Процессы старения и их физиология

С возрастом потенциальные защитные силы организма, его иммунная система постепенно ослабевают. Нейромедиаторы, как и многие другие факторы, регулирующие работу иммунной системы в организме, отвечающие за производство лимфоцитов, а также их рецепторов, взаимодействие и участие фагоцитирующих клеток в иммунной реакции, претерпевают характерные, связанные с возрастом, изменения.

В ходе новейших исследований было установлено, что с возрастом выработка организмом, например, интерлейкинов может разбалансироваться. В данном случае мы говорим скорее о нарушении функции или о дисбалансе иммунной системы, которые приводят к ослаблению защитных свойств организма и к различным заболеваниям.

Со времени выхода в свет работ Алексиса Каррела (Alexis Carrel) из Рокфеллеровского института в Нью-Йорке (Нобелевская премия в области медицины за 1912 г.) стало известно, что клетки органов высших животных могут быть взяты из организма и выращены в специальной питательной среде. Однако Л.Хэйфлик (L.Hayflick) и П.С. Мурхед (P.S.Moorhead) из Филадельфии в 1961 году показали, что клетки высших животных, помещенные в такую среду, также подвергаются процессам старения. Они проделывали определенное количество делений за адекватные отрезки времени и затем достигали состояния дряхлости, которое характеризовалось изменением их морфологии и потерей способности к пролиферации. После работ Л.Хэйфлика не было найдено никаких средств, которые могли бы стимулировать культуру старых клеток к дальнейшему делению.

Л.Хэйфлик, таким образом, заявил, что клетки имеют запрограммированную длительность жизни. Единственный тип клеток высших животных, не отвечающий этому принципу, это злокачественные клетки, которые в подходящей среде делятся и множатся неопределенное число раз.

Современные исследования (профессор Г.Зауер (G.Sauer) и д-р Е.Амтман (E. Amtmann) из Немецкого онкологического исследовательского центра в Гейдельберге показали, что в одряхлевших фибробластных культурах, которые достигли постмитотического состояния в пробирке, реакция на факторы роста восстанавливалась после введения эмбриональной клеточной суспензии.

После того, как клетки подвергались временному воздействию суспензии, митотическая активность (деление клеток) возобновлялась, и клетки продолжали делиться в культуре. Различие между молодыми и постаревшими клетками заключается в том, что молодые клетки реагируют на факторы роста, а одряхлевшие клетки делают это, только если в питательную среду с клеточной культурой добавляются факторы стимуляции.

Можно предположить, что стволовые клетки восстанавливают реакцию одряхлевших клеток за счет обновления рецепторов для присоединения факторов роста. При таком лечении морфология и физиология старых клеток становится такой же, как и у молодых.

Таким образом, экспериментально доказано, что одряхлевшие клетки могут приобрести характеристики «более молодых клеток» с помощью активных веществ, стимулирующих рост, вырабатываемых только во внутриутробной жизни.

За последние годы были изучены многие изменения физиологических параметров человека и животных, сопровождающие процесс старения.

В этой связи, американская группа ученых медиков изучала воздействие инъекций гормона роста человека (гормонов гипофиза) на характеристики организма, свойственные пожилому возрасту. Гормон роста стимулировал выработку другого фактора роста в печени, названного IGF-1. Его концентрация в крови снижается с возрастом до менее, чем 20 % от уровня более молодого организма.

Группа добровольцев в возрасте от 61 до 80 лет получала небольшие дозы гормона роста человека в течение полугода. Другая - исполняла роль контрольной группы.

В заключении авторы констатируют: «Шестимесячное воздействие приема гормона роста человека на массу истощенного тела и массу жировых тканей было эквивалентно в своей совокупности компенсации тех изменений, которые происходят в организме в течение 10-20 лет старения…»

Таким образом, старение, кроме потери стволовых клеток, по крайней мере частично, вызывается постепенным снижением (или изменением) выработки организмом гормоноподобных веществ, а также утратой их рецепторов, которые проявляют активность в молодом возрасте.

Замедлить процесс старения можно путем введения биологически активных веществ, препятствующих старению организма.

В экспериментах также было продемонстрировано, что суспензии стволовых клеток:

• восстанавливают одряхлевшие клетки, например, соединительные ткани (фибробласты), которые начинают реагировать на факторы роста, приобретая качества молодых клеток
• оказывают положительное влияние на связанные с возрастом изменения регуляторных функций иммунной системы за счет профилактики или лечения расстройства.

Серьезные заболевания, вызываемые нарушением регуляторных функций иммунной системы, такие как лимфоматоз (у мышей), могут быть предотвращены или, по крайней мере, значительно задержаны при применении клеточной суспензии стволовых клеток.

Кроме этого отмечено, что клинический эффект при введении суспензии стволовых клеток достигается также благодаря воздействию на основные источники активности в головном мозге:

• ретикуляторную формацию среднего мозга, регулирующего уровень бодрствования, и гипоталамус
• лимбическую систему, формирующую эмоциональные реакции
• кору лобной доли головного мозга и ряд подкорковых образований, определяющих направленность поведения и уровень двигательной активности
• восстановление баланса восходящих и нисходящих активирующих и дезактивирующих влияний мозгового ствола.

В заключение можно отметить, что старение связано с изменениями в собственной системе контроля здоровья организма, его иммунной, гормональной и других системах (например, механизме свертываемости крови, уменьшении интенсивности и качестве деления стволовых клеток и т.д.), работа которых рано или поздно нарушается, что приводит ко многим связанным с возрастом заболеваниям.

Сегодня достоверно установлено, что существует возможность противодействовать таким изменениям с помощью тканевой и клеточной терапии.