Теоретические основы старения и геропрофилактики

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ГЕРОНТОЛОГИЯ И ГЕРИАТРИЯ» ДЛЯ СУДЕНТОВ 6 КУРСА ЛЕЧЕБНОГО ФАКУЛЬТЕТА

Тема1 Теоретические основы старения и геропрофилактики

Геронтология – наука, занимающаяся изучением процессов, механизмов старения, его биологических, медицинских и социальных аспектов

Гериатрия – наука о болезнях пожилых и старых людей

Возрастная градация:

• 60-74 – пожилые
• >75 – старые
• >90 - долгожители

1958 г. - создание НИИ геронтологии и гериатрии (г. Киев)

1970 г. - первая в СССР кафедра геронтологии и гериатрии на базе Института усовершенствования врачей (г. Киев)

1986 г. – курс гериатрии (затем кафедра геронтологии и гериатрии) в Ленинградском институте усовершенствования врачей

1958 г. - создание НИИ геронтологии и гериатрии (г. Киев)

Рекомендуемые материалы

1970 г. - первая в СССР кафедра геронтологии и гериатрии на базе Института усовершенствования врачей (г. Киев)

1986 г. – курс гериатрии (затем кафедра геронтологии и гериатрии) в Ленинградском институте усовершенствования врачей

1995 год – гериатрия утверждена в качестве врачебной специальности в России

2002 год – введена новая научная специальность: 14.00.53 – геронтология и гериатрия

Гериатрия как врачебная специальность официально признана в большинстве стран Европы (Великобритания, Ирландия, Исландия, Испания, Лихтенштейн, Нидерланды, Норвегия, Швеция, Финляндия)

Сколько должен жить человек?

Библейские персонажи жили более 900 лет

Видовая продолжительность жизни человека, скорее всего, рассчитана на 120-130 лет

От чего зависит продолжительность жизни человека?

• 50-60% - образ жизни
• 20% - экология
• 10% - генетика
• 10% - уровень медицинского обслуживания

В России к долгожительским регионам относятся Якутия, Северный Кавказ и г. Санкт-Петербург

Основные центры долгожительства на планете – некоторые районы Южной и Центральной Америки, Индии, Пакистана, США

Старение – это  не болезнь,

   а закономерный физиологический процесс, являющийся следствием накопления невосстанавливаемых повреждений клеток, тканей и организма в течение всей жизни

n Снижение адаптационных возможностей организма

n Повышение вероятности гибели

n Снижение возможности давать потомство

Особенности процесса старения:

n Неодновременное наступление старения разных клеток

n Различная степень выраженности возрастных изменений в разных органах и даже в разных структурах одного и того же органа

n Появление возрастных изменений в различных органах и системах с разной скоростью

n Разнонаправленность возрастных изменений, связанных с активацией одних и угнетением других жизненных процессов

n Старение – многопричинный процесс, в основе которого лежат генотипические (эндогенные) и фенотипические (экзогенные) факторы

n Эндогенные факторы старения: генетические, аутоинтоксикация продуктами метаболизма клеток

n Экзогенные факторы старения: воздействие окружающей среды (стресс, интоксикации, несбалансированное питание, гиподинамия, инфекции, травмы)

n Старение  - нарушение равновесия, гармонии в организме, адекватности приспособительных процессов

n Старение – многоочаговый процесс, заключающийся в изменении формы, размера тела и отдельных его частей, потере одних структур и появлении других

n Одновременно со старением формируются механизмы, противостоящие развитию старения – «витаукт»

Современные теории старения:

Генетика старения и долгожительства. Популяционная генетика старения.

Оценить наследуемость долгожительства человека можно, исследуя его параметры у членов одной семьи, включая приемных детей (для учета роли условной среды), а также у близнецов. Не смотря на большие трудности в интерпретации подобного материала, связанные, прежде всего с существенными различиями условий жизни представителей разных поколений и смертями от разных несчастных случаев, некоторые выводы все же можно сделать. Лица, чьи родители прожили более 81 года, прожили, по крайней мере, на 6 лет больше тех, чьи родители умерли, не дожив до 60-летия. Оказалось, что приемные дети, чьи биологические родители умерли рано от неслучайных причин, имели сами в два раза больший риск смертности от неслучайных причин. Было также установлено, что у монозиготных близнецов даты смерти различаются не более чем на 3 года в среднем, тогда как у гетерозиготных близнецов различие достигает более 6 лет. Близнецы наследуют специфические гены, которые ограничивают продолжительность жизни, например, определяющие предрасположенность к ожирению или атеросклерозу.

Репродуктивное поведение и эволюция продолжительности жизни.

