6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Единая_системная_теория_старения_В_И_Донцов

Шестой, наиболее тонкий уровень изменений, происходящих в организме при старении, является молекулярным. На этом уровне наблюдаются следующие явления:

–накопление точечных соматических мутаций в молекулах ДНК, приводящих к дедифференцировке клеток, снижению их функциональной эффективности, искажению метаболических процессов. Мутации возникают главным образом в какой-либо фазе митоза, при репликации молекул ДНК, при этом одновременно снижается эффективность внутриядерных репаративных процессов, что возможно связано с накоплением мутации, и в тех локусах, которые ответственны за синтез различных видов репарационных ферментов;

–накопление дефектных, функционально неэффективных и даже вредных молекул, происходящее за счет процессов окисления свободных радикалов в сложных молекулах органических веществ, участвующих в метаболизме клетки. Подавляющее большинство таких молекул возникает под действием проникающего извне ионизирующего излучения.

Хотя конкретная феноменология старения достаточно хорошо изучена, для создания общей теории следует рассматривать феномен старения с более общей точки зрения.

Достаточно ясно, что старение на современном этапе развития науки должно рассматриваться прежде всего с общей методологической точки зрения, поскольку оно объективно принадлежит к феноменам наиболее общего типа – таким, как жизнь и смерть, бытие и сущность развития Природы в целом и т.п.

Современный системный анализ, как методологический подход к старению, позволяет преодолеть изъяны прежних методов изучения этого явления – метафизичность механистического рассмотрения старения, как следствия какого-то конкретного физико-химического процесса или даже жесткой запрограммированности гибели организма, с одной стороны, и чрезмерной общности философских трактовок, не позволяющих сущностно наполнить и предметно анализировать этот процесс, с другой. Смыкание фундаментальной и практической отраслей человеческой деятельности в настоящее время, реализованное в новой методологии – системном анализе, позволило выработать достаточно полный, общий и конкретно наполненный метод изучения старения как глобального феномена жизни вообще и человеческой жизни в частности.

71

Системный подход к процессу старения включает формулирование глобального закона старения как общего феномена, что является определением старения и формулирует причину старения, которая принципиально должна быть определена достаточно обобщенно; определение старения необходимо и достаточно свести к следующему: старение – глобальное снижение жизнеспособности с возрастом (устойчивости ко всем формам повреждений), что ведет к повышению вероятности смерти целостного организма со временем в течение взрослого периода его жизни.

Общая причина старения, в целом, достаточно понятна на современном уровне обобщения – это дискретность существования организмов, ведущая к отграниченности их от внешней среды и приводящая к принципиальной недостаточности вследствие этого любых внутренних (следовательно, ограниченных пределами организма) механизмов самосохранения при принципиально неограниченном влиянии по качеству и силе со стороны внешних воздействий всего Мира. Это глобальное противоречие «целого и части» ведет к эволюции и развитию жизни, но включает изменение всех форм, а недостаточность изменчивости на индивидуальном уровне ведет к старению и смерти. Общность морфо-функциональной организации особей конкретного вида придает им и общность сроков жизни, темпов старения и главных для каждого вида механизмов старения.

Важнейшим подходом к анализу при системном рассмотрении является учет иерархичности структур реальных сложных систем. При этом системный анализ требует рассмотрения принципов, характерных для каждого иерархического уровня. Такая иерархия рассмотрения при системном анализе отражает не вещественную структуру объекта, что изучают морфологические науки, а иерархию сущностных принципов, отражающих законы функционирования и связи внутри и между структурными уровнями рассматриваемого объекта, который выступает как сложная иерархическая динамическая система. Представленная ранее таблица дает представление об иерархичности старения с точки зрения системного подхода (таблица 1). Три высших иерархических уровня описания старения принципиально идеальны и доступны только для теоретического анализа.

