, а у  женщин на 2,92 г (В. В. Фролькис, 1988).

     Большинство исследователей мозга человека указывают  на преимущественную потерю нейронов в коре, гиппокампе и мозжечке. В  большинстве подкорковых образований  клеточный состав остается неизменным до глубокой старости. Иными словами, филогенетически более «новые»  структуры мозга, связанные с  познавательной функцией, в большей  степени подвержены возрастной потере нейронов, чем филогенетически «старые» (ствол мозга).

     Синаптические контакты, как известно, играют решающую роль в обеспечении межнейронного  взаимодействия в нервных сетях, в силу своей пластичности они  тесно связаны с памятью и  научением. При старении уменьшается  плотность числа синапсов. Однако утрата синапсов происходит не во всех отделах ЦНС в равной степени. Так, в лобной доле человека достоверно доказано уменьшение количества синапсов с возрастом, в то время как  в височной доле возрастные изменения  не наблюдаются.

     Изменения в состоянии синапсов наблюдаются  не только в коре, но и в подкорковых  структурах. Например, возрастные нарушения  пространственной памяти объясняются  снижением специфичности, эффективности  и пластичности синаптической передачи в гиппокампе. При старении уменьшается  способность формирования новых  синапсов. Редукция синаптической пластичности в старости может способствовать потере памяти, ухудшению двигательной активности и развитию других функциональных нарушений мозга. При этом ухудшаются межнейронные контакты в различных  областях ЦНС, нейроны как бы подвергаются «деафферентации», в связи с чем  нарушается их ответная реакция на сигналы внешней среды, нервные  и гормональные стимулы, т.е. повреждаются синаптические механизмы деятельности мозга.

     При старении существенно изменяется состояние  медиаторных систем организма. Одним  из наиболее характерных феноменов  старения является дегенерация дофаминэргической  системы мозга, последнее непосредственно  связано с развитием в старческом возрасте таких заболеваний, как  паркинсонизм. Нарушения в деятельности еще одной медиаторной системы  мозга – холинэргической - играют одну из основных ролей в расстройствах  памяти, восприятия и других познавательных процессов, возникающих при болезни  Альцгеймера.

     Особый  интерес представляет проблема межполушарного взаимодействия при старении. Главная  особенность церебральной асимметрии стареющего мозга состоит в том, что нарушается устойчивая совместная деятельность полушарий. Существуют некоторые  разногласия в оценках темпов старения левого и правого полушарий. По одной из точек зрения, правое полушарие стареет раньше левого, по другой – процесс старения обоих  полушарий характеризуется высокой синхронностью.

     Н.К. Корсакова, обсуждая нейропсихологические аспекты старения мозга, обратилась к концепции Лурии о функциональных блоках мозга. По ее данным, нормальное физиологическое старение характеризуется  на всех этапах позднего возраста в  первую очередь изменениями в  работе блока регуляции тонуса и  бодрствования: в нем происходит сдвиг в сторону преобладания тормозных процессов. В связи  с этим возникают такие характерные  феномены, как общая замедленность  при выполнении различных действий, сужение объема психической активности при одновременной реализации различных  программ. Наряду с этим сохранность  ранее закрепленных форм активности, связанных с функционированием  блока переработки информации, создает  благоприятные предпосылки для  успешной реализации сложившихся стереотипов  деятельности.

     Теперь  перейдем к обсуждению теории старения. Основной вопрос, который, так или  иначе, ставится во всех существующих теориях старения, сводится к следующему: является ли этот процесс генетически  запрограммированным и закономерно  обусловленным эволюцией человека как вида или он представляет собой  аналог механического износа технического устройства, заключающийся в постепенном  накоплении мелких нарушений, которые  приводят в конечном счете к «поломке»  организма. Соответственно существующие теории старения подразделяются на две  группы - теории программированного старения и теории изнашиваемости организма (так называемые стохастические теории).