Анализ данных о числе детей и возрасте их родителей в семьях британских аристократов выявил, что эти показатели коррелируют с продолжительностью жизни. Во-первых, оказалось, что среди умерших в молодом возрасте (до 20 лет) две из каждых трех женщин были бездетными, тогда как среди проживших более 80 лет таких было менее трети. Ранние роды и большое число негативно сказывались на продолжительности жизни женщин. Шансы дожить до 100 лет имели больше те женщины, которые родили первенца после 40 лет. Интересно, что и мужья жили дольше, если число произведенных ими детей было не слишком велико. Продолжительность жизни дочерей больше коррелирует с продолжительностью жизни матери, чем отца, тогда как у сыновей эта зависимость значительно менее выражена и не коррелирует с полом родителей. Долгожительство человека, как и других биологических видов, определяется высокой индивидуальной гомозиготностью. Частота мутаций в половых клетках мужчин много выше, чем у женщин и пропорциональна возрасту, в случае отцовства в позднем возрасте потомство подвергается большому риску генетических нарушений, и соответственно, риску иметь меньшую продолжительность жизни. Особенно это касается дочерей старых отцов.

Кандидатные гены смерти и долголетия человека.

В течение последних лет ведется интенсивный поиск кандидатов на роль генов смерти и долголетия у человека. Шахтер и соавт. Предложили классификацию таких генов:

• Гены, гомологичные генам, определяющим долгожительство животных других видов;
• Гены, участвующие в поддержании клеточного равновесия и репараций;
• Гены, ответственные за развитие основных заболеваний, связанных со старением.

Гены, определяющие старение, не распределены случайно по всем хромосомам. В настоящее время проводится интенсивная работа по идентификации таких генов и определению мест их локализации.

Роль соматических мутаций и репарации ДНК в старении.

Старение - результат взаимодействия различных эндогенных и экзогенных повреждающих агентов с генетическим материалом клетки и постепенного накопления случайных мутаций в геноме соматических клеток. Повреждения ядерной и митохонодриальной ДНК соматических клеток - основной фактор, определяющий развитие возрастной патологии, включая рак. В ряде работ установлена положительная корреляция между продолжительностью жизни вида и скоростью репарации ДНК. При старении может изменяться не только структура генов, но и направление их функционирования. С возрастом в соматических клетках накапливаются не только мутации, но и хромосомные перестройки. Большинство повреждений ДНК репарируются, но не все.

"Предел Хейфлика", теория маргинотомии, теломеры и теломераза .

Около 100 лет тому назад в связи с развитием методов поддержания клеток in vitro со всей остротой встал вопрос о том, ограничен ли потенциал клеток многоклеточного организма. Классическими стали опыты Кароля, который культивировал фибробласты сердца куриных эмбрионов в культуре в течение 34 лет, при этом клетки прошли тысячи делений без изменений их морфологического строения или скорости роста. Вместе с тем онкологам хорошо известны многочисленные штаммы перевиваемых in vivo и in vitro опухолевых штаммов и линий, которые поддерживаются в течение многих, иногда десятков, лет, т.е. их клетки являются практически бессмертными (иммортализированными). Наряду с этими опытами появились наблюдения о том, что в клеточных культурах всё же не удаётся поддерживать клетки, полученные из нормальных, не опухолевых тканей. В 1961 г. Хейфлик и Мурхед представили данные о том, что даже в идеальных условиях культивирование фибробласта эмбриону человека способна делиться только ограниченное число раз (50-80). В повторных опытах это наблюдение было многократно воспроизведено, последняя фаза жизни клеток в культуре была уподоблена клеточному старению, а сам феномен поучил по имени автора название "предел Хейфлика". С увеличением возраста донора число делений существенно уменьшалось, из чего было сделано заключение о существовании гипотетического счётчика делении, ограничевающего общее их число. В 1971 г. Оловников на основании данных о принципах синтеха ДНК в клетках предложил гипотезу маргинотомии, объясняющую механизм работы такого счётчика. При каждом делении клетки её ДНК укорачивается, что ограничивает пролиферагивный потенциал клеток и, очевидно, является тем "счётчиком" числа делений и, соответственно продолжительности клетки в культуре. В 1972 г. Медведев показал, что повторяющиеся копии функциональнъоЦгенов могут запускать"роцесс старения или управлять им. Открытие в 1985 г. теломеразы - фермента, который достраивал укороченную теломеру в половых клетках и клетках опухолей, обеспечивая их бессмертие, вдохнуло новую жизнь в гипотезу Оловникова.

Апоптоз и продолхительность жизни

Выявление роли соматических мутаций и репараций ДНК в механизмах старения ставит вопрос об их непосредственной связи с процессами дифференцировки и программированной клеточной гибели (апоптоз) и злокачественного роста.