Последний уровень – структурный и его изучение возможно только при наполнении биологическим содержанием. При таком

72

рассмотрении видно, что первичная причина, как принцип, проявляется несколькими наиболее общими закономерностями – типами старения, присущими всем живым существам. Эти типы, в свою очередь, формируют ряд взаимосвязанных групп симптомов – синдромы старения, включающие уже конкретные проявления старения на уровне частных механизмов, реализующих старение в зависимости от конкретных условий.

Системность рассмотрения старения проявляется и в том, что в каждом конкретном проявлении, механизме старения можно увидеть все вышеупомянутые четыре уровня: отражение идеальной причины в конкретных условиях; отношение в большей мере к определенному типу старения; закономерную связь на уровне механизмов с другими симптомами – синдромы; и, наконец, собственно конкретное реальное проявление старения для изучаемого явления. Чем более конкретное и узкое явление мы изучаем, тем более конкретно, но и узко, проявляется причина старения. Для всего организма старение в целом может быть достаточно полно охарактеризовано только с использованием всех четырех иерархических уровней его представления.

Для старения сверхсложных систем, каковыми являются все организмы, причина старения не может реализоваться одним механизмом, поэтому поиски «таблеток от старости» методологически не обоснованы. В то же время, системный подход требует системности, комплексности, в подходе как к диагностике индивидуального старения, так и к развитию системы профилактик и обращения его.

Системный подход к лечению плохо поддающихся монотерапии патологий апробирован, например, при синдроме хронической усталости, который мы рассматриваем как модель старения (более 20 совпадающих признаков), с хорошими и отличными результатами [Подколзин и др., 2000]. В целом, можно предложить следующую классификацию основных механизмов и проявлений и возможных средств воздействия на старение (таблица 2).

Таким образом, разрабатываемая нами системная сущностная теория старения является наиболее адекватным методом рассмотрения старения, она позволяет анализировать старение на всех уровнях: на уровне общих закономерностей и понятий, уровне количественного моделирования, уровне сущностного наполнения биологическим материалом. При этом сохраняется общее видение проблемы и целостности организма со всеми его иерархическими уровнями организации. Эта теория открыта для развития и позволяет не отвергая имеющиеся теории старения, включать их в единую теорию.

73

Таблица 2

Базовые механизмы старения и средства воздействия

№	Базовый	Неблагоприятные	Средства антистарения
	механизм	эффекты и следствия
		старения
1	Системное	Токсины и тяжелые ме-	Энтеросорбенты, детокси-
	загрязнение	таллы в тканях, липофус-	канты. Стимуляция органов
	организма:	цин в клетках, камни в	«очистки»(печень, почки…)
	неполное	печени и почках, рубцы от	Мануальная терапия.
	выведение	старых ран и воспалитель-	Оптимизация питания.
	экзо- и эндо-	ных процессов, хроничес-	Стимуляция обмена веще-
	генных то-	кие инфекции, холестери-	ств (витамины, электро-
	ксинов, а	новые бляшки на сосудах,	стимуляция гипоталамуса).
	также вну-	не функционирующие	Антиоксиданты, доноры
	трених	белковые комплексы в	SН групп и пр.
	«отходов»	клетках, явления	Специальные средства
	метаболизма	остеохондроза, увеличе-	(центрофеноксин и др.)
		ние числа мутаций в хро-	Стимуляция клеточного
		мосомах, психические	самообновления при
		блоки и проблемы.	регенерации и пр.
2	Снижение	Уменьшение количества:	Механические протезы.
	количества	нервных клеток; альвеол в	Тканевая и органная
	необновляе-	легких; нефронов в поч-	инженерия (пересадки,
	мых элемен-	ках; зубов; клеток –	подсадки и пр.). Стимуля-
	тов органи-	рецепторов слуха и	ция регенерации тканей.
	зма	зрения; яйцеклеток;	Заместительная терапия.
		стволовых клеток;	Стимуляция оставшихся
		снижение объема	структур.
		функций организма.
3	Изменение	Истощение и нарушение	Заместительная терапия
	программ	программ роста и разви-	(фито-гормоны, СТГ, по-
	роста и	тия, прекращение роста	ловые и др. гормоны).
	развития	(гормон роста), климакс	Стимуляция клеточного
	организма	(половые гормоны), сни-	самообновления факторами
		жение иммунитета (гор-	крови, стволовыми клетка-
		моны тимуса), дезадап-	ми, клеточная инженерия .
		тация (гормоны надпоче-	Иммуностимуляция (гор-
		чников), дисфункция др.	моны тимуса, трансфер-
		гормонов (ДГЭА, инсу-	фактор и ряд других
		лин, мелатонин, тироксин,	средств). Анти-стрессорные
		эпифизарные гормоны).	средства. Активация гипо-
			таламуса и гипофиза и пр.
		74