     Теории  программированного старения исходят  из того, что эволюция запрограммировала  функционирование живого организма  на период его активной жизнедеятельности, включающий период репродукции. Иначе  говоря, в живой организм генетически  заложена биологическая активность, распространяющаяся только на период его так называемой «биологической полезности». Быстрая деградация и  гибель стареющего организма предопределены природой.

     Применительно к человеку этот подход связан с  распространенными в начале XX в. представлениями о том, что в каждый период жизни организма доминирует определенная эндокринная железа: в молодости - тимус, при половом созревании – эпифиз, в зрелости –половые железы, в старости – кора надпочечников. Старение рассматривается как результат смены деятельности различных желез и определенного их соотношения. Причины смены доминирования теория не объясняет. 

     Близка  по смыслу к этому и теория «встроенных  часов». Эта теория предполагает, что  существует единый пейсмейкер («водитель  ритма»), находящийся, возможно, в гипоталамусе и в гипофизе головного мозга. Он включается в результате того, что  вскоре после наступления полового созревания гипофиз начинает выделять гормон, вызывающий начало процесса старения, который в дальнейшем будет протекать  с определенной скоростью. Наличие  «встроенных часов» подтверждается, в частности, существованием для  каждого организма строго генетически  обусловленной программы клеточного деления в онтогенезе. Возможно, что биологические часы также  управляют иммунной системой человека, которая до 20 лет набирает силу, а  затем постепенно ослабевает.

     Наряду  с этим существует теория, в соответствии с которой старение определяется запрограммированными действиями специфических  генов. Другими словами, старение –  это генетически запрограммированный  процесс, результат закономерного, последовательного развертывания  программы, заложенной в генетическом аппарате. Предполагается, в частности, что средняя продолжительность  жизни определяется специфическими генами, которые содержатся в каждой клетке тела. Экспрессия этих генов  происходит в заранее заданный момент времени, когда должна наступить  смерть организма.

     В соответствии со стохастическими теориями старение – это просто снижение способности клеток к самовосстановлению. Человеческий организм сравнивается с  механизмом, изнашивающимся от постоянного  использования. Причем к этому износу добавляется накапливание клеточных  дисфункций и повреждений. Последнее  приводит к тому, что состарившиеся  клетки хуже избавляются от продуктов  метаболизма, а это препятствует нормальному протеканию внутриклеточных  процессов, нарушая и/или замедляя их.

     Предполагается  также, что старение вызывается существованием в организме остатков метаболизма  кислорода, который необходим для  жизнедеятельности каждой клетки. Это  так называемые «свободные радикалы»  – высокоактивные химические агенты, готовые вступить в химическую реакцию  с другими внутриклеточными химическими  соединениями и нарушить этим нормальное функционирование клетки. Обычно у  клетки существуют восстановительные  механизмы, уменьшающие ущерб, причиненный  свободными радикалами. Однако после  серьезного повреждения организма, например, в результате воздействия  радиации или тяжелых заболеваний, вред, наносимый свободными радикалами, достаточно серьезен.

     Хорошо  известно также, что при старении снижается эффективность работы иммунной системы, следствием чего оказывается  худшая сопротивляемость болезням. Более  того, при ряде болезней, например таких, как ревматоидный артрит или некоторые  заболевания почек, иммунные клетки нападают на здоровые клетки собственного организма.

     Стохастические  теории не могут, однако, объяснить  ряд положений. Например, они не отвечают на вопрос, почему внутренняя «ремонтная мастерская» организма, какое-то время  прекрасно справлявшаяся с устранением  неполадок в нем, вдруг перестает  работать.

