Старение и увеличение продолжительности жизни - Фролькис Владимир Вениаминович - Страница 32

32

Гипоталамус — чрезвычайно сложная структура мозга, и на современном этапе знаний следует стремиться связать те или иные сдвиги с отдельными ядрами гипоталамуса. Кроме того, нельзя забывать и о возможной роли в возникновении многих клинических нарушений, "числящихся" за гипоталамусом, других структур лимбической системы. Отсюда вывод: необходимо прямое экспериментальное изучение возрастных изменений структур гипоталамуса.

С этой целью в работах нашего коллектива были использованы методы стимуляции отделов гипоталамуса, введения в них физиологически активных веществ, регистрации электрической активности структур гипоталамуса, определения в нем ряда обменных процессов и др. Все это позволило выявить особенности старения гипоталамуса. Оказалось, что возбудимость различных отделов гипоталамуса с возрастом изменяется неодинаково. Возбудимость заднего и переднего гипоталамуса растет, среднего падает. При этом как бы выравнивается возбудимость различных ядер. О неравномерных изменениях свидетельствуют различия в структуре отдельных ядер гипоталамуса при старении. В одних ядрах количество нервных клеток к старости существенно падает, в других не изменяется. Чрезвычайно важно, что любая системная реакция осуществляется обычно при участии не одного ядра гипоталамуса, а как минимум нескольких. Отсюда первый вывод: из-за разнонаправленных изменений функции отдельных ядер гипоталамуса наступает его разрегулирование и в результате этого нарушение приспособительных реакций организма.

Важную информацию можно получить при подробном анализе возрастных особенностей сдвигов, вызываемых при стимуляции гипоталамуса. Так, известно, что раздражение разных структур гипоталамуса ведет к изменению артериального давления. Оказалось, что одна и та же реакция — рост артериального давления — может возникать у животных разного возраста за счет неодинакового соотношения работы сердца и тонуса сосудов. У старых животных стимуляция гипоталамуса чаще ведет к росту сердечного выброса, чем у взрослых. Отсюда второй вывод: при старении качественно изменяются реакции, вызываемые гипоталамусом. Эти качественные особенности гипоталамической регуляции определяют важные механизмы старения организма.

Ядра гипоталамуса высокочувствительны к ряду физиологически активных веществ — к гормонам, медиаторам. Благодаря этому достигается обратная связь (отрицательная или положительная) в системе нейрогормональной регуляции — сдвиги концентрации гормона в крови активируют или подавляют активность соответствующих гипоталамических ядер. В результате этого адаптивно изменяются влияния гипоталамуса на состояние эндокринных желез. В. В. Безруков и Р. П. Белоног показали, что у старых кроликов и людей меньшие количества гормонов (адреналина, инсулина, половых гормонов) вызывают изменения электрической активности. По данным В. М. Дильмана, в процессе старения снижается чувствительность гипоталамуса к ряду гормонов. Специальный анализ показал, что чувствительность одного и того же ядра гипоталамуса к разным гормонам и разных ядер к одному гормону может изменяться неодинаково. Более того, в старости извращается реакция гипоталамуса на гормональные воздействия. В. Н. Никитин показал, что гормон коры надпочечников — кортикостерон — в старости может не угнетать выделение адренокортикотропного гормона (АКТГ), стимулирующего эту железу, а усиливать его образование. Отсюда третий вывод: при старении развивается гипоталамическая дезинформация. Из-за изменения чувствительности гипоталамус получает неверную информацию о состоянии внутренней среды организма, что ведет к нарушению гипоталамической регуляции.

Часто возникают ситуации, требующие напряженной деятельности гипоталамуса. Это возникает при повторных стрессах, эмоциональных перенапряжениях и др. В опытах напряженную деятельность гипоталамуса можно вызвать длительным раздражением его структур электрическим током. У старых животных при этом возникают более грубые нарушения. В деятельности сердечно-сосудистой системы развивается артериальная гипертония, возникают инфаркты миокарда (рис. 23). Отсюда четвертый вывод: при старении снижается надежность гипоталамической регуляции.

Рис. 23. Влияние повторного раздражения гипоталамуса на уровень артериального давления у взрослых (1) и старых (2) кроликов

Гипоталамус множеством нервных путей связан с другими отделами мозга. Это как бы выходные ворота для поступления регуляторных влияний с мозга на эндокринную систему и вегетативную нервную систему. В нашем коллективе показано, что при старении изменяются влияния с коры головного мозга, с ряда образований лимбической системы на гипоталамус. Отсюда пятый вывод: возрастные изменения гипоталамической регуляции в ряде ситуаций могут быть связаны не с изменением в самом гипоталамусе, а в других структурах мозга, реализующих свое влияние через гипоталамус.

Итак, возникающие с возрастом адаптационно-регуляторные сдвиги, способствующие сохранению гомеостазиса, процессы витаукта связаны с возрастной динамикой лимбической системы гипоталамуса. Однако, когда в гипоталамусе нарастают возрастные сдвиги, это становится важным механизмом старения всего организма.

Нейронный транспорт веществ

Бернард Шоу писал: "Если в поисках истины исследователь будет все более и более дробить изучаемое явление, то он рискует узнать все… ни о чем" (Поли. собр. соч. М, 1980. Т. 6. С. 117). Это предупреждение важно и для современного биолога; каким бы он ни был — "молекулярным" или "клеточным" — он все равно должен оставаться биологом, т. е. представлять себе общий биологический смысл изучаемого явления, не терять из виду соотношение частного и общего. Вот почему наряду с изучением глубинных механизмов старения так необходима общая характеристика его течения. Для такого подхода важно представление о трофике, о ее нервной регуляции — учении, выдвинутом и разработанном классиками отечественной физиологии И. П. Павловым, Л. А. Орбели, Г. В. Фольбортом, А. Д. Сперанским.

И. П. Павлов подчеркивал, что каждый орган находится под тройным контролем: функциональных нервов, вызывающих или прекращающих деятельность органа; сосудистых нервов, регулирующих тонус сосудов; трофических нервов, оказывающих влияние на обменные процессы в тканях. Трофические процессы — это весь комплекс явлений в тканях, определяющий ее структуру и функцию, это прежде всего пластическое обеспечение функции.

Существуют две группы фактов, сопоставление которых должно было бы привести к закономерному выводу: в механизме старения клеток и тканей важное значение имеют возрастные изменения регуляции их трофики. С одной стороны, имеются клинические наблюдения о множественных, легко заметных трофических нарушениях при старении (выпадение волос, зубов, сухость кожи, трофические язвы и др.). С другой стороны, экспериментальные факты, свидетельствующие о том, что при нарушении трофической иннервации возникают изменения, во многом напоминающие сдвиги при старении организма.

Большим комплексом работ нашего коллектива было доказано, что важнейшим механизмом старения является ослабление нервного контроля над деятельностью тканей. Есть два типа нервных влияний — срочных, осуществляемых в доли секунды, и медленных, осуществляемых благодаря так называемому аксонному транспорту веществ. Оба типа изменяются при старении, и ряд нарушений в органах — последствие изменения нервно-трофического контроля.

Аксон — отросток нервной клетки. По нему движутся вещества от тела нервной клетки к нервным окончаниям, и наоборот — от нервных окончаний к телу нервной клетки. Это и есть аксонный транспорт веществ. Скорость движения различных веществ неодинакова — от 4 до 500 мм/сут. С аксонным транспортом движутся молекулы РНК, белка, отдельные органоиды клетки, везикулы, заполненные медиатором и др.