3.4. Системный подход к диагностике старения

3.4.1. Фундаментальные основы диагностики старения

В наиболее общем, фундаментальном, виде определение старения как глобального явления известно давно – необходимым и достаточным для сущностного определения старения является его определе-

ние как закономерного возрастного снижения жизнеспособности):

снижение функциональных возможностей и способностей к адаптации, а также в повышение вероятности заболеваний и смерти от самых различных причин.

Общей причиной старения биосистем является дискретность форм существования современных организмов на Земле – принципиальная ограниченность от внешней среды как форма существования организмов, что необходимо и достаточно для проявлений механизмов нарастания энтропии в любой системе. Возможны методы диагностики старения, основанные на учете уровня энтропии системы.

Метод кристаллизации биологических жидкостей Шабалина и Шатохиной показал высокую чувствительность к различным нарушениям внутреннего состояния организма, а также корреляцию с возрастом. Высыхающая капля сыворотки крови образует единую четкую структуру для молодого здорового организма, которая нарушается, с образованием лакун и вкраплений, при нарушениях внутренней среды (Фото 1).

Фото 1 . Кристаллизация капли сыворотки крови молодого (слева) и старого доноров (по Шабалину, Шатохиной, 2000)

Это одна из наглядных иллюстраций представлений о связи старения с нарушением порядка (нарастанием энтропии) как главной причины старения: кристалл является символом наивысшего порядка,

75

нарушение кристаллизации вплоть до аморфного состояния – отражение нарастания энтропийных процессов.

Корреляционные связи между различными функциями являются тем, что соединяет различные части (органы, ткани, функциональные системы) в единый организм, реагирующий целостным образом на все изменения внешней и внутренней среды (Схема 1).

Схема 1 . Изменение корреляций между маркерами биовозраста для различных возрастных групп (собственные данные)

Обозначения: СПВ-скорость пульсовой волны (эластического и мышечного типов), СП – слуховой порог, ТВ – тест Векслера, СБ – статический баланс, Аккомод. – аккомодация, ЗВыд. – время задержки выдоха, ЖЕЛ – жизненная емкость легких.

С возрастом изменяется количество корреляционных связей и само их. Изменяется их сила и в ряде случаев положительные корреляции изменяются на отрицательные и наоборот. Все это указывает на значимое изменение регуляторных влияний с возрастом. В целом, количество корреляций значительно снижается у пожилых, что отражает по существу увеличение энтропии – распад единого целого.

76

3.4.2. Интегральная диагностика старения организма

Одним из методов оценки старения является изучение старения групп организмов, коллективов и всего человечества в целом – количественна оценка старения при работе с популяциями, что важно как в эксперименте, так и при оценке влияния различных геропрофилактических средств на группы использующих их лиц. Первая обоснованная и четкая математическая модель старения была создана около 200 лет тому назад Б.Гомперцом (1825) и до настоящего времени остается наилучшей, используемой в популяционной геронтологии. Она основывается на понятии общей жизнеспособности и обратной ей величине – смертности, что подробно было освещено выше. Определение параметров формулы Гомперца лежит в основе популяционной геронтологии, а также позволяет анализировать процессы старения тех или иных организмов.

