Михаил Виленчик - Биологические основы старения и долголетия

Кроме дегенерации клеток, в гиппокампе обнаруживают определенные скопления дегенерирующих нервных волокон ("бляшек"). В развитии таких микроскопических изменений существенное значение имеют, вероятно, перекиси липидов. Эти вещества могут образовывать поперечные связи в белках нейрофиламентов и участвуют в образовании липофусцина (см. главу III).

К основным признакам старения тканей центральной нервной системы, выявляемым с помощью электронного микроскопа, также можно отнести гибель нейронов, увеличение количества вакуолей и накопление гранул липофусцина в нейронах и клетках глии, изменение нейрофибрилл.

Сходные изменения наблюдали и при синдроме Дауна, к числу симптомов которого относят и признаки преждевременного старения. Но болезнь Дауна это не только преждевременное старение, но и синдром, при котором увеличена нестабильность хромосом и нарушена репарация ДНК. В частности, поэтому сходство внутриклеточных изменений, наблюдаемых при обоих заболеваниях (Дауна и Альцгеймера), состоит в том, что в обоих случаях значительно увеличена чувствительность клеток к рентгеновскому излучению (по сравнению с чувствительностью таких же клеток, полученных от здоровых людей). А радиочувствительность клеток зависит от их способности осуществлять репарацию повреждений ДНК.

Все это наводит на мысль: не связано ли развитие болезни Альцгеймера с нарушением репарации и накоплением повреждений ДНК? Вот факты, подтверждающие правомерность этого вопроса. Повреждения ДНК, индуцированные химическим мутагеном в ДНК фибробластов, полученных от четырех людей, страдающих болезнью Альцгеймера, репарировались гораздо медленнее, чем в аналогичных клетках здоровых людей. Следовательно, способность к репарации ДНК действительно нарушена в клетках людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

Джеймс Ли и Эдвард Каминскас из отдела медицины центра по реабилитации старых людей в Хабре (Израиль), проведшие такое исследование в 1985 году, подчеркивают, что они наблюдали больных, в семьях которых частота болезни была резко увеличена. Это означает, что развитие болезни было связано с наследственными изменениями. Но нарушение репарации ДНК также во всех до сих пор исследованных многочисленных случаях обусловлено наследственными изменениями. Следовательно, если репарация ДНК была нарушена в фибробластах исследованных больных, то она была нарушена и в нервных клетках этих больных. Поэтому есть основания согласиться с предположением Джеймса Ли и Эдварда Каминскаса, что обнаруженные ими изменения репарации ДНК имеют прямое отношение к патогенезу болезни Альцгеймера. (О том, почему нарушение репарации ДНК может уменьшать жизнеспособность нервных клеток, рассказывалось в предыдущих главах.)

Вот факты, которые тоже служат доказательством этого заключения, а также логически связанного с ним предположения о том, что нарушение репарации ДНК может быть причиной не только старения, но и развития болезней центральной нервной системы или отдельных симптомов ее дегенерации.

В последние годы была исследована способность к репарации ДНК фибробластов кожи и лимфоцитов периферической крови людей, страдающих болезнями, в патогенезе которых наследственные изменения имеют лишь косвенное значение. Точнее, такие изменения лишь предрасполагают к развитию этих болезней, но не являются их причиной. К числу таких болезней, кроме болезни Альцгеймера, можно отнести хорею Геттингтона, боковой амиотрофический склероз, болезнь Паркинсона.

Все эти заболевания составляют группу нейрологических, или нейродегенеративных, поскольку в их основе лежит разрушение нервных клеток и тканей центральной нервной системы. И еще одно свойство объединяет все эти болезни. Как правило, они развиваются у пожилых и старых людей. Есть также основания полагать, что дегенеративные изменения, наблюдаемые при этих болезнях, могут развиваться и при нормальном, физиологическом старении, но в более позднем возрасте. Следовательно, мы видим новое доказательство того, что снижение способности к репарации ДНК нарушает надежность существования клеток (особенно нервных) и ускоряет процесс старения организма в целом.

Одним из ранних симптомов у некоторых больных пигментной ксеродермой, при которой нарушена репарация ДНК, является развитие дегенеративных процессов в центральной нервной системе и обусловленное этими процессами нарушение ее функции. Признаки нейродегенерации у одних пациентов развиваются раньше, у других — позднее. Так вот, клетки, полученные из кожи 1-й группы, оказываются более чувствительны к летальному действию УФ-излучения по сравнению с аналогичными клетками больных 2-й группы. Но увеличение чувствительности к УФ-излучению клеток больных пигментной ксеродермой определяется тяжестью нарушения репарации ДНК. Следовательно, такое нарушение находится в прямой корреляции с тяжестью нейродегенеративных процессов.

Далее, клетки больных, страдающих другой наследственной болезнью — синдромом Кокейна с поражением нервной системы (демиелинизирующее заболевание), тоже обладают увеличенной чувствительностью к УФ-облучению. А клетки больных атаксией телангиэктазией, у которых также обнаруживают ранние симптомы нейродегенерации, обладают увеличенной чувствительностью к другому виду излучения, повреждающему ДНК, — рентгеновскому. Кроме того, к такому облучению высокочувствительны и клетки людей, страдающих следующими болезнями, при которых основные симптомы определяются дегенеративными процессами в центральной нервной системе: синдром Геттингтона, болезнь Паркинсона, атаксия Фридриха, боковой амиотрофический склероз и некоторые другие. Сходная закономерность просматривается и в отношении хронических мышечных заболеваний: мышечной дистрофии Душенна, при которой наблюдается мышечная дегенерация, и других синдромах.

Вероятно (хотя это пока не доказано), если не при всех, то по крайней мере при ряде этих заболеваний гибель клеток возбудимых тканей, в том числе клеток центральной нервной системы, определяется той же причиной, что и повышение их радиочувствительности, т. е. нарушением репарации ДНК и(или) усилением повреждения ДНК этих клеток такими генотоксическими агентами, как , ОН·, Н 2О 2, перекиси липидов, которые имеют значение как в спонтанном, так и в радиационном повреждении ДНК.

Кстати, независимо от молекулярных механизмов увеличения радиочувствительности клеток рассматриваемых больных приведенная закономерность может стать основой для использования метода культивирования клеток и исследования их радиочувствительности с целью ранней диагностики дегенеративных процессов, особенно если они являются симптомом наследственного заболевания. Ведь определение радиочувствительности клеток крови или фибробластов кожи относительно простой, а главное — не приносящий пациенту какого-либо вреда прием.