     Механизмом, определяющим устойчивость и продолжительность  существования живой системы, является витаукт. Разрабатывая проблему старения, известный отечественный ученый В.В. Фролъкис выдвинул ряд положений:

• изучение механизмов старения возможно только с позиций системного подхода;
• старение является обязательным звеном возрастного развития, во многом определяющим его течение; именно поэтому понимание сущности старения возможно в рамках теоретической гипотезы, объясняющей механизмы возрастного развития;
• при старении наряду с угасанием активности функций жизнеобеспечения и обмена веществ мобилизуются важные приспособительные механизмы – механизмы витаукта;
• старение – результат нарушения механизмов саморегуляции на разных уровнях жизнедеятельности организма.

     Развитие  этих положений привело к выдвижению адаптационно-регуляторной теории возрастного  развития. Теорию В.В. Фролькиса можно  рассматривать как промежуточную  между генетическими и стохастическими  теориями старения. Базируясь на понятии  саморегуляции, эта теория объясняет  механизмы возрастных изменений  как процесс адаптационных, приспособительных  возможностей организма. Этот процесс  направлен на стабилизацию жизнеспособности организма, повышение надежности его  функционирования, увеличение долгосрочности его существования. 

     В соответствии с адаптационно-регуляторной теорией старение генетически не запрограммировано, но генетически  детерминировано, предопределено особенностями  биологической организации жизнедеятельности, свойствами организма. Иными словами, генетически запрограммированы  многие свойства организма, и уже  от них зависит темп старения, продолжительность  жизни.

     Витаукт, подчеркивает Фролькис, – это не просто восстановление повреждений, возникших  в процессе старения, не просто антистарение. Скорее, во многом старение является антивитауктом, разрушающим, расшатывающим механизмы  исходной жизнеспособности организма. Не только в историческом, но и в  индивидуальном развитии, не только в  филогенезе, но и в онтогенезе, на самых ранних этапах становления  организма, начиная с зиготы, возникает  разрушительный процесс – старение. Это неизбежное повреждение ДНК, распад белков, нарушение мембран, гибель части клеток, действие свободных  радикалов, токсических веществ, кислородного голодания и др. И если на этом этапе благодаря механизмам саморегуляции  надежен процесс витаукта, вся  система развивается, совершенствуется, растут ее адаптационные возможности.

     До  какого-то времени деструктивные  процессы в ряде клеточных структур благодаря механизмам витаукта еще  не приводят к старению организма  в целом. В конечном итоге в  определенном возрасте (прекращение  роста, завершение онтогенеза) начинает прогрессировать процесс старения организма в целом со всеми  вытекающими из этого последствиями. Итак, продолжительность жизни определяется единством и противоположностью двух процессов - старения и витаукта. Как подчеркивает Фролькис, геронтология будущего будет все больше внимания уделять изучению механизмов витаукта.

     Явление витаукта создает благоприятные  условия для полноценного функционирования психики людей пожилого возраста. Как отмечают некоторые исследователи, так называемый возраст инволюции  вовсе не характеризуется линейным нарастанием аномальных процессов  в психике. По данным Н.К. Корсаковой, в возрастном диапазоне от 50 до 85 лет наиболее выраженные нарушения  нейродинамики характерны для начального и старшего этапа старения, после 80 лет. В возрасте от 65 до 75 лет не только наблюдается стабилизация высших психических функций, но, по ряду параметров, в частности по функции памяти, лица этого возраста демонстрируют  достижения на уровне еще не старого  человека.

     Н.К. Корсакова вообще подчеркивает значение позитивных тенденций в психическом  функционировании пожилого человека. Учитывая разнообразие способов преодоления  нарушений в работе высших психических  функций при нормальном старении, можно сказать, что оно представляет собой этап индивидуального развития, требующий смены стратегий и  использования относительно новых  форм опосредствования психической  деятельности. Если рассматривать онтогенез  как проявление новообразований  в психике и поведении, отсутствовавших  на предшествовавших этапах развития, то о старости можно говорить как  об одном из этапов онтогенеза. Эмпирические данные показывают, что в старости интеллект в большей степени  направляется на саморегуляцию психической  активности, чем на познание мира.