Так, старение дрозофил идет по закону Гомперца, что хорошо соответствует представлениям о их структуре – постматотические организмы не имеют механизмов самообновления на уровне клеток и выше, поэтому их механизмы стохастического повреждения структурных элементов тела являются критическими в их старении.

С другой стороны, показано демографически, что различные кривые Гомперца с различным наклоном (различным темпом старения) имеют разные начальные уровни старения, но все они имеют пересечение в области 92 лет. Можно полагать, что жизненный ресурс человека как вида достаточно ограничен, но может реализовываться поразному – высокий фоновый уровень старения, но низкий темп, и низкий уровень фонового старения, но высокий темп старения. Точка пересечения в области 92 лет как раз и называют максимальной или видовой продолжительностью жизни (одинакова для мужчин и женщин).

Популяционные исследования показали также, например, высокий уровень смертности для мужчин Финляндии, что было связано с низким уровнем селена в диете и могло быть скомпесировано биодобавками.

77

3.4.3. Индивидуальна диагностика старения – биовозраст

Для целей практической геронтологии и новой научно-практичес- кой отрасли – анти-возрастной медицины, однако, важнее является на практике количественное определение индивидуального старения и его особенностей, для чего используется обычно понятие биологического возраста БВ), которое также основывается на представлениях о снижении жизнеспособности с возрастом, однако, уже не через показатели смертности, а непосредственно: жизнеспособность целого организма рассматривается как сумма, интеграл жизнеспособности его частей – функциональной способности органов и систем.

Выделяют также: Календарный возраст (КВ) – отражает старение организма и его систем в среднем для популяции, дает стандартные средние вероятности смерти и ожидаемой продолжительности жизни (ОПЖ); Функциональный возраст (ФВ) – отражает возрастную динамику физиологических функций и функциональных резервов, он может заметно уменьшаться в результате тренировки; Патологический возраст (ПВ) – это отражение интенсивности болезней и предболезней, влияющих на ОПЖ; Психологический возраст (ПсВ) – показатели, характеризующие возрастные изменения психики, что важно для человека даже в большей мере, чем физиологические изменения.

В дополнение к показателям биовозраста для прогноза витальной траектории (прогноза ОПЖ и зависящего от возраста уровня здоровья) важно также определять факторы риска (ФР) – наследственные и приобретенные; и факторы долголетия (ФД) – генетические и внешне-средовые факторы, обычно устанавливаются из анамнеза.

Профиль старения определяется по соотношению темпов старения различных органов и систем, стареющих неравномерно. Обычно описывают профиль старения по показателям сердечно-сосу- дистой, дыхательной, мышечной, нервно-психической и анализаторной систем. Стандартами для количественной характеристики старения являются средние для человека темпы старения органов и систем.

Биологический возраст – это показатель уровня развития, изменения или износа структуры или функции элемента организма, функциональной системы или организма в целом, выраженный в единицах времени, путем соотнесения значений определяющих эти процессы биомаркеров старения с эталонными среднестатистическими зависимостями изменений этих биомаркеров от календарного возраста.

78

Различают методы диагностики БВ: фундаментальные и прикладные, интегральные и парциальны, структурированные и унитарные, по статистическим методам: регрессионные, дискриминантные, кластерные, факторные и руд других. Унитарные методы позволяют оценить степень постарения индивидуума с помощью одной величины – собственно БВ, структурированные дают несколько значений, отражающих разные стороны процесса старения организма; интегральные модели БВ позволяют оценить старение различных физиологических систем в их единстве, парциальный БВ оценивает старение каждой отдельной системы организма.