Свободнорадикальная теория старения

В последние годы фундаментальных теорий является свободнорадикальная теория старения практически одновременно выдвинутая Харманом (1956г.) и Эмануэлем (1958 г.). Эта теория объясняет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, возрастные иммунодепрессия и дисфункция мозга, катаракта, рак и некоторые другие). Авторы полагают, что генетические механизмы, регулирующие клеточный ответ на стресс, индуцируемый различными факторами, функционально существенны для старения и определяют долголетие.

Иммунологическяя теория старения

Старение иммунной системы может ограничивать продолжительность жизни. В последние годы установлено, что некоторые иммуномодуляторы, в частности, пептидные препараты тимуса, могут восстанавливать компетентность иммунных клеток в старом организме и увеличивать продолжительность жизни животных.

Элевацнониая теория старения

К одной из самых ярких и разработанных концепций в геронтологии по праву следует отнести элевационную теорию старения и формирования возрастной патологии у высших организмов, придающую ключевое значение в этих процессах возрасному повышению порога чувствительности гипоталамуса к гомеостатическим сигналам. В.М. Дильман в начале 50-х годов обосновал идею о существовании единого регулятрного механизма, определяющего закономерности возникновения и развития в организме в процессе его онтогенеза различных гомеостатических систем. Этот механизм заключается в возрастном повышении порога чувствительности гипоталамуса к регуляторным гомеостатическим сигналам. Было установлено, что именно этот процесс приводит к возрастному включению и выключению функции репродуктивной системы в женском организме, к возрастным изменениям в гипоталамо-гипофнзарно-надпочечниковой системе, обеспечивающей тонический уровень глюкокортикоидных гормонов в крови, их циркадный ритм повышения секреции при стрессе, и, в конечном итоге, к развитию состояния, обозначенному как "гиперадаптоз". Развивая и углубляя на протяжении почти 40 лет свою концепцию, В.М. Дильман пришёл к убеждению, что старение ( и главные болезни, сцепленные со старением) не запрограммировано, а есть побочный продукт реализации генетической программы развития и поэтому старение возникает с закономерностью, свойственной генетической программе. Из онтогенетической модели возникновения болезней следует, что их развитие можно затормозить, если стабилизировать состояние гомеостаза на уровне, достигаемом к окончанию развития организма. Если замедлить скорость старения, то, как полагает Дильман, возможно увеличить видовые пределы жизни человека.

Витаукт – антистарение:

n Стабилизирует жизнеспособность, обеспечивает адаптацию, увеличивает продолжительность жизни

n Соотношение витукта и процессов старения определяют темп и характер старения

Механизмы витаукта:

Генотипические:

1. Система антиоксидантов
2. Система микросомального окисления печени
3. Антигипоксическая система
4. Система репарации ДНК

Фенотипические:

1. Появление многоядерных клеток
2. Увеличение размеров митохондрий
3. Гипертрофия и гиперфункция части клеток при гибели других
4. Повышение чувствительности к гуморальным регуляторам

Биологический возраст – это степень возрастных изменений биологических возможностей организма на каждом этапе онтогенеза, определивших прожитое и предстоящую продолжительность жизни

При физиологическом старении индивидуума его биологический и календарный (паспортный) возраст должны совпадать

Информация в лекции "8 Продолжение Администрирование БД" поможет Вам.

Преждевременное старения - возрастные изменения, наступающие раньше, чем у здоровых людей соответствующего возраста, т.е. при преждевременном старении биологический возраст человека опережает его паспортный возраст

Прогерия – преждевременное старение, которое характеризуется стремительным развитием изменений, напоминающих старческие (синдром Хатчинсона-Гилфорда, синдром Вернера)

Общие принципы использования физических упражнений с целью геропротекции:

• Длительность, постоянство в течение всей жизни
• Психоэмоциональная установка
• Достаточная напряженность
• Разносторонность
• Обязательно сочетание с рациональным питанием
• Доступность упражнений для понимания и выполнения

Рациональное питание как средство профилактики старения:

Принципы:

• Максимальное разнообразие
• Энергетическая сбалансированность
• Нельзя резко ограничивать потребление белка, особенно животного
• Перевариваемость и усвояемость
• Антиатерогенная направленность
• Уменьшение с возрастом потребности в высококалорийной пище
• Энергетическая ценность суточного рациона для пожилого возраста – 2200-2500 ккал, а для старческого – 1800-2200 ккал

Профилактика психического старения:

• Избегать сильных стрессов
• Максимально длительная профессоинальная деятельность
• Тренировка интеллекта
• Общение
• Чувство юмора, оптимизм, благожелательное отношение к людям