На БВ влияют процессы роста и развития, есть особенности его определения у детей и взрослых. Используют показатели БВ для оценки старения населения различных регионов, в спортивной медицине для оценки развития школьников и дифференцированного подхода к физическому воспитанию и как показатель адаптации студентов к обучению, как показатель эффективности тренировок в пожилом возрасте, для оценки качества жизни в разных возрастах и др. БВ используется для оценки здоровья населения, в том числе в профпатологии, что делает необходимым изучение показателя БВ студентами-медиками.

Показано влияние на БВ различных заболеваний: хронической сердечной недостаточности, метаболического синдрома, цереброваскулярных заболеваний, вибрационной болезни, а также полиморбидности в целом; на БВ влияют стресс при военных действиях и радиоактивное облучение в районах экологических техногенных катастроф. Известно влияние на БВ крыс продолжительности светового дня. Показатель БВ подвержен влиянию различных лечебных воздействий: трансфер фактора (Чижов и др., 2013), анестетиков, мезотерапии, низкочастотного магнитного поля, процессов неспецифической адаптации и др. Важность использования БВ в клинической практике связана прежде всего с развитием профилактического направления в современной медицине.

Метод определения БВ предлагается как альтернатива методу исследования выживания популяции.

Для определения биологического возраста человека различными группами отечественных и зарубежных исследователей предложены различные наборы:

1. Показатели внешних проявлений старения: поседение волос (баллы); облысение (баллы);

79

2.Морфологические показатели: вес; рост; рост сидя; ширина носа; длина уха; ширина плеч; толщина живота; толщина складки кожи (плечо).

3.Физиологические функции в покое: аудиометрия – верхняя частотная граница слышимости (кГц); аудиометрия – порог слышимости (в дБ) на частоте обычно 4 кГц; острота зрения; расстояние ближней точки зрения; сила кисти доминирующей руки; ЧСС в покое; систолическое, пульсовое и диастолическое артериальное давление; давление кислорода артериальное; ЖЕЛ и др.

4.Психологические и нервно-психические показатели: статическая балансировка на левой ноге (сек); тест распознавания картинок; категориальный картиночный тест (время и число ошибок); символьный тест Векслера; тест на концентрацию внимания по Bourdon; тест на скорость движения пальцев (скорость закрашивания 10 кружков); время реакции выбора (из 4 рисунков); точность рук (№ кружка из суживающегося ряда с точным попаданием); тест постукивания; световая экстинкция (сек); координационная проба рука-глаз; цветовой тест; тест на концентрацию внимания Ландольта; тест концентрации внимания в лабиринте; время звуковой реакции (мСек); время световой реакции (мСек); вибрационная чувствительность.

5.Нагрузочные тесты: максимальная эргометрия (ватт); скорость выполнения физических упражнений; ЧД при физической нагрузке; ЧСС (через 30 сек, 1, 2, 3, 4 мин после физических упражнений); отношение ЧСС при стандартных нагрузках к ЧСС в покое; максимальное систолическое давление (при физических упражнениях); максимальное поглощение кислорода (при велоэргометрии); форсированный экспираторный объем; форсированная ЖЕЛ; экскреция фенолсульфонфталеина за 15 мин; клиренс креатинина; темновая адаптация (сек); сахарная нагрузка; кислородный обмен.

6.Биохимические и клинические показатели: число эритроцитов

игемоглобин; СОЭ; общий белок; азот мочевины крови; щелочная фосфатаза крови; холестерол крови; кальций крови; альбумин крови; глуПВК-трансаминаза; соотношение альбумин/глобулин крови; глутОксалацетат трансферраза; фибриноген крови; триглицериды крови; фосфолипиды крови; креатинин крови; мочевая кислота крови; кариесный зубной индекс.

Все перечисленные показатели, как и ряд иных, практически в произвольных сочетаниях используются теми или иными школами по определению БВ. Число используемых показателей также значительно варьирует: от 37 для Лейпцигского Университета до 3 в некоторых

80